A

Monitorok

A monitor (display) egy kiviteli eszköz, feladata a felhasználóval való kapcsolattartás. A monitorok a képeket, szövegeket pixelekből, képpontokból rakják össze. A pixel a kép elemi, tovább nem bontható egysége. A monitor csatolóval kapcsolódik a számítógéphez, és saját memóriával rendelkezik. A legrégebben használt monitor típus a CRT (Cathode Ray Tube).

A katódsugárcsöves képernyők (TV formájában) már közel 60 éve léteznek, s belső felépítésük ez idő alatt nem sokat változott. Az alapelv a következő: a képcső hátulján elhelyezkedő elektronágyú elektronsugarat lövell ki a képcső elejére, amelyet egy foszfor-alapú réteg fed. Az elektronsugár útja számos erős mágnes előtt vezet, amelyek eltérítik azt, így a sugár a képcső elejének különböző részeit találja el. Amikor az elektronsugár eléri az elülső üveget, stimulálni kezdi a foszforréteget, ami ettől fényleni kezd. Minden pont egy-egy pixelnek (képpont) felel meg. Az elektronsugár feszültségének szabályozásával érhető el, hogy a pontok erősebben, illetve halványabban világítsanak. Eredetileg, a fekete-fehér TV-k képcsövében csak egy elektronágyú és egy homogén foszforréteg volt. Később több elektronágyút kezdtek használni, s a foszforréteg színe is pontonként változott.

A képalkotáskor a sugár vízszintes vonalban (scan line = képsor), balról jobbra végigpásztázza a képernyőt, stimulálja a foszforpontokat, amelyek a feszültségtől függően fényesen, illetve halványan világítani kezdenek. Az egy képsor megrajzolásának sebességét „sorfrekvenciának” (horizontal frequency) nevezzük; mértékegysége a ’kHz’. Amikor a sugár eléri a képernyő szélét, egy pillanatra kikapcsol (ezt nevezik „sorkioltási intervallumnak” = horizontal blanking interval), a mágnes átállítódik, s megkezdődik a következő sor rajzolása. A folyamat addig ismétlődik, míg a sugár el nem éri a képernyő alját. Ekkor újra kikapcsol (ez a „képkioltási intervallum” = vertical blanking interval), a mágnes újra átállítódik, s az egész újra kezdődik a képernyő bal-felső sarkától. A teljes kép megrajzolási sebességét „képfrissítésnek” (vertical refresh) nevezzük; mértékegysége a ’Hz’.

A színes CRT szinte teljesen ugyanúgy működik, mint fekete-fehér társa, azzal a különbséggel, hogy egy helyett három elektronágyú dolgozik benne, s nem egyszínű a foszforréteg, hanem három, különböző színű (piros, zöld, kék) foszforpontból áll össze egy pixel. Mindegyik elektronágyú egy bizonyos színű foszforréteget stimulál, s a 3 különböző szín segítségével szinte bármilyen szín előállítható. (Bár igazából az agyunk végzi a színek keverését).

A hagyományos katódsugárcsöves monitorokat mára már a boltokból kiszorították a sokkal modernebb technológiát képviselő LCD-monitorok.

Az LCD a Liquid Crystal Display - a folyadékkristályos megjelenítés rövidítése. A kép egy lapos műanyaggal bevont felületen generálódik. A katódsugárcsöves monitorral ellentétben a kép nem állandóan frissül, hanem csak akkor, amikor az adott képpont változik, így a vízszintes-, függőleges- és a képpont frissítési frekvencia azt jelenti, hogy ha változik a kép, akkor mennyi idő alatt képes a változtatást végrehajtani. Az LCD monitorok ezért lényegesen jobban kímélik a szemet, hiszen a folyamatos vibrálás ezeknél a képernyőknél nem létezik. Környezet barátiabbak más szempontból is. Az LCD monitorok sugárzása lényegében 0.
Az LCD monitorok kevesebbet is fogyasztanak és a képük is puhább, szebb. Két hátrányuk van. Az egyik az, hogy ha nem szemből nézzük őket, akkor a kép kevésbé élvezhető, a másik hátrány a magasabb ár.

Egy 15 hüvelykes LCD monitor ára vásárlóértéken ugyanannyi, mint egy 17 hüvelykes katódsugárcsöves monitor ára volt négy éve, ami jelzi, hogy az LCD-monitorok egyre inkább tömegigényeket elégítenek ki.

Az LCD-monitor egyetlen fizikai hátrányát az LEP technológia készül orvosolni. Itt a képernyő felületét egy speciális fénykibocsátó anyaggal vonják be, melynek hatására a monitor oldalról is ugyanolyan éles képet biztosít, mint szemből.

Egy harmadik színképzési mód a TFT monitoroknál tapasztalható. Sok mindent lehetne mesélni a folyadékkristályokról magukról, a lehetséges kijelző típusokról, azonban szorítkozzunk kizárólag azon megoldásokra, amik a jelenleg szokásos TFT megjelenítőkben használatosak. A cél az, hogy az alapesetben átlátszó folyadékkristályt rábírjuk arra, hogy ne engedje át a fényt, hisz így különböző színű fényforrásokat a kristály mögé helyezve megoldható a kép előállítása. A kristályok szerkezete réteges struktúrájú. A folyadékkristályokat külső elektromos térrel lehet úgy vezérelni, hogy kívánságra tetszőleges mértékben elforduljanak, így eléjük polarizátort, mögéjük fényforrást helyezve az átbocsátott fénymennyiséget szabályozni tudjuk. Mindezek után már csak az kell, hogy elhelyezzünk néhány neoncsövet a képernyő mögött, amelyeket lehetőség szerint nagy frekvenciával (relatíve nagy, 1000 Hz körüli) táplálunk, hogy a villogás ne zavarja a szemet. Kell még egy piros, zöld illetve kék színszűrő, erre egy vezérelhető folyadékkristályos réteg, majd egy polarizátor, és kész is a TFT kijelzőnk.

A monitorok jellemzői:

Méret: A számítógép megjelenítőjeként használt monitorok skálája a 9-tol 39 hüvelyk (23 - 99cm) nagyságig terjed (az új technológiákkal még akár ennél is nagyobb lehet), a legnépszerűbbek a 14" és a 17" (35,5 és a 43cm) közöttiek. A 14"-os monitornak például a CRT átlós mérete elvileg 14" tehát 14x2,54=35,56 cm. Azért csak elvileg, mert egy 14"-es monitornak nem lesz a valóságban 35,56 cm a képátló hossza. A kereten belül látható képernyő mérete 13" és 13,8" között van (33-35cm). Az 15"-os monitorok képernyőmérete esetén 13.4" - 14.8" (34-37,6cm).A monitorok valóságos képernyőmérete tehát kissé eltér a feltüntetett 14" vagy a 17"- tól. Ez abból adódik, hogy ezek az értékek magát a katódsugárcső (CRT) átlós méreteit jelentik, saroktól sarokig, és nem a monitor káváján (képernyőjét körülvevo keretén) belül látható üvegfelületet. A felhasználó számára azonban a látható képátló az, ami fontos, ezt az igényesebb gyártók ezt is feltüntetik (Viewable Area).

Orientáció: Az orientációval, elhelyezkedéssel a monitor helyzetére utalunk. Ha már használt PC-t, tudja, hogy a szabványos PC monitorok szélesebbek, mint amilyen magasak. Ezt a vízszintes elhelyezést "landscape" fekvő formátumnak hívják, és széles ívek, táblázatok, munkalapok, bemutatók, bizonyos típusú rajzok készítésére alkalmasak. Nem olyan kiváló azonban a szövegszerkesztésnél, még a nagyobb monitor is csak a lap egy részét fogja a képernyőn megjeleníteni. A "portré", vagy függőleges elhelyezés nagy felbontással kombinálva, lehetővé teszi, hogy a 8.5" x 11"-es ( 21,6 x 28cm) hivatalos, vagy az A4 méretű lapon levő szöveget teljes egészében láthassa. Ez szükségtelenné teszi, hogy a szöveget fel- és legörgessük, növeli a termelékenységet, és csökkenti a szem túlerőltetését.
Természetesen léteznek már elforgatható monitorok is, amelyekkel monitorunkat mindkét módon, tehát a "portré" és "landscape" helyzetben is használhatjuk, aszerint, hogy éppen melyikre van szükségünk. Az ilyen típusok az elforgatást érzékelve váltanak át automatikusan a két mód között.

Felbontás: A monitor másik fontos jellemzője a felbontása. A felbontás azt jelenti, hogy a képernyő egyszerre hány képpontot jelenít meg. Ezt általában az oszlopok és a sorok szorzatával adják meg. Például 800x600 azt jelenti, hogy 800 oszlopból és 600 sorból (480000 pixel) áll a maximális felbontású kép; azért a maximális, mert a gyártók mindig a maximális felbontóképességgel jellemzik terméküket. Az egyes monitorméretek meghatározott felbontásra optimalizáltak. Néhány meghatározott monitorméretnél az alacsonyabb felbontás kevesebb képernyőn lévő információt, de nagyobb méretű, könnyebben olvasható szöveget jelent. Vegyük azonban figyelembe, hogy minél nagyobb a felbontás, annál kisebbek lesznek a képen lévő objektumok, például a szövegek, ikonok stb. Adott monitorméret esetén a túl nagy felbontás rengeteg információt jelent, de a szöveg túl kisméretű lesz. Egy nagy mélységélességű, kis képpont távolságú („dot pitch"), nagyfelbontású („high quality") monitor a kisebb szöveget is olvashatóbbá teszi.

Frekvencia: A monitorok működésénél beszéltünk arról, hogy a elektronsugarak soronként végigpásztázzák az egész oldalt, az oldal pásztázásának sebessége az adott monitort jellemzi. Például, ha ezt látjuk: 640x480@60Hz, ez azt jelenti, hogy a 640x480-as felbontású képet a monitor 60-szor rajzolja ki másodpercenként. Ha egy felbontást huzamosabb ideig szeretnénk használni, akkor győződjünk meg arról, hogy minimum 75 Hz-et, de inkább 85 Hz-et tudja a monitor az adott felbontás mellett. Erre azért van szükség, mert az emberi szem képes érzékelni, ha ennél lassabban történik a frissítés. Ez vagy kellemetlen villódzással jár, vagy csak azt vesszük észre, hogy egy-két óra után megfájdul a fejünk. Ha növeljük a felbontást vagy a képfrekvenciát, akkor növekszik a sorfrekvencia is (a sorfrekvencia az egy másodperc alatt frissített sorok számát adja meg). A kép-, a sorfrekvencia és a felbontás összefüggésben vannak egymással:

sorok száma * képfrekvencia = sorfrekvencia

A megjelenítő egység leírásában valami hasonlót találunk: vf: 30-86kHz, hf: 50-160Hz. Ahol vf: vertical frequency = sorfrekvencia, hf: horizontal frequency = képfrekvencia. Ezek az értékek legyenek minél nagyobbak!

A korai monitorok úgynevezett fix frekvenciásak voltak. Ez azt jelentette, hogy csak egy adott kép- és sorfrekvencián voltak képesek dolgozni. Az idő múlásával azonban egyre nagyobb szükség volt az olyan megjelenítőkre, amelyek képesek voltak széles frekvenciatartományban dolgozni. Az első ilyen modellt a Nec hozta ki Multisync névvel. A gyártók napjainkban szinte már csak ilyen multi frekvenciás (MultiScan, AutoScan, Multisynchronous), processzorral vezérelt megjelenítőket készítenek. Azonban figyeljünk arra, hogy valóban ilyen legyen (az hogy 2, 3 vagy 4 frekvencián működik, még nem jelenti azt, hogy multisync, bár sok gyártó ezeket is annak tünteti fel.!). A Multysync monitorok fo ismérve, hogy az elektronika saját maga határozza meg a monitorra jellemző határokon belül az alkalmazandó frekvenciát.

Csatlakozás: A legtöbb monitor a hagyományos 15 pólusú "D" (D-sub) csatlakozón keresztül kommunikál a videokártyával. Ennek ellenére sok megjelenítőt készítenek fel másfajta csatlakozási felülettel is. Ilyen a BNC, ami jelenleg inkább más platformok (nem PC) vagy a nagyon drága videó célra használt kártyák csatlakozója és az USB. Az ezekkel felszerelt egységek ára nem drágább, és várható a jövőbeli elterjedésük.

Vezérlésük: A mai monitorok kétféle vezérlés közül választhatnak: analóg vagy digitális vezérlés között (a videokártya és a vga monitor között analóg kommunikáció van és ennek semmi köze a vezérléshez).

A vezérlés milyenségéről a kezelő szervek adnak információt: ha analóg, akkor általában tekerőtárcsákkal, ha digitális, akkor nyomógombokkal (ritkán tekerőtárcsákkal is) történik a kép pozíciójának, méretének, deformálásának stb. beállítása. Általában a digitális vezérlésű monitorokon van meg a lehetőség, hogy mind a gyári, mind a felhasználói beállításokat tároljuk. Ez nagyon hasznos, ha sokszor váltunk videó módot, így nem kell például mindig újra középre igazítani a képet. Amíg azonban az analóg vezérléssel végtelen számú a beállítások kombinációja, addig a digitális vezérlésnél ez korlátozva van.

B

Monitorok Fajtái és jellemzői

Monitor: a felhasználókkal való kapcsolattartás legfontosabb eszköze, a számítógép által feldolgozott adatok megjelenítése a feladata

Monitoroknak 3 főbb fajtája van:

CRT (Cathod Ray Tube): A hagyományos katódsugárcsöves képernyő. Az első működőképes televíziót 1926. január 26-án Londonban mutatták be. Az első színes adást 1928. július 3-án továbbították nagy távolságra. A technika feltalálója Karl Ferdinand Braun volt, aki 1897-ben már megtudott így egy képpontot jeleníteni. (Ezért régi neve a Braun-cső.) A töltéscsatolt elvű CRT tévé és kamera feltalálója Tihanyi Kálmán volt (1928).

Működése: A CRT monitorban egy katódsugárcső található, elektronágyúval az egyik végén, foszforral bevont képernyővel a másik végén. Az elektronágyú elektronnyalábot lő ki, ezt mágneses mező irányítja. Az elektronnyaláb a foszforborításba ütközik és felvillan, majd elhalványodik. Ha elég gyorsan követik egymást az elektronnyalábok, akkor az a pont nem halványodik el. Tehát az elektronágyúk írnak a képernyőre a számítógép utasításának megfelelően, balról jobbra, egy másodperc alatt többször is frissítve a képpontokat. Az első monitorok egyetlen szín árnyalatait tudták megjeleníteni (monokróm): a fekete-fehér mellett a borostyán sárga és a zöld színűek is elterjedtek voltak.

Azt, hogy másodpercenként hányszor frissíti a képpontokat, képfrissítési frekvenciának nevezzük. (Az CRT monitoroknál a képfrissítési frekvencia egy kicsit mást jelent, lásd az LCD monitornál.) Ezt Hertzben adjuk meg. A mai monitorok 60–130 hertzesek. A színes monitoroknak három alapszíne van: a piros, a zöld, és a kék (RGB). Ezek keverésével bármelyik szín előállítható. Mindegyik színhez tartozik egy elektronágyú.

LCD (Liquid Crystal Display) és TFT (Thin Film Transistor) : A folyadékkristályos kijelzők őse a kvarcórákban fordult elő először. Folyadékkristállyal már 1911 óta kísérleteznek, működő LCD monitor az 1960-as években készült először.

Működése: Az LCD monitor működési elve egyszerű: két, belső felületén mikronméretű árkokkal ellátott átlátszó lap közé folyadékkristályos anyagot helyeznek, amely nyugalmi állapotában igazodik a belső felület által meghatározott irányhoz, így csavart állapotot vesz fel. A kijelző első és hátsó oldalára egy-egy polárszűrőt helyeznek, amelyek a fény minden irányú rezgését csak egy meghatározott síkban engedik tovább. A csavart elhelyezkedésű folyadékkristály különleges tulajdonsága, hogy a rá eső fény rezgési síkját elforgatja. Ha hátul megvilágítják a panelt, akkor a hátsó polarizátoron átjutó fényt a folyadékkristály elforgatja (innen ered a Twisted Nematic, TN megnevezés), így a fény az első szűrőn átjut, és világos képpontot kapunk. Ha kristályokra feszültséget kapcsolunk, nem forgatják el a fényt, az eredmény pedig fekete képpont. A polárszűrő elé már csak egy színszűrőt kell helyezni. Előfordulhat a gyártás tökéletlensége miatt, hogy a képernyőn halott vagy „beragadt” képpontokat találunk. Az LCD monitorok minősége egyre javul, áruk csökken, de egy jó CRT monitor még mindig teltebb színeket ad.

TFT: Az LCD technológián alapuló TFT minden egyes képpontja egy saját tranzisztorból áll, mely aktív állapotban elő tud állítani egy világító pontot. Az ilyen kijelzőket gyakran aktív-mátrixos LCD-nek is szokás nevezni.

PDP (Plazma Display Panel): A PDP, egyszerűbb nevén plazmakijelzők első, monokróm típusát 1964-ben a Plató Computer System készítette el, Gábor Dénes plazmával kapcsolatos kutatásai nyomán. Később, 1983-ban az IBM készített egy 19" méretű monokróm, 1992-ben pedig a Fujitsu egy színes, 21 colos változatot. Az első plazmatelevíziót a Pioneer mutatta be 1997-ben. Jelenleg is folyik a gyártók versenye a minél nagyobb képátlóért: már a 100 colt is bőven meghaladják a legnagyobb kijelzők.

Működése: A PDP működése az LCD-nél is egyszerűbb. A cél az, hogy a három alapszínnek megfelelő képpont fényerejét szabályozni lehessen. A PDP-nél a képpontok a CRT-hez hasonlóan látható fényt sugároznak ki, ha megfelelő hullámhosszú energia éri őket. Ebben az esetben a neon és xenon gázok keverékének nagy UV-sugárzással kísért ionizációs kisülése készteti a képpont anyagát színes fény sugárzására, pont úgy, mint a neoncsövekben. Mivel minden egyes képpont egymástól függetlenül, akár folyamatos üzemben vezérelhető, a monitorvillódzástól mentes, akár 10 000:1 kontrasztarányú, tökéletes színekkel rendelkező képet is adhat, bármely szögből nézve. A PDP fogyasztása vetekszik a CRT monitorokéval, a régebbi típusok képernyője viszont előszeretettel beég. A gázkisülésnek helyet adó parányi cső ugyanúgy használódik, mint az LCD-kben lévő egyébként cserélhető, a háttér világításáért felelős fénycső: az első kétezer órában erőteljes fénye lassan csökkenni kezd, de az újabbak akár 60 000 órát is kibírnak.

Monitorok főbb paraméterei:

képátló: A monitor egyik ellentétes sarkától a másikig terjedő távolság, hüvelykben (inch, col = 2,54 cm) mérik.

képarány: A kijelző oldalhosszúságainak aránya. 5:4-től 16:9-ig terjed. A legáltalánosabb a 4:3-hoz arány, szélesvásznú képernyőnél pedig a 16:9-hez.

kontraszt: A részletgazdagságot jellemző tulajdonság (250–1000 : 1).

válaszidő: LCD paneles monitorok jellemzője, ezredmásodpercben (millisecundum) mért időegység. Azt az időt jelöli, amennyi ahhoz kell, hogy egy képpont színe megváltozzon. A lassú válaszidő (12 ms-nál hosszabb) akkor lehet zavaró, ha a monitoron gyors mozgásokat kell megjeleníteni.

fényerő: A monitor fényességét jellemzi. (Milyen fényes az elektronok felvillanása (CRT), milyen erős, fényes a háttérvilágítás (LCD).) (Például: 250 cd/m²)

maximális felbontás: Maximálisan mekkora felbontásra állítható.

megjeleníthető színek száma: Megjeleníthető színárnyalatok száma. Általában 16,7 millió színt tud megjeleníteni egy monitor, de gyakran „csak” 16,2 milliót

látószög: Az a paraméter, mely megadja, hogy a monitor milyen szögből látható. Általában két adattal jellemzik, az első a horizontális (szélesség), második a vertikális (magasság) adat. Például: H:160°/ V:150°

optimális felbontás: Szintén LCD panellel szerelt monitorok tulajdonsága. Azt a felbontást jelöli, amelynél az LCD panel minden tranzisztorához egy pixel tartozik. Ez a felbontás egyben az ilyen monitorok maximális felbontása is.