Компьютерный монитор — это устройство вывода , отображающее информацию в графической или текстовой форме. Дискретный монитор состоит из визуального дисплея , вспомогательной электроники, источника питания, корпуса , электрических разъемов и внешних пользовательских элементов управления.
Дисплей в современных мониторах обычно представляет собой ЖК-дисплей со светодиодной подсветкой , который к 2010-м годам заменил ЖК-дисплеи с подсветкой CCFL . До середины 2000-х годов большинство мониторов использовали электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) в качестве технологии вывода изображения. [1] Монитор обычно подключается к своему хост-компьютеру через DisplayPort , HDMI , USB-C , DVI или VGA . Иногда мониторы используют другие фирменные разъемы и сигналы для подключения к компьютеру, что встречается реже.
Первоначально компьютерные мониторы использовались для обработки данных, а телевизоры — для видео. С 1980-х годов компьютеры (и их мониторы) использовались как для обработки данных, так и для видео, в то время как телевизоры реализовали некоторые компьютерные функции. В 2000-х годах типичное соотношение сторон дисплея как телевизоров, так и компьютерных мониторов изменилось с 4:3 на 16:9. [2] [3]
Современные компьютерные мониторы часто функционально взаимозаменяемы с телевизорами и наоборот. Поскольку большинство компьютерных мониторов не имеют встроенных динамиков , ТВ-тюнеров или пультов дистанционного управления, для использования компьютерного монитора в качестве телевизора могут потребоваться внешние компоненты, такие как DTA-приставка . [4] [5]
Ранние передние панели электронных компьютеров были оснащены массивом лампочек, где состояние каждой конкретной лампочки указывало на включенное/выключенное состояние определенного бита регистра внутри компьютера. Это позволяло инженерам, работающим с компьютером, контролировать внутреннее состояние машины, поэтому эта панель лампочек стала известна как «монитор». Поскольку ранние мониторы могли отображать только очень ограниченное количество информации и были очень нестабильными, их редко рассматривали для вывода программ. Вместо этого основным устройством вывода был строчный принтер , в то время как монитор был ограничен отслеживанием работы программы. [6]
Компьютерные мониторы ранее были известны как визуальные устройства отображения ( VDU ), особенно в британском английском. [7] Этот термин в основном вышел из употребления к 1990-м годам.
Для компьютерных мониторов использовались различные технологии. До 21-го века большинство использовали электронно-лучевые трубки, но они были в значительной степени вытеснены ЖК-мониторами .
Первые компьютерные мониторы использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). До появления домашних компьютеров в конце 1970-х годов было обычным делом, когда видеодисплейный терминал (VDT), использующий ЭЛТ, был физически интегрирован с клавиатурой и другими компонентами рабочей станции в одном большом шасси , как правило, ограничивая их эмуляцией бумажного телетайпа , отсюда и ранний эпитет «стеклянный TTY». Дисплей был монохромным и гораздо менее резким и подробным, чем на современном мониторе, что требовало использования относительно большого текста и серьезно ограничивало объем информации, которая могла быть отображена за один раз. Высокоразрешающие ЭЛТ-дисплеи были разработаны для специализированных военных, промышленных и научных приложений, но они были слишком дорогими для общего использования; более широкое коммерческое использование стало возможным после выпуска медленного, но доступного терминала Tektronix 4010 в 1972 году.
Некоторые из самых ранних домашних компьютеров (таких как TRS-80 и Commodore PET ) были ограничены монохромными дисплеями с ЭЛТ, но возможность цветного отображения уже была возможной функцией для нескольких машин на базе серии MOS 6500 (таких как представленный в 1977 году компьютер Apple II или консоль Atari 2600 ), а цветной вывод был специальностью более графически сложных 8-битных компьютеров Atari , представленных в 1979 году. Любой компьютер можно было подключить к антенным клеммам обычного цветного телевизора или использовать со специально изготовленным цветным монитором с ЭЛТ для оптимального разрешения и качества цвета. С опозданием на несколько лет в 1981 году IBM представила адаптер цветной графики , который мог отображать четыре цвета с разрешением 320 × 200 пикселей или мог производить 640 × 200 пикселей с двумя цветами. В 1984 году IBM представила усовершенствованный графический адаптер , способный воспроизводить 16 цветов и имевший разрешение 640 × 350. [8]
К концу 1980-х годов цветные прогрессивные ЭЛТ-мониторы стали широко доступны и все более доступны по цене, в то время как самые четкие полупрофессиональные мониторы могли четко отображать видео высокой четкости , на фоне усилий по стандартизации HDTV с 1970-х по 1980-е годы, которые постоянно терпели неудачу, в результате чего потребительские SDTV все больше отставали от возможностей компьютерных ЭЛТ-мониторов вплоть до 2000-х годов. В течение следующего десятилетия максимальные разрешения дисплеев постепенно увеличивались, а цены продолжали падать, поскольку технология ЭЛТ оставалась доминирующей на рынке мониторов для ПК в новом тысячелетии, отчасти потому, что она оставалась более дешевой в производстве. [9] ЭЛТ по-прежнему предлагают преимущества в цвете, оттенках серого, движении и задержке по сравнению с сегодняшними ЖК-дисплеями, но усовершенствования последних сделали их гораздо менее очевидными. Динамический диапазон ранних ЖК-панелей был очень плохим, и хотя текст и другая неподвижная графика были четче, чем на ЭЛТ, характеристика ЖК-дисплея, известная как задержка пикселей, заставляла движущуюся графику выглядеть заметно размытой и размытой.
Существует множество технологий, которые использовались для внедрения жидкокристаллических дисплеев (ЖКД). На протяжении 1990-х годов основное применение ЖК-технологии в качестве компьютерных мониторов было в ноутбуках, где более низкое энергопотребление, меньший вес и меньший физический размер ЖК-дисплеев оправдывали более высокую цену по сравнению с ЭЛТ. Обычно один и тот же ноутбук предлагался с набором вариантов отображения по более высоким ценам: (активный или пассивный) монохромный, пассивный цветной или активный матричный цветной (TFT). По мере увеличения объемов и производственных возможностей монохромные и пассивные цветные технологии были исключены из большинства линеек продукции.
TFT-LCD — это вариант LCD, который в настоящее время является доминирующей технологией, используемой для компьютерных мониторов. [10]
Первые автономные ЖК-дисплеи появились в середине 1990-х годов и продавались по высоким ценам. По мере снижения цен они становились все более популярными и к 1997 году конкурировали с ЭЛТ-мониторами. Среди первых настольных ЖК-мониторов для компьютеров были Eizo FlexScan L66 в середине 1990-х годов, SGI 1600SW , Apple Studio Display и ViewSonic VP140 [11] в 1998 году. В 2003 году ЖК-дисплеи впервые превзошли по продажам ЭЛТ-мониторы, став основной технологией, используемой для компьютерных мониторов. [9] Физические преимущества ЖК-дисплеев по сравнению с ЭЛТ-мониторами заключаются в том, что ЖК-дисплеи легче, меньше и потребляют меньше энергии. С точки зрения производительности ЖК-дисплеи производят меньше или вообще не мерцают, снижая нагрузку на глаза, [12] более четкое изображение при собственном разрешении и лучшую контрастность шахматной доски. С другой стороны, мониторы с ЭЛТ имеют превосходный черный цвет, углы обзора и время отклика, могут использовать произвольно более низкие разрешения без наложения спектров, а мерцание можно уменьшить с помощью более высокой частоты обновления, [13] хотя это мерцание также может быть использовано для уменьшения размытости изображения по сравнению с менее мерцающими дисплеями, такими как большинство ЖК-дисплеев. [14] Многие специализированные области, такие как наука о зрении, остаются зависимыми от ЭЛТ, лучшие ЖК-мониторы достигли умеренной временной точности и поэтому могут использоваться только в том случае, если их плохая пространственная точность не имеет значения. [15]
Высокий динамический диапазон (HDR) [13] был реализован в высококачественных ЖК-мониторах для улучшения точности оттенков серого. С конца 2000-х годов широкоэкранные ЖК-мониторы стали популярными, отчасти из-за того, что телесериалы, кинофильмы и видеоигры перешли на широкоэкранный формат, что делает квадратные мониторы непригодными для их корректного отображения.
Мониторы на органических светодиодах (OLED) обладают большинством преимуществ ЖК- и ЭЛТ-мониторов, лишенные лишь некоторых их недостатков, хотя, как и плазменные панели или первые ЭЛТ-мониторы, они подвержены выгоранию и остаются очень дорогими.
Производительность монитора измеряется по следующим параметрам:
На двухмерных устройствах отображения, таких как компьютерные мониторы, размер дисплея или видимый размер изображения — это фактический размер экранного пространства, доступного для отображения картинки , видео или рабочего пространства без помех со стороны рамки или других аспектов дизайна устройства. Основными измерениями для устройств отображения являются ширина, высота, общая площадь и диагональ.
Размер дисплея обычно указывается производителями по диагонали, т. е. как расстояние между двумя противоположными углами экрана. Этот метод измерения унаследован от метода, использовавшегося для первого поколения ЭЛТ-телевизоров, когда широко использовались кинескопы с круглыми гранями. Поскольку они были круглыми, их размер описывался внешним диаметром стеклянной оболочки. Поскольку эти круглые трубки использовались для отображения прямоугольных изображений, диагональное измерение прямоугольного изображения было меньше диаметра грани трубки (из-за толщины стекла). Этот метод продолжал использоваться даже тогда, когда электронно-лучевые трубки изготавливались в виде скругленных прямоугольников; он имел то преимущество, что представлял собой единое число, указывающее размер, и не сбивал с толку, когда соотношение сторон было универсальным 4:3.
С появлением технологии плоских панелей диагональное измерение стало фактической диагональю видимого дисплея. Это означало, что 18-дюймовый ЖК-дисплей имел большую видимую область, чем 18-дюймовая электронно-лучевая трубка.
Оценка размера монитора по расстоянию между противоположными углами не учитывает соотношение сторон дисплея , так что, например, широкоэкранный дисплей 16:9 21 дюйм (53 см) имеет меньшую площадь, чем экран 4:3 21 дюйм (53 см). Экран 4:3 имеет размеры 16,8 дюймов × 12,6 дюймов (43 см × 32 см) и площадь 211 кв. дюймов (1360 см 2 ), в то время как широкоэкранный имеет размеры 18,3 дюймов × 10,3 дюймов (46 см × 26 см), 188 кв. дюймов (1210 см 2 ).
Примерно до 2003 года большинство компьютерных мониторов имели соотношение сторон 4:3 , а некоторые — 5:4 . В период с 2003 по 2006 год мониторы с соотношением сторон 16:9 и в основном 16:10 (8:5) стали общедоступными, сначала в ноутбуках, а затем и в автономных мониторах. Причинами этого перехода стали продуктивные применения (например, поле зрения в видеоиграх и просмотре фильмов), такие как отображение текстового процессора двух стандартных страниц писем рядом, а также одновременное отображение чертежей большого размера и меню приложений в САПР. [17] [18] В 2008 году соотношение сторон 16:10 стало наиболее распространенным продаваемым соотношением сторон для ЖК-мониторов , и в том же году 16:10 стало основным стандартом для ноутбуков и ноутбуков . [19]
В 2010 году компьютерная индустрия начала переходить с формата 16:10 на 16:9, поскольку формат 16:9 был выбран в качестве стандартного размера телевизионного дисплея высокой четкости , а также потому, что их производство было дешевле. [ необходима цитата ]
В 2011 году неширокоэкранные дисплеи с соотношением сторон 4:3 производились только в небольших количествах. По словам Samsung , это было связано с тем, что «спрос на старые «квадратные мониторы» резко снизился за последние пару лет», и «я предсказываю, что к концу 2011 года производство всех панелей 4:3 или подобных будет остановлено из-за отсутствия спроса». [20]
Разрешение компьютерных мониторов со временем увеличивалось. С 280 × 192 в конце 1970-х до 1024 × 768 в конце 1990-х. С 2009 года наиболее продаваемым разрешением компьютерных мониторов является 1920 × 1080 , что совпадает с разрешением 1080p HDTV. [21] До 2013 года ЖК-мониторы массового рынка были ограничены разрешением 2560 × 1600 при 30 дюймах (76 см), за исключением нишевых профессиональных мониторов. К 2015 году большинство основных производителей дисплеев выпустили дисплеи 3840 × 2160 ( 4K UHD ), а первые мониторы 7680 × 4320 ( 8K ) начали поставляться.
Каждый монитор RGB имеет собственную цветовую гамму , ограниченную по цветности цветовым треугольником . Некоторые из этих треугольников меньше треугольника sRGB , некоторые больше. Цвета обычно кодируются 8 битами на основной цвет. Значение RGB [255, 0, 0] представляет красный, но немного разные цвета в разных цветовых пространствах, таких как Adobe RGB и sRGB. Отображение данных, закодированных в sRGB, на устройствах с широким цветовым охватом может дать нереалистичный результат. [22] Гамма является свойством монитора; цветовое пространство изображения может быть передано как метаданные Exif на изображении. Пока гамма монитора шире гаммы цветового пространства, возможно правильное отображение, если монитор откалиброван. Изображение, использующее цвета, которые находятся за пределами цветового пространства sRGB, будет отображаться на мониторе с цветовым пространством sRGB с ограничениями. [23] До сих пор многие мониторы, которые могут отображать цветовое пространство sRGB, не откалиброваны на заводе или пользователем для правильного отображения. Управление цветом необходимо как в электронной публикации (через Интернет для отображения в браузерах), так и в настольной издательской системе, ориентированной на печать.
Большинство современных мониторов переключаются в режим энергосбережения, если не поступает видеосигнал. Это позволяет современным операционным системам выключать монитор после определенного периода бездействия. Это также продлевает срок службы монитора. Некоторые мониторы также выключаются сами по себе после определенного периода ожидания.
Большинство современных ноутбуков обеспечивают метод затемнения экрана после периодов бездействия или при использовании батареи. Это продлевает срок службы батареи и снижает износ.
Большинство современных мониторов имеют два разных цвета индикатора, при этом, если был обнаружен входной видеосигнал, индикатор горит зеленым, а когда монитор находится в режиме энергосбережения, экран черный, а индикатор горит оранжевым. Некоторые мониторы имеют разные цвета индикатора, а некоторые мониторы мигают в режиме энергосбережения.
Во многих мониторах есть другие встроенные аксессуары (или соединения для них). Это позволяет легко достать стандартные порты и устраняет необходимость в другом отдельном концентраторе , камере , микрофоне или наборе динамиков . Эти мониторы оснащены усовершенствованными микропроцессорами, которые содержат информацию о кодеках, драйверах интерфейса Windows и другом небольшом программном обеспечении, которое помогает в правильном функционировании этих функций.
Мониторы с соотношением сторон больше 2:1 (например, 21:9 или 32:9, в отличие от более распространенного 16:9, которое разрешается до 1,7 7 :1). Мониторы с соотношением сторон больше 3:1 продаются как супер-ультраширокие мониторы. Обычно это массивные изогнутые экраны, предназначенные для замены развертывания с несколькими мониторами .
Эти мониторы используют прикосновение к экрану в качестве метода ввода. Элементы можно выбирать или перемещать пальцем, а жесты пальцев можно использовать для передачи команд. Экрану потребуется частая очистка из-за ухудшения изображения из-за отпечатков пальцев.
Некоторые дисплеи, особенно новые плоские мониторы, заменяют традиционное матовое антибликовое покрытие на глянцевое. Это увеличивает насыщенность и четкость цвета, но отражения от источников света и окон становятся более заметными. Иногда для уменьшения отражений применяются антибликовые покрытия, хотя это лишь отчасти решает проблему.
Чаще всего при использовании номинально плоскопанельных дисплеев, таких как LCD или OLED, создается вогнутая, а не выпуклая кривая, что снижает геометрические искажения, особенно в очень больших и широких бесшовных настольных мониторах, предназначенных для просмотра на близком расстоянии.
Более новые мониторы способны отображать разные изображения для каждого глаза , часто с помощью специальных очков и поляризаторов, что дает ощущение глубины. Автостереоскопический экран может генерировать 3D-изображения без головного убора.
Возможно медицинское использование или размещение на открытом воздухе.
Экраны с узким углом обзора используются в некоторых приложениях, где важны требования безопасности.
Интегрированные инструменты калибровки экрана, экранные козырьки, передатчики сигналов; защитные экраны.
Комбинация монитора с графическим планшетом . Такие устройства обычно не реагируют на прикосновения без использования одного или нескольких специальных инструментов. Однако более новые модели теперь способны обнаруживать прикосновения от любого давления и часто обладают способностью обнаруживать наклон и вращение инструмента.
Сенсорные и планшетные датчики часто используются на дисплеях с функцией выборки и удержания , таких как ЖК-дисплеи, в качестве замены световому перу , которое может работать только на ЭЛТ-дисплеях.
Возможность использования дисплея в качестве контрольного монитора; эти функции калибровки могут обеспечить расширенный контроль управления цветом для получения почти идеального изображения.
Опция для профессиональных ЖК-мониторов, присущая OLED и CRT; профессиональная функция с тенденцией к массовому потреблению.
Близкая к основным профессиональным функциям; усовершенствованный аппаратный драйвер для модулей с подсветкой с локальными зонами коррекции равномерности.
Компьютерные мониторы оснащаются различными способами крепления в зависимости от области применения и среды.
Настольный монитор обычно поставляется с подставкой от производителя, которая поднимает монитор на более эргономичную высоту просмотра. Подставка может быть прикреплена к монитору с помощью фирменного метода или может использовать или быть адаптирована к креплению VESA. Крепление стандарта VESA позволяет использовать монитор с большим количеством подставок стороннего производителя, если оригинальная подставка удалена. Подставки могут быть фиксированными или предлагать различные функции, такие как регулировка высоты, горизонтальный поворот и альбомная или портретная ориентация экрана.
.jpg/1280px-Monitor_arm_stand_(1).jpg)
Интерфейс крепления плоского дисплея (FDMI), также известный как стандарт интерфейса крепления VESA (MIS) или в просторечии как крепление VESA, представляет собой семейство стандартов, определенных Ассоциацией стандартов видеоэлектроники для крепления плоскопанельных дисплеев на подставках или настенных креплениях. [24] Он реализован в большинстве современных плоскопанельных мониторов и телевизоров.
Для компьютерных мониторов крепление VESA обычно состоит из четырех резьбовых отверстий на задней панели дисплея, которые сопрягаются с кронштейном-адаптером.
Компьютерные мониторы для монтажа в стойку доступны в двух вариантах и предназначены для установки в 19-дюймовую стойку:
Монитор с фиксированным креплением для стойки монтируется непосредственно в стойку, при этом плоская панель или ЭЛТ видны все время. Высота устройства измеряется в единицах стойки (RU), и 8U или 9U являются наиболее распространенными для установки 17-дюймовых или 19-дюймовых экранов. Передние стороны устройства снабжены фланцами для установки в стойку, обеспечивающими соответствующим образом расположенные отверстия или пазы для винтов крепления стойки. Экран с диагональю 19 дюймов является самым большим размером, который поместится в направляющие 19-дюймовой стойки. Более крупные плоские панели могут быть размещены, но они «монтируются на стойку» и выступают вперед стойки. Существуют меньшие дисплейные блоки, обычно используемые в вещательных средах, которые вмещают несколько меньших экранов рядом в одно крепление для стойки.
Складной монитор для монтажа в стойку имеет высоту 1U, 2U или 3U и устанавливается на направляющих стойки, что позволяет складывать дисплей и вставлять блок в стойку для хранения в качестве ящика . Плоский дисплей виден только тогда, когда он выдвинут из стойки и развернут. Эти блоки могут включать только дисплей или могут быть оснащены клавиатурой, создавая KVM (клавиатура и видеомонитор). Наиболее распространенными являются системы с одним ЖК-дисплеем, но есть системы, обеспечивающие два или три дисплея в одной системе для монтажа в стойку.
Монитор для установки на панель компьютера предназначен для установки на плоскую поверхность, при этом передняя часть дисплея выступает лишь слегка. Их также можно установить на задней стороне панели. Вокруг экрана, по бокам, сверху и снизу предусмотрен фланец, позволяющий выполнить монтаж. Это контрастирует с дисплеем для установки в стойку, где фланцы имеются только по бокам. Фланцы будут снабжены отверстиями для сквозных болтов или могут иметь шпильки, приваренные к задней поверхности, чтобы закрепить блок в отверстии на панели. Часто предоставляется прокладка для обеспечения водонепроницаемого уплотнения панели, а передняя часть экрана будет герметизирована к задней части передней панели для предотвращения попадания воды и грязи.
Монитор с открытой рамкой обеспечивает дисплей и достаточную опорную конструкцию для размещения связанной электроники и минимальной поддержки дисплея. Будет предусмотрено крепление устройства к какой-либо внешней конструкции для поддержки и защиты. Мониторы с открытой рамкой предназначены для встраивания в какое-либо другое оборудование, обеспечивающее свой собственный корпус. Аркадная видеоигра была бы хорошим примером с дисплеем, установленным внутри шкафа. Обычно внутри всех дисплеев конечного использования находится дисплей с открытой рамкой, при этом дисплей конечного использования просто обеспечивает привлекательный защитный корпус. Некоторые производители стоечных мониторов покупают настольные дисплеи, разбирают их и выбрасывают внешние пластиковые части, сохраняя внутренний дисплей с открытой рамкой для включения в свой продукт.
Filiming_RED_Technology_2023_hello_IWJG.jpg/1280px-(_CRM_)Filiming_RED_Technology_2023_hello_IWJG.jpg)
Согласно документу АНБ, попавшему в Der Spiegel , АНБ иногда заменяет кабели мониторов на целевых компьютерах на кабель монитора с прослушиваемым устройством, чтобы позволить АНБ удаленно видеть, что отображается на мониторе целевого компьютера. [25]
Фрикинг Ван Эка — это процесс удаленного отображения содержимого ЭЛТ или ЖК-дисплея путем обнаружения его электромагнитных излучений. Он назван в честь голландского исследователя компьютеров Вима ван Эка, который в 1985 году опубликовал первую статью по этому вопросу, включая доказательство концепции. Фрикинг в более общем смысле — это процесс эксплуатации телефонных сетей. [26]
сами на эффекты неверно истолкованных цветовых данных
Метод рендеринга определяет, как обрабатываются цвета, которые присутствуют в источнике, но находятся вне гаммы в месте назначения.
