Тема 6 Пристрої виводу інформації і пристрої для роботи з мережою

(тривалість 3 години)

6.1. Пристрої виводу інформації

До пристроїв візуального відображення ставляться:

• монітор, проектор, відеокарта, принтер, графобудівник.

До пристроїв виводу звукової інформації ставляться:

• звукова карта, вбудований динамік, колонки й навушники.

Інформаційний зв'язок між користувачем і комп'ютером забезпечує монітор. Перші мікрокомп'ютери являли собою невеликі блоки, у яких практично не було засобів індикації. Усе, що мав у своєму розпорядженні користувач, - це набір миготливих світлодіодів або можливість роздруківки результатів на принтері.

У порівнянні із сучасними стандартами перші комп'ютерні монітори були вкрай примітивні. Текст відображався тільки в одному кольорі (як правило, у зеленому), однак у ті роки це було найважливішим технологічним проривом, оскільки користувачі одержали можливість уводити й виводити дані в режимі реального часу.

Потім з'явилися кольорові монітори, збільшився розмір екрана, і рідкокристаличні панелі перекочували з портативних комп'ютерів на робочий стіл користувачів.

Система відображення комп'ютера.

Система відображення комп'ютера складається із двох головних компонентів:

• монітор (дисплей);

• відеоадаптер (називаний також відеоплатою або графічною платою).

Монітор підключається до відеокарти, установленої в слот розширення системної плати в системному блоці або інтегрованої на материнській платі. У другому випадку, цей пристрій, строго говорячи, не може бути названо відеокартою.

Монітор працює під управлінням відеоадаптера, що перетворить інформацію, призначену для виводу на екран, із внутрішнього машинного подання у форму , придатну для подальшого виводу на монітор.

Зображення у внутрішнім машинному поданні (у вигляді нулів й одиниць) зберігається у відеопам'яті, розміщеної на відеокарті.

Монітор.

Монітор — конструктивно закінчений пристрій, призначений для візуального відображення інформації.

Відображення інформації на екрані монітора складається з окремих крапок, кожна з яких має свої кольори і яскравість. Інформація виводиться у двох режимах: символьному (текстовому) або графічному.

У графічному режимі керування кольорами і яскравістю здійснюється для кожної крапки екрана окремо. У текстовому режимі - відразу для групи крапок, що утворять прямокутну матрицю певного розміру. Для цієї групи задаються кольори тла, кольори символу й код символу.

По типі екрана монітори можна розділити на:

-ЕПТ- на основі електронно-променевої трубки;

- РК- рідкокристалічні монітори;

- Плазмовий - на основі плазмовою панелі;

- Проекційний - відеопроектор й екран, розміщені окремо або об'єднані в одному корпусі;

- OLED-монітор- на технології OLED ( органічний светоїзлучающий діод);

- Віртуальний ретінальный монітор- технологія пристроїв виводу, що формує зображення безпосередньо на сітківці ока;

- Лазерний- на основі лазерної панелі (поки тільки впроваджується у виробництво).

Основні параметри:

• Співвідношення сторін екрана — стандартний (4:3), широкоформатний (16:9, 16:10) або інше співвідношення (наприклад 5:4);

• Розмір екрана - визначається довжиною діагоналі, найчастіше в дюймах;

• Дозвіл— число пікселів по вертикалі й горизонталі;

• Глибина кольорів - кількість біт на кодування одного пікселя (від монохромного до 32-бітного);

• Розмір зерна або пікселя;

• Частота відновлення екрана (Гц);

• Час відгуку пікселів (не для всіх типів моніторів);

• Кут огляду.

Електронно-променевий монітор.

Конструкція ЕПТ-мониторов збігається з конструкцією телевізійних кінескопів. У кольорових моніторах для формування зображення застосовуються окремі електронні пушки для кожного з основних квітів (red - червоний, green - зелений, blue - синій), а шар люмінофора складений із близько розташованих групами по трьох (також у сполученні Red, Green, Blue - RGB) кольорових крапок.

Традиційно кількісним вираженням якості виготовлення маски й люмінофора служить розмір зерна - це мінімальний розмір піксела, що може бути отриманий у даному моніторі.

Не можна змішувати поняття «піксел» й «зерно». Розмір зерна змінити не можна, а розмір піксела залежить від режиму відеоадаптера. Прийнятним уважається крок 0,28 мм, якісні монітори мають крок 0,25-0,24 мм, професійні - 0,22 мм.

Переваги ЕПТ-мониторов:

- відмінні кольори, широкий колірний охват і глибокий рівень чорного. З колірна гама ЭЛТ не зрівняється жоден дисплей, крім OLED;

- немає рідного дозволу;

- мінімальні перекручування кольорів, насиченості, контрастності і яскравості;

- відмінний кут огляду.

Недоліки моніторів на ЕПТ полягають у тім, що вони є джерелом високої статичної напруги, електромагнітного випромінювання й м'якого рентгенівського випромінювання, які впливають на користувача. Максимальний розмір прямого дисплея обмежений приблизно 101,60 див. через практичні й виробничі обмеження (ЕПТ такого розміру буде важити близько 135,9 кг).

Рідкокристалічні дисплеї.

Рідкокристалічні монітори (LCD, Liquid Crystal Display) мають панелі, осередку яких містять рідкі речовини, що володіють деякими властивостями, властивим кристалам. Молекули рідких кристалів під впливом електричного поля можуть змінювати свою орієнтацію й, як наслідок, - властивості світлового променя, що проходить крізь них.

Найважливіший параметр плоськопанельних дисплеїв — стандартний дозвіл, що відповідає числу пікселов по горизонталі й вертикалі. Середнім значенням яскравості вважається 250-300 кд/м². Колірний охват сучасних РК-панелей досягає 16,7 млн квітів.

Іншими характеристиками моніторів є контрастність зображення (від 1000:1), точність передачі кольору, час реакції матриці (менш 8 мс), рівномірність підсвічування, покриття екрана (глянсовий або матове), кут огляду, убудована акустична система.

Основні переваги РК-мониторов :невелика живляча напруга, мала глибина панелі, дійсно плоске зображення (без геометричних перекручувань), високі значення яскравості, низьке енергоспоживання, відсутність електромагнітних випромінювань.

Основні недоліки РК-мониторов: перекручування квітів, єдиний режим дозволу, що забезпечує гарну якість, залежність контрасту від кута огляду, проблема дефектних пікселей.

Плазмові монітори й екрани, які є одним з видів плоских дисплеїв, використаються в більших екранах - 30 дюймів (76 див) або більше. Вони називаються " плазмовими ", тому що в їхній технології використаються невеликі клітки, що містять електрично-заряджений іонизований газ, також як у люмінесцентних лампах.

Плюси:

• Висока контрастність, відмінні кольори й глибокий рівень чорного.

• Суб-міллісекунде (0,001 мс) час відгуку.

• Мінімальні перекручування кольорів, насиченості, контрастності і яскравості.

• Відмінний кут огляду.

• Немає геометричних перекручувань.

• М'який і менш кутастий вид зображення, чим в LCD.

• Висока масштабованість.

Мінуси:

• Великий крок пікселя, тобто або низький дозвіл, або великий екран. Таким чином, кольорові дисплеї виробляються тільки в розмірах більше 32 дюймів (81 див.).

• Зображення мерехтить через фосфорну основу.

• Скляний екран може викликати відблиски й відбиття.

• Висока робоча температура й енергоспоживання. РК-дисплеи споживають менше електроенергії.

• Щодо велика вага.

• Тільки один рідний дозвіл. Відображення інших дозволів вимагає масштабування відео, що знижує якість зображення з меншим дозволом.

• Постійна розрядність. Плазмові клітки можуть бути тільки включені або виключені, у результаті чого - більше обмежений колірний діапазон, чим у РК або ЕПТ.

• Може постраждати від вигоряння екрана. Це було серйозною проблемою на ранніх плазмових дисплеях, але в більше нових моделях стали включати методи, щоб знизити ймовірність випадкового вигоряння.

• Відносно тендітні; варто транспортувати, зберігати, і експлуатувати у вертикальному положенні, тому що скляний екран може розбитися під власною вагою, якщо не буде підтримуватися належним чином.

• При виробництві можлива поява битих пікселей.

OLED дисплеї.

OLED (organic light-emitting diode) - світлоізлучаючий діод (LED), у якому емісійний електролюмінесцентний шар плівки складається з органічних сполук, які випромінюють світло у відповідь на електричний струм. Цей шар органічного напівпровідника перебуває меж двома електродами, і, звичайно, принаймні, один із цих електродів є прозорим.

Плюси:

• Відмінний кут огляду.

• Дуже мала вага.

• Відмінний рівень чорного. Немає ореола й розмиття при швидкому русі через суб-мілісекундний час відгуку.

• Широка гама і яскраві кольори через відсутність підсвічування.

Мінуси:

• Може постраждати від вигоряння екрана.

• Складні й дороги у виробництві в цей час.

• Органічні матеріали розпадаються протягом різного часу. «Червоний» OLED й «зелений» OLED можуть безупинно працювати 100 тис. годин, а «синій» OLED поки 17,5 тис. годин (приблизно 2 роки) безперервної роботи (за станом на 2011).

Лазерна панель — створена на основі технології кольорових лазерів.

Перша у світі модель комерційного лазерного телевізора, Mitsubishi LaserVue L65-A90, надійшла в продаж 28 жовтня 2008 року.

Термін служби лазерів практично необмежений, пікселі лазерних дисплеїв не піддані деградації або вигорянню. Крім того, перевага лазерних телевізорів перед плазмовими й рідкокристалічними полягає в тім, що в останні виникають проблеми з передачею відтінків чорного: при необхідності відображення чорних кольорів лазери просто відключаються.

Лазерний телевізор має товщину (38 див для 75" моделі й 25 див для 65"), але має, приблизно, в 4-5 разів менше енергоспоживання в порівнянні з LCD і плазмовими телевізорами порівнянних розмірів екрана.

Віртуальний ретінальний монітор (VRD)— технологія пристроїв виводу, що формує зображення безпосередньо на сітківці ока. У результаті користувач бачить зображення, «висяче» у повітрі перед ним.

VRD, що проектує зображення на одне око, дозволяє бачити одночасно комп'ютерне зображення й реальний об'єкт, що може застосовуватися для створення ілюзії «рентгенівського зору» - відображення внутрішніх частин пристроїв й органів (при ремонті автомобіля, хірургії).

VRD, що проектує зображення на обоє очей, дозволяє створювати реалістичні тривимірні сцени. VRD підтримує динамічне перефокусування, що забезпечує більше високий рівень реалізму, чим у класичних шоломів віртуальної реальності.

Система, застосована в мобільному телефоні або нетбукі, може істотно збільшити час роботи пристрою від батареї завдяки «цільовій доставці» зображення безпосередньо на сітківку ока.

Як і багато інших технологій, VRD спочатку був створений для військового використання. У цей час VRD використається в армії США. Командир одержує зображення від бортового комп'ютера за допомогою ретінального монітора, закріпленого на шоломі.

Мультимедійний проектор.

Мультимедійний проектор являє собою автономний прилад, що забезпечує передачу (проектування) на великий екран інформації, що надходить від зовнішнього джерела – комп'ютера (або ноутбука), DVD-програвача, відеокамери й т.п.

Класифікація проекторів. По функціональному призначенню проектори можна розділити на три основні групи:

• проектори для домашнього кіно, ігрові проектори (категорія Home Cinema),

• проектори для індустрії розваг (для кінотеатральних залів і т.п.),

• проектори для бізнесу й утворення.

Перша група орієнтована насамперед на відтворення динамічного контента («живого» відео), друга й третя групи звичайно призначені як для динамічного, так і статичного контента. В окрему групу можна виділити надмініатюрні проектори вагою менш 0,5 кг.

Окремо слід зазначити проектори, що підтримують передачу інформації у форматі 3D. Останнім часом такі проектори знайшли широке поширення не тільки в кіноіндустрії, але також в освітніх установах, музеях і т.д.

Основними характеристиками мультимедійного проектора є:

• дозвіл матриці і її фізичний формат (4:3, 16:9, 16:10 і т.д.),

• технологія, по якій проектор виготовлений,

• світловий потік (яскравість),

• наявність \ відсутність мережних інтерфейсів,

• вага.

Для домашніх кінотеатрів, розрахованих на перегляд фільмів в умовах затемнення (категорія «Home Cinema»), досить використати проектор з порівняно невеликим світловим потоком, від 600 до 1500 ANSI лм

Відеокарта. Відеокарта обробляє двовимірне й тривимірне зображення. У деяких відеокарт є й додаткові функції: прийом зображення із зовнішнього джерела - відеокамери, відеомагнітофона або телевізійної антени (ці операції виконують відповідно відеовхід і ТV-тюнер), вивід зображення на зовнішні пристрої - телевізор або відеомагнітофон (через відеовихід). Відеокарта оснащена спеціалізованим графічним процесором і відеопам'ятю.

Відеоадаптери типу VGA (графічний режим 640x480) і більше пізні звичайно мали всього одне рознімання VGA (15-контактний D-Sub). У цей час відеокарти оснащують розніманнями DVI або HDMI. Але 15-контактне D-Sub-рознімання також присутній, або в комплекті до відеокарти є перехідник з DVI на D-Sub.

При виборі відеокарти варто звертати увагу на наступні параметри:

Графічний процесор (GPU). Відеокарти виробляються й продаються безліччю компаній, але переважна більшість із них використає графічні процесори, зроблені фірмами Nvidia й ATI (вона ж - AMD). GPU є головним компонентом, що визначає продуктивність відеокарти.

Інтерфейс. Перед покупкою відеокарти переконаєтеся в тім, що слот для її шини є на материнській платі вашого ПК. Основна маса графічних карт використає інтерфейс PCI-Express. Існують відеокарти й із застарілою шиною AGP.

Енергоспоживання. Сучасна відеокарта є одним із самих потужних споживачів електроенергії в складі комп'ютера. Тому для установки високопродуктивної відеокарти ПК повинен мати потужний блок живлення, не менш 500 Вт.

Більшість карт мають додаткові рознімання живлення - шестиконтактными роз'ємами, а останні моделі оснащуються одним шестиконтактным й одним восьмиконтактным розніманнями. Найкраще, якщо блок живлення буде оснащений окремими восьмиконтактными кабелями, хоча й шестиконтактні можна підключати к восьмікотактним розеткам без негативних наслідків.

Основні характеристики відеокарти:

розв'язна здатність — певна кількість крапок графічного зображення на одиницю площі. Чим більше цих крапок, тим менш зернистої й більше якісної буде картинка. Розв'язну здатність описують дві величини — кількість крапок по вертикалі й по горизонталі: 640x480, 800х600, 1024X768, 1152x864, 1280х 1024, 1600х 1200, 1792x1344 і т.д.;

колірний режим — кількість квітів (від 16 до декількох десятків мільйонів);

максимальна частота розгорнення — частота відновлення кадрів (для комфортної роботи необхідно, щоб частота вертикального розгорнення становила не менш 80 Гц);

обсяг відеопам'яті — власна, швидка пам'ять відеокарти. Цим показником визначається здатність карти підтримувати той або інший відеорежим. Чим більше відеопам'яті, тим краще буде виглядати зображення на екрані, тим швидше буде працювати більшість програм.

Здатності відеокарти визначає встановлений на ній набір мікросхем — чипсет.

Керування відеокартою в графічному режимі, у тому числі включення того або іншого графічного режиму, здійснюється за допомогою спеціальної програми, називаної графічним драйвером.

Мінімальний елемент зображення на екрані (крапка) називається пікселом (picture element (англ.) — елемент зображення). Розв'язна здатність конкретного адаптера залежить від режиму його роботи. У типових випадках SVGA виводить на екран 640 крапок по горизонталі й 480 рядків — 640x480, 800х600, 1024X768, 1600Х1200. Число можливих квітів кожної крапки («колірна палітра») залежить від типу адаптера, від його дозволу й від обсягу відеопам'яті, що відводить комп'ютером.

У графічному режимі при використанні палітри з 16 одночасно видимих на екрані квітів кольори кожної пари крапок зберігається в одному байті. Тому кількість крапок на екрані в цьому режимі не може перевищувати подвоєного обсягу відеопам'яті в байтах. Сьогоднішні відеокарти мають пам'ять 1 - 2 Гб, що дозволяє використати режими SVGA з кількістю крапок 800х600, 1024Х768, 1600Х1200 при кількості одночасно видимих на екрані 256 (1 байт на крапку), 65 536 (2 байти на крапку), 16,7 млн (3 байти на крапку) квітів.

Принтер.

Принтер. Принтер призначений для виводу текстової й графічної інформації на твердий носій, в основному на папір. Принтери мають власний вузькоспеціалізований процесор й оперативну пам'ять (буфер), у яку міститься повністю або частково інформація, виведена на печатку.

За принципом дії принтери діляться на матричні, струминні й лазерні. Струминні й лазерні принтери можуть бути монохромними або кольоровими. Для кожного класу принтерів існують основні стандарти протоколу обміну й систем команд. Для матричних принтерів основними є стандарти фірм IBM й Epson, для струминної й лазерних - фірми Hewlett Packard і мова опису сторінок Postscript.

Принтер може підключатися до LPT порту, але практично всі сучасні принтери підключаються до порту USB.

Плоттером (графобудівником) називається пристрій для виводу на папір широкоформатної графічної інформації (плакатів, креслень, електричних й електронних схем і т.п.). Принцип дії плоттеров такий же, як й у струминних принтерів. Принциповою відмінністю плоттера від принтера є здатність наносити безперервні лінії. Плоттеры характеризуються максимальним форматом паперу й можливостями передачі кольору.

Звукова карта.

Звукова карта перетворює звук з аналогової форми в цифрову. На момент появи звукові плати являли собою окремі карти розширення, установлювані у відповідний слот. У сучасних материнських платах вони представлені у вигляді інтегрованого в материнську плату апаратного кодека.

Звичайно звукова карта може синтезувати звук. У її пам'яті зберігаються звуки різних музичних інструментів, які вона може відтворювати.

На звуковій карті встановлюються аналого-цифровий і цифро-аналоговий перетворювачі, аналоговий мікшер, підсилювач, пристрої комутації сигналів.

Якщо пристрій правильно й без явних огріхів спроектовано, найважливішими елементами, відповідальними за якість відтворення й запису будуть перетворювачі. Дешеві Цапы обходяться із сигналом погано: вихідний потік багатий на перекручування, має слабкий сигнал, шумить. Саме тому звук виходить недетальним, нечітким, неприродним.

Більше серйозні перетворювачі використають різні системи фільтрації, корекції, згладжування сигналу, інтерполяції й іншого, що в результаті сприятливо позначається на якості звуку.

Звукові карти можна розділити на наступні типи:

- дешеві звукові карти;

- убудовані звукові карти;

- мультимедійні звукові карти;

- напівпрофесійні звукові карти;

- професійні звукові карти.

Можливості навіть самою дорогою й функціональною звуковою картою нівелюються, якщо використати неї з невідповідною акустикою. Якщо ви не пред'являєте до якості звуку більших претензій, то кращим рішенням буде покупка пари недорогих стерео- колонок.