A monitor ismertetése

1. A monitor ismertetése

2. A számítógépes képernyő • Az első monitorok csak karakterek megjelenítésére voltak képesek. Az első grafikus terminálok a hatvanas évek elején jelentek meg, de magas áruk miatt akkoriban csak korlátozott mértékben terjedtek el. • A grafikus monitorok igazi elterjedését a személyi számítógépek nyolcvanas évek elején történt ugrásszerű térhódítása segítette elő: bárki - viszonylag olcsón - vásárolhatott olyan számítógépet, amely tetszőleges grafika (pl. térkép) megjelenítésére is képes volt, eleinte természetesen csak gyenge minőségben. • A grafikus monitorok jellegzetessége, hogy a kép nem karakterekből épül fel, hanem elemi képpontok sokaságából. Ezek a képpontok egyenként vezérelhetők, címezhetők, színük egymástól függetlenül változtatható. Azaz a monitoron látható kép is egy raszteres elven felépülő képnek tekinthető.

3. A számítógépes képernyő felbontásai • Monokróm grafika esetén a képernyőt vezérlő egységnek (a grafikus kártyának) képpontonként 1 bit memóriával kell rendelkeznie. • Kezdeti színes grafikus szabványok: • CGA (Color Graphic Adapter): 320*200 pixel / 4 szín • EGA (Enhanced Graphics Adapter): 640*350 pixel / 16 szín • VGA (Video Graphics Array): 640*480 pixel / 256 szín • Napjainkban az alábbi felbontások terjedtek el a grafikus kezelői felülettől függetlenül: 800 x 600, 1024 x 768, 1152 x 824, 1280 x 1024, 1600 x 1200. • Ma az ún. true color, vagy 24 bites (224 = 16 777 216 szín) megjelenítés a megszokott, elsősorban a memóriák és a grafikus kártyák árának rendkívül kedvező alakulása következtében.

4. A monitor frekvenciái • teljes képernyőnyi kép megjelenítéséhez ismétlődően pásztázni kell az elektronsugarakkal a képernyőn. • állókép tartásához is folyamatosan kell frissíteni a képpontokat. • A szokásos vertikális frissítési ráta a másodpercenként 50-től 72-ig terjedő tartományban van. • A monitor sebességét ezzel a függőleges frissítési rátával adják meg. • A monitorok támogatják az állandó és a többféle frissítési rátákat. Az úgynevezett multisync monitorok különböző rátákkal végezhetik a frissítést, ezért ezeket általában bármilyen videokártyához lehet illeszteni. A multisync monitorok • előnye a rugalmasság, • hátrányuk, hogy eléggé drágák.

5. Felbontás és élesség • - A felbontás a monitor által megjeleníthető pixelek számának leírására szolgál • szorzatként adják meg, az egy képernyősorban található képpontok számának és a képernyősorok számának szorzataként • elterjedt felbontások pl.: a 800x600, 1024x768 és az 1280x1024. • A normál VGA a 640x480 képpontos felbontás, ami azt jelenti, hogy a képernyőre vízszintesen 640 képpontot, függőlegesen pedig 480 képpontot gyújt ki az elektronsugár • minél jobb a felbontás, annál élesebb a kép. A kép élessége azonban nem csak a monitor felbontásától függ, • videokártya által támogatott felbontástól • hardver tervezése és a gyártási minőség is befolyásolják a monitor képének élességét • képponttávolságtól, ami a két szomszédos képpont közti távolságot adja meg, minél kisebb a képponttávolság, annál élesebb a kép. Ez a távolság ~ 0,21-0,31 mm , 14"-os monitoroknál általában 0,28 mm,17"-os monitoroknál 0,26-0,28 mm.

6. A grafikus kártya szerepe • A monitor tulajdonképpen csak egy passzív megjelenítő eszköz, a vezérlő szerep a grafikus kártyáé. • Napjaink grafikus kártyái – főleg a számítógépes játékok igényeinek megfelelően – elsősorban a 3D-s megjelenítésre helyezik a hangsúlyt. • Napjaink grafikus kártyái önálló processzorral, saját memóriával rendelkeznek.

7. A videókártyákról bővebben A processzor elküldi a videókártyának azt a képet amit meg kell jeleníteni, a videókártya pedig a monitor számára is értelmezhető jellé alakítja azt. Az olyan műveleteknek mint elsimítás, árnyékolás komoly számítási igényei vannak, ezért a grafikus kártyáknak több feldolgozó egységük, külön grafikus processzoruk (GPU – Graphics Processing Unit), illetve jelentős memóriájuk van (64 MB – 1 GB). A grafikus kártyák régebbi szabványa a VGA, és bár ez már nem használatos, a videókártyákat még mindig VGA-nak, vagy VGA-kártyának hívják (Manapság használatos szabvány például az XGA). A videókártya AGP (Accelarated Graphics Port), vagy PCI-Express porton keresztül csatlakozik az alaplaphoz. A monitor kapcsolódása a videókártyához történhet: • analóg D-SUB (D-subminiature) vagy • digitális DVI (Digital Visual Interface) • vagy a nagyfelbontású tartalamak miatt kifejlesztett HDMI-n (High-Definition Multimedia Interface) keresztül.

8. A számítógépes grafika fejlődése Kezdetben: képek megjelenítése teletype-on, nyomtatókon • 1950: MIT számítógéppel vezérelt képernyőSAGE légvédelmi rendszer (a programok képernyőről történő vezérlése fényceruzával) • 1963: a modern interaktív grafika megjelenéseI. Sutherland: Sketchpad • adatstruktúrák szimbolikus struktúrák tárolására • interaktív mutatás, választás, rajzolás • 1964: CAD - autók tervezésére (General Motors) Lassú fejlődés, mert • drága hardware • drága számítógépes erőforrások (nagy adatbázis, interaktív manipuláció,intenzív adatfeldolgozás) • nehéz volt nagy programokat írni • a software nem volt hordozható • 1960-as évek: jellemző output-eszköz az ún. vektor-képernyő(szakaszokat rajzol)részei: • képernyő processzor (DP) - mint I/O periféria kapcsolódik a központi egységhez • képernyő tároló memória - megjelenítéshez szükséges program és adat tárolása • képernyő - katód sugár cső 1/8

9. 2/8

10. A számítógépes grafika fejlődése 1960-as évek vége: • DVST (direct-view storage tube) - a látványt közvetlenül tároló cső olcsóbb • képernyő kisszámítógép (felszabadul a központi gép) 1968: • a hardvare képes a skálát változtatni, a képet mozgatni, vetületeket előállítani valós időben 1970-es évek: • jellemző output eszköz az ún. raszter - képernyő (TV - technika), bit - térképes grafika • bit - térkép (bitmap): bináris mátrix képek reprezentálására 3/8

11. A raszteres képernyők a grafikus primitíveket (pixel - képpont) az ún. frissítő tárolóban tartják. 4/8

12. előnyei: olcsó logikájú processzor (soronként olvas), területek színekkel kitölthetők, az ábra bonyolultsága nem befolyásolja a megjelenítés sebességét hátrányai: a grafikus elemeket (pl. vonal, poligon) át kell konvertálni (RIP - raster image processor) a geometriai transzformációk számításigényesek Raszteres képernyők 5/8

13. 6/8

14. 1980-as évekig: a számítógépes grafika szűk, speciális terület a drága hardware miatt Újdonságok: • személyi számítógépek (Apple Macintosh, IBM PC) • raszteres képernyők • ablak technika (window manager) Eredmény: • sok alkalmazás • sok I/O eszköz (pl. egér, tábla, ...) • kevesebbet használjuk a billentyűzetet (menük, ikonok, ...) 7/8

15. Technológiai váltás • A monitorok fejlődése a kilencvenes évek legvégén új fordulatot vett. A hordozható számítógépekben használt LCD (liquid-crystal display) kijelzők fejlődése elérte azt a szintet, hogy már az asztali gépekhez is alkalmazni kezdték őket, áruk azonban egyelőre még sokkal magasabb. Egy 14"-os asztali LCD monitor ára 1998 elején még meghaladta a jobb minőségű hagyományos 21"-os monitorokét, de 1998 végére áruk 1000 $ alá csökkent, 2002-ben az árkülönbség azonos képernyő méret esetén már csak 2-3-szoros. • Az LCD monitorok nagy előnye a kis tömeg, a kisebb energiafogyasztás. Nem bocsátanak ki magukból semmilyen káros sugárzást, valamint képük nem vibrál, nem villódzik, így sokkal kevésbé károsak a szemre, mint a katódsugárcsöves monitorok. • Térképészeti alkalmazásokra nem feltétlenül jobbak ezek a monitorok, mint a hagyományos CRT-k. 8/8

16. Monitorok

17. Interaktív grafikai rendszerek • Interaktivitás: a felhasználó vezérli az objektumok kiválasztását, megjelenítését billentyűzetről, vagy egérrel... • Felhasználói modell (adatbázis): • adatok, objektumok, kapcsolatok (adattömb, hálózati adatok listája, relációs adatbázis) • primitívek (pontok, vonalak, felületek) • attribútumok (vonal stílus, szín, textúra)

18. A számítógépes grafika osztályozása: • Dimenzió szerint:2-D3-D • Képfajta szerint szerint:vonalasszürkeszínes (árnyékolt) • Interaktivitás szerint: off-line rajzolásinteraktív rajzolás (változó paraméterek)objektum előre meghatározása és körüljárásainteraktív tervezés • Kép szerepe szerint szerint:végtermékközbülső termék

19. A monitorok főbb paraméterei • képátló: A monitor egyik ellentétes sarkától a másikig terjedő távolság, col-ban (2,54 cm) mérik. • kontraszt: • legsötétebb és legvilágosabb pixel fényességének aránya • részletgazdagságot jellemző tulajdonság (250–10.000 : 1) • válaszidő: LCD paneles monitorok jellemzője, ezredmásodpercben (milli-secundum) mért időegység. Azt az időt jelöli, amennyi ahhoz kell, hogy egy képpont színe megváltozzon. • A 12ms-nál hosszabb válaszidő zavaró lehet, ha a monitoron gyors mozgásokat kell megjeleníteni. • fényerő: A monitor fényességét jellemzi. (Milyen fényes az elektronok felvillanása (CRT), milyen erős, fényes a háttérvilágítás (LCD).) (Például: 250 cd/m2) • maximális felbontás: Maximálisan mekkora felbontásra állítható. • megjeleníthető színek száma: Megjeleníthető színárnyalatok száma. Általában 16,7 millió színt tud megjeleníteni egy monitor, de gyakran „csak” 16,2 milliót • látószög: Az a paraméter, mely megadja, hogy a monitor milyen szögből látható. Általában két adattal jellemzik, az első a horizontális (szélesség), második a vertikális (magasság) adat. Például: H:160°/ V:150°

20. A monitorok főbb fajtái CRT: (Cathod Ray Tube) LCD: (Liquid Crystal Display) TFT/PDP: (Thin Film Transistor / Plazma Display Panel)

21. CRT: katódsugárcsöves képernyő. A technika feltalálója Karl Ferdinand Braun volt, aki 1897-ben már megtudott így egy képpontot jeleníteni. Működési elve: A CRT monitorban egy katódsugárcső található, elektronágyúval az egyik végén, foszforral bevont képernyővel a másik végén. Az elektronágyú elektronnyalábot lő ki, ezt mágneses mező irányítja. Az elektronnyaláb a foszforborításba ütközik és felvillan, majd elhalványodik. Ha elég gyorsan követik egymást az elektronnyalábok, akkor az a pont nem halványodik el. Tehát az elektronágyúk írnak a képernyőre a számítógép utasításának megfelelően, balról jobbra, egy másodperc alatt többször is frissítve a képpontokat. Azt, hogy másodpercenként hányszor frissíti a képpontokat, képfrissítési frekvenciának nevezzük. A mai monitorok 60–130 hertzesek. A színes monitoroknak három alapszíne van: a piros, a zöld, és a kék (RGB). Ezek keverésével bármelyik szín előállítható. Mindegyik színhez tartozik egy elektronágyú.

23. A hátsó borító eltávolítása után láthatóvá válik, hogy a hagyományos monitor mélyégét a katódsugárcső határozza meg.

24. LCD: Folyadékkristályos képernyő A folyadékristályos kijelzők őse a kvarcórákban fordult elő először. Működési elve: két, belső felületén mikronméretű árkokkal ellátott átlátszó lap közé folyadékkristályos anyagot helyeznek, amely nyugalmi állapotában igazodik a belső felület által meghatározott irányhoz, így csavart állapotot vesz fel. A kijelző első és hátsó oldalára egy-egy polárszűrőt helyeznek, amelyek a fény minden irányú rezgését csak egy meghatározott síkban engedik tovább. A csavart elhelyezkedésű folyadékkristály különleges tulajdonsága, hogy a rá eső fény rezgési síkját elforgatja. Ha hátul megvilágítják a panelt, akkor a hátsó polarizátoron átjutó fényt a folyadékkristály elforgatja (innen ered a Twisted Nematic, TN megnevezés), így a fény az első szűrőn átjut, és világos képpontot kapunk. Ha kristályokra feszültséget kapcsolunk, nem forgatják el a fényt, az eredmény pedig fekete képpont. A polárszűrő elé már csak egy színszűrőt kell helyezni. Előfordulhat a gyártás tökéletlensége miatt, hogy a képernyőn halott vagy „beragadt” képpontokat találunk.

25. TFT/PDP: egyszerűbb nevén plazmakijelzők első, monokróm típusát 1964-ben a Plató Computer System készítette el, Gábor Dénes plazmával kapcsolatos kutatásai nyomán. Működési elve: A PDP működése az LCD-nél is egyszerűbb. A cél az, hogy a három alapszínnek megfelelő képpont fényerejét szabályozni lehessen. A PDP-nél a képpontok a CRT-hez hasonlóan látható fényt sugároznak ki, ha megfelelő hullámhosszú energia éri őket. Ebben az esetben a neon és xenon gázok keverékének nagy UV-sugárzással kísért ionizációs kisülése készteti a képpont anyagát színes fény sugárzására, pont úgy, mint a neoncsövekben. Mivel minden egyes képpont egymástól függetlenül, akár folyamatos üzemben vezérelhető, a monitor villódzástól mentes, akár 10 000:1 kontrasztarányú, tökéletes színekkel rendelkező képet is adhat, bármely szögből nézve. A PDP kevesebbet fogyaszt mint a CRT monitor. A gázkisülésnek helyet adó parányi cső ugyanúgy használódik, mint az LCD-kben lévő egyébként cserélhető, a háttér világításáért felelős fénycső

26. Köszönöm a figyelmet! Linkek: http://www.erg.bme.hu/emania/2000/farkasad/menu.htm http://home.fazekas.hu/%7Elali/hardware.html http://www.inf.u-szeged.hu/oktatas/jegyzetek/KubaAttila/grafika_html/szgrafika/ktort.html http://www.hoc.hu/index.php?p=articles&cid=5&y=118&z=1 http://hu.wikipedia.org/wiki/Monitor Készítette: Prok Krisztián PTE – KTK GI, 1. évfolyam