Устройство воспроизведения информации

| Категория реферата: Рефераты по информатике, программированию
| Теги реферата: allbest, вопросы и ответы
| Добавил(а) на сайт: Javorov.

EGA получали от видеоплаты цифровые сигналы, иными словами, сигнал состоял из нулей и единиц. Однако новые функциональные возможности последующих поколений видеоплат нельзя было реализовать в мониторах со стандартом MDA, CGA и EGA. В стандарте VGA цифровой интерфейс сигнала заменен аналоговым; амплитуда сигнала указывает на яркость луча в любой момент времени.
- Повышенное разрешение и большее количество цветов. Стандарт VGA повысил графическое разрешение до 640х480 с 16 цветами. В расширении Super VGA обычно используется 256 цветов.
Переход к аналоговому интерфейсу монитора был необходим для увеличения количества цветов, поддерживаемых VGA. Покажем кратко различие интерфейсов
EGA и VGA:
- EGA – по соединительному кабелю проходят двухразрядные цифровые сигналы для красного, зеленого и синего. Монитор синхронизируется отдельными горизонтальными и вертикальными синхроимпульсами.
- VGA - по соединительному кабелю проходят аналоговые сигналы интенсивности для красного, зеленого м синего. Монитор синхронизируется отдельными горизонтальными и вертикальными синхроимпульсами.

Стандарт VGA позволял использовать программное обеспечение с усовершенствованной видеоплатой любого производителя, а операционная система Windows позволила писать программное обеспечение, не зависящее о интерфейса видеоплаты. До появления Windows разработчики были вынуждены вводить в свои программы драйверы устройств низкого уровня; в этих драйверах кодировались методы использования функциональных возможностей видеоплат. Стандарт VGA позволил разработчикам создать довольно общепризнанное изделие со всеми необходимыми свойствами и возможностями. С помощью независимого от устройства графического интерфейса Windows
(Graphics Device Interface) разработчики могли создавать программное обеспечение с полной уверенностью, что их программы будут работать как с существующим, так и с будущим аппаратным обеспечением. Независимость от устройств, которую обеспечивает интерфейс GDI, означает, что производители могут встраивать в свои видеоплаты уникальные интерфейсы, будучи уверенными в том, что, стоит только написать драйвер Windows для платы, и приложения будут пользоваться всеми преимуществами аппаратного обеспечения. Кроме всего прочего, аналоговый интерфейс избавил монитор о необходимости синхронизации с видеоплатой, обусловив появление мониторов, которые могут работать с различными разрешениями дисплея и принимать любое количество цветов. Теперь перечислим основные типы и характеристики видеоадаптеров:
MDA (Monochrome Display Adapter - монохpомный адаптеp дисплея) - пpостейший видеоадаптеp, пpименявшийся в IBM PC. Поддеpживает пять атpибутов текста: обычный, яpкий, инвеpсный, подчеpкнутый и мигающий. Частота стpочной pазвеpтки - 15 кГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал, дополнительный сигнал яpкости.
HGC (Hercules Graphics Card - гpафическая каpта Hercules) - pасшиpение MDA с гpафическим pежимом 720x348, pазpаботанное фиpмой Hercules.
CGA (Color Graphics Adapter - цветной гpафический адаптеp) - пеpвый адаптеp с гpафическими возможностями. Работает либо в текстовом pежиме, либо в гpафическом. В текстовых pежимах доступно 256 атpибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атpибут мигания), в гpафических pежимах доступно четыpе палитpы по четыpе цвета каждая в pежиме
320x200, pежим 640x200 - монохpомный. Вывод инфоpмации на экpан тpебовал синхpонизации с pазвеpткой, в пpотивном случае возникали конфликты по видеопамяти, пpоявляющиеся в виде "снега" на экpане. Частота стpочной pазвеpтки - 15 кГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал (тpи канала - кpасный, зеленый, синий), дополнительный сигнал яpкости.
EGA (Enhanced Graphics Adapter - улучшенный гpафический адаптеp) - дальнейшее pазвитие CGA, пpимененное в пеpвых PC AT. Количество одновpеменно отобpажаемых цветов - по пpежнему 16, однако палитpа pасшиpена до 64 цветов (по два pазpяда яpкости на каждый цвет). Введен пpомежуточный буфеp для пеpедаваемого на монитоp потока данных, благодаpя чему отпала необходмость в синхpонизации пpи выводе в текстовых pежимах. Стpуктуpа видеопамяти сделана на основе так называемых битовых плоскостей - "слоев", каждый из котоpых в гpафическом pежиме содеpжит биты только своего цвета, а в текстовых pежимах по плоскостям pазделяются собственно текст и данные знакогенеpатоpа. Совместим с MDA и CGA. Частоты стpочной pазвеpтки - 15 и
18 кГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, видеосигнал (по две линии на каждый из основных цветов).
MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный гpафический адаптеp) - введен фиpмой IBM в pанних моделях PS/2. Количество воспpоизводимых цветов увеличено до 262144 (по 64 уpовня на каждый из основных цветов). Помимо палитpы, введено понятие таблицы цветов, чеpез котоpую выполняется пpеобpазование 64-цветного пpостpанства цветов EGA в пpостpанство цветов
MCGA. Введен также видеоpежим 320x200x256, в котоpом вместо битовых плоскостей используется пpедставление экpана непpеpывной областью памяти объемом 64000 байт, где каждый байт описывает цвет соответствующей ему точки экpана. Совместим с CGA по всем pежимам и с EGA - по текстовым, за исключением pазмеpа матpицы символа. Частота стpочной pазвеpтки - 31 кГц, для эмуляции pежимов CGA используется так называемое двойное сканиpование - дублиpование каждой стpоки фоpмата Nx200 в pежиме Nx400. Интеpфейс с монитоpом - аналогово-цифpовой: цифpовые сигналы синхpонизации, аналоговые сигналы основных цветов, пеpедаваемые монитоpу без дискpетизации.
Поддеpживает подключение монохpомного монитоpа и его автоматическое опознание - пpи этом в видео-BIOS включается pежим суммиpования цветов по так называемой шкале сеpого для получения полутонового чеpно-белого изобpажения. Суммиpование выполняется только пpи выводе чеpез BIOS - пpи непосpедственной записи в видеопамять на монитоp попадает только сигнал зеленого цвета (если он не имеет встpоенного цветосмесителя).
VGA (Video Graphics Array - множество, или массив, визуальной гpафики) - pасшиpение MCGA, совместимое с EGA, введен фиpмой IBM в сpедних моделях
PS/2. Фактический стандаpт видеоадаптеpа с конца 80-х годов. Добавлен текстовый pежим 720x400 для эмуляции MDA и гpафический pежим 640x480 с доступом чеpез битовые плоскости. В pежиме 640x480 используется так называемая квадpатная точка. Совместим с MDA, CGA и EGA, интеpфейс с монитоpом идентичен MCGA.
IBM 8514/a - специализиpованный адаптеp для pаботы с высокими pазpешениями
(640x480x256 и 1024x768x256), с элементами гpафического ускоpителя. Hе поддеpживает видеоpежимы VGA. Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA.
IBM XGA - следующий специализиpованный адаптеp IBM. Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA.
SVGA (Super VGA - "свеpх"-VGA) - pасшиpение VGA с добавлением более высоких pазpешений и дополнительного сеpвиса. Цветовое пpостpанство pасшиpено до
65536 (High Color) или 16.7 млн (True Color). Из дополнительного сеpвиса добавлена поддеpжка VBE. Фактический стандарт видеоадаптера примерно с 1992 г.
В таблице 2 приводятся сравнительные характеристики адаптеров.

Сравнительные характеристики адаптеров. Таблица 2.
|Монитор |Цвет/моно |Текстовый режим |Графический |
| | | |режим |
|MDA |Монохромный |80x25 |640x200 |
|CGA |Цветной |80x25 |640x200 |
| | | |320x200 |
|HERCULES |Монохромный |80x25 |720x348 |
|EGA |Цветной |80x25 |640x350 |
| | |80x43 | |
|VGA |Цветной |80x25 |640x480 |
| | |80x50 |640x350 |
| | | |320x200 |
|SVGA |Цветной |132x25 |800x600 |
| | |132x43 |1024x768 |
| | |132x50 |1152x864 |
| | | |1280x1024 |
| | | |1600x1200 |
|IBM XGA |Цветной |132x25 |640x480 |

А теперь поясним встречающиеся выше термины: High Color, True Color и т.д. В обычных VGA-адаптерах цветовая информация записывается в видеопамять и занимающая 4 или 8 бит, перекодируется в 18-разрядное слово. В контролере графической карты эта информация преобразуется из цифровой в аналоговую и передается на монитор. В режимах High Color, True Color и Real Color введенное в память слово сразу передается в цифрово-аналоговый преобразователь, поэтому цветовая информация о каждом пикселе записывается в это слово своим полным значением.
High Color вводит в действие палитру из 32768 цветовых оттенков. Real Color поддерживает 65536 оттенков, при True Color видеокарта поддерживает 16,7 миллионов цветов.

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНИТОРОВ

4.1 Типы развертки

В режимах высокого разрешения немаловажным фактором является тип развертки построчная (Non-Interlaced) или чересстрочная. При построчном способе формирования изображения все строки кадра выводятся в течение одного периода кадровой развертки, то есть передача всех строк на экране монитора за один прием без чередования. Обладающие построчной разверткой мониторы позволяют быстрее выводить изображение на экран и менее подвержены мерцанию. Все современные мониторы являются мониторами со построчной разверткой. При чересстрочном способе за один период кадровой развертки выводятся нечетные строки изображения, за второй – нечетные. Поэтому, говорят что один кадр делится на два поля. Заметно, что в случае чересстрочной развертки частота кадров снижается вдвое. Стандартные VGA карты при 800х600 поддерживают построчный способ, а 1024х728 – чересстрочный. В чем же из различие. Мониторы с построчной разверткой обладают лучшими характеристиками, так как они воспроизводят изображение на экране быстрее и без мерцания. Они также имеют более резкие и четкие изображения. Все мониторы высокого качества отображают изображения во всех режимах разрешения с построчной разверткой. Мониторы, имеющие "штатные" режимы с чересстрочной разверткой, ни одной из ведущих фирм, производящих мониторы, не выпускаются. Поэтому не стоит даже и думать о приобретении монитора с такой разверткой.

4.2 Разрешающая способность монитора

Разрешающая способность или разрешение означает плотность отображаемого на экране изображения. Она определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Экран VGA c разрешением 640х480 точек имеет 640 точек вдоль строки и
480 строк, развернутых на экране. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации выводится на экран. В настоящее время максимально возможное разрешение достигает значения 1800х1440 (Монитор ViewSonic P815), что значительно превышает разрешающую способность цветного телевизора, равную приблизительно 800х625 точек. В режиме максимального разрешении монитора, как правило, работать нельзя (слишком мелко). Но максимальное разрешение является одним из важнейших параметров оценки качества монитора.
Чем выше максимальное разрешение, тем лучше монитор.

Однако реальную максимальную разрешающую способность монитора вы можете определить сами. Для этого надо иметь три числа: шаг точки (шаг триад для трубок с теневой маской или горизонтальный шаг полосок для трубок с апертурной решеткой) и габаритные размеры используемой области экрана в миллиметрах. Последние можно узнать из описания устройства либо измерить самостоятельно. Если вы пойдете вторым путем, то максимально расширьте границы изображения и проводите измерения через центр экрана. Подставьте полученные числа в соответствующие формулы для определения реальной максимальной разрешающей способности.

Примем сокращения: максимальное разрешение по горизонтали = MRH максимальное разрешение по вертикали = MRV
Для мониторов с теневой маской:
MRH = горизонтальный размер/(0,866 x шаг триад);
MRV = вертикальный размер/(0,866 x шаг триад).
Так, для 17-дюймового монитора с шагом точек 0,25 мм и размером используемой области экрана 320x240 мм мы получим максимальную действительную разрешающую способность 1478x1109 точек: 320 /(0,866x0,25) =
1478 MRH; 240 /(0,866x0,25) = 1109 MRV.
Для мониторов с трубкой использующую апертурную решетку:
MRH = горизонтальный размер/горизонтальный шаг полосок;
MRV = вертикальный размер/вертикальный шаг полосок.

Так, для 17-дюймового монитора с трубкой использующую апертурную решетку и шагом полосок 0,25 мм по горизонтали и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1280x600 точек: 320/0,25 = 1280 MRH; Апертурная решетка не имеет шага по вертикали, и разрешающая способность по вертикали такой трубки ограничена только фокусировкой луча.

Оптимальное разрешение жестко связано с размерами кинескопа монитора.
Рекомендованные врачами режимы сведены в таблицу 3:

Рекомендованные режимы работы. Таблица 3.
|Диагональ |Режим работы|
|14" |800x600 |
|15" |800x600 |
|17" |1024x728 |
|20-21" |1280x1024 |

4.3 Частота регенерации

Это одна из важнейших характеристик монитора, определяющая скорость, с которой происходит воспроизведение кадра или полное восстановление
(обновление) экрана в единицу времени. Частота регенерации измеряется в Hz
(Герцах, Гц), где один Гц соответствует одному циклу в секунду. Частота регенерации дисплея и соответствующие характеристики графической платы, с которой работает монитор, предопределяют мерцание изображения для всех режимов работы монитора. Чем выше частота регенерации, тем меньше мерцание экрана и, как следствие, комфортнее условия работы в силу значительно меньшей утомляемости глаз пользователя. Стандарты VESA определяют сегодня частоту кадровой развертки в отсутствие мерцания изображения для любых режимов работы монитора не хуже 85 Гц. Частота строчной развертки, выражающаяся в килогерцах (кГц), равна количеству строк, которое луч может пробежать за одну секунду. Более высокая частота строчной развертки позволяет выводить на экран изображения с более высоким разрешением.
Частота кадровой развертки или частота смены кадров, выраженная в герцах
(Гц), соответствует частоте кадров: сколько раз луч формирует полное изображение - от самой верхней строки до самой нижней - за одну секунду.
Чем выше частота кадровой развертки, тем меньше уровень нежелательного мерцания изображения, на которое невольно реагируют глаза и, следовательно, меньше нагрузка на зрение. Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты регенерации зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера.Частоты строчной и кадровой разверток подбираются так, чтобы сформировать на экране изображение с высоким разрешением и отсутствием мерцания. Минимально допустимая частота кадровой развертки - 72 Hz. Но это минимум, при этом многие пользователи замечают мерцание экрана, особенно в помещении, освещенном люминисцентными лампами.
Ниже мы приводим таблицу 4 с минимально допустимыми частотами регенерации мониторов по новому стандарту TCO’99 для разных разрешений:

Допустимые частоты регенерации.

Таблица 4.
|Диагональ монитора |Частота регенерации |Разрешение |
|14-15" |>= 85 Hz |>= 800x600 |
|17" |>= 85 Hz |>= 1024x768 |
|19-21" |>= 85 Hz |>= 1280x1024 |
|>21" |>= 85 Hz |>= 1280x1024 |

4.4 Полоса пропускания

Это диапазон в частот в МГц, в пределах которого гарантирована устойчивая работа монитора. Полоса пропускания также может быть представлена как быстродействие монитора, с которым он способен воспринять графическую информацию в условиях воспроизведения изображения с максимальным разрешением, и рассчитана по формуле: W = Hmax * Vmax * Fmax, где Hmax – максимальное разрешение по вертикали, Vmax – максимальное разрешение по горизонтали, Fmax – максимальная частота кадров.

4.5 Настройка монитора

Иногда, из-за изменения освещенности или при начальной установке монитора, требуется корректировка качества изображения, воспроизведения цветов или яркости. Существуют три типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые, цифровые и цифровые с экранным меню. Аналоговые средства управления - это обычные вращающиеся ручки или кнопки, устанавливаемые на всех не слишком дорогих мониторах. Цифровые средства управления основаны на использовании микропроцессора, они обеспечивают точные настройки и более просты в эксплуатации. Большинство цифровых средств управления снабжены экранным меню, которое появляется каждый раз, когда активизируются настройки и регулировки. С помощью цифровых средств управления установки сохраняются в специальной памяти и не изменяются при отключении электропитания. Экранные средства управления удобны, наглядны, пользователь видит процесс настройки, который становится проще, точнее и понятнее. Кроме этого, все мониторы с меню на экране показывают частоты кадровой и строчной развертки, приходящие на монитор, и можно проверить правильность установки этих параметров видеокартой компьютера.

4.6 Сводная таблица параметров мониторов

Ниже в таблицах 5, 6 и 7 мы приводим мультимедийные характеристики мониторов фирм Samsung, Sony и Goldstar.

Параметры мониторов фирмы SAMSUNG. Таблица 5.
|Модель Трубка Частота Расширение |
|Video Станд. |
|разверток Band |
|излуч. |
|Width |
|MHz |
| Диаг. Зерно мм Гориз. Верт. Максим. |
|Реком. |
|гориз./диаг. KHz Hz |
| |
|SAMSUNG |
| 3 Ne |14”|/.28 |31-4|50-90|1024*768@6|800*600@72|65 |MPR II |
| | | |8 | |0 | | | |
|500 Ms|15”|/.28 |30-5|50-12|1024*768@6|800*600@85|56 |MPR II |
| | | |4 |0 |0 | | | |
|500Mb |15”|/.28 |30-6|50-16|1280*1024@|1024*768@8|110|MPR II |
| | | |9 |0 |60 |5 | |TCO’ 95|
|700Ms |17”|/.28 |30-6|50-16|1280*1024@|1024*768@8| 80|MPR II |
| | | |9 |0 |60 |5 | |TCO’ 95|
|700Mb |17”|/.28 |30-6|50-16|1280*1024@|1024*768@8|110|MPR II |
| | | |9 |0 |60 |5 | |TCO’ 95|
|700p |17”|/.28 |30-8|50-16|1600*1200@|1280*1024@|135|MPR II |
| | | |5 |0 |60 |85 | |TCO’ 95|
|700Mp |17”|/.28 |30-8|50-16|1600*1200@|1280*1024@|135|MPR II |
| | | |5 |0 |67 |75 | |TCO’ 95|
|1000p |20”|/.28 |30-1|50-16|1600*1200@|1280*1024@|135|MPR II |
| | | |07 |0 |85 |85 | | |