Monitor od środka

Jest duży, czasem niezgrabny, kosztuje niemało. Monitor. Stanowi nieodłączny element składowy każdego stanowiska komputerowego. Stosowane w nich rozwiązania techniczne są coraz bardziej skomplikowane. Wyjaśniamy zasady działania monitorów kineskopowych (CRT) i monitorów płaskich (LCD).

Jest duży, czasem niezgrabny, kosztuje niemało. Monitor. Stanowi nieodłączny element składowy każdego stanowiska komputerowego. Stosowane w nich rozwiązania techniczne są coraz bardziej skomplikowane. Wyjaśniamy zasady działania monitorów kineskopowych (CRT) i monitorów płaskich (LCD).

Cofnijmy się do początku lat osiemdziesiątych, do chłodnych czasów po stanie wojennym, do pierwszych teledysków, do muzyki New Romantic, programów stereofonicznych i pierwszych komputerów "osobistych" (czy raczej "domowych"), które były pozbawione monitorów. W tych dziwnych czasach można było - dzięki cioci w Ameryce lub pierwszym giełdom komputerowym - stać się szczęśliwym posiadaczem komputera ZX81, ZX Spectrum, Commodore lub Atari. Były to ośmiobitowe maszynki, do których monitor nie był potrzebny. Podłączało się je do gniazda antenowego telewizora.

Oczywiście poważne komputery (nie domowe) były wyposażane w monitory, ale monochromatyczny (zielony lub bursztynowy) kosztował wówczas z grubsza 200 dolarów, a kolorowy ponad 700. I teraz takie ceny wydają się niemałe, a w tamtych czasach... Monitory stanowiły bez wątpienia dobra luksusowe, choć nie były wcale wygodne. Mimo że pierwsze monitory, z jakimi się stykaliśmy, miały kineskopy z grubego, zbrojonego szkła, były okrągłe jak akwarium ze złotą rybką (na przykład na Targach Poznańskich), to powodowały dreszcz ekscytacji.

Postępy w monitorologii

Jak działa monitor

Jak działa monitor

Rozwój monitorów kineskopowych lub monitorów CRT (ang. cathode ray tube) trwa stosunkowo krótko. Odkąd powstały - a było to u schyłku XX wieku - w formie zmieniły się nieznacznie. Jednak w treści postępy są poważne: udoskonalono technologię generowania obrazu, dzięki której można wyprodukować większe ekrany, o większej rozdzielczości i bardziej płaskie - a wszystko to przy ciągle spadających cenach.

Monitory oparte na tranzystorach cienkowarstwowych lub monitory TFT (ang. thin film transistor), czyli te wykorzystywane w notebookach i coraz bardziej popularnych płaskich wyświetlaczach coraz częściej stają w szranki z monitorami CRT. Ich główną zaletą jest to, że zajmują mało miejsca. Stopniowo więc zastępują monitory tradycyjne, szczególnie tam, gdzie miejsce jest bezcenne, a koszt nie gra roli, czyli na przykład na parkietach giełd.

Zanim jednak szczegółowo zajmiemy się najnowszymi osiągnięciami techniki, garść informacji na temat parametrów fundamentalnych do wszystkich typów monitorów: rozdzielczości, częstotliwości odświeżania i koloru.

Jak działa monitor

Działo katodowe w kineskopie wyrzuca elektrony, które, odchylone w polu elektromagnetycznym, bombardują fosforyzujące plamki zawierające triady barw. Tor lotu elektronów jest zaburzany przez cewki elektromagnetyczne, które odchylają go pod odpowiednim kątem w lewo, w prawo, w górę lub w dół, tak aby strumień elektronów uderzał w odpowiednie miejsce na ekranie. Cewki odchylające, zbudowane z pasm materiału elektromagnetycznego ułożonych w odpowiedni wzór, pod wpływem sygnału elektrycznego o odpowiednim przebiegu czasowym kierują początkowo strumień elektronów od lewego górnego rogu ekranu poziomo do prawego końca pierwszego wiersza. Potem następuje wygaszanie strumienia i wiązka (w danej chwili nieobecna) wraca do lewego końca, ale o jeden rząd plamek niżej, skąd znów jest przenoszona do prawego końca. W ten sposób omiatany jest cały ekran z lewej na prawą stronę i z góry na dół. Kiedy wiązka znajdzie się w prawym dolnym rogu, znów następuje wygaszanie i powrót do punktu wyjścia. Operacja jest powtarzana tyle razy w ciągu sekundy, aby oko ludzkie widziało stabilny obraz.

Rozdzielczość i częstotliwość odświeżania

Rozdzielczość monitora to maksymalna liczba pikseli, jaką może on wyświetlić w jednym wierszu i jednej kolumnie. Piksel to trzy punkty świetlne: czerwony, zielony i niebieski (RGB). Im większa rozdzielczość, tym więcej obrazu można zmieścić na ekranie i tym mniejsze stają się poszczególne obiekty (jeśli składają się z takiej samej liczby pikseli).

Wysoka częstotliwość odświeżania to podstawa. Bez niej po każdym skorzystaniu z monitora bolałaby nas głowa. Częstotliwość tę definiuje się jako liczbę odświeżeń ekranu w ciągu jednej sekundy. Kineskop ma taką właściwość, że każda jego plamka gaśnie stosunkowo szybko po podświetleniu strumieniem elektronów, dlatego trzeba ją szybko ponownie zapalać. Monitor kineskopowy wymaga przynajmniej 75 odświeżeń na sekundę, czyli częstotliwości 75 Hz. Wyświetlacze LCD mają większą bezwładność, dlatego wystarczy je odświeżać z częstotliwością 60 Hz.

Kolor zapisany w liczbie

We wszystkich monitorach kolory budowane są na podstawie trzech składowych: czerwonego, zielonego i niebieskiego. Dozując je w odpowiednich proporcjach (poprzez sterowanie ich jaskrawością), można wygenerować miliony kolorów.

Aby monitor był w stanie zapewnić reprezentację dla milionów kolorów, musi oferować możliwość wyświetlania w każdym pikselu po 256 odcieni trzech kolorów składowych. Kolor stanowi o istocie dobrego monitora. Jak jest on uzyskiwany w różnych typach urządzeń wyświetlających?


Zobacz również