Компьютерный монитор — это устройство вывода, которое отображает информацию в живописной форме. Монитор обычно содержит устройство отображения , схему , корпус и источник питания. Дисплей в современных мониторах обычно представляет собой тонкопленочный транзисторный жидкокристаллический дисплей (TFT-LCD) со светодиодной подсветкой , заменив подсветку люминесцентной лампы с холодным катодом (CCFL). В старых мониторах использовалась электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Мониторы подключаются к компьютеру через VGA , цифровой визуальный интерфейс (DVI), HDMI , DisplayPort , Thunderbolt , низковольтную дифференциальную сигнализацию (LVDS) или другие проприетарные разъемы и сигналы.
ЖК-монитор с жидкокристаллическим дисплеем (LCD)
Компьютерный монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)
Первоначально компьютерные мониторы использовались для обработки данных, в то время как телевизионные приемники использовались для развлечений. С 1980-х годов компьютеры (и их мониторы) использовались как для обработки данных, так и для развлечений, а телевизоры реализовали некоторые компьютерные функции. Общее соотношение размеров телевизоров и компьютерных мониторов изменилось с 4: 3 до 16:10, до 16: 9.
Современные компьютерные мониторы легко взаимозаменяемы с обычными телевизорами. Однако, поскольку компьютерные мониторы не обязательно включают в себя такие компоненты, как телевизионный тюнер и динамики , возможно, не удастся использовать монитор компьютера как телевизор без внешних компонентов.
История
Ранние электронные компьютеры были оснащены панелью лампочек, где состояние каждой конкретной лампы указывало бы состояние включения / выключения конкретного регистра бит внутри компьютера. Это позволило инженерам, работающим на компьютере, контролировать внутреннее состояние машины, поэтому эта панель огней стала известна как «монитор». Поскольку ранние мониторы были способны отображать очень ограниченный объем информации и были очень кратковременными, их редко рассматривали для вывода программ. Вместо этого линейный принтер был основным устройством вывода, в то время как монитор был ограничен отслеживанием работы программы.
По мере того как технологии, разработанные инженерами, поняли, что выход на ЭЛТ-дисплее был более гибким, чем панель лампочек, и в конечном итоге, контролируя то, что было отображено в самой программе, сам монитор стал мощным устройством вывода.
Компьютерные мониторы ранее назывались визуальными единицами отображения ( VDU ), но этот термин в 1990-х годах в основном не использовался.
Технология
Для компьютерных мониторов использовались несколько технологий. До 21-го века большинство используемых электронно-лучевых трубок, но они в значительной степени были заменены ЖК-мониторами .
Катодно-лучевая трубка
Первые компьютерные мониторы использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). До появления домашних компьютеров в конце 1970-х годов для видеоинтерфейса (VDT), использующего CRT, было физически интегрировано с клавиатурой и другими компонентами системы в одном большом шасси. Дисплей был монохромным и гораздо менее резким и детализированным, чем на современном плоском мониторе, что потребовало использования относительно большого текста и строгого ограничения объема информации, которая могла отображаться за один раз. Экран CRT с высоким разрешением был разработан для специализированных военных, промышленных и научных приложений, но они были слишком дорогими для общего использования.
Некоторые из самых ранних домашних компьютеров (таких как TRS-80 и Commodore PET ) были ограничены монохромными дисплеями ЭЛТ, но возможность отображения цвета была уже стандартной функцией новаторского Apple II , представленного в 1977 году, и специализации более графически сложный Atari 800 , представленный в 1979 году. Любой компьютер может быть подключен к антенным терминалам обычного цветного телевизора или использоваться с цветным монитором с ЭПР с целевым назначением для оптимального разрешения и качества цвета. В 1981 году IBM представила адаптер цветной графики , который может отображать четыре цвета с разрешением 320 x 200 пикселей или может создавать 640 x 200 пикселей с двумя цветами. В 1984 году IBM представила усовершенствованный графический адаптер, способный производить 16 цветов и имел разрешение 640 x 350.
К концу 1980-х годов цветные ЭЛТ-мониторы, которые могли четко отображать 1024 x 768 пикселей, были широко доступны и стали более доступными. В течение следующего десятилетия максимальное разрешение дисплея постепенно увеличивалось, а цены продолжали падать. Технология CRT оставалась доминирующей на рынке мониторов ПК в новом тысячелетии отчасти потому, что было дешевле производить и предлагать просматривать углы около 180 градусов. ЭЛТ по-прежнему предлагают некоторые преимущества качества изображения ( необходимые разъяснения ) по сравнению с ЖК-дисплеями, но улучшения последних сделали их намного менее очевидными. Динамический диапазон ранних ЖК-панелей был очень плохим, и хотя текст и другая неподвижная графика были острее, чем на ЭЛТ, характеристика ЖК-дисплея, известная как отставание пикселей, вызывала заметную смазку и размытость движущейся графики.
Жидкокристаллический дисплей
Существует множество технологий, которые были использованы для реализации жидкокристаллических дисплеев (LCD). На протяжении 1990-х годов основное использование ЖК-технологии в качестве компьютерных мониторов было в ноутбуках, где более низкое энергопотребление, более легкий вес и меньший физический размер ЖК-дисплея оправдывали более высокую цену по сравнению с ЭЛТ. Как правило, один и тот же ноутбук будет предлагаться с набором опций отображения по возрастающим ценовым точкам: (активный или пассивный) монохромный, пассивный цвет или цвет активной матрицы (TFT). По мере улучшения объема и производственных возможностей монохромные и пассивные технологии цвета были удалены из большинства продуктов.
TFT-LCD — это вариант ЖК-дисплея, который теперь является доминирующей технологией, используемой для компьютерных мониторов.
Первые автономные ЖК-дисплеи появились в середине 1990-х годов по высоким ценам. Поскольку цены снижались в течение нескольких лет, они стали более популярными, и к 1997 году конкурировали с ЭЛТ-мониторами. Среди первых настольных ЖК-мониторов были Eizo L66 в середине 1990-х годов, Apple Studio Display в 1998 году и Apple Cinema Display в 1999 году. В 2003 году TFT-LCD впервые продал CRT, став основной используемой технологией для компьютерных мониторов. Основными преимуществами ЖК-дисплеев на дисплеях с ЭЛТ являются то, что ЖК-телевизоры потребляют меньше энергии, занимают гораздо меньше места и значительно легче. В настоящее время общая технология TFT-LCD с активной матрицей также имеет меньшее мерцание, чем ЭЛТ, что снижает напряжение глаз. С другой стороны, мониторы CRT имеют превосходный контраст, имеют превосходное время отклика, способны использовать несколько разрешений экрана изначально, и нет заметного мерцания, если частота обновления установлена на достаточно высокое значение. ЖК-мониторы имеют очень высокую временную точность и могут использоваться для исследования зрения.
Высокий динамический диапазон (HDR) был реализован в высококачественных ЖК-мониторах для улучшения цветовой точности. Поскольку в конце 2000-х годов широкоэкранные ЖК-мониторы стали популярными, отчасти благодаря телевизионным сериям , кинофильмам и видеоиграм , перешедшим на высокоточное (HD), что делает мониторы стандартной ширины неспособными отображать их правильно, поскольку они либо растягиваются, либо урожайность HD. Эти типы мониторов также могут отображать его в правильной ширине, однако они обычно заполняют дополнительное пространство сверху и снизу изображения черными полосками. Другие преимущества широкоформатных мониторов на мониторах стандартной ширины заключаются в том, что они делают работу более продуктивной, отображая больше документов и изображений пользователя и позволяя отображать панели инструментов с документами. Они также имеют большую область просмотра, с обычным широкоэкранным монитором, имеющим соотношение сторон 16: 9, по сравнению с форматом 4: 3 стандартного монитора стандартной ширины.
Органический светодиод
Органические светодиодные (OLED) мониторы обеспечивают более высокий контраст и лучшие углы обзора, чем ЖК-дисплеи, но они требуют большей мощности при отображении документов с белым или ярким фоном.
Измерения производительности
Производительность монитора измеряется следующими параметрами:
— Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (cd / m 2 также называется Nit).
— Соотношение сторон — это отношение горизонтальной длины к вертикальной длине. Обычно мониторы имеют соотношение сторон 4: 3 , 5: 4 , 16:10 или 16: 9 .
— Размер отображаемого изображения обычно измеряется по диагонали, но фактические ширины и высоты более информативны, так как они не зависят от соотношения сторон таким же образом. Для ЭЛТ размер видимого изображения обычно составляет 1 дюйм (25 мм) меньше, чем сама трубка.
— Разрешение экрана — это количество отдельных пикселей в каждом измерении, которое может отображаться. При заданном размере дисплея максимальное разрешение ограничено шагом точки.
— Шаг точки — это расстояние между субпикселями одного и того же цвета в миллиметрах. В общем, чем меньше шаг точки, тем резче будет изображение.
— Частота обновления — это количество раз в секунду, когда дисплей горит. Максимальная частота обновления ограничена временем отклика.
— Коэффициент контрастности — это отношение яркости самого яркого цвета (белого) к яркости самого темного цвета (черный), который может производить монитор.
— Потребляемая мощность измеряется в ваттах.
— Delta-E : точность цвета измеряется в дельта-E. Чем ниже дельта-E, тем точнее цветовое представление. Дельта-Е ниже 1 незаметна для человеческого глаза. Delta-Es от 2 до 4 считаются хорошими и требуют чувствительного глаза, чтобы определить разницу.
— Угол обзора — это максимальный угол обзора изображений на мониторе без чрезмерного ухудшения изображения. Он измеряется в градусах по горизонтали и по вертикали.
Размер
Площадь, высота и ширина дисплеев с одинаковыми диагональными измерениями зависят от соотношения сторон.
На двумерных устройствах отображения, таких как компьютер, контролирует размер экрана или вид, способный отображать размер изображения, — это фактическое количество пространства на экране, которое доступно для отображения изображения , видео или рабочего пространства, без препятствий от случая или других аспектов конструкции устройства. Основными измерениями для устройств отображения являются: ширина, высота, общая площадь и диагональ.
Размер дисплея обычно осуществляется производителями мониторов, заданными диагональю, то есть расстоянием между двумя противоположными углами экрана. Этот метод измерения унаследован от метода, используемого для первого поколения ЭЛТ-телевидения, когда широко используются изображения с круглыми гранями. Будучи круглым, внешний диаметр стеклянной оболочки охарактеризовал их размер. Поскольку эти круглые трубки использовались для отображения прямоугольных изображений, диагональное измерение прямоугольного изображения было меньше диаметра поверхности трубки (из-за толщины стекла). Этот метод продолжался даже при изготовлении электронно-лучевых трубок как закругленных прямоугольников. Это имело то преимущество, что было единственное число, определяющее размер, и не сбивало с толку, когда соотношение сторон было повсеместно 4: 3.
С внедрением технологии плоских панелей диагональное измерение стало фактической диагональю видимого дисплея. Это означало, что восемнадцатидюймовый ЖК-дисплей имел большую видимую область, чем восемнадцатидюймовая электронно-лучевая трубка.
Оценка размера монитора на расстояние между противоположными углами не учитывает соотношение сторон дисплея , так что, например, широкоформатный дисплей с диагональю 16: 9 21 см (53 см) имеет меньшую площадь , чем 21 дюйм (53 см) экран 4: 3. Экран 4: 3 имеет размеры 16,8 дюйма × 12,6 дюйма (43 см × 32 см) и площадь 211 кв. Дюйм (1,360 см 2 ), а широкоэкранный — 18,3 дюйма × 10,3 дюйма (46 см × 26 см), 188 кв. в (1,210 см 2 ).
Соотношение сторон
До 2003 года большинство компьютерных мониторов имели соотношение сторон 4: 3, а некоторые — 5: 4. В период с 2003 по 2006 год мониторы с соотношением сторон 16: 9 и в основном 16:10 (8: 5) стали широко доступны, сначала в ноутбуках, а затем и на автономных мониторах. Причины такого перехода были продуктивным использованием для таких мониторов, то есть помимо широкоэкранного просмотра компьютерных игр и просмотра фильмов, это текстовый процессор, отображающий две стандартные страницы писем рядом, а также изображения САПР крупноформатных чертежей и меню приложений САПР на в то же время. В 2008 году 16:10 стал самым распространенным проданным соотношением сторон для ЖК-мониторов, а в том же году 16:10 стал основным стандартом для ноутбуков и ноутбуков.
В 2010 году компьютерная индустрия начала переходить с 16:10 до 16: 9, потому что 16: 9 был выбран для стандартного размера телевизионного дисплея высокой четкости и потому, что они были дешевле в производстве.
В 2011 году не широкоэкранные дисплеи с соотношением сторон 4: 3 изготавливались только в небольших количествах. По словам Samsung, это объясняется тем, что «Спрос на старые« Квадратные мониторы »быстро сократился за последние пару лет» и «Я предсказываю, что к концу 2011 года производство на всех 4: 3 или подобных панелях будет остановлено из-за отсутствия спроса ».
Разрешения
С течением времени разрешение для компьютерных мониторов увеличилось. От 320×200 в начале 1980-х годов до 1024×768 в конце 1990-х годов. С 2009 года наиболее распространенное разрешение для компьютерных мониторов — 1920×1080. До 2013 года потребительские ЖК-мониторы верхнего уровня были ограничены 2560×1600 при 30 дюймах (76 см), за исключением продуктов Apple и мониторов CRT. Apple представила 2880×1800 с Retina MacBook Pro на 15,4 дюйма (39 см) 12 июня 2012 года и представила 5120×2880 Retina iMac на 27 дюймов (69 см) 16 октября 2014 года. К 2015 году большинство основных производителей дисплеев выпустили 3840×2160.
Режим энергосбережения
Большинство современных мониторов переключится в режим энергосбережения, если видеосигнал не получен. Это позволяет современным операционным системам отключать монитор после определенного периода бездействия. Это также продлевает срок службы монитора.
Некоторые мониторы также отключится после периода времени в режиме ожидания.
Большинство современных ноутбуков обеспечивают метод затемнения экрана после периодов бездействия или когда батарея используется. Это продлевает срок службы батареи и уменьшает износ.
Встроенные аксессуары
Многие мониторы имеют другие аксессуары (или соединения для них). Это ставит стандартные порты в пределах легкой досягаемости и устраняет необходимость в другом отдельном концентраторе , камере , микрофоне или наборе громкоговорителей. Эти мониторы имеют усовершенствованные микропроцессоры, которые содержат информацию о кодеках, драйверы интерфейса Windows и другое небольшое программное обеспечение, которые помогают в правильном функционировании этих функций.
Глянцевый экран
Некоторые дисплеи, особенно новые ЖК-мониторы, заменяют традиционную антибликовую матовую отделку глянцевой. Это увеличивает насыщенность цвета и резкость, но отражения от огней и окон очень заметны. Антирефлективные покрытия иногда применяются для уменьшения отражений, хотя это только смягчает эффект.
Изогнутные конструкции
Примерно в 2009 году NEC / Alienware совместно с Ostendo Technologies (на базе Carlsbad, CA) предлагали изогнутый (вогнутый) 43-дюймовый (110 см) монитор, который позволяет улучшить угол обзора вблизи краев, охватывая 75% периферийного зрения. Этот монитор имел разрешение 2880×900, светодиодную подсветку и был продан как подходящий как для игровой, так и для офисной работы, а за 6499 долларов это было довольно дорого. Пока этот конкретный монитор больше не работает, большинство производителей ПК теперь предлагают какой-то изогнутый рабочий стол.
Направленный экран
Узкие экраны угла обзора используются в некоторых приложениях, ориентированных на безопасность.
3D
Новые мониторы могут отображать другое изображение для каждого глаза , часто с помощью специальных очков, что дает ощущение глубины. Автостереоскопический экран может создавать 3D-изображения без головных уборов.
Сенсорный экран
Эти мониторы используют касание экрана в качестве метода ввода. Элементы могут быть выбраны или перемещены пальцем, а жесты пальцев могут использоваться для передачи команд. Экран потребует частой очистки из-за ухудшения качества изображения от отпечатков пальцев.
Монитор с графическим планшетом
Сочетание монитора с графическим планшетом. Такие устройства, как правило, не реагируют на касание без использования давления одного или нескольких специальных инструментов. Новейшие модели теперь способны обнаруживать прикосновение от любого давления и часто имеют возможность обнаруживать наклон и вращение.
Сенсорные экраны и планшеты используются на ЖК-дисплеях в качестве замены светового пера, который может работать только на ЭЛТ.
Монтаж и подставка
Компьютерные мониторы оснащены различными способами для их монтажа в зависимости от приложения и окружающей среды.
Настольный монитор обычно снабжен стендом от производителя, который поднимает монитор до более эргономичной высоты просмотра. Стенд может быть прикреплен к монитору с использованием запатентованного метода или может использоваться или быть адаптирован к Ассоциации стандартов видеоэлектроники, стандартному креплению VESA. Использование стандартного крепления VESA позволяет использовать монитор с послепродажным стендом после снятия оригинальной стойки. Стенды могут быть фиксированными или предлагать различные функции, такие как регулировка высоты, горизонтальный поворот и ориентация на пейзаж или портрет.
Интерфейс Flat Display Mounting Interface (FDMI), также известный как VESA Mounting Interface Standard (MIS) или в обычном виде в качестве крепления VESA, представляет собой семейство стандартов, определенных Ассоциацией стандартов видеоэлектроники для монтажа плоских мониторов , телевизоров и других дисплеев для стендов или настенных креплений. Он реализован на большинстве современных плоскопанельных мониторов и телевизоров.
Для компьютерных мониторов VESA Mount обычно состоит из четырех резьбовых отверстий на задней панели дисплея, которые соединяются с адаптером.