Urządzenia techniki komputerowej Identyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera

1. Urządzenia techniki komputerowejIdentyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera Monitory: historia i technologia obrazu, telewizor a monitor

2. Cel zajęć W toku lekcji nauczysz się: • zasad działania kineskopu • podstawowych pojęć związanych z wyświetlaniem obrazu i jego parametrami • różnic w parametrach pomiędzy telewizorem a monitorem komputerowym • zależności pomiędzy parametrami karty graficznej a parametrami monitora • zależności pomiędzy parametrami monitora a ergonomią pracy

3. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomia pracy

4. Przypomnienie Parametry pracy karty graficznej Rozdzielczość • Jest to liczba punktów wyświetlanych w danej chwili na ekranie • Podaje się w pikselach • Im większa rozdzielczość, tym mniejszy piksel, czyli wyraźniejszy obraz • Popularne rozdzielczości: 800 x 600, 1024 x 768

5. Przypomnienie Parametry pracy karty graficznej Częstotliwość odświeżania • Określa ile razy w ciągu 1s obraz jest wyświetlany na ekranie • Podaje się w hercach • Im wyższa częstotliwość, tym bardziej stabilny obraz • Wartość minimalna to 75 Hz

6. Przypomnienie Parametry pracy karty graficznej Liczba wyświetlanych kolorów • Ściśle zależy od możliwości karty graficznej • Typowo karty obsługują generowanie od 256 do 16 milionów kolorów

7. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomia pracy

8. Zasady działania kineskopu Kineskop (lampa katodowa, CRT – ang. Cathode Ray Tube) - służy do wyświetlania obrazu, stosowany do budowy odbiorników TV od 1930 roku.

9. Zasady działania kineskopu Działo elektronowe emituje elektrony, które po przejściu przez maskę uderzają w luminofor, powodując świecenie zawartych tam atomów fosforu

10. Zasady działania kineskopu Działo elektronowe odpowiedzialne jest tylko za wystrzelenie elektronów • w kineskopach kolorowych wykorzystuje się najczęściej trzy osobne działa, każde wysyłające elektrony, które docierają do punktów o innym kolorze podstawowym.

11. Zasady działania kineskopu Cewki - potężne elektromagnesy, które odchylają elektrony z ich pierwotnego kursu. • precyzyjne zmiany pola magnetycznego wytwarzanego przez cewki powodują, że strumień elektronów omiata z góry na dół każdą linię ekranu • kineskopy monochromatyczne - jedna wiązka nieprzerwanie przebiega ekran z góry ku dołowi. • kineskopy kolorowych - trzy działa wytwarzają trzy wiązki, które w sposób ciągły omiatają ekran od góry ku dołowi.

12. Zasady działania kineskopu • wiązka elektronów, musi zostać mocno odchylona podczas przejścia przez zespół elektromagnesów. • konieczność zachowania konwergencji i ostrości obrazu wymusza dokładne ogniskowanie. • łatwiej je przeprowadzić, gdy mamy do czynienia z małymi kątami odchylenia strumienia w stosunku do pierwotnego toru lotu. • w przypadku dużych kątów utrzymanie zbieżności w narożnikach jest bardzo trudne i wymaga stosowania zaawansowanych układów elektronicznych.

13. Zasady działania kineskopu

14. Zasady działania kineskopu Maska - cienka przesłona z otworami lub szczelinami. • eliminuje cząsteczki, które nie trafiłyby dokładnie w punkt docelowy. • każdy otwór przesłony (zwanej również ze względu na budowę maską perforowaną), odpowiada jednej kropce na powierzchni luminoforu. • dzięki masce zapalane są tylko te punkty, które mają być rozświetlone - inne pozostają ciemne.

15. Zasady działania kineskopu Rodzaje masek • perforowana (inwarową, typu delta). • cienki perforowany arkusz, zwykle wytworzony ze stopu metali zwanego Inwarem, umieszczony tuż przed luminoforem. • Trinitron • rodzaj sita utworzonego z precyzyjnie rozmieszczonych, cienkich, pionowych drutów, poprawę stabilizacji i zbieżności obrazu stosowane są dwa poziome druty rozmieszczone na jednej trzeciej i dwóch trzecich wysokości ekranu.

16. Zasady działania kineskopu Maska typu:Trinitron Maska: perforowana

17. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomia pracy

18. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • DPMS (Display Power Management Signalling System) - mechanizm oszczędzania energii polegający na obniżeniu poboru prądu przez monitor. W trybie uśpienia wyłączane są obwody odchylania (cewka) i żarzenia kineskopu • Efekt mory - zniekształcenie cyfrowego obrazu polegające na tworzeniu się regularnych struktur geometrycznych. W przypadku monitorów szczególnie zauważalne przy wyświetlaniu obszarów o bardzo dużej ilości drobnych szczegółów

19. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Konwergencja (zbieżność) - zdolność monitora do skupiania w jednym punkcie elektronów wystrzeliwanych z działa czerwonego, zielonego i niebieskiego

20. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Z powodu niedokładnego odchylenia trzy strumienie elektronów nie przechodzą przez właściwy otwórw masce. W konsekwencji na obrazie powstają kolorowe cienie. Tak powstaje błąd konwergencji:

21. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Częstotliwość odświeżania (pionowa) - określa, ile razy w ciągu sekundy tworzony jest obraz. Według normy TCO '99 ergonomiczne minimum, powyżej którego oko ludzkie nie dostrzega migotania, to 85 Hz.

22. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • OSD (On Screen Display) - cyfrowy system sterowania parametrami wyświetlania obrazu za pomocą menu na ekranie monitora OSD

23. Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Plamka - odległość pomiędzy dwoma najbliższymi luminoforami o tym samym kolorze, mierzona wzdłuż przekątnej ekranu. Wielkość plamki podawana jest zawsze w milimetrach. W kineskopach z maską szczelinową wielkość plamki jest szerokością pojedynczej triady luminoforu.

24. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomią pracy

25. Telewizor vs monitor komputerowy Obraz telewizyjny • budowany jest z dwóch półobrazów, generowanych naprzemiennie. • jeden półobraz zawiera parzyste, drugi nieparzyste linie

26. Telewizor vs monitor komputerowy Standardy telewizyjne: • NTSC (ang. National Television Standards Committee) rozdzielczość 525 linii na ramkę, obraz generowany z częstotliwością 60 Hz (30 Hz dla pełnego obrazu) • PAL-u (Phase Alternating Line), rozdzielczość 625 linii na ramkę, obraz generowany z częstotliwością 50 Hz (25 Hz dla pełnego obrazu)

27. Telewizor vs monitor komputerowy Monitory komputerowe • nowoczesne modele monitorów bez trudu osiągają rozdzielczości 1200x1024, a nawet 1600x1200 punktów, przy częstotliwości odświeżania wynoszącej minimum 60 Hz.

28. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomia pracy

29. Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora - szerokość pasma wideo, częstotliwość odchylania poziomego i prędkość odświeżania - są ze sobą ściśle powiązane. • Przykład: kupujemy nowy monitora chcemy, aby wyświetlał on obraz w rozdzielczości 1280x1024 z częstotliwością odświeżania 85 Hz. Jakie powinno być pasmo przenoszenia i częstotliwość odchylania poziomego, aby powyższe warunki zostały spełnione?

30. Karta graficzna a parametry monitora Do obliczeń możemy wykorzystać następujący wzór: FH = ((N * FV) * 110%) / 1000 [kHz] gdzie:FH - częstotliwość odchylania poziomego [kHz]FV - częstotliwość odświeżania obrazu [Hz]N - liczba poziomych linii obrazu

31. Karta graficzna a parametry monitora • poziomych linii obrazu jest N = 1024 • chcemy, by były one wyświetlane w ciągu jednej sekundy 85 razy (FV = 85 Hz), • mnożymy obie wartości przez siebie i zwiększamy wynik o 10% (margines związany z czasem, potrzebnym plamce na powrót do lewego górnego rogu ekranu) • otrzymany wynik dzielimy przez 1000 i otrzymujemy FH = 95,74 kHz - częstotliwość odchylania poziomego jaką musi mieć monitor, aby wyświetlał obraz w rozdzielczości 1280x1024/85 Hz

32. Karta graficzna a parametry monitora • Pasmo przenoszenia, określa, jaka maksymalna liczba punktów może być wyświetlona w ciągu jednej sekundy na ekranie. • Obliczymy, jakie pasmo przenoszenia powinien mieć monitor, aby móc wyświetlać obraz 1280x1024/85 Hz.

33. Karta graficzna a parametry monitora Korzystamy ze wzoru: PP = ((M * FH) * 120%) / 1000 [MHz] gdzie:PP - pasmo przenoszeniaM - liczba punktów w jednej poziomej linii obrazu

34. Karta graficzna a parametry monitora • Mnożymy liczbę punktów w poziomej linii obrazu M = 1280 przez częstotliwość odchylania poziomego FH = 95,74 kHz i dodatkowo dodajemy 20% zapasu. • Otrzymany wynik 147,06 MHz jest równy wymaganemu pasmu przenoszenia.

35. Agenda • Zasady działania kineskopu • Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu • Telewizor vs monitor komputerowy • Karta graficzna a parametry monitora • Parametry monitora a ergonomia pracy

36. Parametry monitora a ergonomia pracy • Wyświetlacze podczas pracy wytwarzają szkodliwe pole elektromagnetyczne. • TCO - ogólnie przyjętą w Europie i na świecie normę bezpieczeństwa i ergonomii pracy dla monitorów kineskopowych opracowana w 1992 roku przez Szwedzką Konfederację Pracodawców. • MPRII (ang. Maximum Permitted Radiation - maksymalna dozwolona dawka promieniowania) - Stworzona w 1990 r. w Szwecji norma emisji promieniowania dla monitorów komputerowych

37. Parametry monitora a ergonomia pracy • Uznaje się że ergonomiczną i komfortową pracę zapewniają monitory wyświetlające obraz z częstotliwością przynajmniej 85 Hz

38. Ćwiczenie

39. Ćwiczenia • Jakie są różnice w parametrach pomiędzy telewizorem a monitorem komputerowym? • Wyjaśnij następujące pojęcia: efekt mory, plamka, OSD

40. Podsumowanie Po zakończeniu tej lekcji będziesz wiedział i umiał: • powiedzieć jakie są zasady działania kineskopu • wyjaśnić podstawowe pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu i jego parametrami • przedstawić różnice w parametrach pomiędzy telewizorem a monitorem komputerowym • wyjaśnić jakie są zależności pomiędzy parametrami karty graficznej a parametrami monitora • powiedzieć jakie są zależności pomiędzy parametrami monitora a ergonomią pracy

41. Pytania