Tervezte és készítette Géczy László © 1999 - 2002
Rögzítés nélküli megjelenítés eszköze a képernyő (a display) fizikai alapelv és műszaki megoldás szerint
Katódsugárcsöves (Cathode Ray Tube)
Folyadékkristályos (Liquid Crystal Display)
Lumineszcens LED-es (Light Emitting Diode)
Plazma
képernyő felbontása szerint
vízszintes képpontszám* függőleges képpontszám
VGA 640*480, 256 szín
EWS SVGA XGA S-EWS Grafikus 1268*1024 800*600, 1024*768, 1600*1200 2048*1568, 256, 24 bites szín 256, 24 bites szín 256, 24 bites szín 256, 24 bites szín 24 bites szín
A katódsugárcső
Az elektronsugár pásztázó mozgása a képernyő felületén A C
Non interlaced technika
Az elektronsugarat eltérítő feszültség, vízszintes eltérítés
B
Ueltérítő B Uamplitúdó
A
A pásztázó elektronsugár következménye a képponton történő fény intenzitás ingadozás. A frissítési gyakoriság (képfrekvencia) alapértéken 50Hz, de beállítható 70Hz-nél nagyobbra is.
t0
t1
C
idő
Képpont fény intenzitása 100%
60% frissítési ciklus idő
A szem leképzésének lényege A szem belsejében a fénysugarak először a szaru hártyán, majd a szivárványhártya középső nyílásán (a pupillán) haladnak át. Az állandó domborulatú szaruhártya és a változtatható fénytörésű szemlencse révén éles kép jelenik meg a retinán. Az optikai lencsék törvényeinek megfelelően fordított kép vetül a recehártyára, agyunk azonban „visszafordítja” a képet a tárgyak valódi helyzetének megfelelően.
A retinán a fényérzékeny sejtek két fajtája található: pálcikák és a csapok. A 125 millió pálcika a feketefehér árnyalatokat érzékeli. Az 5-7 millió csap háromféle típusa egy-egy alapszínre érzékeny: ezek a vörös, kék, és a zöld. A csapok többsége a retina közepén sorakozik, és az ún. sárgafoltban tömörül - ez az éleslátás helye, ahol egyáltalán nincsenek pálcikák. A retina többi részén főként pálcikák és elszórt csapok találhatók.
A szemmozgás sajátosságait bemutató ábrák csoportonként szemlélve a vizsgálathoz szükséges követési minta a vonalakat folyamatosan egymás után követve
a mintát tetszőlegesen vizsgálva
A CRT képernyő káros hatása A pásztázó elektronsugár következménye a képponton történő intenzitás ingadozás.
A szemmozgás sajátosságaival szembeállítva
Az adott helyen az interferencia véletlenszerűen, de nagy gyakoriságú előfordulása a szem túlterhelését okozhatja.
a két mozgás interferenciát okozhat
A váltott soros elektronsugár pásztázó mozgása a képernyő felületén Interlaced technika
Az elektronsugarat eltérítő feszültség, vízszintes eltérítés Ueltérítő Uamplitúdó
t0
A pásztázó elektronsugár következménye a képponton történő fény intenzitás ingadozás. Az iterlaced a képpont környezetében csökkenti az intenzitás változást.
t1
idő
Képpont fény intenzitása 100%
60% frissítési ciklus idő
A színes kép előállításának technikái
a) apertura rács trinitron technika
b) slot maszk
c) dot-trio maszk
A CRT méret viszonyai
Képernyő méretei
kép méret [inch] km 10 12 14 15 17 20 21
képcső számí- képcső képcső magaskép görbü- relatív teljes tott átló szélesség ság arány leti sugár görbület hosz- képátló szúsága [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] s/m l km*25,4 d s m r m/r 273,5 254,0 270,4 231,8 181,8 4/3 195,0 0,9 315,7 304,8 323,0 282,0 221,1 4/3 646,8 0,3 344,5 355,6 372,0 317,0 248,0 4/3 575,0 0,4 346,7 381,0 397,0 329,0 264,6 4/3 1200,0 0,2 374,8 431,8 444,0 371,2 295,4 4/3 1370,0 0,2 434,3 508,0 517,5 441,1 345,8 4/3 819,7 0,4 442,7 533,4 548,7 458,2 364,4 4/3 1730,0 0,2
A görbület csökkenésének előnyei
domború CRT képernyő oldalról vizsgáló ábrával
CRT képernyő szemből vizsgáló ábrával
sík CRT képernyő oldalról vizsgáló ábrával
forrás
A görbület csökkenésének előnyei
A párna vagy hordó hiba nem zavarja a szemet forrás
A görbület csökkenésének előnyei A helység világítás hatásaival szemben
Domború képernyőről visszaverődő fény szóródása
Sík képernyőről visszaverődő fény forrás
A Flatron képernyő vázlatos belső felépítése Teljesen sík lap
Hi-LB-MQ elektronágyú
tölcsér W-ARAS réteg Sík maszk
Védő üveg a W-ARAS réteg fölött
Flat forrás
A CRT és a Flatron közötti különbség FST
Dyna Flat CRT Natural Flat CRT
Flatron
képernyő szerkezete külső felület belső felület
görbült
sík
sík
sík
görbült
görbült
vízszintesen görbült
sík
tükröződés/ hamis fények
csökkentett torzítás
minimális torzítás és tükröződés
gyengéje az erős domborodás
árnyékok jobb és bal oldalon
vízszintes vonalak jelennek meg
minimális tükröződés nagy látószög szem védelem első hatásként konkáv látvány
jellemzők
forrás
A sík képernyőhöz összetett elektronágyú kell Egyszerű elektronágyú képpontjai
képernyő közepe
legfelső sor képpontja
Dinamikus elektronágyú képpontjai
sarkok képpontjai
Több lépéses négyszeres elektronágyú képpontjai (MQ)
képernyő legtávolabbi középvonalai vízszintes pont
A függőleges torzulások az elektronágyuk fejlesztésével egyre kisebbek.
forrás
0 ,2 6m m
Slot maszk
0,0 25 mm
Dot maszk
0,1 2m m
A slot maszk előnye
0,24mm
Vékonyabb a maszk - 0,12=5*0,025: – rugalmasabb és így megelőzi a torzulását – a lyukak finomabb leképzést biztosítanak, a felbontás jobb – csökkenti az elektronsugarak véletlen hibáját – növeli a kép fényességét, tisztaságát. forrás
A képernyő felületén jelentkező kép minőség rontó hatások csökkentése belépő fény
W-ARAS réteg csillogás gátlóval kezelt felület
Külső felületről visszavert fény (elsődleges reflexió) elektronsugár Foszfor felületről visszavert fény (másodlagos reflexió) Kép fényesség sötétre színezett üveg
foszfor forrás
A színes képernyő felbontása (dpi - dot pro inch) 1 inch = 25,4 mm Képernyő minősítése ~ 100 dpi
Red Green Blue
Képernyő minősége a nyomtatókkal összehasonlítva Tintacseppes (Inkjet) nyomtató 600 dpi felbontással dolgozik. Azonos felbontás mellett a felület arányok az ábrán láthatók.
Képernyő
A színes CRT leképzési hibái Jó
Képernyő teszt Check Screen
Párna hiba
Hordó hiba
DIGITÁLIS KÉP Hogyan jön létre a digitális kép A digitális kép, rengeteg képpontból (pixel-ből) áll. A digitális képeket egymás melletti pixel milliók alkotják.
Digitális kép Pixel:
A digitális kép legkisebb alkotórésze, amely a digitális berendezés memóriájában egy bájt helyet foglal el
Egy bájt (byte) nyolc bitből áll
00100111
Egy bit a legkisebb digitális egység. Csak igen (1) , vagy nem (0) értékü lehet. 00000000 00000001 00000010 00000011 11111100 10111101 11111110 11111111
A bitek mindegyike egy értéket képvisel a bájton belül, ami 256 kombinációt eredményez.
Videó kártya és a színes kép minősége Címzés vezérlés
RAM
Videó RAM
8 bites R(ed) D/A konverter
Videó erősítő
8 bites G(reen) D/A konverter
Videó erősítő
8 bites B(lue) D/A konverter
Videó erősítő
képernyő
Videó kártya Színmélység: • 256 különböző szín A szükséges regiszter nagyság: • 8 bit • 65536 különböző szín • 16 bit • 24 bit • 16777216 különböző szín Nagyobb színmélységhez nagyobb videó memória kell!
Videó kártya és a kép minősége 1,E+07
1,E+06 képontok száma sávszélesség [kHz]
1,E+05
1,E+04 1024*768
1280*1024
1600*1200
1600*1200
1800*1440
képernyő felbontása
1024*768 1280*1024 1600*1200 1600*1200 1800*1440 786432 1310720 1920000 1920000 2593800 sávszélesség [kHz] 80000 108000 230000 202500 230000 képontok száma
forrás
képfrissítési frekvencia [Hz]
Képernyő felbontás és kép frissítési frekvencia
1800*1440
180 160 140 120 100 80 60 40 800*600
1024*768
1280*1024 1600*1200 képernyõ felbontása
forrás
1800*1440
LCD - folyadékkristályos kijelző Mi a folyadékkristály? A folyadék kristályos anyagok szerves vegyületek. Bizonyos hőmérséklettartományban a közönséges folyadékokhoz hasonlóak, ugyanakkor azonban a szilárd kristályos testekre jellemző optikai tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ez az anyag molekuláinak térbeli és iránybeli rendezettségére utalnak. A folyadékkristályos állapot kialakulása a molekulák irányfüggő polarizálhatóságára vezethető vissza. Nematikus kristályos rétegek geometriai modelljei párhuzamos irányultság
merőleges irányultság
csavart irányultság
Merőleges irányultságot felhasználó LCD - folyadékkristályos kijelző
Az első alkalmazások kis méretűek voltak és csak órák kijelzőiként használták. Nincs saját fénye! Kísérletek történtek komolyabb alkalmazásokra, de nagyobb áttörés ezzel a módszerrel nem sikerült.
Komoly áttörést jelentett a TN és a TFT technika
alkalmazása Mi a TN?
Twisted nematic, azaz csavart geometria orientáció.
Egyszeresen csavart geometria orientáció.
Kétszeresen csavart geometria orientáció. (Twin Twisted nematic)
polarizáló lapok polarizáló lapok
Mi a TFT? Thin Film Tranzisztor, azaz kijelző mátrix felületére integrált tranzisztor, amely közvetlenül az LCD képpontjait hajtja meg. LCD kijelző mátrix szigetelő tároló kapacitás CS
szomszédos kapuvezeték
szomszédos adatvezeték
pixel felülete CLC
adatvezeték
kapuvezeték
CGD
TFT
Adat feszültség
Mintavevő impulzus
LCD képpont és villamos modellje
CGS
Cpárhuzamos CS CLC
Cparasita
Az LCD-nek csináltak saját fényforrást A sikeres újítások megnövelték az alkalmazási lehetőségeket, célszerűnek mutatkozott a színes képernyő előállítása is. A külső fény azonban bizonytalanná tette a szín arányokat és szín mélységeket. Ezért saját beépített fényforrást használnak. Egy színes képpont színszűrők
folyadékkristály
fényforrás
Plazma képernyő
felépítése
Közel légköri nyomású nemes gáz (pl.: neon) van a cellában.
Villamos működési modellje
egy alkalmazási példa
Plazma gázcella A NEC Capsulated Color Filter (CCF) technológiája
UV sugarak
Képpont fénye
Kisülés
Átlátszó elektródák Üveg Védő réteg
Szigetelő réteg
Látható fénysugarak
Sötét háttér Mély elektróda Vörös foszfor (R) Kék foszfor (B)
Zöld foszfor (G) forrás
NEC
Plazma képernyő szín cellái CCF-ek
Tiszta vörös fény (R)
gáz cellák
Tiszta zöld fény (G)
Tiszta kék fény (B)
Külső fény és a nem kívánatos visszaverődés
Nem kívánt felvillanás
A CCF technológia növeli a szín tisztaságot és a kontrasztot.
forrás
NEC
Lumineszcens képernyő sor elektródák (fém)
felépítése
transzparens oszlop elektródák (átlátszó fém)
elektrolumineszcens anyag (foszfor) üveg hordozó (üveg substrate)
egy alkalmazási példa
megjelenítési oldal
Ú j k a t ó d s u g a r a s
t e c h n i k a
forrás
Vékony réteg CRT képernyő működési vázlata homlok felület katód lyuk
katód
gyorsító feszültség
elektron
elektronok
forrás
alumínium réteg üveg réteg foszfor réteg
Vékony réteg CRT képernyő működési fázisai
forrás
Vékony réteg CRT és TFT LCD képernyő összehasonlítása
forrás
Vékony réteg CRT képernyő
forrás
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
