По способу отображения цвета мониторы для пк принято разделять на
Мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ): основные принципы работы, типы ЭЛТ, конструкция, технические характеристики мониторов. Стандарты ТСО. Обзор основных моделей.
Жидкокристаллические мониторы. Принцип действия и технологии ЖК-монитора. Контроллер ЖК-экрана. Технические характеристики ЖК-мониторов. Сравнительный анализ ЖК-мониторов и мониторов на основе ЭЛТ. Обзор основных моделей.
Плоскопанельные мониторы: плазменные дисплеи, электролюминесцентные мониторы, мониторы электростатической эмиссии, органические светодиодные мониторы. Принцип действия, основные преимущества и недостатки.
Видеоадаптеры: назначение, функции и типы. Режимы работы и характеристики видеоадаптеров, их основные компоненты и характеристики. Выбор видеоадаптера.
Устройства захвата и ввода-вывода видеосигнала: основные компоненты и характеристики. Линейный и нелинейный монтаж: функции, средства сжатия. Интерфейс DirectX. Программное обеспечение аппаратных средств ввода-вывода видеосигнала.
Мультимедийные проекторы: принцип действия и классификация. Принципиальные схемы TFT-проекторов, полисиликоновых проекторов, D-ILA, DMD/DLP-проекторов. Их достоинства и недостатки. Принцип действия 3D-проекторов. Основные характеристики мультимедийных проекторов.
Тест 4. « Мониторы»
Вариант 1.
1. По принципу действия мониторы для ПК принято разделять на:
А) плоскопанельные и кинескопные; Б) аналоговые и цифровые;
В) растровые и векторные; Г) цветные и монохромные.
2. Какие из характеристик не относятся к ЖК-мониторам:
А) размер экрана; Б) защитный экран; В) покрытие экрана;
Г) разрешающая способность; Д) муар.
3. Какого предела не должна превышать потребляемая мощность для цветных мониторов:
А) 40 Вт; Б) 60 Вт; В) 70 Вт; Г) 90 Вт.
4. Ландшафтную (пейзажную) и портретную ориентацию могут иметь:
А) ЭЛТ- мониторы; Б) ЖК-мониторы ; В) ЖК- экраны ноутбука.
5. Расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске монитора - это:
А) разрешающая способность монитора; Б) диагональ экрана;
В) размер зерна экрана.
6. От чего зависит срок службы монитора в большей мере:
A) от температуры его нагрева при работе;
В) от количества времени работы без перерыва;
Б) от механических воздействий;
Г) не зависит ни от чего, а соответствует гарантийному сроку.
7. В соответствии с нормами ТСО-99 минимальная частота регенерации монитора должна составлять:
А) не менее 60Гц; Б) 85 Гц; В) 90 Гц; Г) 100 Гц.
8. По принципу использования видеосигналов мониторы принято разделять на:
А) плоскопанельные и кинескопные; Б) растровые и векторные;
В) цветные и монохромные; Г) аналоговые и цифровые.
9. Какие показатели ЖК-монитров позволила улучшить технология TFT (тонкопленочный транзистор):
А) яркость; Б) цветопередача; В) угол зрения; Г) контрастность; Д) срок службы.
10. Для чего используется кварцевое покрытие мониторов:
А) для придания антибликовых и антистатических свойств;
Б) для защиты от широкого диапазона излучений;
В) для защиты от механических воздействий.
Вариант 2.
1. По способу отображения цвета мониторы для ПК принято разделять на:
А) плоскопанельные и кинескопные; Б) аналоговые и цифровые;
В) растровые и векторные; Г) цветные и монохромные.
2. Какие из характеристик относятся к ЖК-мониторам:
А) размер экрана;Б) защитный экран; В) ориентация экрана;
Г) разрешающая способность; Д) муар.
3. Какого предела не должна превышать потребляемая мощность для мониторов размером 14”:
А) 40 Вт; Б) 60 Вт; В) 70 Вт; Г) 90 Вт.
4. Какую ориентацию имеют ЭЛТ-мониторы:
А) портретную; Б) пейзажную; В) портретную и пейзажную.
5. Разрешающая способность монитора - это:
А) Расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске;
Б) число элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и
В) расстояние между соседними элементами люминофора одного цвета.
6. Монитор со встроенной акустической системой называется::
A) ноутбук;Б) совместимый; В) мультимедийный; Г) проекционный.
7. В соответствии с нормами ТСО-99 комфортная для работы частота регенерации монитора должна быть:
А) не менее 60Гц; Б) 85 Гц; В) 90 Гц; Г) 100 Гц.
8. Основными недостатками плазменных дисплеев по сравнению с ЖК-мониторами
А) высокая потребляемая мощность; Б) величина поля обзора;
В) низкая разрешающая способность; Г) яркость и контрастность изображения.
9. Монохромные мониторы могут быть:
А) черно-белыми; Б) черно-голубыми; В) черно-зелеными; Г) черно-желтыми.
10. Расстояние между соседними элементами люминофора одного цвета – это:
А) разрешение монитора; Б) размер диагонали экрана; В) шаг точки (размер зерна).
Тема программы «Устройства вывода информации на печать»
Студент должен знать:
- принципы работы устройств вывода информации на печать;
- основные узлы и особенности эксплуатации печатающих устройств;
- технические характеристики печатающих устройств;
Основные дидактические единицы
Общие характеристики устройств вывода на печать. Классификация печатающих устройств.
Принтеры ударного типа: принцип действия, механические узлы, особенности работы, технические характеристики, правила эксплуатации. Основные современные модели.
Струйные принтеры: принципы работы, основные узлы, особенности работы, основные параметры, правила эксплуатации. Основные современные модели.
Лазерные принтеры: принцип действия, функциональная схема, особенности работы, основные параметры. Язык управления принтером. Правила эксплуатации. Основные современные модели.
Плоттеры: назначение, принцип действия, классификация. Конструктивные особенности и основные технические характеристики плоттеров.
Специализированные устройства печати: термические, светодиодные, сублимационные. Принцип работы, основные узлы, основные параметры.
Подключение и инсталляция печатающих устройств. Настройка параметров работы принтеров. Замена картриджей. Себестоимость печати.
Монитор, виды мониторов
Мониторы на основе ЭЛТ – наиболее распространенные устройства отображения информации. Используемая в этом типе мониторов технология была разработана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, т.е. для осциллографа.
ЭЛТ-монитор представляет собой коробку, содержащую электронно-лучевую трубку и ее источники питания. Электронно-лучевая трубка включает в себя электронную пушку, которая выстреливает пучок электронов на фосфоресцентный экран в передней части трубки (цветные мониторы содержат три электронные пушки: одну для красного, вторую для зеленого и третью для синего цвета). В отличие от телевизора, где видеосигнал, управляющий яркостью электронного пучка, является аналоговым, в мониторах ПК используются как аналоговые, так и цифровые видеосигналы. В связи с этим мониторы для ПК принято разделять на аналоговые и цифровые.
ЭЛТ-мониторы имеют следующие основные характеристики: диагональ экрана монитора, размер зерна экрана, разрешающая способность, тип электронно-лучевой трубки, потребляемая мощность монитора, покрытия экрана (антибликовое, антистатическое), защитный экран (фильтр), безопасность монитора, срок службы монитора.
Мультимедийным считается монитор со встроенной акустической системой и обеспечением реалистичности изображения на его экране, который перекрывает поле зрения оператора. Перекрытие поля зрения пользователя необходимо, чтобы исключить влияние многочисленных отвлекающих факторов окружающей обстановки, что особенно важно для пользователя при работе с игровыми приложениями. Как правило, такие мониторы отличаются зерном небольшого размера и имеют частоту строк не менее 70 кГц, что обеспечивает четкое изображение, лишенное мерцаний. Кроме того, на передней панели такого монитора должны находился регулятор громкости и гнезда для подключения стереофонических головных телефонов (наушников) и внешнего микрофона.
В мультимедийных мониторах акустические колонки устанавливаются внутри его корпуса и располагаются либо по бокам от экрана, либо под экраном. При наличии встроенной акустической системы накладываются специфические требования на форму и конструкцию корпуса монитора, поскольку он должен иметь не только хороший дизайн, но и обеспечивать необходимые резонансные свойства для получения качественного звука. Мультимедийный монитор удобен и полезен для типовых мультимедийных приложений: игр и видеоконференций.
Мониторы на основе ЭЛТ в настоящее время являются наиболее распространенными, однако они обладают рядом недостатков: значительные масса, габариты и энергопотребление; наличие тепловыделения и излучения, вредного для здоровья человека. В связи с этим на смену ЭЛТ-мониторам приходят плоскопанельные мониторы: жидкокристаллические (ЖК-мониторы), плазменные, электролюминесцентные, мониторы электростатической эмиссии, органические светодиодные мониторы.
ЖК-мониторы
ЖК-мониторы (LCD – Liquid Crystal Display) составляют основную долю рынка плоскопанельных мониторов. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня в результате прогресса в этой области начинают получать все большее распространение LCD-мониторы для настольных, компьютеров.
Основным элементом ЖК-монитора является ЖК-экран, состоящий из двух панелей, выполненных из стекла, между которыми размещен слой жидкокристаллического вещества, которое находится и жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них. Следовательно, формирование изображения в ЖК-мониторах основано на взаимосвязи между изменением электрического напряжения, приложенного к жидкокристаллическому веществу, и изменением ориентации его молекул.
Прискорбно, но неоспоримо: все мониторы изначально показывают цвет по-разному, даже два экземпляра одной модели с серийными номерами, отличающимися на единицу. И если нет возможности рвануть в магазин и сравнить нос к носу с десяток мониторов, то приходится ориентироваться на отзывы и характеристики. Вот только отзывы бывают противоречивыми (глаза у всех разные, предпочтения тоже), а характеристики могут ввести в ступор. Если с разрешением, яркостью или диагональю все понятно, то сколько бит нужно монитору? Что такое цветовой охват sRGB/NTSC и сколько процентов необходимо? Стоит ли переплачивать за монитор с сертификатом Pantone? У какой матрицы лучше цветопередача? Ломали голову над этими вопросами? Отлично, тогда ответы ждут вас в данном материале.
Зависимость цветопередачи от типа матрицы
 |
Любые разговоры об умении монитора достоверно отображать цвета стоит начинать с типов матрицы.
Большинство TN-матриц не выдерживают никакой критики, когда речь заходит об отображении цветов. Их конек ― это быстрый отклик и дешевизна.
VA-экраны можно поставить на ступеньку выше, однако точность цветопередачи у них тоже не идеальная. Впрочем, в последнее время на рынке все чаще появляются VA-мониторы для дизайнеров с хорошими углами обзора, натуральной цветопередачей и ценниками чуть ниже IPS.
IPS в этом плане лучшие: они могут похвастаться не только точной цветопередачей, но и широким динамическим диапазоном вкупе с оптимальными показателями яркости и контрастности. Все это тоже важные параметры, влияющие на восприятие цвета. Именно поэтому дизайнеры предпочитают работать именно на IPS-мониторах.
PLS ― это «продвинутая» разновидность IPS, которую развивает Samsung. На самом деле убедительных доказательств преимущества PLS перед IPS не существует, а двух на 100% идентичных мониторов с такими матрицами для сравнения лоб в лоб мы, к сожалению, не встречали.
Глубина цвета и битность монитора
 |
Для начала давайте немного разберемся с битами. Бит ― это разряд двоичного кода, который может принимать одно из двух значений, 1 или 0, да или нет. Если говорить о мониторах и пикселях, если бы это был пиксель, он был бы абсолютно черного или абсолютно белого цвета. Для описания сложного цвета это не самая полезная информация, поэтому мы можем объединить несколько бит. Каждый раз, когда мы добавляем биты, количество потенциальных комбинаций удваивается. Один бит имеет 2 возможных значения, собственно ноль и единицу. В двух бита мы можем уместить уже четыре возможных значения ― 00, 01, 10 или 11. В трех битах количество вариантов вырастает до восьми. И так далее. Итоговое количество вариантов равняется являться двойке, возведенной в степень количества бит.
Вот как черно-белый градиент будет выглядеть на разной битовой глубине
 |
 |
Изображение, выдаваемое мониторами стандартизировано в наиболее существенных его составляющих: разрешение, частота смены кадров, глубина цвета, гамма, цветовое пространство.
Для построения математической модели восприятия цвета человеком двое ученых — Джон Гилд и Дэвид Райт, независимо друг от друга, провели эксперименты на людях с нормальным зрением.
По результатам этих экспериментов в 1931 году был принят стандарт CIE XYZ, легший в основу почти всех прочих стандартов, в которых так или иначе упоминается цвет. Конечно же эта модель неидеальна.
Например, большую часть цветов этого пространства невозможно увидеть в реальности. Области, увеличенные в 10 раз для наглядности, внутри которых цвета для большинства людей неотличимы друг от друга — весьма неравномерны.
Зато эта диаграмма очень удобна для описания цветовых охватов реальных устройств. Прямая линия между двумя цветами на диаграмме показывает те цвета, которые можно получить при их смешении в разной пропорции. Достаточно знать длину волны и ширину пиков основных цветов чтобы без сложных расчетов найти координаты точки прямо на диаграмме.
Существуют альтернативные пространства, отображающие полный цветовой охват, со своими особенностями. Например, CIE Lab в котором из-за нелинейных преобразований сравнивать мониторы неудобно. Но удобно сравнивать печатающие устройства, из-за того, что цвета рассматривается относительно точки белого, которая для напечатанного изображения меняется в зависимости от освещения.
О наиболее распространенных цветовых пространствах и будет рассказано в данном материале.
Стандарты аналогового телевидения. NTSC, SAMPT-C, PAL/SECAM, REC.601
NTSC стандартом на цвет обзавелся в 1953 году. В те далекие времена телевизоры обеспечивали очень широкий цветовой охват, но используемый люминофор оставлял длинные шлейфы и не давал достаточно яркой картинки, что привело к постепенному отказу производителей от этого стандарта.
В итоге появился стандарт SAMPT-C, учитывающий реальный цвет в телевизорах, который продолжили использовать в вещании NTSC.
Этой неразберихой (использование одного названия как для стандарта цветового пространства, так и системы вещания) пользуются хитрые производители, беря для расчётов процента охвата относительно NTSC (NTSC 1953) другой стандарт цветового охвата SAMPT-C (NTSC 1976) устройство на бумаге выглядело «круче» чем на самом деле. В современности стандарт цветового охвата NTSC (1953 года) нигде кроме маркетинга не используется
Чуть позже разработали другие стандарты телевиденья PAL/SECAM, которые описываются единым стандартом REC.601. В современном цифровом мире единственное подходящее его применение — оцифровка кассет, с последующей конвертацией в другое, более подходящее, пространство.
Но есть еще кое-что. Декодеры h.264 в зависимости от размера изображения по-разному преобразуют закодированную информацию о цвете в итоговые значения RGB. В зависимости от размеров изображения иногда неверно используется стандарт REC.601 вместо REC.709. Это проводит к искажению цветов либо в красноватую, либо в желтоватую область.
sRGB, REC.709
sRGB и REC.709 появились примерно так же, как SAMPT-C — чтобы навести порядок в том хаосе, который устроили производители мониторов. И то, что он так свободно перешел на ЖК-панели, можно считать чудом — принцип получения итоговой картинки разный (разные люминофоры, фильтры и так далее). Интересная особенность стандарта — он не имеет постоянной оптоэлектронной световой характеристики(гаммы).
Изначально обратную гамму использовали для компенсации неравномерности светимости люминофора от уровня сигнала управляющего током луча кинескопа, (производителям так было проще) чтобы итоговое изображение выглядело максимально близко к оригиналу. Но современным мониторам это не так уж и необходимо — они могут работать с любой гамма-функцией.
Сейчас гамма нужна для оптимального распределения информации о цвете на числовой последовательности бит. К примеру, в стандарте вещания HDTV (REC.709) числа 0-15,236-255 нужны для синхронизации кадров хотя реально для этой цели используются только 0 и 255. Чтобы учесть потерю этой части диапазона была подобрана соответствующая гамма функция. А что будет с изображением при подаче REC.709 сигнала на sRGB-монитор видно при неправильной настройке HDMI в драйвере видеокарты.
Так вот, несмотря на то, что везде для sRGB указывается гамма 2,2, на самом деле гамма меняется от 1 до 2,4.
Синий — локальное значение гаммы sRGB, пунктир — гамма 2,2, красный — гамма sRGB.
Сделано это как раз для оптимального распределения цвета по битам с учетом отражения освещения в комнате на экране монитора.
А еще все привыкли к тому, что точка белого указывается в кельвинах (к примеру, 6500К), но и это «неправда». По стандарту белый цвет используемый в sRGB соответствует дневному белому при полуденном солнце, выглядит немного зеленее привычного 6500К и называется D65.
Пока что sRGB — это стандарт цвета для интернета. Именно в этом пространстве стоит работать создателям изображений, дизайнерам, фотографам, ориентирующимся на цифровые публикации. А вот создателям видеоконтента стоит использовать другой стандарт — REC.709, у которого, несмотря на тот же самый цветовой охват, есть отличия в уровне точек черного и белого.
Еще одна особенность sRGB — отношение производителей мониторов к этому стандарту. Даже заявляя заводскую калибровку в sRGB, по факту от стандарта может отличаться все, кроме основных цветов, что осложняет работу. Обращайте внимание на обзоры.
AdobeRGB
Adobe RGB считается стандартом в печати, из-за того, что координаты основных цветов для подобраны таким образом, чтобы точно перекрывать swopCMYK — стандарт цветового охвата для печати 4 красками. В области голубого цвета у sRGB очень большие проблемы. Даже дешевенький домашний струйный принтер дает более насыщенный голубой цвет, чем дорогущий дизайнерский монитор, поддерживающий только sRGB.
Точка белого в Adobe RGB не D65, а D50 как соответствующая белому цвету на высококачественной бумаге. Который может доставить кучу неприятностей даже в любительской печати из-за принципа своей работы. Это вещество, преобразующее ультрафиолетовую часть спектра в синий цвет, что делает желтоватую низкосортную бумагу на вид яркой и белой, а отпечатки на такой бумаге сильно меняют цвета в зависимости от источника света.
Картинка, предназначенная для sRGB с отключенным управлением цветом, на таком мониторе, будет заметно отличаться от оригинального цвета, из-за того, что зеленая компонента не только дальше от точки белого, но еще и немного сдвинута в сторону от линии «точка белого/точка зеленого».
Такое пространство не подходит для потребления контента, цвета получаются нетолько более насыщенными, но и меняют оттенки, что больше всего заметно на лицах, к цвету которых глаз более чувствителен. По той же причине создателям контента, не занимающимся печатью, такое пространство доставит больше проблем чем пользы — практически никто не увидит изображение в изначальном виде.
Чтобы использовать такой монитор как следует, к нему потребуется колориметр-спектрофотометр для точной калибровки как самого монитора, так и принтера, источники света D50 и D65 для контроля отпечатков, помещение без окон, окрашенное серой краской. И всё это для того, чтобы исключить влияние внешнего освещения на восприятие цвета. В противном случае это будет просто монитор с насыщенными зелеными и голубыми цветами.
Но все эти ухищрения недостаточны, когда дело доходит до многоцветных принтеров. Даже обычный потребительский 6-цветный принтер может выйти за пределы возможностей начальных профессиональных мониторов, поэтому превышение охвата монитора над стандартным очень даже желательно.
DCI-P3, Display-P3, P3-D65
Изначально DCI-P3 был стандартом для кинотеатров.
У оригинального стандарта яркость точки белого всего 45 нит (кд/м²) и заметен зеленоватый оттенок, а используемая гамма 2,6. Большинство мониторов даже если выкрутить яркость на минимум, всё равно будут заметно ярче чем полагается экрану в кинотеатре.
Поэтому у стандарта появились адаптации для потребительской техники — Display-P3, P3-D65, отличающиеся точкой белого, и гаммой, которую приняли за 2,2. Общего у них с изначальным стандартом — только основные цвета.
Этот стандарт планируется в качестве замены sRGB. Своим приходом в массы в скором будущем он будет обязан квантовым точкам — дешёвому люминофору позволяющим получить практически любой цвет без применения редкоземельных металлов.
Мониторов, обеспечивающих достаточный уровень покрытия будущего стандарта, становится все больше, но сейчас это вызывает некоторые сложности. Хотя браузеры и научились преобразованию цвета, для этого им требуется знать охват монитора. А Windows 10 знать не знает об этом стандарте. И если вы стали счастливым обладателем монитора с цветовым охватом отличным от sRGB, то при отсутствии настроек это может привести к искажению цветов.
В отличии от Adobe RGB у семейства P3 охват расширен не только в области зеленых, но и красных оттенков. Это приводит к чрезмерно насыщенным, «кислотным» цветам. Чтобы избежать этого достаточно скачать соответствующий профиль и назначить его по умолчанию для монитора.
К сожалению, производители и обзорщики не часто балуют профилями мониторов, а калибровка стоит денег, которые не хочется тратить. В таком случае поможет стандартный профиль, делающий просмотр интернета более приятным.
REC.2020 REC.2100
Новейший формат для цифрового телевидения — REC.2020 REC.2100. Из-за того, что используются монохромные цвета, даже квантовые точки не смогут обеспечить такого охвата, а значит бюджетных устройств с 100% покрытием в обозримом будущем не предвидится. Скорее всего это цветовое пространство ожидает судьба контейнера —цветового пространства, не соответствующего ни одному реальному устройству, но используемое для хранения информации о цвете, чтобы уже само устройство выполнило преобразования цвета в соответствии со своим возможностями. Это уже происходит на YouTube. Где для правильного отображения цвета видео в формате HDR, перед загрузкой рекомендуется конвертация именно в пространство REC.2020.
Заключение
Заводская калибровка вовсе не гарантирует, что монитор будет пригоден для работы.
Но это все настолько заморочено, что даже разработчики ПО и оборудования допускают ошибки.
Читайте также: