Монитор - это устройство вывода графической и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят и состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы.

В настоящее время развитие компьютерных технологий требует разработки новых мониторов, большего размера и новых возможностей. Создаваемые новые программы по работе с трехмерной графикой уже не могут нормально воспроизводиться на старых мониторах. Все это подтолкнуло разработчиков к усовершенствованию уже имеющихся технологий в области воспроизведения информации. Поэтому эта проблема и стала одной из важных в компьютерной технике.

Попытаемся описать уже существующие типы мониторов, как они появились и вследствие чего, принцип работы некоторых мониторов, а также появление новых технологий, которые приведут нас в мир будущего. Правда, многие из них находятся на данный момент в стадии разработки, но все равно уже ясно, что они быстро завоюют рынок. Понятно, что не было нужды в усовершенствовании мониторов, если не было прогресса в других областях. Таким образом, развитие мониторов непосредственно связано с усовершенствованием других составных компьютера.

Мониторы с электронно-лучевой трубкой

Сегодня самый распространенный тип мониторов - это мониторы с электронно-лучевой трубкой (CRT - Cathode Ray Tube). Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была разработана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии применительно к созданию мониторов за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и низкой стоимостью. Сегодня найти 14"-й монитор очень сложно, хотя несколько лет назад это был стандарт. Сегодня стандартными являются 15"-й и 17"-й мониторы. Высокий спрос также и на мониторы с диагональю 19" и более, особенно среди людей, работа которых связана с подготовкой печатных изданий, графикой.

Рассмотрим принципы работы CRT-мониторов. CRT, или ЭЛТ, монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум, т. е. весь воздух удален. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. Для создания изображения в CRT-мониторе используется электронная пушка, испускающая поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию, часть которой расходуется на свечение люминофора. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, видимое на мониторе. Как правило, в цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало кому интересны. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть ЭЛТ, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз их не всегда может различить). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета. Фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам: красный, зеленый и синий. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов - на различные частицы люминофор, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется, и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет.

Для управления ЭЛТ необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно разница в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев, определяющих разницу между мониторами с одинаковой ЭЛТ. Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса — трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. Самые распространенные типы масок — это теневые, а они бывают двух типов: Shadow Mask (теневая маска) и Slot Mask (щелевая маска).

Теневая маска — это самый распространенный тип масок для CRT-мониторов, состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Отверстия в металлической сетке работают как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками, где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов (зеленого, красного и синего), которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется шагом точки и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, Viewsonic.

Щелевая маска — это технология, широко применяемая компанией NEC. Это решение на практике представляет собой комбинацию двух технологий, описанных выше. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, содержащие группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется slot pitch (щелевой шаг). Чем меньше значение slot pitch, тем выше качество изображения на мониторе. Щелевая маска используется, помимо мониторов от NEC (где ячейки эллиптические), в мониторах Panasonic.

Есть и еще один вид трубок, в которых используется Aperture Grill (апертурная, или теневая, решетка). Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony еще в 1932 г. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода (три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка). Апертурная решетка — это тип маски, используемый равными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но имеющих одинаковую суть, например технология Trinitron от Sony или Diamondtron от Mitsubishi.

Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется strip pitch (или шагом полосы) и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение strip pitch, тем выше качество изображения на мониторе. Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: лат точек трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, — по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. А вот расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше шаг точки, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Стандартной для 14"-го монитора является величина 0.28 мм, встречаются также 0.26, 0.21, 0.31, 0.22 и др.

Жидкокристаллические мониторы