capitolul v echipamente de vizualizare - cs.ucv.ro de vizualizare.pdf · uman ar putea recunoaşte...

116 Echipamente periferice

CAPITOLUL V ECHIPAMENTE DE VIZUALIZARE

V.1 PREZENTARE GENERALĂ Echipamentele de vizualizare sunt dispozitive periferice, care realizează

prelucrarea şi afişarea datelor sub controlul direct şi sub forma cea mai convenabilă operatorului uman. Pe măsura perfecţionarii echipamentelor de vizualizare, a apărut şi s-a dezvoltat sistemul interactiv de prelucrare a datelor, bazat pe apropierea din ce în ce mai mare între om şi maşină. Această evoluţie a generat sistemele grafice interactive utilizabile pe scară tot mai largă în toate domeniile. Elementul funcţional specific echipamentelor de vizualizare este imaginea generată pe suportul de afişare, imagine ce poate fi alfa-numerică sau grafică. Structura de bază a imaginii alfa-numerice este CARACTERUL, generat conform unui cod standard ASCII, căruia îi corespunde o structură fizică pe suportul de afişare. Un set posibil de caractere alfa-numerice cuprinde: - alfabetul latin - cifrele arabe - semne de punctuaţie - simboluri matematice - caractere speciale de comandă şi control În funcţie de modul de generare, caracterul alfanumeric poate fi: - generat prin puncte grupate într-o matrice - generat printr-o linie continuă (caligrafic) Caracterele sunt organizate în rînduri, iar mai multe rînduri formează o pagină cuprinsă într-o imagine completă pe suportul de afişare. Pentru marcarea poziţiei unui caracter într-o pagină se utilizează cursorul alfa-numeric, de obicei sub forma unei linii statice sau clipitoare afişata sub caracterul respectiv. Un număr mare de echipamente conţin în setul de caractere afişat fragmente de imagini grafice simple (linii, intersecţii de linii) din care se pot compune tabele, grafice simple sau diagrame. Aceste imagini sunt denumite semigrafice.

Capitolul V: Echipamente de vizualizare 117

Unitatea structurală a imaginii afişate este punctul afişat, care se organizează în linii, suprafeţe şi figuri grafice complexe. Pentru generarea imaginii grafice se utilizează cursorul grafic, care marchează extremitatea unei linii generatoare ce se deplasează pe ecran sub controlul operatorului. Constructiv un echipament de vizualizare este alcătuit din următoarele module: - suportul de afişare - modulul de afişare - unitatea logică de comandă - opţional pentru videoterminale, avem: - tastatura - interfaţa de comunicaţie - dispozitive interactive auxiliare

SUPORTUL DE AFIŞARE: este alcătuit din: suportul fizic pe care se realizează afişarea, uzual un tub cu vid-CRT sau un display cu cristale lichide-LCD, şi un bloc electronic de comandă, care traduce informaţia logică recepţionată în semnale convenabile suportului fizic controlat.

MODULUL DE AFIŞARE: realizează generarea informaţiei

alfanumerice şi grafice, reîmprospatarea ei periodică (dacă este necesară), afişarea cursorului, etc.

UNITATEA LOGICĂ DE COMANDĂ: realizează prelucrarea şi

controlul informaţiei în echipamentul de vizualizare. Complexitatea unităţii logice de comandă determină performanţele echipamentului de vizualizare în care se află încorporat.

TASTATURA: Permite introducerea rapidă a datelor sub formă

alfa-numerică sau grafică. INTERFAŢA DE COMUNICAŢIE: realizează legatura serială sau

paralelă cu calculatorul. DISPOZITIVELE INTERACTIVE AUXILIARE pot fi:

- imprimanta de copiere - echipamente de trasat - dispozitiv de urmărire - sisteme de generare a imaginii grafice


V.2 CARACTERISTICI ŞI PERFORMANŢE ALE ECHIPAMEN-TELOR DE VIZUALIZARE

Caracteristicile principale se referă la sistemul de afişare şi la metodele

de introducere a datelor. Sistemul de afişare cuprinde: suportul de afişare şi totalitatea atributelor imaginii de pe acest suport. Caracteristicile sistemului de afişare sunt: - tipul suportului de afişare - dimensiunile suportului de afişare - formatul paginii - formatul caracterului - setul de caractere afişat - rezoluţia Suportul de afişare cel mai frecvent folosit este TUBUL CU VID, cu deflexie magnetică şi explorare, şi mai rar tubul cu deflexie electrostatică şi convertor digital-analogic (afişare caligrafică) Tuburile cu vid pot fi alb-negru, cu nuante intermediare de gri, galben-verzui sau color (cu număr variabil de culori şi niveluri de intensitate). Dimensiunea ecranului este indicată de obicei prin diagonala acestuia şi are uzual lungimea cuprinsă între 14 şi 38,5 inch (adică 35,6 - 97,8 cm). Formatul paginii este variabil de la model la model, sau chiar pentru acelaşi model. Se utilizează pagini cu 8 pâna la 50 de linii, 50 - 120 de caractere pe linie. Pentru formatul paginii de 24 de linii şi 80 de caractere pe linie rezultă un număr de 1920 caractere pe pagină. Formatul caracterului este semnificativ pentru sistemele de afişare prin puncte. Matricile de puncte utilizate sunt 7 linii a 5 puncte pe linie, sau 9 linii a câte 7 puncte pe linie. În aceste matrici este cuprins caracterul cât şi spaţiile faţă de caracterele alăturate. Setul de caractere afişabile poate fi fix în cadrul unui cod standard ASCII, sau variabil, prin programare de către utilizator. Pentru unele tipuri de echipamente există posibilitatea afişarii opţionale a unor seturi de caractere slave, japoneze, arabe, germane, etc. REZOLUŢIA unei imagini afişate este dată de numărul de puncte distincte afişabile pe toată suprafaţa ecranului. Această caracteristică depinde hotărâtor de performanţele suportului de afişare şi variază între 512 puncte pe linie x 256 linii şi 4096 x 4096. Metodele de introducere a datelor se prezintă într-o gamă extrem de variată, în funcţie de aplicaţia căreia îi este destinată consola. În aprecierea unui echipament de vizualizare trebuie luate în considerare următoarele: - setul de dispozitive interactive


- funcţiunile de editare - funcţiunile grafice Echipamentele alfa-numerice prezintă în mod obisnuit o tastatură, o imprimantă de recopiere şi eventual o memorie magnetică auxiliară (pe disc magnetic). Echipamentele grafice pot avea: creion optic, joystick, mouse, ploter. Funcţiunile de editare sunt o masură a complexităţii unui echipament de vizualizare alfa-numerică. Un set tipic de astfel de funcţiuni cuprinde: - inserarea/ ştergerea unui caracter şi a unei linii - multipaginarea - deplasări de cursor - sublinieri ale caracterelor - caractere de forme variabile Funcţiunile grafice cele mai frecvent întilnite sunt: - window (adică selectarea de către operator a unei zone de pe ecran denumită fereastră) - zoom (adică mărirea sau micşorarea de un număr variabil de ori a unei zone selectate) - pan (deplasarea zonei selectate pe ecran) - transformări geometrice (translaţie pe o direcţie, rotaţie în jurul unui punct cu un unghi variabil) - axarea (trasarea pe ecran a unui sistem de axe) V.3 TIPURI DE ECHIPAMEMTE DE VIZUALIZARE Din punct de vedere constructiv avem 2 categorii: 1) Echipamente alfa-numerice 2) Echipamente alfa-numerice şi grafice 1) Echipamentele de vizualizare alfa-numerice permit afişarea controlată a unui set de caractere alfa-numerice. Acest set poate fi fix, expandabil prin adăugarea unor memorii ROM, sau programabil prin definirea punct cu punct a caracterelor de către utilizator. În acest ultim caz echipamentele pot lucra în regim semigrafic, permiţând construirea unor imagini grafice simple. 2) Echipamentele de vizualizare alfa-numerice şi grafice, permit pe lângă operaţiunile caracteristice echipamentelor alfa-numerice şi afişajul punct cu punct al imaginilor grafice.

Imaginea alfa-numerică poate fi formată din caractere generate în matrice de puncte înscrise într-un ROM sau inclusă în imaginea grafică generală. În primul caz imaginile alfa-numerică şi grafică sunt independente una de alta, deci se pot utiliza funcţiunile de editare alfa-numerică uzuale.


V.4 AFIŞAREA IMAGINILOR PE MONITOARELE CRT

Afişarea imaginilor pe un monitor este similară metodei folosite în televiziunea convenţională. Figura 5.1 ilustrează schematic generarea imaginilor pe un tub catodic (cathode ray tube - CRT).

Figura 5.1 Modul de formare a imaginii pe tub catodic. Electronii emişi de catod sunt acceleraţi de anod şi deviaţi de deflectori. După aceea ei lovesc ecranul fluorescent iluminându-l

Ecranul este divizat în mai multe linii orizontale, unde fiecare linie este alcatuită dintr-o multitudine de puncte numite pixeli. Tubul este vidat, aşa încât electronii emişi de catod sunt cu rapiditate acceleraţi de câmpul electric al anodului şi ating ecranul. Ecranul conţine un material fluorescent care iluminează la lovirea lui de către fluxul de electroni. Electronii încărcaţi cu sarcină negativă sunt deviaţi (deflectaţi) de către câmpul electromagnetic generat de blocurile de deflexie, deplasându-se pe suprafaţa ecranului de la stânga la dreapta şi de sus în jos. Dacă fascicolul de electroni ajunge în extrema dreaptă a liniei atunci trebuie să se întoarcă la începutul liniei de baleiaj. Acest lucru se numeşte întoarcere orizontală. În mod asemănător are loc întoarcerea

verticală. Pe ecranele actuale o imagine constă dintr-o multitudine de pixeli.

Intensitatea fluxului de electroni este modulată corespunzător cu strălucirea pixelului. În locaţiile în care un fascicol puternic de electroni atinge ecranul apare un pixel strălucitor, iar în locaţiile în care fascicolul de electroni este la cel mai scăzut nivel apare un punct negru.

Catod Anod

Deflexieverticala

Deflexieorizontala

Fascicol de electroni

Ecran fluorescent


Figura 5.2 Schema bloc a unui monitor CRT

Din cauza persistenţei stratului flourescent punctele încă emit lumină şi după deplasarea fascicolului de electroni în altă locaţie şi datorită inerţiei ochiului uman, avem impresia că este o imagine permanentă pe ecran. Cu fascicolul de electroni descris, pot fi generate doar imagini monocrome sau cu nuanţe de gri. Astfel de monitoare au un strat flourescent care emite lumină verde, galbenă sau albă.

Dacă se doreşte afişarea de imagini colorate atunci sunt necesare trei

fluxuri de electroni care să atingă suprafaţa ecranului luminând în trei culori diferite. În mod uzual sunt folosite trei culori de bază: roşu, verde şi albastru. Cu aceste trei culori de bază se generează toate tipurile de culori prin amestecarea acestora. Un punct alb de exemplu, rezultă prin amestecarea celor trei culori la aceeaşi intensitate. Astfel, la monitoarele color toate cele trei fluxuri de electroni sunt modulate corespunzător informaţiei de imagine, intensitatea absolută a fluxului determinând strălucirea, iar intensitatea relativă a fluxului determinând culoarea pixelului corespondent.


Figura 5.3 Modul de formare a imaginii pe un ecran color Modularea fascicolului de electroni şi cursele de întoarcere orizontală şi

verticală trebuiesc sincronizate aşa încât de exemplu, întoarcerea verticală are loc exact în momentul când fascicolul de electroni atinge sfârşitul ultimei linii de baleiaj. Scanarea ecranului are loc linie cu linie, astfel şi imaginea este afişată pe monitor în acelaşi mod. Adaptoarele grafice trebuie să furnizeze semnalele video cerute de pixeli individuali (intensitatea şi culoarea) dar şi sincronizarea semnalelor pentru întoarcerea orizontală şi verticală.

Exemplu: Pe un monitor VGA cu o rezoluţie de 680*480 pixeli, fiecare linie are 640 pixeli şi imaginea este generată de 480 linii de scanare (baleiere). După 480 de întoarceri orizontale are loc o întoarcere verticală. Imaginea este construită de 60 de ori pe secundă, astfel că o cursă inversă verticală are loc la fiecare 16,7 ms.

3 puncte alcătuiesc un “pixel”

1 punct “color”

lăţime punct

Strat fosfor

Mască Punct convergenţă

fosfor

Fascicol electroni

Pixel


Pentru adaptoarele VGA la rezoluţia indicată, IBM specifică o lăţime de bandă video de 25,175 MHz care corespunde ratei cu care pixelii apar pe ecran. Aceasta înseamnă că la fiecare secundă mai mult de 25 de milioane de puncte trebuiesc scrise, astfel că amplificatoarele video ale monitoarelor trebuie să opereze foarte rapid. La rezoluţii mai înalte (astăzi avem deja un standard de

facto de peste 1024*768 pixeli) lătimea de bandă video creşte la 100 MHz. Pentru astfel de frecvenţe sunt necesare circuite electronice şi tuburi catodice de înaltă calitate ce sunt relativ scumpe. Dar există un mod simplu şi ieftin de a ieşi dintr-o astfel de încurcătură: întreţeserea (interlacing). Această metodă realizează baleierea ecranului în două treceri; la început sunt scrise doar liniile cu un număr impar, iar apoi liniile cu un număr par. Frecvenţa de linii şi astfel lăţimea benzii video este înjumătăţită, dar frecvenţa de afişare (numărul de baleieri pe verticală) rămâne aceeaşi. Aceasta este necesar deoarece ochiul uman ar putea recunoaşte o înjumătăţire a frecvenţei imaginii ca o pâlpăire (flicker), dar ochiul poate fi păcălit alternând scrierea (baleierea) liniilor impare şi pare.

Intoarcereorizontala

Cadru impar

Tensiune

Timp

Tensiune

TimpDeflexie orizontala

a) Mod intretesut

Intoarcereverticala

Cadru par

Deflexieverticala

Tensiune

Intoarcere

verticala

Intoarcereorizontala

Cursa vizibila

Deflexie orizontala

b) Mod neintretesut

TimpTensiune

Timp

Deflexieverticala

Figura 5.4 Modurile întreţesut şi neîntreţesut

Figura 5.4 prezintă cele două moduri: întreţesut şi ne-întreţesut. Pentru o imagine perfectă, în modul întreţesut este esenţial ca fascicolul de electroni să atingă suprafaţa ecranului exact între două linii de scanare ale pasului anterior. Această poziţionare precisă nu este foarte simplă aşa încât imaginea în modul întreţesut este de obicei mai proastă decât cea obţinută în modul ne-întreţesut.


Această metodă este folosită de la începuturile erei televiziunii pentru a preveni ca lăţimile de bandă ale canalelor TV să treacă dincolo de limitele alocate. În Europa o imagine TV constă din 625 de linii, separate în două imaginii parţiale de câte 312,5 linii fiecare. Imaginiile parţiale sunt transmise de 50 de ori pe secundă, aşa încăt TV afişează efectiv 25 de imaginii complete pe secundă.

Figura 5.6 Afişarea caracterelor în modurile neîntreţesut şi întreţesut

V.5 MONITOARE LCD Astăzi marea majoritate a producătorilor de monitoare vând monitoare cu afişaje cu cristale lichide (LCD). Acestea au ecrane care reflectă foarte puţin lumina, sunt complet plate şi consumă foarte puţin (5 waţi, faţă de 100 waţi cât consumă un monitor obişnuit). Calitatea culorii unui panou LCD cu matrice activă o depăşeşte în realitate pe cea a majorităţii monitoarelor cu tub catodic.

Totuşi, până acum, ecranele LCD sunt mai limitate ca rezoluţie faţă de tuburile catodice tipice. De exemplu, un panou LCD tipic de 15 inci (care oferă aproximativ aceeaşi suprafaţă vizibilă ca un monitor CRT de 17 inci) are o rezoluţia maximă de 1024x768, pe când un tub catodic tipic de 17 inci poate oferi o rezoluţie maximă de 1280x1024 sau 1600x1200. Panourile LCD de 17 inci şi de 18 inci (comparabile în ceea ce priveşte suprafaţa vizibilă cu tuburile catodice de 19 inci) au devenit, de asemenea, populare. Totuşi, aceste panouri LCD mărite oferă o rezoluţie maximă de 1280x1024, în timp ce un tub catodic tipic de 19 inci are o rezoluţie maximă de 1600x1200.

În ciuda recentelor scăderi de preţ, panourile LCD continuă să fie mult mai scumpe decât tuburile catodice de dimensiuni comparabile. Este, însă, important să observăm că un ecran LCD asigură o imagine vizibilă mai mare decât un monitor CRT de aceeaşi dimensiune.

Afişajele LCD monocrome sunt depăşite pentru PC-uri, deşi ele rămân populare pentru modelul Palm sau alte sisteme de tip agendă (organizer) similare şi sunt uneori folosite pentru panourile de afişare industriale. Display-

Neîntreţesut Întreţesut

1 trecere

a 2-a trecere


urile cu matrice pasivă care folosesc tehnologia cu scanare duală erau populare pentru modelele ieftine de notebook până de curând, dar cele mai multe modele ieftine de notebook vândute astăzi folosesc concepţia analogică mai strălucitoare sau pe cea digitală cu matrice activă, care, iniţial, se regăseau pe calculatoare notebook mai scumpe.

Afişajele cu matrice pasivă sunt încă utilizate pentru sisteme handheld sau pentru panouri de afişare de uz industrial, datorită costului lor relativ redus şi durabilităţii crescute comparativ cu modelele cu matrice activă.

Cele mai răspândite tipuri de monitoare cu matrice pasivă folosesc o structură nematică supertorsadată (supertwist nematic design), astfel că aceste panouri sunt, deseori, numite STN.

Panourile cu matrice activă folosesc, de obicei, o structură de tranzistor pe film subţire (thin-film transistor design) şi sunt, de aceea, denumite TFT.

Panourile LCD de mici dimensiuni sunt echipamente cu matrice activă analogică sau digitală. Tipic, panourile LCD de 15 inci mai ieftine folosesc conectorul VGA analogic tradiţional şi trebuie să convertească semnalele analogice înapoi în semnale digitale, pe când panourile LCD de 15 inci mai scumpe sau panourile LCD mai mari asigură atât conectorul VGA analogic, cât şi conectorul DVI digital regăsit pe multe plăci video cu performanţe ridicate sau medii.

V.5.1 Principiul afişării cu ajutorul cristalelor lichide Într-un monitor LCD, un filtru de polarizare creează două unde

luminoase separate. Filtrul de polarizare permite trecerea numai a undelor luminoase aliniate la acesta. După ce trec prin filtrul de polarizare, undele luminoase rămase sunt aliniate toate în aceeaşi direcţie. Dacă un al doilea filtru de polarizare este aliniat în unghi drept faţă de primul, toate undele luminoase vor fi blocate. Prin schimbarea unghiului celui de-al doilea filtru de polarizare, cantitatea de lumină căreia i se permite să treacă poate fi modificată. Rolul celulelor de cristal lichid constă din a schimba unghiul de polarizare şi de a controla cantitatea de lumină care trece. Cristalele lichide reprezintă molecule de formă cilindrică, care curg ca un lichid. Ele permit trecerea luminii, dar o sarcină electrică modifică orientarea lor şi a luminii care trece prin ele. Chiar dacă monitoarele cu cristale lichide monocrome nu dispun de filtre de culoare, ele pot avea celule multiple pentru fiecare pixel spre a controla tonurile de gri.


1. Filtru vertical pentru polarizarea luminii exterioare 2. Substrat de sticlă cu electrozi, a căror formă vor determina forma zonelor întunecoase 3. Cristale lichide twisted nematic 4. Substrat de sticlă cu un film electrod comun 5. Filtru orizontal ce blochează/ permite trecerea luminii 6. Suprafaţă reflectoare a luminii către privitor

Figura 5.7 Panou cu matrice pasivă de tip STN

În cazul unui ecran LCD color, există încă un filtru, care are trei celule pentru fiecare pixel- câte una pentru culorile roşu, verde şi albastru – şi un tranzistor corespondent fiecărei celule. Celulele roşie, verde şi albastră care realizează un pixel sunt, uneori, denumite subpixel.

Monitoarele LCD şi cele cu plasmă generează imaginea similar tubului catodic, dar la acestea imaginea nu este generată de către fluxul de electroni; în loc de pixeli individuali sunt asignate elemente care pot fi adresate succesiv. Imaginea pe monitor este generată linie cu linie, iar cursele inverse de întoarcere nu joacă nici un rol, întoarcerea fiind efectuată simplu prin modificarea adresei elementelor adresate.

Pixeli morţi Un aşa-zis pixel mort este unul în care celula roşie, verde sau albastră se

blochează în stare activă sau în stare inactivă. Blocarea în stare activă este cea mai obişnuită. În special, pixelii care rămân în starea activă sunt foarte vizibili pe un fundal întunecat ca puncte roşii, verzi sau albastre strălucitoare. Chiar dacă numai unele dintre ele pot distrage atenţia, fabricanţii diferă în ceea ce priveşte politica lor faţă de numărul de pixeli morţi necesari pentru a obţine înlocuirea display-ului. Unii furnizori iau în considerare atât numărul total de pixeli morţi, cât şi poziţiile lor. Din fericire, îmbunătăţirile în calitatea producţiei reduc tot mai mult posibilitatea apariţiei unui ecran cu pixeli morţi pe sisteme desktop sau pe afişajul unui calculator notebook.


V.5.2 Display-uri cu matrice activă Cele mai multe display-uri cu matrice activă folosesc o matrice de

tranzistoare pe film subţire (thin-film transistor, TFT). TFT este o metodă de încapsulare a unui număr de unul (monocrom) până la trei (culoare RGB) tranzistoare per pixel într-un material flexibil care este de aceeaşi dimensiune şi formă ca display-ul. În acest mod, tranzistoarele pentru fiecare pixel sunt aşezate direct în spatele celulelor de cristale lichide pe care le controlează.

Două sunt metodele de fabricaţie TFT care pot fi luate în consideraţie pentru majoritatea monitoarelor cu matrice activă de pe piaţa actuală: cu siliciu amorf hidrogenat (a-Si) şi cu polisiliciu la temperatură scăzută (p-Si). Aceste metode diferă, în primul rând, prin costul lor. La început, cele mai multe display-uri TFT erau fabricate folosind metoda a-Si, deoarece necesita temperaturi mai reduse (sub 400oC) decât metoda p-Si la timpul respectiv. Astăzi, procesele de fabricaţie p-Si la temperatură mai scăzută fac din această metodă o alternativă economică viabilă la procedeul a-Si.

Pentru a îmbunătăţi unghiurile de vizibilitate orizontală în diplay-urile LCD cele mai recente, unii furnizori au modificat structura TFT clasică. De exemplu, structura de comutaţie plană (in-plane switching, IPS) de la Hitachi – cunoscută şi ca STFT – orientează paralel cu sticla celulele individuale ale display-ului cu cristale lichide, făcând să circule curentul electrice pe lateralele celulelor şi rotind pixelii pentru a asigura o distribuţie mai uniformă a imaginii pe întreaga suprafaţă a panoului. Şi tehnologia Super-IPS de la Hitachi rearanjează moleculele de cristale lichide într-un model mai degrabă în zig-zag decât pe linii şi pe coloane, spre a reduce modificările de culoare şi a îmbunătăţi uniformitatea culorii. Tehnologia de orientare verticală multidomeniu (multidomain vertical alignment, MVA) dezvoltată de Futjitsu împarte ecranul în regiuni diferite şi modifică unghiul regiunilor.

Atât tehnologia Super-IPS, cât şi tehnologia MVA asigură un unghi de vizibilitate mai larg decât monitoarele TFT tradiţionale. Deoarece display-urile LCD de dimensiuni superioare (de 17 inchi sau mai mult) sunt suficient de mari spre a cauza deplasări ale unghiului de vedere chiar pentru un utilizator singular, aceste tehnologii avansate sunt tot mai mult folosite de fabricanţii de display-uri. V.5.3 Display-uri cu matrice pasivă

În cazul unui ecran LCD cu matrice pasivă, care pot echipa

calculatoarele de tip notebook mai vechi sau mai puţin costisitoare, fiecare celulă este controlată de sarcinile electrice a două tranzistoare, determinate de


poziţia celulei pe ecran (rândul şi coloana în care se găseşte). Numărul de tranzistoare pe orizontală şi pe verticală determină rezoluţia ecranului. De exemplu, un ecran cu o rezoluţie de 1024x768 are 1024 de tranzistoare pe orizontală şi 768 pe verticală. Reacţionând la sarcinile celor două tranzistoare ale sale, celula răsuceşte raza de lumină, sarcina mai mare producând o răsucire mai mare. Supertorsionarea se referă la orientarea cristalelor lichide, comparând modul aprins cu modul stins – cu cât răsucirea este mai mare, cu atât mai mare va fi contrastul.

Sarcinile ecranelor LCD cu matrice pasivă sunt de tip puls, motiv pentru care acestor display-uri le lipseşte strălucirea matricei active, care asigură o sarcină constantă fiecărei celule. Pentru a mări strălucirea, aproape toţi producătorii s-au orientat spre o tehnică denumită LCD cu scanare duală, care împarte ecranele cu matrice pasivă în două jumătăţi, superioară şi inferioară, mărind intervalul dintre pulsuri. Pe lângă faptul că măresc strălucirea, modelele cu scanare dublă, reduc timpul de răspuns al ecranului, ceea ce recomandă acest tip de monitor pentru aplicaţiile cu imagini în mişcare sau pentru altele care necesită schimbări rapide ale informaţiilor afişate.

V.5.4 Comparaţie între display-urile cu matrice activă şi cele cu matrice pasivă

Într-un ecran LCD cu matrice activă, precum cele folosite pe majoritatea

display-urilor notebook-urilor actuale şi pe panourile LCD ale sistemelor desktop, fiecare celulă are propriul ei tranzistor, în spatele panoului, care o încarcă electric pentru a torsiona unda luminoasă. Astfel, un monitor de 1024x768 cu matrice activă (cea mai obişnuită rezoluţie pentru panourile LCD de 15 inci) are 786.432 de tranzistoare. Aceasta asigură o imagine mai strălucitoare decât cea furnizată de un ecran cu matrice pasivă, întrucât celula poate păstra o sarcină constantă, în loc de una momentană. Totuşi tehnologia matricei active foloseşte mai multă energie decât cea a matricei pasive, ceea ce duce la o viaţă mai scurtă a bateriei pe sistemele portabile. Având câte un tranzistor pentru fiecare celulă, display-urile cu matrice activă sunt mai greu de realizat şi cu costuri mai mari, dar, în compensare, ele oferă un afişaj mai rapid care poate fi folosit în condiţii de exterior, ca şi în condiţii de interior, la unghiuri vizibile mai largi decât cele ale display-urilor cu scanare dublă.

Atât pentru monitorul LCD cu matrice activă, cât şi pentru cel cu matrice pasivă, al doilea filtru de polarizare controlează cantitatea de lumină care trece prin fiecare celulă. Celulele schimbă lungimea de undă a luminii, pentru ca aceasta să corespundă celei căreia i se permite să treacă prin filtru. Cu


cât prin filtru trece mai multă lumină spre fiecare celulă, cu atât mai luminos va fi pixelul.

Monitoarele LCD monocrome folosite în sistemele handheld şi în panourile LCD industriale afişează tonuri de gri (până la 64), prin varierea strălucirii unei celule sau prin combinarea celulelor într-un model de tipul aprins-stins. Pe de altă parte, pentru a obţine diverse culori pe ecran, display-urile LCD color combină cele trei celule de culoare şi le controlează strălucirea. Display-urile LCD cu matrice pasivă şi cu scanare duală (cunoscute şi ca DTSN) au fost folosite, în ultimii ani, în unele modele de notebook-uri cu preţ scăzut, deoarece ele ating calitatea monitoarelor cu matrice activă, dar realizarea lor nu costă cu mult mai mult decât a monitoarelor cu matrice pasivă.

Chiar dacă panourile DTSN oferă o calitate a vizibilităţii mai bună frontal (chiar din faţă), performanţele de vizibilitate laterală (vederea dintr-un unghi) sunt încă reduse comparativ cu panourile cu matrice activă (TFT).

O alternativă la ecranele LCD o reprezintă tehnologia plasmei, cunoscută în principal datorită ecranelor portocaliu cu negru ale unor calculatoare notebook mai vechi. Unele firme încorporează această tehnologie pentru ecranele sistemelor desktop şi pentru ecranele plate, utilizate în televiziunea cu definiţie mare (high-definition television, HDTV). Deocamdată, tehnologia plasmei integral colorată nu este rentabilă pentru display-urile calculatoarelor.

Din punct de vedere istoric, marea problemă a display-urilor LCD cu matrice activă a fost faptul că productivitatea este mai scăzută decât pentru display-uri LCD cu matrice pasivă, ceea ce determină preţuri mai mari. Aceasta înseamnă că multe dintre display-urile produse au mai multe tranzistoare defecte decât un număr maxim prevăzut. Productivitatea scăzută care rezultă limitează capacitatea de producţie şi conduce la preţuri întru-câtva mai ridicate. Îmbunătăţirile recente ale tehnologiei şi existenţa mai multor fabrici producătoare de panouri LCD au contribuit la reducerea preţurilor panourilor LCD ale notebook-urilor şi ale sistemelor desktop şi au determinat utilizarea panourilor LCD cu matrice activă în aproape toate notebook-urile existente în prezent pe piaţă.

În trecut, pentru a lumina un ecran LCD era nevoie de câteva tuburi CRT miniatură fierbinţi, dar producătorii de calculatoare portabile folosesc în prezent un singur tub de dimensiunea unei ţigări. Tehnologia fibrei optice împrăştie uniform pe întreaga suprafaţă a ecranului lumina emisă de acest tub.

Graţie monitoarelor LCD cu supertorsadare şi cu torsadare triplă, ecranele actuale vă permit să le vedeţi clar din mai multe unghiuri, la un contrast şi o luminare mai bune. Pentru a îmbunătăţi lizibilitatea, mai ales în caul unei lumini scăzute, aproape toate laptopurile folosesc iluminarea din spate (back-lightning) sau iluminarea laterală (edge-lightning, denumită şi side-


lightning). Ecranele iluminate din spate primesc lumină de la un panou din spatele LCD. Ecranele cu iluminare laterală preiau lumina de la mici tuburi fluorescente montate de-a lungul marginilor ecranului. Unele laptop-uri mai vechi au eliminat aceste sisteme de iluminare, pentru a prelungi viaţa bateriei. Caracteristicile de gestionare a consumului de energie încorporate în notebook-uri vă permit să folosiţi iluminarea din spate cu un consum redus de energie, ceea ce estompează ecranul, dar prelungeşte viaţa bateriei.

V.6 ADAPTORUL GRAFIC În principal, structura adaptoarelor grafice nu diferă foarte mult în ciuda

diferenţelor privind posibilităţile de a afişa culori şi rezoluţii variate. În figura 5.8 se prezintă schema bloc a structurii generale a unui adaptor grafic.

În centru se află controlerul video sau CRTC (cathod ray tube controller), care supervizează funcţionarea adaptorului şi generează semnalele de control necesare. CPU accesează memoria video RAM, prin interfaţa cu magistrala, pentru a scrie informaţia care defineşte textul sau grafica ce trebuiesc afişate. CRTC generează continuu adrese pentru memoria video RAM, pentru a citi caracterele corespunzatoare şi a le transfera spre generatorul de caractere.

I NT E R F A T A

Atribute

RAM video

CRTC

ROM caractere

Generator caractere

Registru deplasare

Decodor atribute

Cod caracter

Sincronizare

Generator semnal

Figura 5.8 Schema bloc a unui adaptor grafic

În modul text, caracterele sunt de obicei definite prin codul lor ASCII, la care este asignat un aşa numit atribut. Atributul defineşte modul de afişare al caracterului (de exemplu afişat pâlpâind sau în mod invers). ROM-ul cu caractere, pentru fiecare cod ASCII, conţine câte un model de pixeli pentru caracterul corespunzător. Generatorul de caractere converteşte codul caracterului, folosind un model de pixeli din ROM-ul cu caractere, într-o secvenţă de biţi pe care îi transferă în registrul de deplasare. Generatorul de semnale generează semnalele necesare pentru monitor, folosind fluxul de biţi


din registrul de deplasare, informaţia de atribute din memoria video RAM şi semnalele devsincronizare de la CRTC. Monitorul prelucrează semnalele video primite şi afişează informaţia simbolică din memoria video RAM într-o formă uzuală operatorului uman (simboluri alfanumerice). Informaţia din memoria RAM video modulează astfel fluxul de electroni al monitorului prin intermediul ROM-ului de caractere, generatorului de caractere, registrului de deplasare şi generatorului de semnal.

În modul grafic, informaţia din memoria video RAM este direct folosită pentru generarea caracterelor, aceasta însemnând că intrările nu definesc un index în ROM-ul de caractere, ci reprezintă deja însuşi pixelul cu informaţia corespondentă de culoare sau nuanţă de gri. Din această cauză, informaţia de atribut nu mai este necesară, generatorul de semnal generând din valorile biţilor din registrul de deplasare semnalele de strălucire şi culoare, necesare pentru monitor.

capitolul v echipamente de vizualizare - cs.ucv.ro de vizualizare.pdf · uman ar putea recunoaşte...

Documents