4.5. Монітори. Їх основні різновиди та характеристики

Монітор є основним пристроєм виведення інформації. Сьогодні ви­пус­каються різні монітори (дисплеї) стандарту SVGA. Якість зображення на екрані монітора визначається як можливостями самого монітора, так і можливостями контролера SVGA (відеоконтролера).

Основні параметри монітора: розмір екрана і зерна, роздільна здат­ність, швидкість онов­лення зображень (частота кадрової розгортки) та ін.

Існує кілька стандартних розмірів діагоналі екрана: 14 дюймів (36 см), 15 дюймів (39 см), 17 дюймів (44 см), 19 дюймів (49 см), 21 дюйм (54 см) і т.д. Сьогодні в основному використовуються 17-дюймові монітори. Великі екрани використовуються для професійної роботи.

Ще один фактор, який визначає якість зображення (і відповідно, ціну монітора), є розмір зерна (0.22, 0.26, 0.28, 0.29 мм). Чим менше зерно, тим краще зображення. Зерно – це мінімальна точка (піксел), яка вимірюється в десятих долях міліметра. Як правило, для 15-дюймових моніторів розмір зерна становить від 0,28 мм до 0,25 мм. Величина зерна на 17-дюймових моніторах коливається в діапазоні 0,24 – 0,27 мм.

Частота вертикальної розгортки – це частота обновлення кадрів вимірюється в Гц. Один герц відповідає одному кадру за секунду. Для комфортної роботи необхідно, щоб частота вертикальної розгортки скла­дала не менше 85 Гц. Менша частота є шкідливою для очей – миготіння швидко стомлює очі. При частоті вертикальної розгортки, що перевищує 110 Гц око людини уже не замічає ніякого мигання.

Горизонтальна частота розгортки показує, яку кількість ліній може бути виведено на екран за 1 секунду. Для сучасних моніторів вона становить від 15 кГц до 100 кГц.

Параметри моніторів пов’язані між собою, наприклад, якщо змен­шити роздрібну здатність, то зростає частота розгортки і число кольорів.

Роздільна здатність. Ця величина характеризує якість відтворення зображення на моніторі, тобто показує скільки пікселів може уміститися на вашому екрані. Роздільну здатність описують дві величини: кількість точок по горизонталі і по вертикалі.

Стандартні режими:

640´480 – для 14 дюймових моніторів;

800´600 – для 15-дюймових;

1024´768 – для 17-дюймових і т.д.

На практиці кожний монітор може підтримувати і вищі роздільні здатності. Для моніторів з електронно-променевою трубкою роздільну здатність можна змінювати досить гнучко.

Різновиди моніторів

Існують два класи моніторів: світло­випромінюючі (монітори з електрон­но-променевою трубкою (ЕПТ))  і світлопропускаючі (монітори на рідинних кристалах).

ЕПТ-монітори отримують зображення від пучка електронів, що по­падає на поверхню монітора, який покритий люмінофором. Люмінофор – це зерниста речовина, яка випускає світло при бомбардуванні її заряженими частинками. Пучок елект­ро­нів випускається електронною гарматою і управляється відхильною системою через електро­магнітне поле так, що електрони попадають в потрібне місце на екрані. Модулятор регулює інтенсивність цього пучка і зумовлену цим яскравість зображення.

Для створення кольорового зображення використо­вуються три гарма­ти („червона”, „зелена”, „синя”) і на поверхню монітора наносяться три види люмінофора. Коли пучок електронів досягає шару люмінофора він викликає світіння трьох окремих точок, які розміщені настільки близько, що сприймаються оком людини як єдиний змішаний колір. Перед люмінофором ставиться спеціальна маска-решітка, що звужує пучок і зосереджує його на одній з ділянок люмінофора. Без решітки зображення було б розпливчастим.

Монітори на основі дисплеїв з рідинними кристалами (LCD-монітори)

В LCD-моніторах зображення створюється за допомогою матриці пік­селів, що формується не пучком електронів, а рідинними кристалами. Рі­дин­нокристалічним називається такий стан речовини при якому вона во­ло­діє проміжними властивостями між властивостями твердого кристала і рідини. Рідинні кристали володіють оптичними властивостями, тобто під дією електронів їх молекули можуть змінювати свою орієнтацію і внас­лідок чого змінювати властивості світ­лового променя (його інтенсивність), що проходить через них, а це дозволяє формувати потрібне зображення на екрані. Колір в LCD-моніторах одержується за рахунок повороту на пев­ний кут рідиннокристалічних молекул для кожного субпікселя. Проміжні стани LCD-комірки формують кольоровий відтінок.

Рідиннокристалічні дисплеї мають фіксований набір фізичних піксе­лів, тому LCD-монітори володіють однією роздільною здатністю, названу «рідною».

В наш час характеристики LCD-моніторів значно покращилися. Це є мо­ні­тори із відмінною чіткістю та ідеальною якістю геометрії зображень. Плюс до цього вони не генерують електромагнітне випромінювання (не є небезпечними для здоров’я людини), є компактними і мають красивий дизайн. Одна з основних переваг LCD-моніторів – це відсутність миго­тіння та висока яскравість зображення. До недоліків LCD-моніторів відно­сить­ся обмеженість діапазонів кутів зору (вертикального та горизонталь­ного), тобто варто дещо повернути дисплей, як помітно зміняться яскра­вість і кольори (наприклад, червоний колір перетворюється в жовтий, зелений в синій). Випускають такі монітори компанії LG, BenQ.

Зовсім недавно виникли плазмові дисплеї (PDP). Технологія PDP базується на світловому розряді в плазмі, що утворюється при реком­бінації іонізованого газу. Заряджений газ, що називається плазмою, випро­мінює світло в ультрафіолетовому діапазоні, який попадаючи на люміно­фор заставляє його частинки світитися, але вже у видимому для людини діапазоні. Поки-що PDP-монітори використовуються в основному в до­маш­ніх кінотеатрах і є достатньо дорогими.

Дія моніторів на здоров’я людей

Електронно-променеві трубки є джерелом електромагнітного поля, яке негативно впливає на нервову систему та органи зору людини. Тому монітор повинен відповідати ряду стандартів безпеки. Найважливіші стандарти:

Стандарт ТСО 92 впроваджений у 1992 р. Шведською конфедерацією профспілок. В цьому стандарті допустимі рівні електромагнітного поля регламентувалися на віддалі 30 см від екрана і 50 см від інших поверхонь корпуса монітора. Спираючись на сучасні наукові дослідження твердити про істотну шкідливість або про безпеку випромінювання не є можливим. Вважається, що наявність значка ТСО 92 свідчить про повну безпеку вашого монітора. Згідно ТСО 92 частота зміни картинки повинна бути не меншою 85 Гц.

Стандарт ТСО 98/99 полягає в основному в вимогах до матеріалів, з яких зроблений як самий монітор, так і його упаковка.

4.6. Принтери

Принтер – це пристрій для друкування на папері різного формату тексту, графіки, зображень, креслень. Нині найбільш розпов­сюд­женими є лазерні, стру­­мин­ні, матричні принтери.

В конкурентній боротьбі явними аутсайдерами є матричні принтери. У них швидкість та якість друкування є низькою (бліді, нечіткі букви). Другий недо­лік матричних принтерів – відносно великий рівень шуму. Для широкого користування конкуренція йде між лазерними та струмин­ними принтерами.

Однією з переваг лазерного друкування є висока якість. Відбитки не роз­ма­зуються і не пошкоджуються при контакті з водою. При друкуванні не коро­бить­ся лист паперу (як це буває при струминному друкуванні). Монохромні лазерні принтери в нижчій ціні виробляють і фірми Panasonic, Epson, але Hewlett-Packard є лідером в цій групі. Хоча якщо порівняти якість друкування, то вона є однаковою, тому що всі фірми, які випус­кають принтери, вико­ристовують друкувальні вузли інших фірм, нап­риклад, доля Canon на ринку друкувальних вузлів становить 70%.

Струминні принтери, хоча і уступають лазерним при чорно-білому друці, але дозволяють виводити кольорові зображення, однак вартість друкування однієї сторінки на  струминному принтері є вищою ніж на лазерному. Тому при виборі принтера необхідно виходити перш за все зі сфери застосування.

Розглянемо детальніше принципи дії різних принтерів.

Матричні принтери за якістю друкування явно уступають лазерним та стру­мин­ним. Механізм друку базується на способі удару. В різних моде­лях існує 9 або 24 ударних голки. Майже всі матричні принтери монох­ромні. Перевагою матричних принтерів є міцність і надійність принтера, мож­ливість друкування на папері через копірку (до 6 копій). Те ж є дешеві фар­ба, стрічка. Кольорове зображення на матричних принтерах одержується за допомогою багатокольорових стрічок. Використовується чотирьохко­льо­рова стрічка, на яку нанесено три основних кольори: голубий, пурпур­ний, жовтий та чорний колір. Роздільна здатність 180 – 300 точок/дюйм.

Найбільш відомою фірмою випуску матричних принтерів є Epson.

Лазерні принтери. Перша настільна модель монохромного лазерного принтера, що призначався для підключення до ПК була випущена в 1984 р. Процес лазерного друкування розроблений фірмою Xerox. На спеціа­льному фото чутливому барабані променем світла ство­рюються області  зарядже­ні електронами (картинка малюється променем по бараба­ну). Поверхня барабана, оброблена лазером, проходить повз картридж та зарядженими областями притягує порошок-тонер, який складається з частинок фарбувального пігмента покритих пластмасою. Потім барабан обертається над аркушем паперу, який заряд­жений силь­ніше за барабан, при цьому частинки тонера переносяться з бара­ба­на на папір і  розігрі­ваються, утворюючи водотривке зображення. В лазер­них принтерах вико­рис­товується папір у вигляді аркушів. При лазерному друці область, яка покривається декількома точками, перетворюється в одну велику вірту­аль­ну точку. Вона може виглядати світліше, темніше в залежності від кількості реальних точок, що фор­мують зображення. Це і створює ефект градації сірого кольору.

Однією з основних характеристик принтера є його роздільна здатність. Вона вимірюється в кількості точок на один дюйм (dpi). Зрозуміло, чим вища роздільна здатність принтера, тим більше реальних точок може бути в одній віртуальній точці, а це означає більш високу якість друкованого зображення. Роздільна здатність сучасних монохромних моделей колива­ється від 600 до 1200 dpi. Різниця між надрукованим текстом 600 dpi і 1200 dpi несуттєва, але суттєво помітна на графічних зображеннях. Для кольорових моделей роздільна здатність становить 1200 dpi.

Другою важливою характеристикою принтера є максимальна швид­кість друкування, що вимірюється кількістю надрукованих сторінок фор­ма­та А4 за хвилину. Швидкість друкування монохромних лазерних прин­терів становить від 4 до 40 і більше сторінок за хвилину. Це найвища швидкість серед інших типів принтерів. На кольорових принтерах можна друкувати до 30 сторінок за хвилину.

Іншими характеристиками принтера є час виходу першої сторінки, максимальний формат аркуша паперу, ресурс фотобарабана, тонер-карт­риджів, об’єм пам’яті принтера (виробники оснащують сучасні лазерні принтери пам’яттю від 4 до 8 Мб).

Сучасні струминні принтери виводять текст і кольорову графіку та коштують значно дешевше чим лазерні. Крім того, вони компактніші, використовують менше енергії, але мають меншу швидкість друкування та вищу вартість розхідних матеріалів (чорнила, картридж). Подібно до лазерного друку струминний друк є без ударним. Принцип струминної технології подібний до дії реактивного двигуна та базується на вистрі­лю­ванні на носій зоб­раження мікрокаплі чорнила зі спеціального сопла (їх називають дюзами). Друкувальна головка, що містить чорнила, має групу мікросопел, кожне з яких в діаметрі менше за діаметр людського волосу. Кольорові пристрої струминного друкування мають, як правило, чотири фор­сунки: три – для основних кольорів (блакитного, пурпурного, жовтого) і одну – для чорного. Ця модель кольору називається CMYK.

Основна перевага струминної технології полягає в можливості змі­шувати кольори, оскільки рідкі частини фарби наносяться за один прохід і вони встигають перемішуватися до висихання фарби. Це дозволяє отримувати глибину і різкість кольору такі, яких не можна досягти при іншій технології.

Важливу роль для якості друкування відіграє якість паперу. Техноло­гія струминного друкування така, що найкращого результату можна добитися при використанні спеціального паперу і швидковисихаючих чорнил QuickDryLink, які на відповідному папері забезпечують стійкість до світла порядка 20 років.

В кінці 1990 р. в сегменті струминних принтерів сформувався підклас фотопринтерів. На відміну від струминних принтерів у фотопринтерах стали використовувати шестикольорову модель кольору CсMmYK, де с і m означають додаткові світло-блакитну та світло-пурпурну фарби. На протязі багатьох років шестифарбна схема залишалась стандартом для струминних принтерів непрофесійного класу.

В кінці 2003 р. компанія Hewlet-Packard представила нову еволюцію технології фотореалістичного друкування – HP PhotoREt Pro, в якій уже вико­ристовувались не шість, а вісім кольорів: до класичного набору були до­бав­лені два відтінки сірого (сірий і світло-сірий). Це дало змогу збіль­шити кількість відтворюваних кольорів до 79,2 млн відтінків. В 2005 р. компанія НР випустила фотопринтер НР Photosmart 8753, який уже використовував дев’яти кольорову схему (добавили ще синій колір). Пара­лельно компанії EPSON і Canon випускають свої моделі фотопринтерів, в яких реалізовані інші технології фотодруку. Варто замітити, що існують моделі фотоприн­терів, які можуть друкувати зображення зі змінних носіїв і без комп’ютера. Вони володіють багатьма функціональними можливос­тями і навіть невеликим кольоровим дисплеєм.

В останні роки значно зросла популярність багатофункціональних пристроїв, що об’єднують в собі функції сканера, принтера і копіра.

Для одержання твердих копій креслень, зображень використовують перові плотери.