Строка развертки ЭЛТ
Рисунок 9.26. Строка развертки ЭЛТ
Вертикальное разрешение изображения соответствует количеству видимых строк на экране. Горизонтальное разрешение определяется двумя факторами: частотой, с которой схемы управления ЭЛТ способны модулировать луч и, у цветных мониторов, разрешением маски кинескопа. Второй параметр указывают в паспортных данных кинескопов под названием размер точки (dot pilch). У большинства мониторов первый параметр обычно более или менее соответствует второму. Электронно-лучевые трубки громоздки, создают сильные электромагнитные помехи и сами чувствительны к ним и, наконец, имеют высокое энергопотребление, но они во много раз дешевле всех альтернативных способов генерации изображений высокого качества и высокого разрешения.
Жидкокристаллические экраны основаны на способности некоторых органических соединений — жидких кристаллов — менять свою прозрачность и другие оптические свойства под воздействием электрического поля. Жидкокристаллический экран представляет собой две стеклянные или прозрачные пластиковые пластины (обкладки), на которые нанесены полупрозрачные металлические электроды. Пространство между пластинами заполнено жидким кристаллом. За пластинами находится подложка — у черно-белых дисплеев зеркальная или черная, у цветных дисплеев — цветная. Для повышения контрастности изображения подложка нередко подсвечивается.
Подавая напряжение на электроды, контроллер ЖКД может избирательно делать прозрачными те или иные участки экрана и, таким образом, формировать различные изображения. Изменяя напряжение, можно в определенных пределах управлять яркостью, или, скорее, контрастностью изображения. В современных дисплеях высокого разрешения используется более сложный способ формирования цветного изображения, чем просто разноцветная подложка: в таких дисплеях используется жидкий кристалл, поворачивающий плоскость поляризации проходящего через него света. Этот угол зависит от напряжения на электродах и от частоты световой волны. Снабдив обкладки экрана поляризационными фильтрами, можно управлять цветом участка экрана.
Формы электродов ЖКД отличаются большим разнообразием. Нередко применяются прямоугольные матрицы точек, позволяющие создавать произвольные растровые изображения. Однако многие приложения — часы, калькуляторы, простые дисплеи — не требуют произвольных изображений, поэтому часто изготавливают пластины с электродами сложной формы, соответствующей элементам цифр и букв и/или различным пиктограммам.
ЖКД низкого разрешения дешевы, компактны, имеют низкое энергопотребление и находят широкое применение в самых разнообразных устройствах — сотовых и стационарных телефонах, калькуляторах, часах, измерительных и бытовых приборах. Однако высококачественные цветные ЖКД большой площади представляют собой весьма дорогостоящие устройства, цена которых составляет более половины цены современных портативных компьютеров.
Подача напряжения на каждую пару электродов ЖКД отдельным контроллером недопустимо дорога. К счастью, пара электродов представляет собой конденсатор, который способен некоторое время без вмешательства извне сохранять электрический заряд и, следовательно, изображение. Наличие у пиксела электрической емкости позволяет свести поддержание изображения на жидкокристаллической матрице к аналогу развертки ЭЛТ — периодическому сканированию электродов с подачей на них напряжения, соответствующего яркости элемента изображения (Рисунок 9.27).
При изменении изображения емкость элементов матрицы скорее вредна — быстрая перезарядка элемента требует больших токов, поэтому многие ЖКД, в том числе и дисплеи старых переносных компьютеров, обладают высокой инерционностью изображения. В современных высококачественных дисплеях каждый пиксел экрана снабжается собственной усилительной схемой, способной быстро перезарядить электроды. Такие экраны называются активной матрицей. Широкое распространение получили активные матрицы с усилителями, реализованными на основе TFT (Thin Film Transistor— тонкопленочный транзистор), нанесенных на обкладки экрана.
Несмотря на коренное различие физических способов формирования изображения в электронно-лучевых трубках и жидкокристаллических панелях, функции контроллера этих устройств весьма похожи и сводятся к передаче значений яркости элементов изображения с частотой, соответствующей частоте развертки дисплея. Контроллер, предназначенный для работы с ЭЛТ, должен уметь также делать в потоке данных
паузы, соответствующие строчным и кадровым гасящим импульсам и должен быть несколько сложнее. Однако общая структура графически контроллеров для дисплеев различных типов удивительно похожа.
