CRT i LCD monitori seminarski rad

7/30/2019 CRT i LCD monitori seminarski rad

1/14

SEMINARSKI RADPredmet: ARHITEKTURA RAUNARSKIH MREA I SISTEMA

Tema: MONITORI

Student: Profesor:

Andrej Radii 78-09/VIT Goran ukanovi


2/14

13

Sadraj:

1) Uvod................................................................................................................................22) Nain rada CRT monitora...............................................................................................33) Nain rada LCD monitora..............................................................................................64) Prikazivanje slike CRT i LCD monitora........................................................................75) Standardne i wide screen rezolucije CRT i LCD monitora............................................96) Zakljuak.......................................................................................................................12

Literatura......................................................................................................................13

Andrej Radii 78-09/VIT Monitori Arhitektura raunarskih mrea i sistema


3/14

13

1. Uvod

Kod raunala opte namijene uobiajeni izlazni ureaj je monitor. Iako monitor sluiza ulaz podataka on se najee upotrebljava kao izlazna jedinica. Optiki zaslon pretvaradigitalne podatke, koje prima iz centralne jedinice, u vidljive uobiajene znakove ili crtee.Izlaz podataka preko optikog zaslona bri je i jeftiniji od od izlaza na papirne nosotelje. Iztog razloga monitor koristimo u sluajevima kad je potrebno da se podaci brzo dobiju radidonoenja odluke tj. kad valja uspostaviti neposrednu komunikaciju izmeu ovjeka iraunala. U automatiziranim informacijskim sistemima se najvie koriste izbori putemzaslona(prikazi). Razvojem tehnologije monitori su postajali sve manji obujmom i razvijali susve vee performanse, koje se odnose na vee rezolucije, bre osvjeavanje slike, vie boja te

bolji kontrast. U daljnjem tekstu razmatrati emo sljedee vrste monitora:

CRT (catode ray tube)

LCD (liquid crystal display)

Touch screen

Monitori su danas vrlo praktini pogotovo razvojem LCD moitora gdje je uteda prostoravelika, prijenosna raunala takoer imaju LCD zaslone to ih ini izrazito mobilnim i lakim.Usporeivati emo navedene modele (CRT i LCD) te izloiti prednosti i nedostatke obaju

vrsta monitora i vidjet emo na koji nain rade.Na monitoru se prikazuju sve poruke sustava koje raunalo upuuje korisniku i

rezultati rada programske potpore. Prikazivanje se moe obaviti na dva naina i to:

1. Tekst mod-poruke s alfanumeriim znakovima prema jednoj od kodnih tablica kojukorisnik odabere. Najee su to prikazi u matrica znakova veiine:

a) 40 stupaca *25 redaka

b) 80 stupaca *25 redaka

c) 132 stupca * 43 redaka

Kako je rije o matrici(polju) znakova proizilazi da svi znakovi imaju istu irinu i visinu.

2. grafiki mod- kada se poruke na ekranu prikazuju kao slikovni sadraji razliitegustoe. Uobiajene gustoe(broj piksela po visini i irini prikaza)za slokovne prokazesu : a) CGA; 320 *200 b) VGA; 640*480 c) SVGA; 800*600 d) XGA;1024*768(IBM) e) XGA; 1280* 960 f) UXGA; 1600*1200

VGA Video Graphics Array

SVGA- Super Video Graphics Array



4/14

13

XGA- Extended Graphics Adapter (64K boja za istoimeni IBM standard)

2. Nain rada CRT monitora

Slika 1: Ferdinand Braun

Slika 2: Cathodne cijevi

Cathodne cijevi. Ova slika predstavlja dvije katodne cijevi koje su imale vanu uloguu razvoju CRT tehnologije. Ovu iznad CRT cijev konstruirao je Ferdinand Braun 1897, onaima izvor elektrona na lijevom kraju i dva para metalnih ploica koje su odbijale elektronskuzraku. Ova ispod je prva cijev za televizor u boji napravljena je 1953. ona ima tri izvoraelektronske zrake za svaku od tri boje posebno, plavu , utu i crvenu.

Slika 3: Crookeova katodna cijev

Sir William Crookes konstruirao je ovu cijev 1870-ih gdje je istraivao znaajkekatodnih zraka koja je pretea modernim televizijskim slikama. Znaajne razlike izmeuCRT cijevi i Crookeove cijevi ogledaju se usljedeem: CRT se grije kako bi povealarazinu elektrona, dok Crookeova to ne radi i CRT cijev ima dodatne elektrode zausmjeravanje elektrona i odbijanje zrake dok putuje do ekrana.



5/14

13

Slika 4:Unutranjost Katodne cijevi

1. Elektronski top2. Elektronski snop3. Maska za razdvajanje snopa za crvene, zelene i plave dijelove slike

4. Fosforni sloj sa crvenim, zelenim i plavim zonama5. Uveani prikaz unutranjosti ekrana koji je prekriven fosforom

Nain iscrtavanja slike na CRT monitoru temelji se na otklanjanju elektronskog mlazaiz elektronskih topova pomou elektromagnetskog sustava, na nain da se slika iscrtava crtu

po crtu od vrha do dna monitora. to je vie crta po visini (vertikalna rezolucija) i to vieelemenata slike u jednoj crti (horizontala rezolucija) prikazana slika je kvalitetnija. Kadaelektronski mlaz iscrta jednu sliku vraa se na poetak i postupak se ponavlja (raster scan).Otklanjanje mlaza vre elektroniki sklopovi monitora na osnovu sadraja analognog signaladobivenog od grafikog sustava raunala. Analogni signal upravlja koliinom elektrona umlazu prilikom 'gaanja' triode, za svaki boju posebno, te je intezitet svijetljenja triode veiako je koliina elektrona u mlazu vea. Naziva se jo RGBY signal. Pri povratku na poetakcrtanja novog reda ili slike mlaz elektrona privremeno se 'gasi' (povratni mlaz). Da ljudskooko ne bi primijetilo razliku prilikom promjene slike, slika se iscrtava 50-150 puta u sekundi(frekvencija osvjeavanja slike - vertikalna frekvencija), na temelji ega se moe izraunati ikoliko se piksela u sekundi moe prikazati u jednoj crti (horizontalna frekvencija, 30-100kHz).

Slika 5: Elektronski top koji stvara tok elektrona, nalazi se u zadnjem dijelu monitora

http://bs.wikipedia.org/wiki/Slika:Egun.jpg


6/14

13

Ako monitor moe raditi na viim frekvencijama, znai da mu je perzistencija (vrijemeprikaza jedne slike) mala i da se u jednoj sekundi moe prikazati vie slika to je dobro zbogmanjeg umaranja oka, a mogue je kvalitetnije reproducirati brze promijene izmeu pojedinih'kadrova', to je vano strastvenim igraima. Tako se za 19" CRT monitor SyncMaster997MB daje podatak da je veliina triode 0.20mm, maksimalna rezolucija slike i pripadna joj

frekvencija osvjeavanja - 1920x1440@64Hz, te preporuena rezolucija i frekvencijaosvjeavanja slike - 1280x1024@85Hz. Radi ope kulture; PAL TV signal iscrtava 576 crta50 puta u sekundi na nain da se jedna slika ponavlja dva puta (prikazuje se 25 slika) i to takoda joj se u prvom otkloni prikau 'neparne' crte slike a u drugom 'parne' i tako redom. Svakacrta sadri podatke od priblino 720 elemenata slike. To je isprepleteni (interlace) mod radakojeg raunalni monitori vie ne koriste. Takav signal eventualno daje grafika kartica na

posebnom konektoru (S-video) radi prikaza slike na TV ureaju.

Slika 6: CRT monitor

Iako CRT monitori zrae X-zrake one su uglavnom bezopasne jer gotovo sve zrakezaustavlja debeli ekran, a one to prou uglavnom ne mogu nanijeti nikakvu tetu. Takoer i

brzina osvjeavanja monitora je zamorna za ljudsko oko, iako je to u dananje vrijeme skoro irijeen problem (preko 75Hz skoro da se oi i ne zamaraju). Starost monitora je takoer bitna,ako je monitor suvie star njegova slika postaje mutna.



7/14

13

3. Nain rada LCD monitora

Po naelu mijeanja boja rade LCD (Liquid Crystal Display) i Plazma monitori. LCD

za nadzor boje koriste upravljanje proputanja pozadinskog svijetla s filtrima za svakuosnovnu boju u svakom elementu slike. Potronja ovih monitora vrlo je mala. Plazma monitorkoristi naelo bombardiranja elemenata zaslona s ultraljubiastim zraenjem iz ioniziranog'mjehura' plina. Svakoj boji elementa slike pripada jedan mjehur, postavljen vrlo blizustaklenom zaslonu tako da u odnosu na CRT otpada otklon snopa elektrona, velika debljinamonitora i veliki radni naponi. Kako se u oba sluaja radi o matrici trioda koje se nadziruelektronikim sklopovima zaduenim za nadzor vertikalne i horizontalne pozicije triode kojamora 'zasvijetliti' pojam otklanjanja mlaza ne postoji. Kompletan raster moe se postaviti nazaslon 'odjednom'. Uz frekvenciju osvjeavanja slike kod ove vrste monitora definira se ivrijeme odziva; vrijeme potrebno da se stanje prikaza triode promijeni s 'crnog' na 'bijelo' iobratno. Prihvatljiva vrijednost je oko 12ms to odgovara frekvenciji osvjeavanja od 75Hz.

LCD monitor se sastoji od dva polarizirajua filtra ije su linije pod pravim kutom.Izmeu filtra su molekule kristala koje imaju osobinu da se zakreu ako postoji potencijalizmeu filtara. Filtri proputaju samo zrake svjetlosti koje su paralelne s njegovim linijama.Izvor svjetlosti nalazi se iza prvog filtra, plinska 'cijev' koja daje nepolarizirano svijetlo. Kroz

prvi filtar prolaze samo zrake koje su 'paralelne' s reetkom filtra i sve proputene zrake suiste plarizacije. Tekui sloj kristala izmeu filtra ima tako postavljene molekule da bez

prisustva razlike potencijala izmeu ploa filtra dolazi do zakreta polarizacije zraka svijetla za90 i zrake svijetla nesmetano prolaze kroz drugi filtar. Uz prisustvo razlike potencijalaizmeu ploa filtra presloe se molekule kristala tako da nema zakreta zraka svjetlosti za 90

te zrake svijetla ne mogu proi kroz drugi polarizirajui filtar. Promjenom veliineupravljakog napona, mijenja se kut zakret molekula te se u ovisnosti o iznosu upravljakognapona mijenja koliina svjetlosti koja moe proi kroz drugi filtar. Na ovaj nain kontrolirase razina osvijetljenosti slike na ekranu. LCD je uvijek izraen tako da bude prilagoen radu uodreenoj razluivosti sukladnoj primjenjenom broju tekuih kristala, na primjer 15" LCDzaslon bit e prilagoen razluivosti od 1024x768 piksela, i to je nativna-radna rezolucijaLCD monitora; jedna trioda - jedan piksel.

Nadzor razlike potencijala izmeu pojedinanih polja filtra obavlja se tranzistorima,TFT (Thin Film Transistor) tehnologijom naparuju se slojevi vodova i tranzistora na staklo, itvore dvodimenzionalnu matricu na slian nain kao kod RAM-a. Na jednu os matrice dolazi

skupina vodia preko kojih se dovodi analogni signal slike (data input) koji upravlja kutomzakreta molekula, a na drugu os matrice su vodii za upravljaki signal (gate scan) kojiodreuje kojem se tranzistoru u redku matrice dozvoljava upravljanje. Svaki element slike(trioda) ima svoje tranzistore koji nadziru svoju skupinu tekuih kristala, tako da ih je za

jedan piksel potrebno tri. Uz svaki tranzistor ugraen je kondezator da odri potencijal nekovrijeme kako slika nebi treperila; prije navedenih 12ms. Pikseli su organizirani kao niz pruga

plava, potom crvena pa zelene te opet plava (u redovima slino trinitron CRT-u), a boja sedobije tako da proputeno svijetlo prolazi kroz plavi, crveni ili zeleni filtar. Filtri boje nisunita drugo do jo jedna folija u bojicama preko filtra za polarizaciju. Kako svijetlo prolazikroz dvije reetke, prilino je usmjereno te ovakvi monitori imaju ogranien vidni kutgledanja. Ovisno u kutu gledanja u veoj ili manjoj mjeri mijenja boja prikaza o emu takoer

treba voditi rauna pri nabavi monitora.



8/14


9/14

13

'Corel' programskoj potpori omoguava njeno vrlo kvalitetno uveavanje ili smanjivanje bez'nazubljivanja'. Prema potrebi slika se lako prebaci u neki drugi format. Dananje igre koristevektorske sadraje koji grafika kartica iz scene u scenu pretvara u rasterski prikaz i 'alje'monitoru. Izravni vektorski prikaz na monitoru nadzorom kretanja elektronskog mlaza pozaslonu radi iscrtavanja objekata koristio se je do sredine 80' godina, te o tome samo toliko.

Ako monitor moe raditi na viim frekvencijama, znai da mu je perzistencija (vrijemeprikaza jedne slike) mala i da se u jednoj sekundi moe prikazati vie slika to je dobro zbogmanjeg umaranja oka, a mogue je kvalitetnije reproducirati brze promijene izmeu pojedinih'kadrova', to je vano strastvenim igraima. Tako se za 19" CRT monitor SyncMaster997MB daje podatak da je veliina triode 0.20mm, maksimalna rezolucija slike i pripadna jojfrekvencija osvjeavanja - 1920x1440@64Hz, te preporuena rezolucija i frekvencijaosvjeavanja slike - 1280x1024@85Hz. Radi ope kulture; PAL TV signal iscrtava 576 crta50 puta u sekundi na nain da se jedna slika ponavlja dva puta (prikazuje se 25 slika) i to tako

da joj se u prvom otkloni prikau 'neparne' crte slike a u drugom 'parne' i tako redom. Svakacrta sadri podatke od priblino 720 elemenata slike. To je isprepleteni (interlace) mod radakojeg raunalni monitori vie ne koriste. Takav signal eventualno daje grafika kartica na

posebnom konektoru (S-video) radi prikaza slike na TV ureaju.

Slika 8: Samsung LCD 931BW



10/14

13

Slika 9: Dva Apple Computer LCD monitora koritena kao dvojni zaslon

5. Standardne i wide screen rezolucije

Razluivost predstavlja ukupni broj piksela koji se moe prikazati na ekranu. Odnosnokada se koristi za opisivanje tiska, broj tokica koje se mogu otisnuti na jednom inu.

Osim navedenih razluivosti (modova rada) postoji jo itav niz slinih, kao

SXGA (1280x1024),

SXGA+ (1400x1050),

QXGA (2048x1536) ili

WXGA (1366x768) itd.,

ali je preporuka koristiti navedene modovoe rada jer je veini odnos irine i visine slike 4:3.Alfanumeriki i grafiki VGA standardi nisu samo navedene rezolucije ve tu spada i broj

boja po znaku ili po pikselu za svaku od navedenih razluivosti (gustoa) i kree se od dvijeboje do preko deset miliona boja. Naravno nisu sve skale boja linearno zastupljene ve se

odreuju temeljem broja bit-a za opis boje pojedinog znaka ili piksela te iznose 2, 4, 8, 16,256, high color (16 bit-a / 65356 / 64K boja), true color (24 bit-a / oko 16 milona boja) boja inadalje. Za prikaz slike razvijene su razliite tehnologije monitora, ali je najee u uporabitehnologija slina TV ureaju u boji (slika) koje se zasniva na mijeanju triju osnovnih bojaCrvene (Red), Zelene (Green) i Plave (Blue) RGB je model kojim se opisuju boje naraunalnom zaslonu. Svaka se boja moe predstaviti kao zbroj tri razliite boje Crvene (Red),Zelene (Green) i Plave (Blue) RGB.

U tekst modu znakovi za alfanumeriki prikaz zadaju se kao binarni zapisi svakogredka matrice pojedinog znaka, na primjer za znakove '5' i 'Q' u matrici od 5 X 7 elemenata:



11/14

13

Slika 10:Matrini prikaz alfanumerikih znakova.

Grupa znakova neke od kodnih tablica izraena na ovaj nain naziva se BIT-MAPfont. Razliitim razluivostima tekstualnog prikaza pripadaju i razliite veliine matricealfanumerikog znaka. Ovakvo rjeenje je gotovo naputeno (DOS). Radije se oponaa(Emulation) tekstualni mod u jednom od grafikih modova (WINDOWS). To dodatno dajemogunost da se mogu uporabiti nejednako iroki znakovi za grafeme kao ' i' ili 'l', ali jenajvea prednost to se mogu uporabiti fontovi koji se iscrtavaju temeljem matematikih

obrazaca za svakog od njih te se mogu dobiti vrlo fini zaobljeni oblici a znakovi se mogu povolju poveati promjenom parametra. Takvi fontovi nazivaju se VEKTORSKI. Kvalitetanprikaz manjih vektorskih fontova stoga je mogu samo kod monitora velike razluivosti kojisu u stanju prikazati fine obline malih fontova.

Da bi se mikroprocesor oslobodio poslova oko prikazivanja slike, o tome se brini u tusvrhu dizajnirani grafiki procesori ili ubrzivai kao ATI, MATROX, nVIDIA i drugi. U PCsustavima u pravilu su kao zasebna elektronika kartica umetnuta u jedan od slot-ova, svlastitom grafikom memorijom DRAM ili VRAM tipa. VRAM memorija (VideoRAM) je

protona, radi po naelu slinom SRAM te je bra ali i skuplja. Mogue rjeenje je da grafikiprocesor koristi resurse radne memorije. Openito, zadaa kartice je da osigura Grafiko

korisniko suelje GUI (Graphic User Interface) primjereno programskoj potpori koja sekoristi. Programska potpora za obradu slika i multimediju zahtijevati e brze i mone grafikeprocesore s memorijskim resursima reda 100MB.

Standardne i iroke (wide) rezolucije monitora i odnos stranica zaslona i prikaza(aspect ratio).

Kod CRT-a za prikazivanje slike na TV ureajima, fiziki odnos stranica zaslona je4:3, a za prikaz slike koristi se isprepleteni mod rada s 625 linija slike po vertikali za EuropskiPAL sustav i 525 linija slike po vertikali za Ameriki NTSC sustav. Kako se ne moeuporabiti cjelokupna predviena rezolucija slike zbog sklopovski osobitosti ureaja, pripadne

rezolucije vidljive slike su 768x576 (odnos 5:4) za PAL sustav i 720x480 (odnos 3:2) zaNTSC sustav.

Nadolazei HDTv pak nudi dva standarda rezolucije, HD720 rezolucije 1280x720(odnos 16:9) i HD1080 rezolucije 1920x1080 (odnos 16:9), to se uklapa u koncepciju

ponude irokih i uih monitora. Dakle broj piksela, njihov oblik i veliina nisu isti, kao ninain rada elektronikih sklopova za istu fiziku veliinu zaslona monitora. Jasno je da tostvara potekoe prilikom pretvorbe video-sadraja iz jednog sustava u drugi, ali je dobrorjeenje za zatitu trita. Raunalni sustavi ope namijene za monitore koriste CRT sfizikim odnosom stranica zaslona 4:3, ali je fiziki broj piksela CRT-a monitora vei od

broja piksela za TV standard kako bi se mogle prikazati slike vee rezolucije. Za CRTmonitor raunala bolje je da je fiziki broj piksela to vei (gustoa) jer kvalitetnije moe

prikazati prikaze s velikim rezolucijama. Za ispravan prikaz slike na zaslonu odnos stranica



12/14

13

prikazane slike (rezolucija slike) mora biti usklaen s fizikim odnosom stranica zaslona. OdVGA standarda pa nadalje koristile su se rezolucije slike s odnosom stranica 4:3. Do pojaveLCD monitora odnos stranice prikazane slike na zaslonu bio je gotovo uvijek 4:3.

Slika 11:Standardne i iroke rezolucije

U poetku LCD zasloni prijenosnika i monitora do uglavnom su podravali odnosprikaza slike 4:3, ali preko rezolucije 1024x768(XGA) piksela esto se koristi rezolucijaprikaza od 1280x1024 (SXGA) s odnosom stranica prikazane slike od 5:4. Ovaj odnosstranica je vrlo blizu XGA rezoluciji (4:3=1.33; 5:4=1.25) te veina korisnika eventualnuanomaliju u prikazu slike ne primjeuje. Ako se ne instaliraju dobri upravljaki programigrafike kartice koji e znati prepoznati osobitosti monitora ukomponirane u operativni sustav

prikazana slika je malo jajolika. Ovo malo izoblienje nee se dogoditi ako je fiziki odnosstranica zaslona monitora 5:4, odnosno ako je izraen upravo za prikaz sadraja u SXGArezoluciji. Osobitosti monitora operativni sustav prepoznaje po instalaciji .inf, .cat, .icm iostale pripadnih datoteka s priloenog mu instalacijskog medija. Grafika kartica mora moiopsluiti monitor s rezulucijama prikaza slike koje odgovaraju njegovim fizikim odnosimastranica.

Kad je postala popularna uporaba raunala za prikaz filmskih sadraja, poeli su sekoristiti iroki monitori kojima je fiziki odnos stranica blii filmskom platnu (slika), to jeosobitost i novijih TV prijamnika. Tada je nastala cijela zbrka oko prikaza slike na zaslonu tese koriste prikazi kojima odnos stranica 16:9 ili 16:10 pa ak i davno koriteni odnos 3:2. Akose navedenom pridrue foto aparati i video kamere zbrka je potpuna. Bez dobrih upravljakih

programa grafike kartice i monitora moe se vrlo lako dogoditi da se prikaz slike na zaslonu

ne moe uskladiti s fizikim dimenzijama zaslona. Bez obzira kakva se rezolucija koristila zaprikaz slike na zaslonu mora se prilagoditi fizikom odnosu stranica zaslona da bi se krug saslike 7 prikazao ispravno.

Ovaj problem posebno moe biti znaajan kod igara. Ako grafiki mehanizamkreiranja slike u igri nije predvien za monitor koji se koristi, nema pomoi. Stoga ne udi daveina korisnika jo uvijek preferira monitore kojima je fiziki odnos stranica zaslona 4:3 ikoriste rezolucije prikaza s tim odnosom. U prethodnim slikama nijanse zelene boje prikazujukoje se rezolucije prikaza najvie koriste prilikom gledanja stranica 'Informatike abecede'(svjetlija nijansa znai vei broj korisnika). SXGA prikazi zauzimaju drugo mjesto. Pravci naslici 7 prikazuju najee koritene fizike odnose stranica zaslona, odnosno meusobni

poloaj dijagonala zaslona za razliite odnose stranica, analogno emu treba izabratirezoluciju prikaza slike na zaslonu monitora.



13/14

13

6. Zakljuak

Kada se prati razvoj monitora moe se uoiti uzlazna putanja razvoja te konstatiratisljedee:

- u poetku razvoja monitori su imali veliku masu te su bili nezgrapni i glomazni , tijekomvremena njihova je masa bivala sve manja te je sada dosegnula izrazito ekonominuveliinu.

- po pogledu razlulivosti prikaza napravljen je veliki korak, takoer brzina osvjeavanjabiljei rast( 50-120Hz)

- kontrast i raznolikost boja takoer su mnogo napredovali- razvoj tehnologije nee zasigurno stati na ovom nivou, te e se razvijati jo bre a taj

razvoj e ii u smjeru:

- 2D suelje zamjeniti e 3D suelje

- materijalna osnova biti e svedena na izuzetno male dimenzije

- rad na takvim monitorima omoguavao bi obavljanje sloenijih operacija i veupreglednost i ugodnost rada.

Kada bih ba gledali daleko u budunost, pretpostavljam da bi postojala suelja koja

projiciraju sliku u oko, a upravljanje bi se vodilo putem mentalne kontrole to moda danasizgleda nemogue, ali tako su razmiljali i ljudi prije nas koji su unosili promjene razmiljalisu vjerojatno na slian nain.



14/14

13

Literatura:

1. Microsoft, Encarta, 1997.

2. Majdandi, N., Primjena raunala, Strojarski fakultet, Slavonski Brod, 1996.3. Baksa, M., BUG specijalno izdanje, SysPrint, Zagreb, 2003.4. Kokotovi, M., Ruklja, I., RAUNALA nita strano, Naklada Haid, Zagreb, 2003.


CRT i LCD monitori seminarski rad

Documents

Transcript of CRT i LCD monitori seminarski rad