A monitor. A megjelenítők olyan elemek, melyek nem szerves részei a számítógépnek, de nem működhetne nélküle. Mire használhatnánk a számítógépet, ha nem látnánk azt, amin éppen dolgozunk.
•
A monitor működési elve A monitor fizikailag ugyanúgy működik, mint a televízió. A működés szempontjából leglényegesebb alkatrész: a katódsugárcső vagy röviden képcső. A képcső működése emlékeztet az elektroncső működésére. Régen, amikor még nem voltak tranzisztorok, az összes számítógép elektroncsövekkel működött. Ezek a szerkezetek ugyanazt a feladatot látták/látják el, mint manapság a tranzisztorok: viszonylag kis feszültséggel lehet viszonylag nagy feszültséget vezérelni. Az elektroncső három részből áll : katód, anód rács Az elektroncső felépítése
A katód fémes anyagból van, és elektronokat bocsát ki, ha melegítik. A katódot – ugyanúgy, mint a villanykörtét – egy egyszerű fűtőszállal melegítik. Ha az anódra pozitív feszültséget kapcsolunk, akkor az a katód által kibocsátott negatív töltésű elektronokat vonzani fogja. A vezérlő rács az anód
és a katód között helyezkedik el. Ez az alkatrész olyan, mint egy kapu. Ha kis negatív feszültséget kapcsolunk rá, akkor nem fogja átengedni az elektronokat, míg ha 0 feszültséget, vagy kis pozitív feszültséget kapcsolunk rá, akkor szabadon átengedi az elektronokat az anódra. A képcső az elektroncsőhöz képest kiegészül 4 eltérítő lemezzel és az anód kialakítása is egy kicsit más.
Az anód foszforral van borítva, így ha az elektronsugár becsapódik rá az adott ponton felvillan a foszfor, és az egy ideig világít. A mágneses térbe kerülő mozgó elektronok ugyanúgy viselkednek, mint bármely fémes tárgy a mágneses mezőben. Ezért az eltérítő lemezekkel – amelyekből egy a jobb, egy a bal, egy-egy pedig fent és lent található – az elektron sugarat is el lehet téríteni. Mivel 4 eltérítő lemez van, amelyekre feszültséget kapcsolhatunk, minden irányban eltéríthetjük az elektron sugarat. Végeredményben tehát az elektronsugarat be és ki tudjuk kapcsolni, valamint az elektronokat a képernyő bármely pontjára tudjuk irányítani. Ténylegesen a kép megjelenítése soronként történik. Az elektronsugár végigpásztázza az összes sor összes képpontját, és azokat világítja meg, amelyeket akarunk. Ezekből a képpontokból fog összeállni a kép. A színes monitor működési elve nem különbözik a fekete - fehér – vagy az egyszínű sárga vagy zöld – monitorok működésétől. A leglényegesebb különbség az, hogy minden alapszínhez – vörös, zöld, kék – tartozik egy-egy elektronsugár és így minden szín, e három alapszín keveréséből áll össze. Az egyes pontok úgynevezett tripletteket, színhármasokat alkotnak. Hogy egy adott elektronsugár a megfelelő pontra jusson, az elektronsugarak különböző szögben esnek. a képernyőre. Az elektronsugár előtt egy fémből készült lyukmaszk is található a szomszédos triplettek árnyékolására. A maszkon lévő lyukak méretét a gyártók rendszerint megadják a monitor egyéb adatai mellett. Ez az érték általában 0,31 mm, vagy jobb esetben 0,26 mm. Minél kisebb a lyukak mérete, annál finomabb szemcséjű lesz a kép. A színhármasok ( triplettek ) különböző módon helyezhetők el. A elhelyezés módja elsősorban a kép kontrasztjára van befolyással. Két elrendezésmód alakult ki…: az egyik szerint a színhármasok egyenlőszárú háromszöget alkotnak ( Delta ). Ez az elrendezés rosszabb kontrasztot ad, mivel két pont között mindig van egy üres rész, amely sötét marad. A másik elrendezést a Sony alakította ki és a Trinitron nevet kapta. Itt a színpontok egymás mellett helyezkednek el. Ezzel az elrendezéssel élesebb és világosabb lett a kép. A lyukmaszkot itt nem fémlemez alkotja, hanem rácsot képező kifeszített drótok. Hogy a drótok tökéletesen párhuzamosak legyenek, nagyon nagy erő feszíti meg őket, ehhez viszont megfelelő keretet kellett kialakítani, amely elviseli ezt az erőt. Ez a Trinitron képcsöveket egy kissé nehezebbé teszi. A Trinitron képcső igazi hátránya azonban az, hogy a függőlegesen futó szálakat a képen többé-kevésbé fel lehet ismerni. Ez főleg nagyobb monitoroknál és nagyobb felbontásnál lehet zavaró. Ezen kívül kellemetlen a kép alsó harmadában futó vízszintes szál, amely a függőleges szálakat köti össze és stabilizálja őket.
•
A monitorok csoportosítása A monitor – display, képernyő – az egyik legfontosabb output ( kimeneti ) eszköz, a billentyűzet mellett a felhasználókkal való kapcsolattartás legelterjedtebb eszköze. A számítógép által feldolgozott, előállított adatok vizuális megjelenítésére szolgál. A monitor a képet képpontokból állítja össze. A pontok maximális száma adja a monitor felbontó képességét, minél több egységnyi felületen a képpont, annál élesebb a kép. A monitor csak egy szervesen hozzá illő vezérlőkártya segítségével képes a számítógép által képzett információk megjelenítésére.
A monitorokat is több szempont szerint lehet csoportosítani…
A képmegjelenítés elve szerint •
•
•
katódsugárcsöves – egy elektronsugarat lőnek ki a képernyő fényporral bevont hátsó falára. A fénypor olyan anyagok gyűjtőneve, amelyek elektron becsapódására fényt sugároznak ki. Az elektronsugár másodpercenként legalább 50 -szer befutja a teljes képernyőt. A katódsugárcsöves monitorok szép képet adnak, de mivel mindhárom kiterjedésük és súlyuk is jelentős, nem építhetőek be a hordozható számítógépekbe. Ezen a gondon segít a két másik típusú képernyő. folyadékkristályos – két üveglap között vékony folyadékkristály-réteg található, ami olyan anyag, amelynek molekulái az elektromos tér hatására elfordulnak. Ráadásul nem minden irányban egyformán engedi át a fényt. Ha tehát olyan alakú elektromos teret hozunk létre az üveglapok között, mint a megjeleníteni kívánt karakterek és rajzok, akkor ott a folyadékkristály molekulái elfordulnak, és nem engedik át a fényt, így a kijelző elsötétül. Ilyen elven működnek a kvarcórák és a kvarcjátékok kijelzői is. gázplazmás kijelzők is egy érdekes fizikai jelenséget használnak ki. Bizonyos gázok a bennük repülő elektronok hatására fényt sugároznak ki, mint ahogy teszi ezt a közismert neon fénycső is. A gázplazmás kijelzőkben ionizált neon- vagy argongázt zárnak be két olyan üveglap közé, melyek közül az egyikben függőleges, a másikban pedig vízszintes vezetékek vannak az üvegbe ágyazva. A függőleges és vízszintes vezetékek metszéspontjai határozzák meg azokat a képpontokat, amelyek a vezetékekben folyó áram által fény kisugárzására késztethetők.
A megjelenített kép típusa szerint •
•
alfanumerikus – monitorok képernyőjén 25 sorban, soronként 80 karakter volt megjeleníthető, és csak a karakterek helyei voltak megcímezhetők. Kicsi volt a memóriaigényük, mert csak a megjelenítendő karaktereket kellett tárolni. A megjelenítendő karakterek kódjából karaktergenerátor állította elő a karakterek pontképét. grafikus – monitoron bonyolult rajzolatú ábrák, speciális grafikák is megjeleníthetőek, mert ezeknél a tárolás és megjelenítés képpontonként történik. Mivel képpontonkénti tárolás nagy memóriát igényel, elterjedésüket elsősorban a mind olcsóbbá váló memórialapkáknak köszönhetik.
A színkezelés szerint • •
monochrom – monitorok csak egy háttérszínt és egy színt képesek megjeleníteni, egyszínű monitoroknak szokás nevezni. Vannak monitorok, amelyek több szürkeárnyalatot képesek megjeleníteni hasonlóan a fekete-fehér TV –hez színes – a modern monitorok három szín – a vörös, zöld és kék – keverésével színes kép megjelenítésére alkalmasak. A színes monitorok minden alapszínhez egy-egy elektronsugarat bocsátanak ki, amelyek egy árnyékmaszk, ill. lyukmaszk fémlemezének meghatározott alakban elrendezett apró lyukacskáin keresztülhaladva érkeznek a képernyő, fényporral bevont hátsó falára. A három alapszínből kikevert szín az alapszínek kombinációjától és erősségétől függ.
A képfelbontás és a megjelenített színek száma szerint • • •
Hercules – 720 x 348 pontból rakták össze a képet és monochromok voltak. CGA – a 320 x 200 pontos felbontású monitorokat a játékprogramokhoz szerették volna elterjeszteni, de a négy szín nem sokáig volt elég. EGA – a CGA hibáiból okulva, 640 x 350 pontos felbontással és 16 megjeleníthető színnel készítették.
• •
VGA – monitorok 640 x 480 –as felbontással elsősorban a színek számában nyújtottak többet, ugyanis már 256 színt lehet egyszerre megjeleníteni. SVGA – monitorok 1028 x 768 pontos felbontással és 1 MB video RAM -os vezérlőkártyával 256 színt képesek megjeleníteni.
A képpontonként megjeleníthető színek száma, vagyis a színmélység a vezérlőkártyától is függ. Egy olyan vezérlőkártyával, amelyig 24 biten tárolja a képpontok adatait, csaknem 17 millió színárnyalat jeleníthető meg. Persze ahhoz, hogy 1024 x 768 képpontot ennyi színárnyalattal jeleníthessünk meg a vezérlőkártyán legalább (1024x768x24/3)x10-6 = 2,36 MB -os video RAM szükséges. A színmélységet gyakran a képpontokhoz rendelt bitek számával adják meg. Így a képpontonkénti 16 777 216 millió színt, 24 bites színmélységnek, true color nak nevezik. A vezérlőkártyák általában 1, 2, vagy 4 MB video RAM -al kerültek forgalomba, ma már ez történelem, hiszen a 32, vagy a 64 MB –os video vezérlőkártya sem számít különlegességnek.
A képernyő mérete szerint • • • • • •
•
9” –os, 14” –os, 15” –os, 17” –os, 19” –os, 21” –os képátló.
Képfrissítés és sugárzás A kép felépítésének módja alapján kétféle működési módot különböztethetünk meg...
Non-Interlaced ( nem átlapolt ) – módban a képpontsorokat egymás után írja a monitor. Az utolsó sor után a sugár visszafut a bal felsc~ sarokban lévő kezdőpontba és újrarajzolja a képet. Interlaced ( átlapolt ) – módban a kép két lépcsőben áll össze, amit az emberi szem persze egy képnek fog látni. Az először a páratlan számú sorokat írja az elektronsugár, a következő lépésben, pedig a párosokat.
Ha a monitor kisebb felbontásban dolgozik, akkor valószínűleg nem átlapolt módban üzemel, nagyobb felbontásnál – ahol nagyobb frekvenciára van szükség – pedig átlapolt módra vált. Az átlapolt üzemmód tehát nagyobb felbontást nyújt viszonylag alacsony képfrekvencia mellett is, ennek azonban ára van, a kép kissé vibrálhat. Az üzemmód váltás folyamata automatikus, így a felhasználó nem avatkozhat be. Néhány éve már nem csak a monitor teljesítményadatai ( felbontás, képernyőfrissítés ) iránt érdeklődnek az emberek a monitor vásárlásakor, hanem a képcső által kibocsátott káros sugárzás mértéke is fontos kérdéssé vált. Ezek a sugárzások az emberi szervezetre, elsősorban a szemre, ártalmasak. Svédországban, ahol minden ötödik munkahely monitorral van felszerelve – ezzel egyébként elsők a világon –, sok kísérletet végeztek a monitorok által kibocsátott sugárzásokkal kapcsolatban. A tudományos világ véleménye nem egységes abban, hogy valóban okoznak-e károsodást a monitorok az emberi szervezetben, de mivel potenciálisan fennáll ennek veszélye, szükség van a fejlesztéseknél figyelembe venni. A svéd kísérletek eredményei alapján ajánlások születtek az alacsony sugárzású ( Low Radiation ) monitorokra vonatkozóan. Kettőt érdemes kiemelni ezek közül…: • •
MPR-II – csak a monitorokkal foglalkozik, TCO – kiterjed a munkahelyi környezet egyéb ártalmaira is.
A két ajánlás szerint javasolt működtetési feltételek, az alacsony sugárzású monitorokra a következőket tartalmazzák…: • • • • •
a mérés távolsága a monitortól 30 – 50 cm, az elektromágneses tér az 5 Hz - 2 kHz frekvenciatartományban nem lépheti át a 200 – 250 nT ( nanoTesla ) értéket, továbbá a 2 kHz – 400 kHz tartományban a 25 nT értéket; az elektromos tér az 5 Hz – 2 kHz frekvenciatartományban nem lehet 10 – 25 V/m –nél nagyobb, és a 2 kHz - 400 kHz tartományban 2,5 V/m, az elektrosztatikus tér kisebb legyen 500 V/m –nél, a röntgensugárzás mértéke nem lépheti át az 5000 nG/hour ( nanoGray/óra ) értéket.
Az alacsony sugárzású monitoroknál árnyékoló lemezzel védekeznek az elektromos és elektromágneses tér készüléken kívülre jutása ellen, és kiváló minőségű transzformátorokat és eltérítő tekercseket alkalmaznak. Ezek a sugárzások például a rádióműsorok zavarásában jelentkeznek. Az elektronok a monitorban felgyorsulnak, hogy nagy energiával a képernyőbe csapódva felvillanást okozzanak. A közben keletkező elektrosztatikus hatás, akárcsak a televíziónál, a képernyő megérintésekor érzékelhető. Az elektromosan feltöltött képcső magához vonzza a levegőben szálló porszemeket, melyek a képernyő gyors elszennyeződését okozzák. A gyártók a korszerű, újabb fejlesztésű monitorok képfelületét vezető réteggel látják el, melyet leföldelnek a töltések elvezetésére. A monitorban röntgensugárzás akkor keletkezik, amikor az elektronok hirtelen lefékeződnek. A korszerű monitorokban olyan kicsi a sugárzás mértéke, hogy az előírásnak bőven megfelel.
•
A monitor vásárlás szempontjai Ha megnézzük egy számítástechnikai cég katalógusát, akkor azt látjuk, hogy a monitorok ára igen széles skálán mozog. A 25 ezer forintos ártól egészen félmillióig, vagy annál is magasabb is lehet. A monitorok árát elsősorban a képernyőátmérő – ez a képátló hosszát jelenti – mérete határozza meg, melyet inchben, colban, vagy hüvelykben adnak meg. 1 col = 2,54 cm. A kereskedelmi forgalomban általában keresett legkisebb méret a 14" átmérő, a legnagyobb a 21". A monitorokat a képernyőátmérőn kívül a képfrekvencia és a felbontás jellemzi. Általában az alkalmazástól, de a felhasználótól is függ, hogy milyen típusú monitort használunk. Az egyszerű DOS alkalmazásokhoz ( szövegszerkesztés, táblázatkezelés ) biztosan megfelel egy egyszerű, viszonylag kicsi és olcsó 14" vagy 15" -os monitor. A Windows alkalmazásokhoz, vagy egyéb grafikus felületek használatához legalább egy 640 x 480 felbontású 70 Hz képfrekvenciás monitorra van szükség. Ez a felbontás azt jelenti, hogy a képernyő vízszintesen 640, függőlegesen 480 képpontra tagolódik, azaz összesen 307.200 képpontot tartalmaz. Ha grafikus alkalmazásokat futtatunk 14" -os monitoron 1024 x 768 -as felbontással, akkor az ikonok túl kicsik lesznek ahhoz, hogy hatékonyan használjuk a kezelőfelületet. Ha tehát ilyen nagy felbontásra van szükség, akkor érdemes nagyobb képátlójú monitort használni. Jó kompromisszumnak tűnik a méret, ár, képfelbontás szempontjából a 17" -os monitor. Az ára is megfizethető, és alkalmas szigorú feltételeket megkívánó képfelbontást és színmélységet igénylő grafikus alkalmazások futtatására is. Monitor vásárlásakor fontos ezeknek a paramétereknek az ellenőrzése. Vásárlás előtt – ha ez lehetséges –, mindig azokkal az alkalmazásokkal, olyan rendszerkörnyezetben teszteljük a monitort, amelyben használni fogjuk, de ne sikkadjon el a grafikus kártya tesztelése sem. A mai monitorok digitális vezérlésűek, tehát a beállításhoz szükséges kezelő elemek már nem gombok. A színtelítettséget, a kontrasztot, a fényerőt, stb. beállítani, a monitor saját menüvezérelt beállító programjával lehet. A monitoroknak saját mikroprocesszoruk van, amely a kommunikációért felelős. A különböző beállítások tárolódnak, így az újraindításkor is a beállított állapot szerint működik.
