Monitory

Wstęp:

Podczas pracy z komputerem jednym z najważniejszych czynników wpływających na jej komfort jest monitor. Obecnym standardem są monitory o przekątnej 15 cali, które powoli zostają wypierane przez modele 17 calowe lub większe. Jednak w przypadku tradycyjnych monitorów duży ekran wymusza znaczne wymiary urządzenia. Wad tego rodzaju pozbawione są płaskie wyświetlacze LCD (Liquid Crystal Display czyli wyświetlacze ciekłokrystaliczne). Początkowo stosowane były one w komputerach przenośnych ostatnio jednak coraz częściej pojawiają się zamiast zwyczajnych monitorów. LCD wyposażone są w ekrany mierzące od 14 do 20 cali, jednak dominują modele o przekątnej 15,1 i 18,1 cala. Wartości te odpowiadają rzeczywistym rozmiarom widocznej powierzchni ekranu, a nie całej lampy jak w przypadku zwykłych monitorów (dla 15 cali rzeczywista wielkość to 13,8 cala, a dla 17cali - 15,7 cala). Najbardziej widocznymi cechami odróżniającymi wyświetlacze LCD od tradycyjnych monitorów są ich wymiary oraz waga. Najgrubsze panele nie przekraczają zwykle 10 cm, a rekordzistą w dziedzinie minimalizacji jest wyświetlacz LCD, który ma zaledwie 14 mm grubości. Najcięższe 20 calowe monitory LCD ważą tyle ile przeciętny tradycyjny monitor o przekątnej 15 cali.

 

Technologia:

Technologie wyświetlaczy LCD i tradycyjnych monitorów CRT łączy ta sama metoda tworzenia obrazu z pojedynczych punktów, jednak wszystkie inne zasady działania nie mają ze sobą już nic wspólnego.

Wyświetlacz składa się z filtrów polaryzujących ( które polaryzują wiązkę światła w określonym kierunku) dwóch kawałków szkła z nadrukowanymi od wewnątrz elektrodami. Pomiędzy szklanymi powłokami znajduje się warstwa orientująca pod którą znajduje się ciekły kryształ i kolorowe filtry RGB umożliwiające uzyskanie kolorów. Stałą odległość pomiędzy dwiema warstwami szkła utrzymuje izolator.

Ciekły kryształ jest substancją organiczną o ciekłej formie i krystalicznej strukturze molekularnej. Jego cząsteczki w kształcie podłużnych walców mogą zmieniać swoją pozycje, ale dzięki siłom wzajemnego oddziaływania są one ułożone równolegle względem siebie. Do sterowania nimi używane jest pole elektryczne. W większości dzisiejszych wyświetlaczy LCD wykorzystuje się typ ciekłych kryształów zwany skręconym ciekłym kryształem nematycznym. W celu skręcenia molekuł w spiralny lub skręcony wzór, na wewnętrzne powierzchnie szkła nanosi się warstwę zestrajającą.

Źródłem światła jest lampa fluorescencyjna umieszczona za wyświetlaczem.

Gdy promień świetlny pada na wyświetlacz, w pierwszej kolejności przechodzi przez filtr polaryzujący a następnie w postaci spolaryzowanej wpada do warstwy ciekłego kryształu, gdzie przechodzi przez molekuły skręcające, na całej szerokości warstwy ciekłego kryształu. W wyniku tego zjawiska polaryzacja światła ulega zmianie o kąt równy kątowi skręcenia molekuł ciekłego kryształu, który wynosi 90 stopni i przechodzi przez kolejny filtr polaryzujący obrócony również o 90 stopni w stosunku do poprzedniego. Jeżeli do elektrod, umieszczonych na powierzchni warstwy ciekłego kryształu, przyłożone zostanie napięcie, walcowate molekuły ustawią się w kierunku pola (prostopadle do warstwy) i zapobiegną polaryzacji światła o kąt 90 stopni, a co za tym idzie również przejściu przez drugi filtr polaryzujący.

W celu uzyskania kolorów stosuje się serię kolorowych filtrów RGB przez które przechodzą wiązki światła po przejściu przez drugą warstwę polaryzującą.  Każdy piksel obrazu tworzony jest podobnie jak w monitorach CRT, za pomocą trzech punktów odpowiadających trzem barwom podstawowym RGB.

W pasywnej matrycy LCD każdy piksel obrazu musi być nieustannie pobudzany sygnałem, ponieważ molekuły ciekłego kryształu szybko powracają do stanu skręcenia. W matrycach aktywnych za pobudzanie odpowiada dodatkowy tranzystor pełniący funkcję bufora zapamiętującego wartość sygnału sterującego. Poprawił się dzięki temu kontrast, na lepsze zmieniły się też szybkość reakcji na impuls (czas odpowiedzi matrycy) i jakość odwzorowania kolorów. Pochodzący od nazwy cienkiej warstwy z tranzystorami - Thin Film Transistor - skrót TFT został powszechnie zaakceptowany jako nazwa wyświetlacza LCD z matrycą aktywną. W tradycyjnych wyświetlaczach LCD - nawet TFT - kontrast obrazu maleje wraz ze wzrostem kąta, pod którym obserwator patrzy na ekran. Zmieniają się także kolory obrazu, ponieważ oko ludzkie z różną intensywnością reaguje na zmiany kontrastu każdej z barw podstawowych RGB. Aby zminimalizować tego rodzaju wady wyświetlaczy, opracowano nowy typ aktywnej matrycy TFT nazwanej IPS-TFT (In-Plane-Switching TFT). W matrycy tej molekuły ciekłego kryształu ulegają skręceniu jedynie w płaszczyźnie poziomej, równoległej do powierzchni wyświetlacza, co znacznie zwiększa kąt patrzenia na obraz.

 

Wady:

Jedną z nielicznych cech przemawiających przeciw monitorom LCD jest ich wysoka cena. Przekracza ona średnio pięciokrotnie cenę monitora CRT o tych samych parametrach obrazu.

Wynika to z bardzo skomplikowanego procesu wytwarzania matryc i bardzo wysokiego współczynnika wadliwych egzemplarzy.

Każdy punkt obrazu wyświetlany jest za pomocą trzech elementów wyposażonych w miniaturowe tranzystory. Dla rozdzielczości 1024x768 potrzeba ich aż 2 359 296, więc wyprodukowanie w 100% sprawnej matrycy jest zadaniem bardzo trudnym. W związku z tym producenci przyjęli, że liczba wadliwych tranzystorów nie może przekraczać sześciu. W praktyce jednak najczęściej spotykamy modele z 3 i mniej uszkodzonymi tranzystorami.

Na obniżenie kosztów wpłynąć może bardzo obiecująca technologia sklejania dużych ekranów LCD z tanich, małych paneli TFT o przekątnej zaledwie kilku cali. Gdy granice między poszczególnymi "klockami" nie będą widoczne, możliwe będzie wyprodukowanie monitora LCD, którego cena będzie porównywalna z monitorem CRT o takiej samej przekątnej.

 

Kolejną wadą paneli LCD jest niedokładne skalowanie obrazu. Na ogół najwyższą jakość obrazu uzyskujemy tylko dla rozdzielczości będącej maksymalną rozdzielczością danego panelu. Jeżeli chcemy przeskalować obraz z rozdzielczości 1600x1200 na 800x600 nie jest to jeszcze problem, wystarczy jedynie podwoić wysokość i szerokość każdego piksela. Problemy zaczynają się przy przeskalowaniu do rozdzielczości np. 1024x768 lub 1280x1024. Tu stosunek liczby pikseli w pionie i poziomie wynosi 1,56 i 1,25 więc za podejmowanie decyzji, które piksele mają być przeskalowane odpowiada układ elektroniczny monitora. Aby skalowany tekst był czytelny układ stosuje metodę cieniowania, polegającą na wyświetlaniu każdej litery za pomocą dwóch lub więcej odcieni koloru. Wzorce opracowywane są oddzielnie dla każdej litery. Dla grafiki stosuje się algorytm krzywych s wygładzających krawędzie wyświetlanych obiektów.

Innym sposobem obejścia tego ograniczenia jest tzw. centrowanie. Centrowanie polega na tym, iż obraz o mniejszej rozdzielczości umieszczany jest pośrodku ekranu, a pozostałą przestrzeń zajmuje czarna ramka. Dzięki temu nie dochodzi do zniekształcenia wyświetlanego obrazu. Z drugiej strony, stosując tę technikę nie wykorzystujemy całego ekranu i możemy mieć trudności z odczytaniem tekstu (gdy np. wyświetlamy obraz 320x200 na ekranie LCD o rozdzielczości 1024x768 punktów).

Bardzo ważnym parametrem charakteryzującym panele LCD jest także czas odpowiedzi matrycy. Jest on zdefiniowany jako maksymalne opóźnienie pomiędzy sygnałem pobudzającym daną komórkę matrycy a momentem ustalenia się jej stanu (czas ten jest w granicach kilkudziesięciu milisekund). W modelach charakteryzujących się długim czasem odpowiedzi można zaobserwować efekt rozmazywania się obrazu podczas wyświetlania szybko przesuwających się scen. Zakłócenia widać np. podczas dynamicznych scen filmów oraz gier komputerowych. Może to doprowadzić do szybkiego męczenia się oczu i znacznego spadku komfortu pracy. Efekt rozmazywania obrazu zaobserwować można dla wyświetlaczy o czasie reakcji powyżej 50 milisekund.

Wiele starszych monitorów LCD ma problemy z prawidłowym odwzorowaniem kolorów. Powodem jest niska rozdzielczość wbudowanych w monitory przetworników analogowo-cyfrowych. Tanie modele mają 6-bitowe przetworniki dla każdego z podstawowych kolorów, co umożliwia uzyskanie jedynie 262 144 kolorów (218). Choć dla wielu użytkowników komputerów różnica jest niewidoczna, to tak duża redukcja przestrzeni barw całkowicie uniemożliwia pracę grafikom. Na szczęście wszystkie monitory z cyfrowymi interfejsami, a także najnowsze monitory z interfejsami analogowymi wyświetlają na ekranie pełną, 24-bitową paletę barw (16 777 216 odcieni).

Kąt widzenia:

W zależności od położenia molekuł względem płaszczyzny ekranu zmienia się poziom kontrastu obrazu. Ponieważ oko ludzkie z różną intensywnością postrzega zmiany kontrastu podstawowych składowych barw RGB, wraz ze wzrostem kąta widzenia zmianie ulegają kolory. Przy dużym kącie obraz staje się nieczytelny a w skrajnych przypadkach - jeżeli kontrast spadnie poniżej progu czułości oka ludzkiego, niewidoczny. Radą na to jest zwiększenie podświetlenia ekranu jednak ma to znaczący wpływ na żywotność elementów wyświetlacza. W produkowanych obecnie panelach zakres dobrej widoczności waha się od 100 do 170 stopni w poziomie i 50 do 170 stopni w pionie. Dodatkowo opracowano kilka technologii mających na celu polepszenie kąta widzenia. Są to np. IPS (In-Plane Switching), MVAN, TN, FSTN. Wszystkie w/w technologie polegają na odpowiednim sterowaniu ułożenia molekuł ciekłokrystalicznych za pomocą warstwy sterującej.

 

W najpopularniejszej obecnie technologii TN (Twisted Nematic - skręcone ciekłe kryształy nematyczne) cząstki ciekłego kryształu stopniowo skręcają się względem siebie o 90 stopni pomiędzy płaszczyznami ekranu dzięki specjalnej obróbce wewnętrznych powierzchni ekranu i leżą równolegle do tych płaszczyzn. Przyłożenie napięcia powoduje obrót cząstek ciekłego kryształu do pozycji prostopadłej do płaszczyzn elektrod umieszczonych na przeciwległych ściankach ekranu i zablokowanie światła. W wyświetlaczu takim światło skręcające swoją płaszczyznę polaryzacji podczas przejścia przez warstwę ciekłego kryształu widoczne jest pod małym kątem.

Technologia TN ma także odmianę nazywaną STN, która charakteryzuje się kątem skręcenia od 200 do 270 stopni. Takie wyświetlacze są łatwiejsze do sterowania, ponieważ uzyskuje się zaciemnienie od 10 do 90 procent przy różnicy napięć tylko 0,2 V (normalnie ok 1,5 V). Wadą jest dodatkowy efekt chromatyczny związany z podwójnym załamaniem światła, co wymusza stosowanie dodatkowych filtrów - po uzupełnieniu wyświetlacza o specjalną warstwę uzyskujemy ekran FSTN (Film Super Twisted Nematic).

Ekran z matrycą aktywną TFT-IPS (In Plane Switching) ma elektrody umieszczone tylko na tylnej ściance, a cząstki LC nie są skręcone względem siebie w stanie neutralnym. Przyłożenie napięcia powoduje, że drobiny ciekłego kryształu skręcają się w jednej tylko płaszczyźnie i pozostają równoległe do przodu i tylu ekranu. Można obrazowo powiedzieć, że "prowadzenie" światła odbywa się wzdłuż krótszych brzegów molekuł i dzięki temu obraz widoczny jest pod większym kątem. W najnowszej technologii Super-IPS wprowadzono elektrody łamane, dzięki którym istotnie zmniejszyły się przebarwienia dla dużych kątów obserwacji oraz zwiększył się kontrast obrazu.

Technika VAN (Vertically Aligned Nematic)pozwala na zwiększanie kąta widzenia i przyspieszenie reakcji kryształu dzięki skośnemu ustawieniu molekul w stosunku do płaszczyzny ekranu, ale w zamian powoduje duże zmiany obrazu przy zmianach kąta obserwacji ekranu. Skośne ustawienie uzyskuje się dzięki zastosowaniu specjalnych roztworów poliamidowych, w których cząstki ciekłego kryształu mogą być ustawiane praktycznie w dowolnych kierunkach. W technologii MVAN (Mulitdomain VAN) grupy molekuł są odpowiednio skręcone względem siebie, tak aby uzyskać identyczny obraz z każdego kąta obserwacji.

Cyfrowy czy analogowy:

Poza niedoskonałościami skalowania, źródłem utraty jakości obrazu w monitorach LCD może być konwersja analogowo-cyfrowa. Chociaż wyświetlacze są urządzeniami cyfrowymi, większość z nich wyposażono w standardowe analogowe złącze D-Sub. Główną przyczyną wykorzystywania analogowego toru do przesyłania sygnału z karty graficznej do monitora jest brak jednolitego standardu i znikoma liczba kart ze złączem cyfrowym. Dlatego też producenci monitorów LCD z wyjściem cyfrowym dostarczają zwykle zestawy zawierające odpowiednią kartę graficzną. Cechą charakterystyczną monitorów ze złączem cyfrowym jest brak systemu OSD, a co za tym idzie, brak możliwości regulacji parametrów obrazu. Nie jest to jednak potrzebne, gdyż przesyłany cyfrowo obraz wolny jest od zakłóceń synchronizacji czy przekłamań kolorów. Ewentualnej korekty kontrastu lub nasycenia barw można dokonać za pomocą opcji dostępnych z poziomu sterowników.

Budowa i działanie monitora kineskopowego

 
 

Już od niemal 70 lat lampa katodowa stosowana jest w różnego rodzaju urządzeniach generujących obraz. Od znanych wszystkim odbiorników telewizyjnych, po laboratoryjne oscyloskopy - wszędzie wykorzystywana jest podobna konstrukcja. Mamy z nią do czynienia także w przypadku monitorów komputerowych.

Gdyby przyszło komuś jednym zdaniem opisać zasadę działania komputerowego monitora, wystarczy stwierdzić, że nie jest to nic innego, niż zwyczajny (odbiornik telewizyjny, pozbawiony elementów  umożliwiających odbiór i dekodowanie sygnału antenowego. "Normalny" telewizor jest wyposażony w tuner i demodulator, w których to modułach drgania elektromagnetyczne konwertowane są do postaci sygnału elektrycznego. Ten ostatni w swej istocie niczym nie różni się od sygnału "używanego"  w monitorach. Elementy elektroniczne stosowane do "obróbki" takiego sygnału i jego transformacji w telewizyjny obraz są w przypadku monitorów i telewizorów funkcjonalnie bardzo podobne.
Teoretycznie telewizor ogołocony z modułu tunera telewizyjnego można więc nazwać monitorem, jednak przodkiem obecnego monitora jest... również monitor, tyle że znakowy. Takich bowiem urządzeń od dawna używano jako terminali dużych komputerów. Gdy środowisko alfanumeryczne przestało wystarczać, usunięto moduł dekodera znaków i poważnie zmodernizowano istniejące elementy, dostosowując je do współpracy z kartą graficzną, wysokimi rozdzielczościami, kolorem itd.
 

Jak działa monitor?

Podstawowym składnikiem każdego monitora jest lampa kineskopowa; na jej przedniej części wyświetlany jest obraz. Sprzężone z nią układy elektroniczne odpowiedzialne są za interpretację i konwersję sygnałów generowanych z komputera oraz wysterowanie działa elektronowego i cewek odchylających, jak również za inne funkcje, na przykład generowane menu systemu  (OnScreen Display) i obsługę przycisków do regulacji obrazu. Najważniejszym modułem elektronicznym monitora jest wzmacniacz wideo, który ma za zadanie spotęgować sygnał o napięciu rzędu 1 wolta generowany przez kartę graficzną do wielkości rzędu kilku tysięcy wlotów, wymaganej do wystrzelenia wiązki elektronów. Monitory monochromatyczne wyposażone są w pojedynczy wzmacniacz wideo, kolorowe - potrójny, wzmacniający jednocześnie trzy sygnały odpowiadające kolorom podstawowym--czerwonemu, niebieskiemu i zielonemu. Dwa sygnały synchronizacji (poziomej i pionowej), dostarczane także przez kartę graficzną, sterują wzmacniaczami odchylania pionowego i poziomego. Elementy te kontrolują pracę cewek odchylających wiązkę elektronów w kineskopie; dzięki nim strumień cząsteczek omiata ekran z lewa na prawo i z góry na dół. Obraz, który widzimy, zależy od tego, które (i jak intensywnie) punkty zostały pobudzone do świecenia. Na przykład całkowicie zielony ekran otrzymamy wówczas, gdy zostaną wyłączone działa generujące elektrony dla koloru czerwonego i niebieskiego. Jasność zależy od ilości energii przekazywanej przez wiązkę poszczególnym atomom fosforu. Złożone obiekty na ekranie są kompozycją zapalonych i wygaszonych punktów, które z daleka dają złudzenie pełnego obrazu. O ich istnieniu można się przekonać, spoglądając na ekran przez silne szkło powiększające. Wówczas dokładnie widać jaki rodzaj maski został użyty do budowy kineskopu.
 

Kineskop

Kineskop, lampa katodowa, CRT (Cathode Ray Tube) to synonimy elektronowej lampy będącej najstarszym elektronicznym elementem służącym do wyświetlania obrazu, stosowanym do budowy odbiorników TV od 1930 roku. Jej podstawowym składnikiem jest szklana, pozbawiona powietrza tuba, wypełniona obojętnym gazem pod niskim ciśnieniem. Umieszczona na końcu wąskiej szyjki katoda - ładowana ujemnie elektroda, zwana również działem elektronowym - wyrzuca wiązki elektronów w kierunku anody - drugiej, ładowanej dodatnio elektrody. Elektrony, kończąc swój lot, uderzają w płaską powłokę luminoforu i przekazują nabytą podczas "strzału" energię kinetyczną atomom fosforu, które z kolei wypromieniowują ją w postaci fali elektromagnetycznej.
 
 

Kineskop, czy to odbiornika telewizyjnego, czy też monitora komputerowego, pracuje na podobnej zasadzie: działo elektronowe emituje elektrony, które po przejściu przez maskę uderzają w luminofor, powodując świecenie zawartych tam atomów fosforu.

Luminofor zbudowany jest z milionów barwnych punktów pogrupowanych w triady. Każdy punkt w obrębie jednej z nich świeci w jednym z trzech kolorów podstawowych-czerwonym, zielonym, albo niebieskim. Elementy jednej triady widoczne z daleka tworzą pojedynczy, barwny punkt nazywany plamką. Do wygenerowania strumienia elektronów pobudzających atomy fosforu do świecenia używane jest w kineskopie jedno lub kilka dział elektronowych - emiterów elektronów, wyrzucających z dużą prędkością cząsteczki zgrupowane w wiązki. W kineskopach kolorowych wykorzystuje się najczęściej trzy osobne działa, każde wysyłające elektrony, które docierają do punktów o innym kolorze podstawowym.
Strumień elektronów napotyka po drodze na tzw. maskę - cienką przesłonę z otworami lub szczelinami. Jej zadanie jest proste - wyeliminować cząsteczki, które nie trafiłyby dokładnie w punkt docelowy. Każdy otwór przesłony (zwanej również ze względu na budowę maską perforowaną), odpowiada jednej kropce na powierzchni luminoforu. Dzięki temu zapalane są tylko te punkty, które mają być rozświetlone - inne pozostają ciemne.
 
 

Dlaczego monitory kolorowe są dłuższe? Aby wystrzelona z działa wiązka elektronów dotarła do rogów ekranu, musi zostać mocno odchylona podczas przejścia przez zespół elektromagnesów. Ze względu na konieczność zachowania konwergencji i ostrości obrazu konieczne jest jej dokładne ogniskowanie. Łatwiej je przeprowadzić, gdy mamy do czynienia z małymi kątami odchylenia strumienia w stosunku do pierwotnego toru lotu. W przypadku dużych kątów utrzymanie zbieżności w narożnikach jest bardzo trudne i wymaga stosowania zaawansowanych układów elektronicznych. Oczywiście im dłuższa lampa, tym mniejszy jest kąt odchylenia wiązki, a co za tym idzie - łatwiejsze stworzenie idealnego obrazu.

Działo elektronowe odpowiedzialne jest tylko za wystrzelenie elektronów w kierunku anody; nadanie wiązce odpowiedniego kierunku zapewnia zespół cewek odchylających umieszczonych wokół wąskiej szyjki kineskopu. Cewki są potężnymi elektromagnesami, które odchylają elektrony z ich pierwotnego kursu. W efekcie precyzyjnych zmian pola magnetycznego wytwarzanego przez cewki strumień omiata
z góry na dół każdą linię ekranu z osobna.  W przypadku kineskopów monochromatycznych jedna wiązka nieprzerwanie przebiega ekran z góry ku dołowi. W lampach kolorowych trzy działa wytwarzają trzy wiązki, które również w sposób ciągły omiatają ekran od góry ku dołowi.
 

Maska masce nierówna

W większości produkowanych obecnie kineskopów wykorzystuje się maskę perforowaną, zwaną także inwarową lub typu delta. Pod względem konstrukcyjnym jest to cienki perforowany arkusz, zwykle wytworzony ze stopu metali zwanego Inwarem, umieszczony tuż przed luminoforem. Jak już wcześniej wspomniano, maska stoi na drodze strumienia albo strumieni elektronów pobudzających do świecenia atomy fosforu. Zapewnia ona dokładne pozycjonowanie wiązki, koryguje drobne rozbieżności, poprawia jej ogniskowanie. Dzięki wykonanym w masce otworom elektrony docierają tylko do tych miejsc, które mają być zapalone. Oznacza to, że na przykład punkt zielony nie będzie rozświetlony, gdy elektrony "były przewidziane" dla sąsiadującego z nim punktu czerwonego lub niebieskiego.
Bardziej zaawansowaną konstrukcję stosuje w telewizorach od 1968 roku firma Sony. Chroniona patentami technologia o nazwie Trinitron polega na zastąpieniu otworów maski inwarowej szczelinami. W rzeczywistości jest to rodzaj sita utworzonego z precyzyjnie rozmieszczonych, cienkich, pionowych drutów. O takiej budowie można się naocznie przekonać, pukając lekko w szybę kineskopu - zaobserwujemy wówczas szybko zanikającą falę rozbłysków przemieszczających się wzdłuż ekranu, spowodowaną wibracjami drutowej maski. W celu stabilizacji obrazu i polepszenia zbieżności stosowane są często dwa poziome druty rozmieszczone na jednej trzeciej i dwóch trzecich wysokości  ekranu.
Maska wykonana w technologii Trinitron zapewnia lepsze, w porównaniu z przesłoną perforowaną, nasycenie kolorów i kontrast. Kineskopy tego typu są mniej odblaskowe i bardziej płaskie, ponieważ powierzchnia szklanej bańki jest najczęściej wycinkiem cylindra, a nie kuli. Oprócz wymienionych zalet lampy z maską szczelinową mają też wady: pojawiają się nieprawidłowości podczas wyświetlania dużych jednokolorowych powierzchni, a ze względu na brak maskowania w poziomie (drut ciągną się tylko z góry na dół) do dobrego zsynchronizowania wiązki konieczne są precyzyjne, czyli drogie układy elektroniczne.
Parę lat temu Mitsubishi i Sony zawarły porozumienie dotyczące wymiany technologii. Nastąpiło przekazanie "myśli technicznej" - Sony udostępnił tajemnice Trinitrona, Mistubishi - informacje dotyczące elektroniki monitorów. Owocem zawartej transakcji było wyprodukowanie przez Mitsubishi w roku 1993 kineskopu z maską szczelinową o nazwie Diamondtron. Różnica w stosunku do technologii stosowanej przez Sony tkwi w konstrukcji katody - Sony wykorzystywał jedno działo elektronowe dla wszystkich trzech kolorów, Mitsubishi - trzy, po jednym dla każdego koloru podstawowego.
Maska kratowa to kolejny krok naprzód. Wprowadzona przez firmę Nec pod nazwą CromaClear jest efektem połączenia opisanych wyżej dwóch technologii. W przesłonie kratowej również istnieją szczeliny. Są jednak o wiele krótsze niż w przypadku maski szczelinowej, pogrupowane w triady i przesunięte względem siebie. W dużym powiększeniu przypominają dziurkowane sitomaski perforowanej, z tym że zamiast okrągłych mają prostokątne otwory. Dzięki takiej konstrukcji maska kratowa zachowuje zalety swoich poprzedniczek, przy jednoczesnej redukcji ich wad. Kolory są tu żywsze, obraz bardziej kontrastowy i jednocześnie stabilny. Jednakże monitory wyposażone w kineskop z tego rodzaju przesłoną nie należą do najtańszych.
 

Monitory a standardy TV

NTSC (National Television Standards Committee) to skrót określający standard telewizyjny stosowany między innymi w Stanach Zjednoczonych, charakteryzujący się rozdzielczością około 525x700 punktów. W Europie transmituje się programy w PAL-u (Phase AIternating Line), gdzie rozdzielczość wynosi 625x833 piksele. Wartości te dotyczą oczywiście "całego" obrazu telewizyjnego, który w obu przypadkach budowany jest z dwóch półobrazów, generowanych naprzemiennie. Jeden półobraz zawiera parzyste, drugi nieparzyste linie, a oba wyświetlane są z częstotliwością 50 (PAL) lub 60 Hz (NTSC). Daje to odpowiednio częstotliwość 25 lub 30Hz dla pełnego obrazu. Tylko w przypadku nowoczesnych, tzw. stuhercowych, cyfrowych odbiorników obraz wyświetlany jest dwa razy częściej. Nawet "najsłabszy" stosowany obecnie standard dla monitorów - VGA (Video Graphics Array) umożliwia wyświetlenie 640x480 pikseli; nowoczesne modele bez trudu osiąga rozdzielczości 1200X1024, a nawet 1600x1200 punktów, przy częstotliwości odświeżania wynoszącej minimum 60Hz.

Budowa kineskopu

 
 
 
 

Najważniejszą - i najbardziej rzucającą się w oczy - częścią monitora jest kineskop, będący właściwym elementem wyświetlającym obraz. Kineskop, czyli lampa obrazowa, inaczej zwana lampą elektronopromieniową (ang. CRT - Cathode-Ray Tube), jest urządzeniem elektrycznym służącym do wyświetlania obrazów. Wzbudzone przez wiązkę elektronów (ang. scanned electron beam) punkty fosforu świecą różnymi kolorami. Lampy CRT możemy odnaleźć miedzy innymi w monitorach komputerowych, odbiornikach telewizyjnych i oscyloskopach. Pierwszy komercyjny monitor z lampą CRT został zbudowany 29 stycznia 1901 roku przez Allena DuMont’a.

Zasada działania kineskopu w monitorze jest taka sama jak w odbiorniku telewizyjnym. Spójne wiązki elektronów - po jednej dla luminoforów każdego koloru - wytwarzane są przez żarniki trzech dział elektronowych i rozpędzane w polu elektrycznym dzięki różnicy potencjałów rzędu 20 tysięcy woltów panującą miedzy żarnikiem (katodą) a zespołem maska-ekran (anodą). Luminofor jest to świecący pigment, fosfor, materiał mający własności świecenia pod wpływem padającego nań promieniowania: falowego (np. ultrafioletowego), świetlnego albo cząsteczkowego (np. strumienia elektronów). Odpowiednio zmieniając przyłożone do każdej z katod napięcie (za pomocą specjalnej katody, nazywanej siatką sterującą) można regulować zależną od energii elektronów intensywność świecenia luminoforu każdego z kolorów. Każda z wiązek ogniskowana jest przez zespół soczewek elektronowych. Wiązki te odchylane są okresowo w poziomie i pionie przez umieszczone wokół szyjki kineskopu cewki odchylania, sterowane przez pracujące synchronicznie generatory odchylania poziomego i pionowego, dzięki czemu wiązka elektronów jest kierowana w odpowiednie miejsce ekranu i umożliwia cykliczne przemiatanie linia po linii całego ekranu.
 
 

Schemat blokowy monitora

Obraz tworzony jest z poziomych linii, rysowanych na ekranie od strony lewej do prawej. Niewidoczny jest tylko krótkotrwały powrót ze strony prawej na lewą. Linie rysowane są kolejno po sobie poczynając od góry ekranu. Po narysowaniu ostatniej linii wiązka elektronów jest zawracana z prawego dolnego rogu do lewego górnego. W technice telewizyjnej (według standardu CCIR-OIRT) pełny obraz zawiera 625 linii i jest wyświetlany 25 razy w ciągu sekundy. Taki sposób kreślenia obrazu nazywa się wyświetlaniem z wybieraniem kolejnoliniowym (ang. non-interlace).
 
 

Kreślenie obrazu w trybie wybierania kolejnoliniowego (ang. non - interlace)

Granica migotania, wynikająca z bezwładności ludzkiego oka, leży w przedziale od 30 do 50Hz. Przy częstotliwości wyświetlania 25 obrazów na sekundę widoczne byłoby migotanie. Aby temu zapobiec stosuje się tzw. półobrazy. W ciągu 1/50 sekundy strumień elektronów rysuje wszystkie linie o nieparzystych numerach, a następnie przez kolejną 1/50 sekundy rysowane są linie o numerach parzystych. Częstotliwość wyświetlania półobrazów wynosi wiec 50Hz i nie obserwuje się efektu migotania. Sposób ten nazywa się wyświetlaniem z wybieraniem miedzyliniowym.
 
 

Kreślenie obrazu w trybie wybierania miedzyliniowego

Odchylaniem strumienia elektronów sterują generatory odchylania poziomego i pionowego wytwarzające prądy piłokształtne. Generatory odchylania synchronizowane są impulsami HSYNC i VSYNC wytwarzanymi przez sterownik monitora. Układ wysokiego napięcia powoduje przyspieszenie strumienia elektronów. Jeżeli podczas przebiegu strumienia elektronów przez powierzchnie ekranu strumień zostanie przerwany lub zmniejszony, to na ekranie pojawi się ciemny punkt lub punkt o mniejszej jaskrawości. Przerywając dopływ elektronów w odpowiednich położeniach strumienia można na ekranie uzyskać dowolny obraz. Sygnał VIDEO wytwarzany przez sterownik grafiki może przyjmować w monitorach cyfrowych tylko dwie wartości. W monitorach analogowych sygnały wizyjne mają charakter analogowy, to jest wartość ich zmienia się w sposób bezstopniowy od najmniejszej (oznaczającej minimalne nasycenie koloru - czerń) do największej (reprezentującej maksymalne nasycenie koloru). Pozwala to przedstawia praktycznie nieograniczoną liczbę odcieni. Wszystkie monitory pracujące w standardzie VGA lub SVGA są monitorami analogowymi, w odróżnieniu na przykład od monitorów cyfrowych pracujących w standardzie Hercules czy w standardzie EGA. Poziomy nasycenia koloru poprzez sterownik monitora sterują napięciem katody przerywającym, przepuszczającym lub ograniczającym strumień elektronów. W kineskopach kolorowych stosuje się 3 katody, z których każda odpowiada jednemu z trzech kolorów podstawowych RGB (ang. Red Green Blue - czerwony, zielony i niebieski). Z kolorów tych metodą syntezy addytywnej otrzymuje się wszystkie barwy pośrednie. Luminofor w kineskopie kolorowym nie jest zbudowany z jednorodnej świecącej substancji, lecz z leżących blisko siebie punktów świecących w kolorach podstawowych. Wiązki elektronów przechodzą przez maskę umieszczoną tuż przed luminoforem i ustawioną tak, aby elektrony pochodzące z każdej z trzech katod trafiały dokładnie na punkt z luminoforem świecącym w odpowiednim kolorze. Sterowanie jasnością świecenia odbywa się oddzielnie dla każdej katody. Dla każdego koloru potrzebny jest również oddzielny wzmacniacz wizji.

Odtwarzanie obrazów kolorowych

Parametry monitorów

Monitory w zależności od stosowanych w nich rozwiązań technicznych i jakości materiałów i wykonania posiadają różny zakres możliwości. Na ten zakres wpływ mają miedzy innymi takie parametry jak:

1. częstotliwość odchylania poziomego (ang. horizontal frequency) - parametr określający jak wiele linii ekranu jest w stanie obsłużyć strumień elektronów w ciągu jednej sekundy; wymaganą częstotliwość odpowiadającą poziomowi dla danej częstotliwości odświeżania można obliczyć mnożąc liczbę linii dla danej rozdzielczości przez częstotliwość odświeżania obrazu i dodając 10% otrzymanej wartości na czas powrotu strumienia elektronów;

2. częstotliwość odświeżania obrazu (odchylania pionowego - ang. vertical frequency) - liczba obrazów wyświetlanych na ekranie w ciągu jednej sekundy; im większa jest wartość tego parametru, tym mniejsze jest migotanie ekranu; zalecana częstotliwość odświeżania większa bądź równa 72Hz; gdy jest ona niższa niż 72Hz migotanie (szczególnie w przypadku jasnych obrazów na większych monitorach) jest bardzo widoczne i uciążliwe; w praktyce należy dążyć do tego, aby częstotliwość ta wynosiła około 80Hz; istnieją dwa ograniczenia utrudniające osiągniecie częstotliwości 80Hz lub większej: pierwszym z nich jest karta graficzna - przy jej zakupie należy sprawdzić w dokumentacji, czy przy preferowanej przez nas rozdzielczości i liczbie kolorów jest w stanie generować obraz o odpowiedniej częstotliwości odświeżania; drugim ograniczeniem jest maksymalna częstotliwość odchylania poziomego monitora (zdolność do wyświetlenia odpowiedniej liczby linii obrazu w ciągu sekundy); dla większości nowoczesnych monitorów częstotliwość ta wynosi 64kHz lub więcej; zakładając, że użytkownik ma zamiar pracować z rozdzielczością 1024x768 punktów i przy częstotliwości odświeżania wynoszącej 80Hz, oznacza to, że monitor musi wyświetlić w ciągu sekundy 768x80 linii, co daje częstotliwość około 61,5kHz; doliczając do tego ponad 10-procentowy zapas (aby promień monitora zdążył powrócić na miejsce, z którego rozpoczyna się skanowanie obrazu) otrzymujemy około 68kHz; częstotliwość odświeżania obrazu jest w praktyce ograniczona maksymalną częstotliwością odchylania poziomego;

3. szerokość pasma wideo - liczba punktów obrazu, które mogą zostać wyświetlone w ciągu sekundy; dla monitora z rozdzielczością 1024x768 i częstotliwością odchylania pionowego 70Hz, szerokość pasma wynosi 1024*768*70=55,05MHz; szerokość pasma jest znacznie większa jeżeli monitor jest połączony z kartą grafiki za pomocą kabla koncentrycznego ze złączem BNC; kable koncentryczne posiadają większą odporność na przesłuch sygnałów niż standardowe kable ze złączem 15-stykowym;

4. temperatura koloru - wartość określająca barwę kolorów (w odniesieniu do koloru białego) wyświetlanych przez monitor; przy oświetleniu pomieszczenia żarówką fluorescencyjną kolory powinny mieć temperaturę rzędu 9300°K; przy oświetleniu pomieszczenia zwykłą żarówką - 6500°K;

5. wielkość plamki świetlnej - najmniejsza odległość miedzy dwoma punktami obrazu o tym samym kolorze.

 

Technologie produkcji masek kineskopowych

Na jakość obrazu bardzo istotny wpływ ma także technologia w jakiej wykonana jest maska kineskopu. Zwiększanie rozmiarów maski podczas jej ogrzewania stanowiło przez długie lata bardzo duży problem dla producentów monitorów. Przełomem w tej dziedzinie stała się maska inwarowa, która jest perforowaną maską metalową wykonaną ze stopu żelaza i niklu, która przy rozgrzewaniu tylko nieznacznie zwiększa swoje rozmiary.
Wśród istniejących na rynku technologii produkcji masek kineskopowych dominują trzy:
 

Delta - kineskop, w którym

• maska jest z perforowanej folii;

• działa elektronowe umieszczone są tak, że tworzą trójkąt równoboczny;

• maska taka zapobiega wzbudzaniu przez strumień elektronów sąsiednich pikseli;

• do wad tej technologii można zaliczyć zatrzymywanie 80-85% elektronów w maskownicy, co związane jest z koniecznością dostarczenia dużej mocy do działa elektronowego;

• znaczna moc musi być także dostarczana do układów odchylania strumieni elektronów;

• kineskopy Delta posiadają największą rozdzielczość ponieważ kołowe plamki luminoforu mogą mieć największe upakowanie;

• pewne „rozmycie” konturów obrazu i „zmiękczenie” widoczne w przypadku niektórych kineskopów systemu Delta rzadko są negatywnie odbierane, ponieważ ukrywają ziarnistą strukturę obrazu;

• wśród kineskopów z maską typu Delta wyróżniamy także technologie wykonywania kineskopów z płaską powierzchnią ekranu FST (ang. Flat Screen Tube);

• w celu usunięcia nieostrości obrazu przy krawędziach ekranu stosuje się specjalne układy odchylające, które umożliwiają zwiększenie ogniskowej i ponowne skupienie strumieni elektronów na powierzchni ekranu tzw. układy dynamicznego ogniskowania;

• kineskopy takie charakteryzują się dobrą stabilnością i ostrością obrazu;

Trinitron - kineskop z maską szczelinową (aperturową), opracowany i produkowany wyłącznie przez firmę Sony, w którym maska składa się z

• pionowych stalowych nitek (średnica<0,1 mm);

• pionowe nitki są stabilizowane za pomocą dwóch poziomych drutów, które mogą niekiedy powodować powstawanie dwóch ciemnych kresek na ekranie;

• technologia ta pozwala na uzyskanie obrazów o większym kontraście ekranowym i większym nasyceniu kolorów;

• luminofory RGB umieszczone są na ekranie Trinitron’u w postaci cienkich pionowych pasków biegnących od góry do dołu;

• działa elektronowe są dłuższe niż w kineskopach Delta i umieszczone są poziomo obok siebie, dlatego monitory Trinitron są o wiele głebsze;

• sam ekran jest wycinkiem powierzchni walca, zniekształcenia geometryczne obrazu są mniejsze;

• konstrukcja maskownicy zapewnia dotarcie ok. 50% elektronów do pasków luminoforu;

• konstrukcja umożliwia regulacje zbieżności kolorów na drodze elektronicznej;

• podstawową wadą tej technologii jest cena - monitory z tymi kineskopami są o kilkanaście procent droższe niż ich odpowiedniki z klasycznymi kineskopami;

• kineskopy te charakteryzują się jednak żywszymi kolorami i lepszym kontrastem;

• ponieważ maska szczelinowa nie ogranicza strumienia elektronów w kierunku pionowym, kolejny wiersz obrazu może łączyć się z poprzednim;

NEC Croma Clear - typ kineskopu, w którym

• działa elektronowe ułożone są liniowo jedno obok drugiego;

• liniowo rozmieszczone są również owalne plamki luminoforów RGB na ekranie;

• maska złożona jest z owalnych otworów rozmieszczonych w odległości 0,25 mm;

• rozwiązanie to w swoim zamierzeniu ma łączyć zalety technologii Delta i Trinitron.

Kształt i rozmieszczenie luminoforu w kineskopach
 
 
 

System elektrooptyczny kineskopów kolorowych stosowany w kineskopach konwencjonalnych
 
 
 

System elektrooptyczny kineskopów kolorowych stosowany w kineskopach Trinitron

Monitory przez wiele lat były urządzeniami, które zużywały bardzo dużo energii elektrycznej. W ostatnich latach położono na ten aspekt duży nacisk, wynikiem czego jest miedzy innymi funkcja zarządzania poborem energii, która stanowi typową cechę współczesnych monitorów. Jednak uruchomienie choćby jednego z poziomów oszczędzania energii możliwe jest wyłącznie za pomocą komputera. Badania wśród użytkowników komputerów wykazały, że przez 30-40% czasu pracy komputera nikt z niego nie korzysta. W celu zmniejszenia poboru energii stosuje się urządzenia o wielu poziomach aktywności. W panelu sterującym funkcjami graficznymi (MS Windows 95) można podać czas, po którym ma nastąpić ograniczenie pobierania energii przez monitor.
 

Monitor zgodny ze standardem DPMS (ang. Display Power Management System) może znaleźć się w jednym z czterech stanów:

• Normal - aktywne sygnały kolorów RGB, VSYNC (sygnał synchronizacji pionowej), HSYNC (sygnał synchronizacji poziomej);

• Stand-by - aktywne VSYNC i HSYNC, zakładane zużycie prądu mniejsze od 30W;

• Suspend - aktywny sygnał HSYNC, zużycie prądu mniejsze od 5W, pozostałe sygnały nieaktywne;

• Power-off - całkowite wyłączenie funkcji monitora (mniejsze od 5W dla VESA DPMS lub mniejsze od 8W dla TCO’92); wyjście z tego trybu nie powinno trwać dłużej niż 15 sekund.

Standard DPMS jest dopasowany do zaawansowanego środowiska zarządzania APM (ang. Advanced Power Management) - opracowanego przez Microsoft i Intel środowiska programowego do zarządzania energią. Standard DPMS wykorzystuje fakt przetwarzania przez monitory sygnałów synchronizacji poziomej i pionowej wysyłanych przez kartę graficzną. Monitor wyposażony jest w układ elektroniczny analizujący strukturę  sygnałów wideo.

• Szwedzki standard Nutek NUTEK 803299 (szwedzkie Narodowe Biuro Rozwoju Przemysłowego i Technicznego; specyfikacja wchodząca w skład zalecenia TCO92 określająca wymagania związane z oszczędzaniem energii - analogiczna do DPMS) przewiduje dwa poziomy redukcji energii, bez stanu Suspend. W stanie Stand-by monitor nie powinien zużywać więcej niż 30W, przy czym zaleca się 15W. Po maksymalnie 70 minutach urządzenie jest przełączane w tryb Power-off, w którym teoretyczne zużycie wynosi 0W.

• Program Energy Star amerykanskiego urzędu ochrony środowiska EPA (ang. Environmental Protection Agency) zaleca jednostopniową redukcje zużycia prądu. W trybie Suspend dopuszczalne jest zużycie 30W. Zalecenia według standardu DPMS stowarzyszenia VESA dotyczące oszczędzania energii mówią, że po upływie określonego (ustawianego przez użytkownika) czasu monitor powinien stopniowo ograniczać pobór mocy, najpierw do wartości mniejszej od 30W, a później do około 5W.

W ostatnich latach wprowadzono wiele zmian i udoskonaleń, które znacząco poprawiły jakość wyświetlanego przez monitor lampowy obrazu. Nowe materiały, jak inwar do konstrukcji maskownicy, cechują się większą stabilnością termiczną i odpornością na ciepło wydzielane przez wiązkę elektronów. Takie technologie wytwarzania ekranów, jak siatki aperturowe, czarne matryce, Trinitron Sony i Microfilter Toshiby poprawiają kontrast i czystość barw, zaś postęp w wytwarzaniu powłok antyodblaskowych poprawił jakość obrazu.

Jednakże to jeszcze nie ostatnie słowo w dziedzinie wytwarzania kineskopów. Ostatnio zaaprobowano plan, który pozwoli na realizacje HDTV (ang. High Definition Television) - telewizji wysokiej rozdzielczości. Może to doprowadzić do zbieżności interesów producentów telewizorów i monitorów komputerowych, jako że specyfikacja HDTV mówi o rozdzielczościach 1920x1080 pikseli, co z nadmiarem wystarcza do wyświetlania danych na monitorach komputerowych. Użytkownikom komputerów HDTV oferuje szersze pole działania na ekranie o proporcjach 16:9 (w porównaniu z ekranami o proporcjach 4:3). W rezultacie monitory komputerowe mogą stanieć dzięki wykorzystaniu efektu skali, o ile rynek telewizji konsumpcyjnej również przyswoi sobie technikę HDTV, dzięki czemu w obu rodzajach urządzeń można będzie wykorzystać takie same kineskopy. Z wytwarzaniem standardowych kineskopów wiążą się dwa problemy: w miarę zwiększania rozmiarów ekranu bardzo zwiększa się też głębokość i waga urządzenia. Obecnie wraz z powiększeniem przekątnej ekranu o jeden cal, głębokość lampy również zwiększa się o jeden cal. W rezultacie nawet monitory 20-calowe nie są praktyczne dla wielu użytkowników, ponieważ nie mają oni dostatecznie dużo miejsca na swoim stanowisku pracy dla umieszczenia tak dużego urządzenia. W laboratoriach pracuje się nad radykalnymi rozwiązaniami rozmieszczającymi wyrzutnie elektronowe z boku ekranu, co spowodowałoby znaczne zmniejszenie głębokości lampy; oznaczałoby to również, że przy danej wielkości ekranu urządzenie będzie mniejsze i lżejsze.

Ustawianie monitora

Teoretycznie wszystkie monitory są ustawiane optymalnie już w fabryce, tak że nie powinniście w zasadzie niczego już regulować. Jeśli oglądając monitor w sklepie stwierdzicie, że w celu uzyskania przyzwoitego obrazu musicie wprowadzić dużo zmian w ustawieniach wyświetlania, powinniście raczej poszukać innego modelu. Istnieje jednak wiele czynników wpływających na to, że monitor od czasu do czasu potrzebuje aby go trochę dostroić.

Pomimo tego, że oko ludzkie jest bardzo precyzyjnym przyrządem do pomiarów jasności oświetlenia, samo spojrzenie na ekran monitora nie powie wam wiele o jego jakości. Będziecie potrzebować pomocy, chyba że dokładnie wiecie na co należy zwracać uwagę przy ocenie monitora. Doradzam zdobycie pakietu do kalibracji monitora, na przykład produkcji firmy DisplayMate Technologies. Oprogramowanie to pomoże wam w kalibracji i odpowiednim ustawieniu parametrów monitora, a także w diagnozie problemów z wyświetlanym obrazem. Ekrany testowe są specjalnie zaprojektowane tak, aby widoczne były wady typu zniekształceń geometrii, odwzorowania kolorów, problemów ze zbieżnością, ostrością, efektem mory, odblaskami, itp. Ocena tych parametrów bez odpowiedniego oprogramowanie jest bardzo trudna, choć nie niemożliwa.

Choć efekt kalibracji monitora jest wart włożonego weń nakładu pracy, większość ludzi nigdy tego nie robi. Szczególnie warto zwrócić na to uwagę jeśli pracujecie z materiałem wideo, lub materiałami przeznaczonymi do druku. Przy użyciu odpowiedniego oprogramowania ustawienie monitora nie jest trudne, a po nabraniu odrobiny wprawy przeprowadzanie tego zabiegu na przykład co miesiąc zajmie wam tylko kilka minut. Wprawa ta może się także przydać przy ocenie monitora, który macie zamiar kupić. Nawet nie mając do dyspozycji ekranów testowych powinniście być w stanie przeprowadzić pobieżną kalibrację monitora w sklepie i ocenić w ten sposób jego potencjalne możliwości.

Kalibrację monitora należy rozpocząć od przywrócenia ustawień fabrycznych wszystkich parametrów - nie wyłączając karty graficznej. Ustawcie rozdzielczość, której będziecie używać zazwyczaj. Zgodnie z tym co napisałem wyżej, w miarę możliwości postarajcie się wybrać częstotliwość odświeżania równą co najmniej 80-85 Hz. Pozwoli to zmniejszyć zmęczenie oczu. Odczekajcie chwilę zanim zaczniecie kalibrację monitora - kineskop potrzebuje czasu, aby się rozgrzać. Ja zazwyczaj czekam 20 minut od włączenia monitora przed rozpoczęciem jego ustawiania, przy czym podczas testów co jakiś czas sprawdzam jasność i kontrast, aby upewnić się, że parametry monitora są już stabilne. Oczywiście dobre monitory nie wymagają ani zbyt wiele czekania na stabilizację parametrów, ani nawet szczególnie dużo pracy przy kalibracji.

Podczas ustawiania monitora pierwszym krokiem jest zawsze właściwa regulacja poziomów jasności i kontrastu. Choć może się to wydawać dziwne, ustawienie jasności monitora decyduje o poziomie czerni w wyświetlanym obrazie, podczas gdy kontrast zmienia poziom koloru białego. Większy kontrast sprawia, że obraz staje się ostrzejszy i jaśniejszy, podczas gdy mniejszy poziom tego parametru daje obraz z większą ilością odcieni, bardziej rozmyty i odrobinę ciemniejszy. Optymalnym ustawieniem jest takie, przy którym widoczna jest maksymalna liczba odcieni koloru szarego, przy czym zarówno kolor czarny jak i biały są odpowiednio odwzorowane.

Większość ludzi ma tendencję do używania monitorów i telewizorów z wysokimi ustawieniami jasności, jako że jaśniejszy obraz wydaje się wyglądać lepiej - szczególnie w biurze, gdzie jest wiele źródeł światła. Jednak ustawianie jasności i kontrastu na maksymalne wartości pogarsza jakość obrazu i może skrócić czas użytkowania monitora, który powinien wynosić od trzech do pięciu lat.

18

---