Как устроен элт-монитор. Crt (элт) монитор: конструкция, принцип работы, плюсы и минусы Что такое монитор на электронно лучевой трубке

ЖК мониторы появились практически в каждом компьютерном магазине, причем по приемлемой цене. Цены уменьшились примерно в два раза по сравнению с тем, что было год назад. И они продолжают свое стремительное падение. В конце 2000 года цена за ЖК монитор составляла примерно $1100, сейчас же средненький дисплей можно купить за $550. Модели начального уровня продаются даже дешевле, иногда менее $300. Некоторые модели уже преодолели нижнюю планку $250, хотя их придется поискать. Уменьшение цены – это прекрасно, но что еще больше радует, ЖК дисплеи за последний год сильно продвинулись в технологическом плане. И хотя по качеству картинки ЖК мониторы до сих пор не могут догнать ЭЛТ собратьев, данный разрыв постоянно сокращается.

Первое, и самое главное улучшение – в ЖК мониторах увеличился угол обзора. Именно угол обзора являлся самым слабым местом ЖК мониторов. В лучших моделях вертикальный угол обзора достиг значения от 90 до 160 градусов. Но здесь существует довольно много подводных камней, так что разные модели сильно отличаются по углу обзора. Что еще более важно, улучшилось и количество цветов. В 2000 году вы могли найти модели, которые способны были отображать лишь 16-битный цвет. Сейчас же практически любой ЖК монитор поддерживает 24-битный цвет. Хотя с практической точки зрения, этому 24-битному цвету еще очень далеко до ЭЛТ мониторов.

Среди улучшений не лишним будет отметить и время реакции транзисторов, сильно выросшее за год. Как объявили некоторые производители, время реакции новых мониторов в два раза быстрее предыдущего поколения. В результате еще один огромный недостаток ЖК мониторов, послесвечение, практически сошел на нет. Так что сейчас на ЖК мониторе можно вполне комфортно работать с графическими приложениями и даже играть. Кстати, мы чуть не забыли упомянуть про яркость и контрастность – они также постоянно улучшаются и приближаются к результатам ЭЛТ мониторов.

Несмотря на примерно равные цены и безупречную технологию, ЖК монитор имеет свои минусы по сравнению с ЭЛТ. Некоторые пользователи вообще никогда не купят себе ЖК монитор по многим причинам. Попытаемся выделить плюсы и минусы ЖК и ЭЛТ мониторов.

Жидкие кристаллы или электронно-лучевая трубка?

Первое преимущество ЖК монитора – вы забываете о проблемах с геометрией. В этих мониторах нет искажений, трапецеидальных дефектов и проблем с яркостью. Картинка геометрически безупречна. Дизайнеры, фанаты точной графики, без ума от таких мониторов. К сожалению, ЖК монитор имеет очень серьезные недостатки, которые заставят любого художника придерживаться старого доброго кинескопа.

Недостаток 1

Контрастность лучших ЭЛТ-мониторов составляет 700:1. Лучшие же ЖК мониторы могут похвастаться лишь 450:1. К тому же нередки модели с контрастностью 250:1 или даже 200:1. Низкая степень контрастности приводит к отображению темных оттенков как полностью черных. При этом легко теряются градации цветности картинки.

Недостаток 2

Практически все производители сообщают о поддержке 16 млн цветов. Однако матрица в большинстве из них способна отображать 260 000 цветов, причем в этом преуспел Neovo F-15. Получается 16-битный цветной дисплей, хотя монитор объявлен как поддерживающий 24 бита. Впрочем, следует отдать должное – ЖК-дисплеи значительно развились за последние годы, хотя они до сих пор и близко не подошли к цветовому спектру ЭЛТ. Вместо отображения всех цветов, плавно переходящих один в другой, изображение имеет зернистую, пеструю текстуру. Вы получите такой же эффект, если уменьшите количество цветов в Windows.

Недостаток 3

Если вы купите новый ЭЛТ дисплей, вы даже не будете пытаться использовать частоту обновления ниже 85 Гц. Но если для ЭЛТ дисплея частота обновления является хорошим критерием качества, то же самое нельзя перенести напрямую на ЖК-дисплей. В электронно-лучевой трубке электронный луч сканирует изображение на экране. Чем быстрее происходит сканирование, тем лучше дисплей, и тем, соответственно, выше частота обновления. В идеальном случае ваш ЭЛТ дисплей должен работать на частоте от 85 до 100 Гц. В ЖК дисплее изображение создается не электронным лучом, а пикселями, состоящими из красного, зеленого и синего подпикселей (триада). Качество изображения зависит от того, насколько быстро пиксели включаются и выключаются. Скорость выключения пикселей часто называют временем реакции. Для протестированных нами мониторов оно варьировалось от 25 до 50 мс. Другими словами, максимальное число изображений, показываемых в одну секунду, находится в диапазоне от 20 до 40, в зависимости от модели.

ЖК против ЭЛТ: краткое сравнение

Основные принципы работы ЖК монитора

В ЖК мониторах реализовано три различных технологии использования жидких кристаллов - TN+film, IPS и MVA. Но независимо от используемой технологии, все ЖК мониторы опираются на одинаковые фундаментальные принципы работы.

Одна или более неоновых ламп создают подсветку для освещения дисплея. Число ламп мало в дешевых моделях, в дорогих же используется до четырех. На самом деле использование двух (или больше) неоновых ламп не улучшает качество изображения. Просто вторая лампа служит для обеспечения отказоустойчивости монитора при поломке первой. Таким образом, продляется жизнь монитора, поскольку неоновая лампа может работать только 50 000 часов, в то время как электроника способна выдержать от 100 000 до 150 000 часов.

Для обеспечения однообразности свечения монитора, свет проходит через систему отражателей перед попаданием на панель. ЖК панель, на самом деле – крайне сложно устройство, хотя это и не заметно с первого взгляда. Панель – это сложное устройство со многими слоями. Отметим два слоя поляризаторов, электроды, кристаллы, цветовые фильтры, пленочные транзисторы и т.д. В 15"" мониторе существует 1024 x 768 x 3 = 2 359 296 субпикселя. Каждая субпиксель управляется транзистором, выдающим свое собственное напряжение. Это напряжение может сильно варьироваться, оно заставляет жидкие кристаллы в каждом субпикселе поворачиваться на определенный угол. Угол поворота определяет количества света, которое проходит через субпиксель. В свою очередь, прошедший свет формирует изображение на панели. Кристалл фактически поворачивает ось поляризации световой волны, поскольку перед попаданием на дисплей волна проходит через поляризатор. Если ось поляризации волны и ось поляризатора совпадают, свет проходит через поляризатор. Если они перпендикулярны, свет не проходит. Более подробную информацию о сути эффекта поляризации можно почерпнуть из учебника физики для 11-го класса.

Жидкие кристаллы – среднее состояние

Жидкие кристаллы – это вещество, которое обладает свойствами как жидкости, так и твердого тела. Одно из самых важных свойств жидких кристаллов (именно оно используется в ЖК дисплеях) – возможность изменять свою ориентацию в пространстве в зависимости от прикладываемого напряжения.

Давайте немного углубимся в историю жидких кристаллов, поскольку она весьма интересна. Как обычно и происходит в науке, жидкие кристаллы были открыты случайно. В 1888 году Фридрих Рейнзер (Friedrich Reinitzer), австрийский ботаник, изучал роль холестерина в растениях. Один из экспериментов заключался в нагреве материала. Ученый обнаружил, что кристаллы становятся мутными и текут при 145,5°, а далее кристаллы превращаются в жидкость при 178,5°. Фридрих поделился открытием с Отто Леманном (Otto Lehmann), немецким физиком, который обнаружил у жидкости свойства кристалла в отношении реакции на свет. С тех пор и пошло название "жидкие кристаллы".

На иллюстрации показана молекула, обладающая свойствами кристалла – метоксибензидин бутиланалин (methoxybenzilidene butylanaline).

Увеличенное изображение жидкого кристалла

TN+Film (скрученный кристалл + пленка)

Иллюстрация 1: в панелях TN+film жидкие кристаллы выстраиваются перпендикулярно подложке. Слово «пленка» в названии произошло от дополнительного слоя, служащего для увеличения угла обзора.

TN+film – самая простая технология, поскольку она основана на все тех же скрученных кристаллах. Скрученным кристаллам насчитываются годы – они используются в большинстве TFT панелей, проданных за прошедшие несколько лет. Для улучшения удобочитаемости изображения был добавлен пленочный слой, увеличивающий угол обзора от 90° до 150°. К сожалению, пленка не влияет на уровень контрастности или время реакции, которые остаются плохими.

Итак, по крайней мере, в теории, дисплеи TN+film являются самыми дешевыми, бюджетными решениями. Процесс их производства мало чем отличается от изготовления предыдущих панелей на скрученных кристаллах. Сегодня не существует более дешевых решений, чем TN+film.

Вкратце остановимся на принципе работы: если транзистор прикладывает нулевое напряжение к субпикселям, то жидкие кристаллы (а, соответственно, и ось поляризованного света, проходящего сквозь них) поворачиваются на 90° (от задней стенки к передней). Поскольку ось фильтра-поляризатора на второй панели отличается от первого на 90°, свет будет через него проходить. Если полностью задействовать красный, зеленый и синий подпиксели, вместе они создадут белую точку на экране.

Если же применить напряжение, в нашем случае поле между двумя электродами, то оно уничтожит спиралевидную структуру кристалла. Молекулы выстроятся в направлении электрического поля. В нашем примере они станут перпендикулярны подложке. В данном положении свет не может пройти через субпиксели. Белая точка превращается в черную.

У дисплея на скрученных кристаллах существует ряд недостатков.

Во-первых, инженеры уже очень долгое время борются за то, чтобы заставить жидкие кристаллы выстраиваться строго перпендикулярно подложке при включении напряжения. Именно по этой причине старые ЖК дисплеи не могли отображать четкий черный цвет.

Во-вторых, если транзистор перегорает, он более не может прикладывать напряжение к своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое напряжение означает яркую точку на экране. По этой причине «мертвые» ЖК пиксели очень яркие и заметные.

Что касается 15"" мониторов, то для них разработана только одна технология на смену TN+film – MVA (про нее чуть позже). Эта технология дороже TN+film, зато она превосходит TN+film почти по всем позициям. Однако мы упоминаем "почти", поскольку в ряде случаев TN+film работает лучше MVA.

IPS (In-Pane Switching или Super-TFT)

Иллюстрация 2: если приложено напряжение, молекулы выстраиваются параллельно подложке.

Технология IPS была разработана Hitachi и NEC. Она стала одной из первых ЖК технологий, призванных сгладить недостатки TN+film. Но, несмотря на расширения угла обзора до 170°, остальные функции не сдвинулись с места. Время реакции этих дисплеев изменяется от 50 до 60 мс, а отображение цветов – посредственное.

Если к IPS не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы не поворачиваются. Ось поляризации второго фильтра всегда перпендикулярна оси первого, так что свет в такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует практически безупречный черный цвет. Так что в этой области IPS имеет явное преимущество перед TN+film дисплеями – если сгорает транзистор, то «мертвый» пиксель будет не ярким, а черным. Когда на субпиксели подается напряжение, два электрода создают электрическое поле и заставляют кристаллы поворачиваться перпендикулярно их предыдущей позиции. После чего свет может проходить.

Самое плохое, что создание электрического поля в системе с подобным расположением электродов потребляет большое количество энергии, но что еще хуже, для выстраивания кристаллов необходимо некоторое время. По этой причине IPS мониторы зачастую, если не всегда, имеют большее время реакции по сравнению с TN+film собратьями.

С другой же стороны, точное выстраивание кристаллов улучшает угол обзора.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Некоторые производители предпочитают использовать MVA, технологию, разработанную Fujitsu. Как они считают, MVA обеспечивает лучший компромисс практически во всем. И вертикальный, и горизонтальный угол обзора составляют 160°; время реакции в два раза меньше, чем у IPS и TN+film – 25 мс; цвета отображаются намного более точно. Но почему же если MVA имеет столько много преимуществ, она не используется повсеместно? Дело в том, что теория не так хороша на практике.

Сама технология MVA развилась из VA, представленной Fujitsu в 1996 году. В такой системе кристаллы без подачи напряжения выстроены вертикально по отношению ко второму фильтру. Таким образом, свет не может проходить через них. Как только к ним будет приложено напряжение, кристаллы поворачиваются на 90°, пропуская свет и создавая на экране яркое пятно.

Преимуществами такой системы являются скорость и отсутствие как спиралевидной структуры, так и двойного магнитного поля. Благодаря этому время реакции уменьшилось до 25 мс. Здесь также можно выделить преимущество, которое мы уже упоминали в IPS – очень хороший черный цвет. Главное же проблемой системы VA явилось искажение оттенков при просмотре экрана под углом. Если вывести на экран пиксель какого-либо оттенка, к примеру, светло-красный, то к транзистору будет приложено половинное напряжение. При этом кристаллы повернутся только наполовину. Спереди экрана вы увидите светло-красный цвет. Однако если вы посмотрите на экран сбоку, то в одном случае вы будете смотреть вдоль направления кристаллов, а в другом – поперек. То есть с одной стороны вы увидите чистый красный цвет, а с другой – чистый черный цвет.

Так что компания пришла к необходимости решения проблемы искажения оттенков и годом позже появилась технология MVA.

На этот раз каждый субпиксель был разделен на несколько зон. Фильтры-поляризаторы также приобрели более сложную структуру, с бугоркообразными электродами. Кристаллы каждой зоны выстраиваются в своем направлении, перпендикулярно электродам. Задачей такой технологии было создание необходимого количества зон, чтобы пользователь всегда видел только одну зону, неважно с какой точки экрана он смотрит.

Перед покупкой монитора

Во время покупки вам следует учесть несколько факторов.

Максимальный угол обзора должен быть максимально большим, в идеальном случае более или равен 120° по вертикали (горизонтальный угол не так важен).

Хотя время реакции часто не указывается, чем оно меньше – тем лучше. Время реакции лучших современных ЖК мониторов составляет 25 мс. Но будьте внимательны, поскольку здесь производители часто хитрят. Некоторые указывают время включения и время выключения пикселя. Если время включения 15 мс, а выключения – 25 мс, то время реакции – 40 мс.

Контрастность и яркость должны быть максимально высокими – по крайней мере, выше чем 300:1 и 200 кд/м 2 .

Еще одной существенной проблемой ЖК дисплеев являются "мертвые" пиксели. Причем исправить эти светлые (TN+film) или темные "мертвые" пиксели невозможно. Расположившись в неудачных местах, "мертвые" пиксели могут серьезно действовать на нервы. Так что перед покупкой ЖК монитора убедитесь в отсутствии "мертвых пикселей. Тем более что несколько "мертвых" пикселей отнюдь не считаются браком.

Пусть вас не зачаровывает возможность вертикального поворота дисплея. Да, действительно, вы можете повернуть дисплей на 90°, но для 15"" мониторе такая функция сомнительна, если не сказать бесполезна. Вы можете использовать поворот в следующих ситуациях:

• создание офисных документов. Действительно, функция поворота здесь может существенно помочь;
• редактирование изображений, размер которых по высоте больше, чем по ширине. Однако для редактирования изображений намного лучше подходят ЭЛТ мониторы, поскольку они отображают правдивые цвета с лучшим уровнем контрастности;
• просмотр веб-страниц. Повернутый 15"" монитор имеет горизонтальное разрешение 768 пикселя. Однако большинство веб-страниц рассчитывается под разрешение, по крайней мере, 800 пикселей по горизонтали.

Как-то незаметно настало время, когда с полок магазинов практически полностью исчезли телевизоры и мониторы, основанные на катодно-лучевой технологии. Напомним, это те самые громоздкие устройства, которые занимали почти половину компьютерного стола. Это сейчас их толщина редко превышает 10 см, и то только с учетом ламповой подсветки.

Неудивительно, что многие благополучно забыли о том, что такое ЭЛТ-монитор. А напрасно! Хотя бы потому, что по некоторым параметрам он опережает даже самые современные жидкокристаллические аналоги.

Как устроены мониторы ЭЛТ

Прежде всего, дадим расшифровку аббревиатуры. Итак, под термином «ЭЛТ» понимают электронно-лучевую или, как мы указывали ранее, катодную трубку (от англ. CRT - Cathode Ray-Tube). Как правило, при слове «трубка» большинство людей представляют цилиндр, с торцов которого нет стенок. Говоря о том, ЭЛТ-монитор, нужно упомянуть, что в данном случает такое представление ошибочно. Потому что форма трубки в нем далека от цилиндрической и расширяется до плоскости с одной из сторон. Эта поверхность представляет собой переднюю стеклянную часть, ту самую, на которой формируются изображения. Внутренняя сторона этого участка покрыта специальным веществом - люминофором. Его уникальное свойство состоит в том, что при попадании на него потока заряженных частиц их естественным образом преобразуется в свечение.

Таким образом, ЭЛТ-монитор представляет собой прибор, в котором пучки электронных лучей вырисовывают на внутренней стороне экрана картинку. Человек же видит ее, благодаря свечению люминофора.

С другой стороны колбы размещен блок электродов, называемых пушками. Именно они создают поток частиц.

Другими словами, ЭЛТ-монитор состоит из стеклянной трубки, электродов-пушек и схемы управления.

Принцип работы

Как известно, смешивая в определенном соотношении три зеленый, красный и синий - можно получить все остальные, включая оттенки. В цветных мониторах вся внутренняя поверхность экрана состоит из точек, условно сгруппированных в триады (блоки по 3 шт). Каждая из них способна светиться одним из основных цветов. Электродов также три, каждый их которых подсвечивает «свои» точки. В определенном порядке зажигая и пропуская их на экране, удается сформировать цветную картинку. Кстати, в устройствах черно-белого изображения пушка всего одна.

Для управления потоком частиц используется электромагнитное отклонение, а изначальное направление их движения создается, благодаря разности потенциалов.

Так как технически довольно сложно обеспечить точность попадания луча на свою точку, используется специальное решение - маска. Условно говоря, это перфорированная сетка между экраном и пушками. Есть различные типы масок. Отчасти именно они ответственны за особенности отображения (четкость, форма точек-пикселей).

Так как после удара частицы свечение люминофора очень быстро уменьшается, необходимо постоянно воссоздавать картинку. Как статическую, так и динамическую. Поэтому лучи вырисовывают изображение десятки раз в секунду. Это и есть знаменитые герцы кадровой развертки. Чем частота выше, тем меньше заметно мерцание.

В настоящее время ремонт ЭЛТ-мониторов для последующего использования в составе компьютерной системы нецелесообразен, так как современная ЖК-технология более перспективна. Исключение - специфическое использование.

Сегодня наиболее распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы. Как видно из названия, в основе всех таких мониторов лежит катодно-лучевая трубка - электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). CRT расшифровывается как Cathode Ray Terminal, что соответствует уже не трубке, а устройству, на ней основанному.

Используемая в этом типе мониторов технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897г. и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа.

Конструкция ЭЛТ - монитора.

Самым важным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно- лучевой трубкой (см. приложение А, рис 1.). Кинескоп состоит из герметичной стеклянной трубки, внутри которой находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, т.к. люминофор, используемый в покрытии ЭЛТ, ничего не имеет общего с фосфором. Более того, фосфор "светится" в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до P 2 O 5 и "свечение" происходит небольшое количество времени.

Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы (см. приложение А, рис 2.). Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку создают пониженный уровень излучения.

Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а другие две - в вертикальной.

Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление. Путь электронного луча на экране схематично показан в приложении Б, рис. 3. Сплошные линии - это активный ход луча, пунктир - обратный.

Частота перехода на новую линию называется частотой горизонтальной (или строчной) развертки. Частота перехода из нижнего правого угла в левый верхний называется частотой вертикальной (или кадровой) развертки. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов учитываемых при проектировании мониторов.

После отклоняющей системы поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора.

Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся.

Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов - триады). Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет (см. приложение Б, рис. 4).

Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой.

Каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска структура которых зависит от типа кинескопов разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Самые распространенные типы масок - это теневые, а они бывают двух типов: "теневая маска" (shadow mask) и "щелевая маска" (slot mask).

Теневая маска - это самый распространенный тип масок, она применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно сферической формы (выпуклая). Это сделано для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину.

Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади (см. приложение Б, рис. 5). Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара. Инвар (InVar) - магнитный сплав железа (64%) с никелем (36%). Этот материал имеет предельно низкий коэффициент теплового расширения, поэтому, несмотря на то, что электронные лучи нагревают маску, она не оказывает отрицательного влияния на чистоту цвета изображения. Отверстия в металлической сетке работают как прицел (хотя и не точный), именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего - которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Одним из "слабых" мест мониторов с теневой маской является ее термическая деформация. Часть лучей от электронно-лучевой пушки попадает на теневую маску, вследствие чего происходит нагрев и последующая деформация теневой маски. Происходящее смещение отверстий теневой маски приводит к возникновению эффекта пестроты экрана (смещения цветов RGB). Существенное влияние на качество монитора оказывает материал теневой маски. Предпочтительным материалом маски является инвар.

Недостатки теневой маски хорошо известны: во-первых, это малое соотношение пропускаемых и задерживаемых маской электронов (только около 20-30% проходит через маску), что требует применения люминофоров с большой светоотдачей, а это в свою очередь ухудшает монохромность свечения, уменьшая диапазон цветопередачи, а во-вторых, обеспечить точное совпадение трех не лежащих в одной плоскости лучей при отклонении их на большие углы довольно трудно.

Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.

Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета в соседних строках называется шагом точек (dot pitch) и является индексом качества изображения (см. приложение В, рис. 6). Шаг точек обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точек, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Расстояние между двумя соседними точками по горизонтали равно шагу точек, умноженному на 0,866.

Щелевая маска - это технология широко применяется компанией NEC под именем "CromaClear". Это решение на практике представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Щелевая маска используется, помимо мониторов от NEC (где ячейки эллиптические), в мониторах Panasonic с трубкой PureFlat (ранее называвшейся PanaFlat). Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера, шаг полос 0.25 мм приблизительно эквивалентен шагу точек, равному 0.27 мм.

Также в 1997г. компанией Hitachi - крупнейшим проектировщиком и изготовителем ЭЛТ - была разработана EDP - новейшая технология теневой маски. В типичной теневой маске триады размещены более или менее равносторонне, создавая треугольные группы, которые распределены равномерно поперек внутренней поверхности трубки. Компания Hitachi уменьшила расстояние между элементами триады по горизонтали, тем самым, создав триады, более близкие по форме к равнобедренному треугольнику. Для избежания промежутков между триадами сами точки были удлинены, и представляют собой скорее овалы, чем круг.

Существует еще один вид трубок, в которых используется "апертурная решетка" (aperture grille). Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка (см. приложение В, рис. 7).

Апертурная решетка - это тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но одинаковые по сути, например, технология Trinitron от Sony, DiamondTron от Mitsubishi и SonicTron от ViewSonic. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sony (Mitsubishi, ViewSonic), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21") проволочке, тень от которой видна на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется damper wire. Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же наоборот довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки.

Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется шагом полос (strip pitch) и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага полос, тем выше качество изображения на мониторе. При апертурной решетке имеет смысл только горизонтальный размер точки. Так как вертикальный определяется фокусировкой электронного луча и отклоняющей системой. Апертурная решетка используется в мониторах от ViewSonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi, во всех мониторах от SONY.

Необходимо заметить, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера: 0.25 мм strip pitch приблизительно эквивалентно 0.27 мм dot pitch.

Оба типа трубок имеют свои преимущества и своих сторонников. Трубки с теневой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку свет проходит через отверстия в маске с четкими краями. Поэтому мониторы с такими CRT хорошо использовать при интенсивной и длительной работе с текстами и мелкими элементами графики, например в CAD/CAM-приложениях. Трубки с апертурной решеткой имеют более ажурную маску, она меньше заслоняет экран, и позволяет получить более яркое, контрастное изображение в насыщенных цветах. Мониторы с такими трубками хорошо подходят для настольных издательских систем и других приложений, ориентированных на работу с цветными изображениями. В CAD-системах мониторы с трубкой, в которой используется апертурная решетка, недолюбливают не потому, что они хуже воспроизводят мелкие детали, чем трубки с теневой маской, а потому что экран монитора типа Trinitron - плоский по вертикали и выпуклый по горизонтали, т.е. имеет выделенное направление.

Как уже упоминалось, кроме электронно-лучевой трубки внутри монитора есть еще и управляющая электроника, которая обрабатывает сигнал, поступающий напрямую от видеокарты вашего PC. Эта электроника должна оптимизировать усиление сигнала и управлять работой электронных пушек, которые инициируют свечение люминофора, создающего изображение на экране. Выводимое на экране монитора изображение выглядит стабильным, хотя, на самом деле, таковым не является. Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам в следующем порядке: слева направо и сверху вниз на экране монитора. Этот процесс происходит очень быстро, поэтому нам кажется, что экран светится постоянно. В сетчатке наших глаз изображение хранится около 1/20 секунды. Это означает, что если электронный луч будет двигаться по экрану медленно, мы можем видеть это движение как отдельную движущуюся яркую точку, но когда луч начинает двигаться, быстро прочерчивая на экране строку хотя бы 20 раз в секунду, наши глаза не увидят движущейся точки, а увидят лишь равномерную линию на экране. Если теперь заставить луч последовательно пробегать по многим горизонтальным линиям сверху вниз за время меньшее 1/25 секунды, мы увидим равномерно освещенный экран с небольшим мерцанием. Движение самого луча будет происходить настолько быстро, что наш глаз не будет в состоянии его заметить. Чем быстрее электронный луч проходит по всему экрану, тем меньше будет заметно и мерцание картинки. Считается, что такое мерцание становится практически незаметным при частоте повторения кадров (проходов луча по всем элемента изображения) примерно 75 в секунду. Однако, эта величина в некоторой степени зависит от размера монитора. Дело в том, что периферийные области сетчатки глаза содержат светочувствительные элементы с меньшей инерционностью. Поэтому мерцание мониторов с большими углами обзора становится заметным при больших частотах кадров. Способность управляющей электроники формировать на экране мелкие элементы изображения зависит от ширины полосы пропускания (bandwidth). Ширина полосы пропускания монитора пропорциональна числу пикселей, из которых формирует изображение видеокарта компьютера.

Некоторые параметры, определяющие качество CRT-монитора:

Диагональ трубки и видимая диагональ

Одним из основных параметров CRT-монитора является размер диагонали трубки. Различают непосредственно размер диагонали трубки и видимый размер, который обычно примерно на 1 дюйм меньше, чем диагональ трубки, частично закрывающаяся корпусом монитора.

Коэффициент светопередачи

Коэффициент светопередачи определяется как отношение полезной световой энергии, излучаемой вовне, к энергии, излучаемой внутренним фосфоресцирующим слоем. Обычно этот коэффициент лежит в пределах 50-60%. Чем выше коэффициент светопередачи, тем меньший требуется уровень видеосигнала для обеспечения необходимой яркости. Однако при этом снижается контрастность изображения в силу снижения перепада между излучающими и неизлучающими участками поверхности экрана. При низком коэффициенте светопередачи улучшаются фокусировка изображения, однако требуется более мощный видеосигнал и соответственно усложняется схема монитора. Конкретное значение коэффициента светопередачи можно найти в документации производителя. Обычно 15-дюймовые мониторы имеют коэффициент светопередачи в пределах 56-58%, а 17-дюймовые -- 52-53%.

Горизонтальная развертка

Периодом горизонтальной развертки называют время, за которое луч проходит расстояние от левого до правого края экрана. Соответственно величина , обратная данной, называется частотой горизонтальной развертки и измеряется в килогерцах. При увеличении частоты кадров частота горизонтальной развертки должна быть также увеличена.

Вертикальная развертка

Вертикальной разверткой называется количество обновлений изображения на экране в секунду, этот параметр также называют частотой кадров.

Чем выше величина вертикальной развертки, тем меньше соответственно заметен для глаза эффект смены кадра, который проявляется в мерцании экрана. Считается, что при частоте 75 Гц мерцание практически незаметно для глаза, однако стандарт VESA рекомендует работу на частоте 85 Гц.

Разрешающая способность

Разрешающая способность характеризуется числом пикселов и числом строк. Например, разрешение монитора 1024 x 768 указывает на количество точек в строке -- 1024 и на количество строк -- 768.

Равномерность

Равномерность определяется постоянством яркости по всей поверхности экрана монитора. Различают «равномерность яркости» и «равномерность белого». Обычно мониторы имеют различную яркость в разных участках экрана. Отношения яркости в областях с максимальным и минимальным значением яркости называют равномерностью распределения яркости. Равномерность белого определяется как различие яркости белого цвета (при выводе изображения белого цвета).

Несведение лучей

Термин «несведение лучей» означает отклонение красного и синего от центрирующего зеленого. Подобное отклонение препятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различают статическое и динамическое несведение. Под первым понимается несведение трех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно связано с погрешностями при сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение характеризуется погрешностями на краях при четком изображении в центре.

Чистота и четкость изображения

Оптимальной чистоты и четкости изображения можно добиться, когда каждый из RGB-лучей достигает поверхности в точно установленной точке, что обеспечивается при строгой взаимосвязи между электронной пушкой, отверстиями теневой маски и точками люминофора. Смещение луча, смещение центра пушки вперед или назад, а также отклонение луча, вызванное влиянием внешних магнитных полей, -- все это может влиять на ухудшение чистоты и четкости изображения.

Муар -- это вид дефекта, который воспринимается глазом как волнообразные разводы изображения, связанные с неправильным взаимодействием теневой маски и сканирующего луча. Фокус и муар являются связанными параметрами для CRT-мониторов, поэтому небольшой муар допускается при хорошем фокусе.

Дрожание

Под дрожанием обычно понимают колебательные изменения изображения с частотой выше 30 Гц. Они могут быть вызваны вибрацией отверстий маски монитора, что, в частности, может быть обусловлено неправильной организацией заземления. При частотах менее 30 Гц употребляется термин «плавание», а ниже 1 Гц -- «дрейф». Незначительное дрожание присуще всем мониторам. В соответствии со стандартом ISO допускается диагональное отклонение точки не более чем на 0,1 мм.

Деформация маски

Все мониторы с теневой маской в той или иной степени подвержены искажениям, связанным с термической деформацией маски. Термическое расширение материала, из которого выполнена маска, приводит к ее деформации и соответственно к смещению отверстий маски.

Предпочтительным материалом для маски является инвар -- сплав, имеющий малый коэффициент линейного расширения.

Экранное покрытие

Во время работы монитора поверхность его экрана подвергается интенсивной электронной бомбардировке, в результате чего может накапливаться заряд статического электричества. Это приводит к тому, что поверхность экрана “притягивает” большое количество пыли, а кроме того, при прикосновении рукой к заряженному экрану пользователя может неприятно “щелкнуть” слабый электрический разряд. Для уменьшения потенциала поверхности экрана на него наносят специальные проводящие антистатические покрытия, которые в документации обозначают сокращением AS - anti-static.

Следующая цель нанесения покрытий - устранение отражений окружающих предметов в стекле экрана, которые мешают при работе. Это так называемые антиотражающие покрытия (anti-reflection, AR). Для уменьшения эффекта отражения поверхность экрана должна быть матовой. Один из способов получения такой поверхности - травление стекла для получения не зеркального, а диффузного отражения (Диффузным называют отражение, при котором падающий свет отражается не под углом падения, а во все стороны). Однако при этом свет от люминофорных элементов также диффузно рассеивается, изображение становится расплывчатым и теряет яркость. В последнее время для получения антиотражающих покрытий используют тонкий слой двуокиси кремния, на котором травятся профилированные горизонтальные канавки, препятствующие попаданию отражения внешних предметов в поле зрения пользователя (при нормальном положении его около монитора). При этом подбирают такой профиль канавок, чтобы ослабление и рассеивание полезного сигнала было максимальным.

Еще один неблагоприятный фактор, с которым борются путем обработки экрана, - блики от внешних источников света. Для уменьшения этих эффектов на поверхность монитора наносится слой диэлектрика с малым показателем преломления, имеющим низкий коэффициент отражения. Такие покрытия называются антибликовыми или антиореольными (anti-glare, AG).Обычно применяют комбинированные многослойные покрытия, сочетающие защиту от нескольких мешающих факторов. Фирмой Panasonic разработано покрытие, в котором применены все описанные виды покрытий, и оно имеет название AGRAS (anti-glare, anti-reflection, anti-static). Для увеличения интенсивности проходящего полезного света между экранным стеклом и слоем с низким коэффициентом отражения наносится переходной слой, имеющий коэффициент преломления, средний между стеклом и внешним слоем (эффект просветления), обладающий еще и проводящими свойствами для снятия статического заряда.

Иногда используются другие комбинации покрытий - ARAG(anti-reflection, anti-glare) или ARAS (anti-reflection, anti-static). В любом случае покрытия несколько снижают яркость и контрастность изображения и влияют на цветопередачу, однако удобство работы с монитором, получаемое от применения покрытий, окупает эти недостатки. Проверить наличие антибликового покрытия можно визуально, рассматривая отражение от внешнего источника света при выключенном мониторе и сравнивая его с отражением от обычного стекла.

Наличие антибликовых и антистатических покрытий стало нормой для современных мониторов, а некоторые различия в качестве покрытий, определяющие их эффективность и степень искажения изображения, связанные с технологическими особенностями, практически не влияют на выбор модели.

Последние несколько лет, желавшие приобрести монитор для офисного или домашнего компьютера, находились на распутье — что выбрать ЖК- или ЭЛТ-монитор? Пользователи долгое время отдавали предпочтение ЭЛТ-устройствам, чему немало способствовал «эффект размазывания» изображения на ЖК-экране. Но проблема была решена, и в этом году ситуация кардинально изменилась. ЖК-дисплеи активно теснят своих ЭЛТ-собратьев на рынке мониторов и завоевывают сердца покупателей телевизоров. Компании-лидеры в цифровой обработке сигнала, основываясь на предпочтениях покупателей и тенденциях развития технологий и рынка, считают, что будущее именно за ЖК-панелями, которые впоследствии станут универсальными (телевизор и монитор в одном «пакете»).

У ЭЛТ-мониторов не осталось преимуществ

Доводов в пользу приобретения дисплея с традиционной электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) несколько лет назад было предостаточно — лучшая цветопередача, больший угол обзора, более высокая контрастность. К тому же, и цены на эти мониторы постоянно уменьшались.

Если несколько лет назад за 15-дюймовый ЭЛТ-монитор приходилось выкладывать более $300, то сейчас за те же деньги можно приобрести хороший 19-дюймовый дисплей таких известных производителей (и не опасаться за качество), как Phillips, Samsung или ViewSonic.

Конечно, потребителя продолжают смущать разговоры (имеющие под собой вполне реальную почву) о повышенном электромагнитном излучении, наносящем непоправимый ущерб здоровью, а также чрезвычайная громоздкость покупки: ЭЛТ-дисплей может весить десятки килограмм и занимать существенную часть даже на обширном рабочем столе.

Поначалу доводов в защиту жидкокристаллического дисплея было совсем мало. Помимо отсутствия вредного для здоровья облучения, покупателя больше всего, конечно, привлекали его малые габариты.

ЖК-монитор скромно устраивается на краешке стола и оставляет достаточно места для других компьютерных аксессуаров, количество которых непрерывно увеличивается. Но по всем другим параметрам — яркости, контрастности, скорости отзыва, цветопередаче — ЖК-мониторы долгое время существенно уступали своим крупногабаритным и тяжелым «трубчатым» собратьям.

О перспективах ЖК-мониторов на российском и мировом рынке в своем интервью CNews.ru рассказал Дмитрий Кравченко, менеджер по компонентам и периферийному оборудованию Acer CIS Inc.

CNews.ru: Насколько динамично развивается российский рынок LCD-мониторов?
Можно с уверенностью утверждать, что рынок ЖК-мониторов в России развивается «взрывообразно». Частные компании и домашние пользователи практически прекратили закупки традиционных ЭЛТ-мониторов с новыми компьютерами в силу очевидных преимуществ ЖК-технологии над ЭЛТ. Кроме того, существует огромный рынок upgrade с ЭЛТ на ЖК.

CNews.ru: Насколько динамично развивается российский рынок ЖК-мониторов? Какие направления на российском рынке ЖК-мониторов можно назвать перспективными на ближайшие год-два?
Перспективными направлениями рынка мониторов для домашних и SOHO-пользователей можно считать традиционные и широкоформатные ЖК-мониторы с большой диагональю экрана и многообразием интерфейсов (аналоговый, DVI, AV), c быстродействующими, яркими и контрастными ЖК-панелями. Такие устройства готовы к медиаконвергенции и должны быть востребованы по этой причине. Для корпоративного рынка наиболее перспективными представляются 17-дюймовые традиционные ЖК-мониторы, т.к. они оптимальны по показателю возврата инвестиций (ROI), а также потому, что это тенденция европейского и мирового рынка и что российский не может остаться в стороне.

CNews.ru: Какова доля государственного сектора и частных компаний среди потребителей ЖК-дисплеев в России? Насколько ситуация на российском рынке отличается от той, что на восточно- и западноевропейском рынке?
Доля государственного сектора пока минимальна, но здесь также наметилась тенденция переключения спроса с ЭЛТ- на ЖК-технологию. Российский рынок ЖК-мониторов отстает от западноевропейского по причинам экономического характера, но с опозданием повторяет тенденции и закономерности европейского рынка.

CNews.ru: Как вы оцениваете перспективы развития российского рынка ноутбуков (они имеют ЖК-экран) в связи с тем, что ЖК-экраны постепенно дешевеют, а их качество за последний год-полтора значительно улучшилось?
Перспективы развития российского рынка ноутбуков оцениваю как самые радужные по упомянутым в вопросе причинам, а также потому, что основное преимущество ноутбуков по сравнению с настольными ПК - мобильность - в связи с этим становится доступным все более широким массам пользователей. Это должно привести к бурному росту рынка мобильных ПК. Ситуация будет подобна той, которая наблюдалась на рынке мобильной связи, когда мобильный телефон стал приемлемым по цене для многих.

CNews.ru: Какие изменения могут произойти на рынке ЖК-панелей в связи с активной экспансией новых моделей, где решена проблема «эффекта размазывания» изображения на ЖК-экране?
В дополнение к ответу, данному выше (см. вопрос 2 - CNews ), следует отметить, что все-таки 15-дюймовые ЖК-мониторы в течение некоторого времени останутся наиболее массовым сегментом на российском рынке ЖК-мониторов как наиболее привлекательные по цене.

CNews.ru: К каким изменениям в быту и в структуре рынке в целом приведет «сращивание» ЖК-мониторов и ЖК-TV?
До тех пор, пока ЖК-TV значительно дороже ЭЛТ-телевизоров с сопоставимой диагональю экрана, существенных изменений в структуре рынка бытовых телевизоров не произойдет. Вместе с тем, «сращивание» ЖК-мониторов и ЖК-TV должно привести к снижению стоимости ЖК-TV, так как канал сбыта ИТ-продукции более динамичен, чем канал сбыта бытовой техники. Также вышеупомянутое «сращивание» будет стимулировать рост рынка медиацентров на базе ПК.

CNews.ru: Спасибо.

Последние несколько лет не пропали даром. Ведущие мировые производители не стояли на месте и вели непрерывную работу по совершенствованию характеристик таких дисплеев, да и цена на них в последние год-полтора существенно снизилась. В результате, сейчас проблема выбора монитора предельно обострилась.

Впрочем, это относится не только к российским пользователям. Американские и европейские потребители долго не могли определиться со своими предпочтениями, и компании, занимающиеся исследованиями компьютерных рынков, внимательно следили за тем, какие тенденции возобладают.

Всего пару лет назад на долю ЖК-мониторов в Европе приходилось около 10% рынка. Эксперты полагали, что они еще не скоро смогут завоевать симпатии пользователей.

Однако в этом году довольно внезапно произошел перелом в настроении европейских потребителей — они решительно снизили объемы покупок ЭЛТ-дисплеев, благодаря чему объемы продаж ЖК-мониторов впервые превысили объемы продаж их собратьев с электронно-лучевой трубкой.

Ускоренный рост интереса к новому поколению дисплеев вызван несколькими факторами. Для корпоративного сектора важным обстоятельством является то, что ЖК-мониторы потребляют существенно меньше электроэнергии. Когда такие мониторы стоят на столах у сотен служащих, экономия для компании может быть довольно ощутимой.

Потребителя, покупающего монитор для домашнего использования, привлекает то, что, наконец-то, его можно комфортно использовать для 3D-игр. У большинства современных 15-дюймовых моделей время отклика теперь составляет 25 ms, что привело к исчезновению «эффекта размазывания» изображения на экране.

До 120-150 градусов увеличился угол обзора по горизонтали, а, значит, наблюдать за происходящим на экране может не только игрок, сидящий непосредственно напротив монитора. Кроме того, основное разрешение 15-дюймового ЖК-дисплея (1024 × 768) дает возможность играть как в старые игры, сделанные в разрешении 800×600, так и в практически любые новые игры.

Еще одним важным обстоятельством, определяющим выбор потребителя, является процесс конвергенции компьютерного монитора и телевизора. В продаже появляется все больше мониторов, которые имеют встроенный TV-тюнер, разъемы типа «скарт» или «тюльпан», пульт дистанционного управления.

Такое устройство перестает быть монофункциональной приставкой к компьютеру и обретает самостоятельную ценность, что делает его более желанным для всех членов семьи. В итоге, покупка жидкокристаллического дисплея становится все более оправданной, и фирмы-производители почувствовали эту тенденцию в увеличившихся объемах продаж.

Примечательно, что на прошедшей в этом году в Берлине выставке производителей бытовой техники Internationale Funk-ausstellung (IFA, собирается один раз в два года) ведущие производители телевизоров почти единогласно говорили о том, что будущее — за жидкокристаллическими технологиями. Так, по прогнозам исследовательской компании Display Search, в 2005 году в мире будет продано от 12 до 13 млн. телевизоров с жидкокристаллическими экранами.

Компании-лидеры в цифровой обработке сигнала (долгое время вкладывавшие в это направление деньги), сейчас интенсивно расширяют старые и открывают новые производства жидкокристаллических TV и мониторов (пока еще эти устройства позиционируют раздельно, как предназначенные для разных сегментов рынка). Например, компания Motorola после почти 30-летнего перерыва (она была пионером на американском рынке производства телевизоров и вышла из этого бизнеса в 1974 году) возобновляет производство TV, но теперь с жидкокристаллическим экраном .

В приведенной ниже диаграмме отражены объемы продаж 10 известных производителей дисплеев, которые смогли продать на европейском рынке во втором квартале 2003 г. более 100 тыс. единиц ЖК-мониторов каждый.

Первые три фирмы в этом списке — Dell, Samsung, HP — имеют практически равные объемы продаж, и каждая из них контролирует примерно по 10% рынка мониторов в Европе. Однако они, похоже, еще не окончательно определились с тем, какая продукция является для них приоритетной. В их случае объемы продаж ЖК-дисплеев достаточно ровно сбалансированы с объемами продаж ЭЛТ-мониторов. А вот занимающая четвертое место (по объемам продаж) фирма Acer явно сделала окончательный выбор в пользу новых технологий. 83% всех проданных ею в Европе мониторов являются жидкокристаллическими. Так же ожидается рост доли на этом рынке корпорации Sony, которая практически полностью сконцентрировала свои усилия на «внедрении» в нашу жизнь именно таких дисплеев — 93% из общего объема проданных ею мониторов были жидкокристаллическими.

На следующей диаграмме представлены фирмы, которые, как и уже названные Acer и Sony, сделали ставку на продажи ЖК-дисплеев.

(на европейском рынке в 2Q 2003 г.)

Источник: по материалам исследования британской компании Meko Ltd.

Вполне вероятно, что такая целенаправленная политика этих фирм обеспечит им в будущем определенное конкурентное преимущество и позволит расширить свое присутствие на рынках Европы и России.

А как же сейчас обстоят дела с продажей ЖК-мониторов в России? У нас отношение к зарубежным брендам несколько иное, и, например, мониторы Dell, которые лидируют по популярности в Европе, у нас, похоже, не пользуются такой известностью. Зато у нас весьма популярны дисплеи фирм Iiyama и ViewSonic, которые в Европе занимают 15-16 место по объемам продаж.

Вместе с тем, исследования показывают, что Россия и страны СНГ во многом следуют общеевропейским тенденциям. Объемы продаж LCD стабильно растут, и за 2-й квартал 2003 г. на постсоветском пространстве было продано почти 237 тыс. таких мониторов. По этому показателю мы уже опережаем страны Центральной Европы и вплотную приблизились к странам Северной Европы. Поэтому есть основания полагать, что скоро рабочие столы большинства наших пользователей также украсят безопасные и элегантные жидкокристаллические мониторы, и дилемма «что выбрать» уйдет в прошлое.

/ CNews.ru

Комментарии

Статьи по теме

• Обзор 4K-монитора Samsung U28D590D: битва компромиссов Совсем недавно DVD-диск был пределом мечтаний домашнего кинолюбителя. Потом произошёл переход на видео высокой чёткости – сначала 1280 на 720, а потом и 1920 на 1080. Но постоянный рост физических размеров экрана, а также желание требовательных...
• Обзор монитора FullHD+ Acer B296CL: профессионал ультраширокого профиля Кажется, совсем недавно монитор разрешением Full HD был редкостью на большинстве рабочих столов. Но вот уже всё чаще на прилавках появляются экраны гораздо большего разрешения. При этом набирает популярность новый, свехрширокоэкранный...
• Обзор монитора LG 29EA93: широкий простор для творчества Возможность получить большое разрешение компьютерной картинки возникла не сегодня и не вчера. Такие технологии, как AMD Eyefinity или NVIDIA nView, позволяют вывести изображение вплоть до 16-ти тысяч на 16 тысяч точек, но при этом...
• Обзор монитора Samsung S24C770T: красота не требует жертв? Взаимодействие человека и компьютера становится всё более тесным. Клавиатура и мышь отходят на второй план, уступая место новым, естественным формам, одной из которых являются сенсорные экраны. Ставшие привычным элементом дизайна большинства...
• Samsung S27B970D: больше, чем просто монитор Процесс виртуализации жизни совершается, не замедляясь, и, следовательно, требует все новых решений. На рынке появляется все более мощное визуализационное оборудование, копирующее физический мир с такой достоверностью, что отличить...
• Обзор самого красивого монитора года Acer S235HL Тайваньская компания Acer, безусловно, является одним из самых ярких и интересных игроков на рынке электроники. Разработчики компании любят попотчевать пользователей необычной, а под час и вовсе странной, продукцией. Достаточно вспомнить...
• Обзор монитора NEC EX231Wp: инструмент профессионала или продвинутый любитель? По данным социологических исследований, в среднем, современный человек проводит за монитором компьютера от шести до восьми часов. Можно долго рассуждать о вреде такого образа жизни, однако стоит признать, что для большинства людей...

Устройство ЭЛТ монитора

Изображение создается пучком электронов, падающим на внутреннюю поверхность электронно-лучевой трубки (ЭЛТ или CRT - Cathode Ray Tube), покрытую слоем люминофора (соединение на основе сульфидов цинка и кадмия). Пучок электронов испускается электронной пушкой и управляется электромагнитным полем, создаваемым отклоняющей системой монитора.
Для создания цветного изображения используются три электронные пушки и на поверхность ЭЛТ наносятся три вида люминофора - для создания красного, зеленого и голубого цветов (RGB), которые затем смешиваются. Смешанные с одинаковой интенсивностью, эти цвета дают нам белый цвет.
Перед люминофором ставится специальная <маска> (<решетка>), сужающая пучок и сосредоточивающая его на одном из трех участков люминофора. Экран монитора представляет собой матрицу, состоящую из гнезд-триад определенной структуры и формы, зависящей от конкретной технологии изготовления:

• трехточечной теневой маски (Dot-trio shadow-mask CRT)
• щелевой апертурной решетки (Aperture-grille CRT)
• гнездовой маски (Slot-mask CRT)

ЭЛТ с теневой маской
У ЭЛТ этого типа маска представляет собой металлическую (обычно инваровую) сетку с круглыми отверстиями напротив каждой триады элементов люминофора. Критерием качества (чёткости) изображения является так называемый шаг зерна или точки (dot pitch), который характеризует расстояние в миллиметрах между двумя элементами (точками) люминофора одинакового цвета. Чем меньше это расстояние, тем более качественное изображение сможет воспроизводить монитор. Экран ЭЛТ с теневой маской обычно представляет собой часть сферы достаточно большого диаметра, что может быть заметно по выпуклости экрана мониторов с таким типом ЭЛТ (а может и не быть заметно, если радиус сферы очень большой). К недостаткам ЭЛТ с теневой маской следует отнести то, что большое количество электронов (порядка 70%) задерживается маской и не попадает на люминофорные элементы. Это может привести к нагреву и тепловой деформации маски (что в свою очередь может вызвать искажение цветов на экране). Кроме того, в ЭЛТ такого типа приходится использовать люминофор с большей светоотдачей, что приводит к некоторому ухудшению цветопередачи. Если же говорить о достоинствах ЭЛТ с теневой маской, то следует отметить хорошую чёткость получаемого изображения и их относительную дешевизну.

ЭЛТ с апертурной решёткой
В такой ЭЛТ точечные отверстия в маске (обычно изготавливаемой из фольги) отсутствуют. Вместо них в ней проделаны тонкие вертикальные отверстия от верхнего края маски до нижнего. Таким образом она представляет собой решётку из вертикальных линий. Из-за того что маска изготовлена таким образом она очень чувствительна ко всякому виду вибраций, (которые например могут возникнуть при лёгком постукивание по экрану монитора. Она дополнительно удерживается тонкими горизонтальными проволочками. В мониторах с размером 15 дюймов такая проволочка одна в 17 и 19 две, а в больших три и более. На всех таких моделях заметны тени от этих проволочек особенно на светлом экране. Сначала они могут несколько раздражать, но со временем вы привыкните. Наверное это можно отнести к основным недостаткам ЭЛТ с апертурной решёткой. Экран таких ЭЛТ представляет собой часть цилиндра большого диаметра. В результате он полностью плоский по вертикали и чуть выпуклый по горизонтали. Аналогом шага точки (как для ЭЛТ с теневой маской) здесь является шаг полосы (strip pitch) - минимальное расстояние между двумя полосами люминофора одинакового цвета (измеряется в миллиметрах). Достоинством таких ЭЛТ по сравнению с предыдущим, является более насыщенными цветами и более контрастным изображением, а так же более плоский экран, что достаточно ощутимо снижает количество бликов на нём. К недостаткам можно отнести чуть меньшую чёткость текста на экране.

ЭЛТ с щелевой маской
ЭЛТ с щелевой маской представляет собой компромисс между двумя уже описанными ранее технологиями. Здесь отверстия в маске, соответствующие одной триаде люминофора, выполнены в виде продолговатых вертикальных щелей небольшой длины. Соседние вертикальные ряды таких щелей немного смещены друг относительно друга. Считается, что ЭЛТ с таким типом маски обладают сочетанием всех достоинств, присущих ей. На практике же, разница между изображением на ЭЛТ со щелевой или апертурной решёткой мало заметна. ЭЛТ с щелевой маской обычно имеют названия Flatron, DynaFlat и др

Технические параметры
Технические характеристики мониторов в прайс-листах и на упаковке обычно выражены одной строчкой типа "Samsung 550B/ 15"/ 0,28/ 800х600/ 85Hz", которая расшифровывается так:

• 15" - размер диагонали экрана в дюймах (38,1 см). Вообще, чем больше монитор, тем он удобнее в работе. Например, при одном и том же разрешении 17-дюймовый монитор воспроизводит изображение так же, как и 15-дюймовый, но сама картинка оказывается физически больше и детали выделяются более ясно. Однако реально часть экрана ЭЛТ по краям скрыта корпусом или лишена люминофора. Поэтому поинтересуйтесь таким параметром, как видимая диагональ. У 17-дюймовых мониторов разных производителей этот параметр может быть от 15,9" и выше.
• 0,28 - размер точки. Это один из основных показателей качества монитора. Фактически этот параметр характеризует величину каждого пикселя изображения: чем меньше этот размер, тем ближе пиксели друг к другу и тем более детальным оказывается изображение. Более дорогие мониторы имеют размер точки 0,25 или 0,22. Имейте в виду, что при размере точки больше 0,28 теряется значительное количество деталей и на экране появляется зернистость.
• 800 х 600 - рекомендуемое или максимально возможное разрешение (в примере - рекомендуемое). Это означает, что на экране 800 пикселей в линии по горизонтали и 600 линий по вертикали. При более высоком разрешении (1024х768) на экране вы можете отобразить большее количество различных изображений, данных одновременно или Web-страницу без ее прокрутки. Этот параметр зависит также от свойств видеокарты: некоторые видеокарты не поддерживают высокие разрешения.
• 85 Hz - максимальная частота обновления экрана (частота регенерации, частота по вертикали, FV). Это значит, что каждый пиксель на экране изменяется 85 раз в секунду. Чем больше раз экран перечеркивается каждую секунду, тем контрастнее и устойчивее изображение. Если вы намерены проводить долгие часы перед монитором, ваши глаза будут меньше уставать, если монитор будет иметь более высокую частоту обновления - не менее 75 Гц. При более высоком разрешении частота обновления экрана может уменьшаться, поэтому нужно следить за сбалансированностью этих параметров. Частота обновления тоже зависит от свойств видеокарты: некоторые видеокарты поддерживают высокие разрешения только при низкой частоте обновления. Экран монитора с матовым (антибликовым) покрытием может быть очень полезен в ярко освещенном офисе. Эту же задачу может решить специальная матовая панель, закрепляемая на монитор.
• ТСО 99 - стандарт безопасности. Cтандарты устанавливаются Шведским управлением по технической аккредитации (MPR) или европейский стандарт ТСО. Суть рекомендаций TCO состоит в определении минимально приемлемых параметров мониторов, например, поддерживаемых разрешений, интенсивности свечения люминофора, запаса яркости, энергопотребления, шумности и т. д. Соответствие монитора стандарту ТСО подтверждается наклейкой.

Основные достоинства

• Невысокая цена. ЭЛТ-монитор в 1,5-4 раза дешевле ЖК-дисплея аналогичного класса.
• Более длительные сроки службы. Наработка на отказ ЭЛТ-монитора в несколько раз выше, чем у ЖК-дисплея . Реальный срок службы ЖК-монитора не превышает четырех лет, в то время как аппараты на ЭЛТ приходится менять по причине скорее морального, чем физического, устаревания. Проблема усугубляется еще и тем, что лампы подсветки у целого ряда моделей ЖК-дисплеев не подлежат замене, а именно они чаще всего и выходят из строя. К тому же качество изображения ЖК-дисплеев со временем деградирует, в частности, появляется посторонний оттенок. У ЭЛТ-экранов нет проблемы "мертвых пикселов", малое количество которых не считается браком. Кроме того, ЖК-матрицы весьма чувствительны к статическому электричеству, толчкам и ударам. Плюс ко всему небольшой вес и малые габариты ЖК-дисплеев обуславливают такие дополнительные риски, как вероятность падения со стола и кража.
• Малое время отклика, в то время как на ЖК-дисплеях имеет место существенная инерционность изображения. Так что если стоит задача создания анимаций для Web или презентаций, то ЖК-дисплей будет далеко не лучшим выбором.
• Высокая контрастность. На ЖК-дисплеях только в самых последних моделях начались подвижки в лучшую сторону, а в массовых моделях о чистом черном цвете приходится лишь мечтать.
• Отсутствие ограничений по углу обзора, в то время как на ЖК-дисплеях они есть, и весьма существенные.
• Отсутствие дискретности изображения. Особенности формирования изображения на ЭЛТ таковы, что элементы смазываются и поэтому практически не видны невооруженным взглядом. А на ЖК-дисплеях изображение имеет отчетливую дискретность, особенно при нестандартных разрешениях.
• Отсутствие проблем, связанных с масштабированием изображения. На ЭЛТ-мониторе можно в достаточно широких пределах менять разрешение экрана, в то время как на ЖК-дисплее комфортная работа возможна лишь при одном разрешении.
• Хорошая цветопередача. На массовых ЖК-дисплеях с матрицами TN+Film и MVA/PVA с этим далеко не все в порядке, и их до сих пор не рекомендуется использовать для работы с цветной полиграфией и видео.

Недостатки

• Излучение. Электромагнитное и мягкое рентгеновское излучение. Хотя мониторы и считаются одним из наиболее защищённых офисных устройств, на самом деле излучения от них выше крыши. Пусть, экран монитора защищён. А сзади что? А то, что основное излучение от монитора исходит с его задней части. Так что если в офисе есть несколько компьютеров, лучше не сидеть целый день около задней крышки соседского ЭЛТ-монитора , а переставить мебель так, чтобы он хотя бы в стену упирался. Но и экран, хоть и защищён, всё равно изрядно излучает. Я сам сидел за очень многими моделями мониторов - от монохромных, которые шли в комплекте с машинами 1982 года выпуска (на Intel 8086) - до современных ЭЛТ мониторов высшей ценовой категории. За всеми ощущения примерно одинаковы - через какое-то время (чем монитор лучше, тем, естественно, время больше) ощущался определённый дискомфорт. Даже просто находясь рядом с работающим монитором этого не избежать. Ещё надо сказать о <пользе> защитных экранов. Да, они вроде бы защищают пользователя, но они обычно просто <отодвигают> электромагнитное поле. Получается, что перед самым экраном оно снижено, а где-нибудь метра через полтора, серьёзно повышено.
• Мерцание. Теоретически считается, что после 75 герц человеческий глаз мерцания не видит. Но это, уж поверьте мне, не совсем так. Глаз и при более высокой частоте обновления экрана устаёт от этого, пусть незаметного, мерцания. Опять же, иногда заходишь в офис, там стоит компьютер. Вроде бы новый, монитор нормальный, а как посмотришь на него, так сразу дурно делается - частота обновления герц 65. А те, кто за ним уже несколько месяцев работают, ничего не замечают.
• Неочевидный фактор - пыль. Дело тут вот в чём. На экран монитора, как и на всё остальное, садится пыль. Экран, пусть даже хорошо защищённый, электризуется и электризует осевшую на него пыль. Из курса физики известно, что одноимённые заряды отталкиваются. И поток пыли начинает потихоньку лететь в сторону ничего не подозревающего пользователя. В результате глаза раздражаются. Иногда очень сильно. Особенно, если человек страдает близорукостью и пытается, сняв очки, поближе присмотреться к изображению.
• Выгорании люминофора
• Высокое энергопотребление