Устройства вывода информации

Очень важную роль в составе ПК играет видеоподсистема. Видеосистема служит для вывода на экран изображений текстов, рисунков и видеофрагментов и фильмов. Она состоит из монитора (дисплея) с экраном, на который выводятся изображения; видеоплаты, т.е. платы управления вывода изображения на экран монитора; набора специальных программ — драйверов.

Основными параметрами видеоподсистемы являются:

  • • разрешающая способность — количество точек на экране монитора;
  • • цветовое разрешение — количество цветов, которое иметь отдельная точка;
  • • частота развертки — скорость обновления изображения экрана.

Видеоплата (или видеокарта, видеоадаптер) служит для хранения

видеоизображений, преобразования их из цифровой в аналоговую форму для вывода на экран монитора. Она способна поддерживать текстовый и графический режимы работы. Аппаратно видеоадаптер чаше всего бывает выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в разъем расширения материнской платы.

В текстовом режиме на экран можно вывести символы букв, цифр и специальных знаков из определенного набора, хранящегося в памяти ПК. В графическом режиме на экран можно вывести и текст и любые неподвижные и подвижные изображения.

Следует заметить, что развитию графической подсистемы персональных компьютеров уделяется очень большое внимание. Это связано с постоянно возрастающими требованиями к разрешающей способности и цветовому разрешению видеоподсистемы ПК.

Требования, предъявляемые к видеоподсистеме персонального компьютера, становятся еще более критичными при работе со ставшими в настоящее время стандартными мультимедийными приложениями и программами обработки трехмерной графики. В этом случае требуется введение в состав видеоадаптера специальных микросхем видеоускорителя (акселераторов), основная задача которых — освободить центральный процессор компьютера от работы по построению трехмерных изображений, которая связана с большим количеством вычислений с числами с плавающей запятой.

Мониторы используются трех типов: с электронно-лучевой трубкой, с жидкокристаллическим экраном и плазменные.

Действие жидкокристаллического LCD (Liquid Crystal Display) монитора основано на использовании вещества, находящегося в жидком состоянии, но при этом обладающего некоторыми свойствами кристаллических тел. Молекулы таких жидких кристаллов под действием электрического поля способны изменять свою ориентацию и свойства проходящего сквозь них светового луча. Пользуясь этим свойством, в жидкокристаллических индикаторах, изменяя электрическое напряжение и ориентацию молекул, создают изображение.

Монитор

Рис. 2.49. Монитор

LCD-монитор имеет несколько слоев, содержащих между собой тонкие слои жидких кристаллов. Панель монитора подсвечивается источником света. В зависимости от его расположения панели работают или на отражение, или на прохождение света. В цветных мониторах цвет получается с помощью трех фильтров.

В компьютерных LCD-мониторах используются так называемые нематические или супернематические жидкие кристаллы. Нематические элементы способны поворачивать плоскость поляризации на угол до 90 градусов, а супернематические — до 270 градусов. Супернематические кристаллы обладают высоким быстродействием и контрастностью. Они применяются для пассивных индикаторов. Нематические кристаллы используются в высококачественных цветных мониторах.

В пассивных индикаторах элементы располагаются на пересечениях сетки проводников, к которым подводится электрическое поле путем переключения транзисторов, подключенных к этим проводникам. Такие элементы имеют эффект последействия, поэтому движущиеся предметы на них расплываются.

В активных жидкокристаллических TFT-экранах (Thin Film Transistor — тонкопленочный транзистор) каждый элемент снабжается транзистором. Эти транзисторы управляют приложенным напряжением и быстрее переключаются.

В цветных жидкокристаллических экранах элементы группируют по три (в вертикальный ряд). Каждые такие три элемента образуют пиксель. Каждый элемент имеет светофильтр. Транзисторы управляют количеством проходящего света, образуя нужную смесь цветов.

Недостатком пассивных мониторов является возможность смотреть на них только во фронтальной позиции, а экран с активной матрицей имеет угол обзора 120 — 160 градусов и обладает хорошей яркостью и контрастностью изображения. Первые LCD-дисплеи выпускались только для портативных ПК с диагональю экрана 8 дюймов.

LCD-мониторы являются полностью цифровыми приборами. Однако приходится обеспечивать их совместимость с аналоговыми CRT-мониторами. Для этого цифровой сигнал от системного блока компьютера сначала преобразуется в видеокарте в аналоговый сигнал, а затем снова в цифровой — уже в самом LCD-мониторе. Для преодоления этого неестественного положения уже созданы и используются цифровые видеокарты.

Несомненным преимуществом LCD-мониторов по сравнению с CRT-мониторами является почти полное отсутствие вредного излучения, которому подвергается человек, работающий перед экраном электронно-лучевой трубки, а недостатком — большая цена, которая, однако, довольно быстро снижается по мере увеличения выпуска LCD-мониторов.

Стандарты безопасности, которым должны отвечать мониторы, — это ТСО или MPRII, разработанные в Швеции. При покупке монитора нужно обратить внимание на знаки этих стандартов в паспорте или на корпусе монитора.

Работа плазменного (Plasma Display Panels, PDP) монитора похожа на работу неоновой лампы. Он выполнен в виде плоской стеклянной трубки, заполненной инертным газом под низким давлением. Внутри трубки помещены два электрода. При подаче напряжения между ними зажигается электрический (так называемый тлеющий) разряд и возникает свечение. В плазменных экранах пространство между двумя стеклянными поверхностями заполняется, как и в неоновой лампе, инертным газом (аргоном или неоном). На стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение: образуется поле миниатюрных точечных неоновых ламп. Под действием напряжения в газовой области, прилегающей к электроду, возникает электрический разряд. Плазма этого разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне спектра, а он, в свою очередь, вызывает свечение частиц люминофора в видимой человеком части спектра, т.е. каждый пиксель на экране работает подобно лампе дневного света.

Преимуществами плазменных экранов являются высокая яркость, контрастность и очень большой угол обзора — до 180 градусов. У них отсутствует дрожание картинки, так как она выводится не по строчкам, а прямо в цифровом виде.

Вывод информации из компьютера на бумагу осуществляется электромеханическими устройствами вывода информации — принтерами. Существуют принтеры монохромные (черно-белые) и цветные, ударного (impact) и безударного (non-impact) действия. Последовательные принтеры печатают на бумаге символ за символом, строчные — сразу всю строку, а страничные — целую страницу. В зависимости от технологии печати различают матричные, струйные, лазерные, светодиодные, сублимационные принтеры, принтеры на твердых красителях.

В 1970—1980-х годах самыми распространенными были матричные принтеры, наиболее простые и дешевые. Они печатают с помощью набора миниатюрных игл, которые ударяют по красящей ленте. В этом они похожи на обыкновенную пишущую машинку и, подобно ей, позволяют печатать под копирку. Они являются монохромными, т.е. способны печатать только черно-белое изображение. Последовательные ударные матричные печатающие устройства (impact dot matrix) снабжены печатающей головкой с одним или двумя вертикальными рядами игл. Головка движется вдоль печатаемой строки, и в нужный момент иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя последовательно символ за символом. Для матричных принтеров можно использовать и форматную, и рулонную бумагу. Головка принтера оснащается 9, 18 или 24 иголками. Существуют модели принтеров с широкой (формата A3) и узкой (формата A4) каретками.

Матричные принтеры ударного действия дают невысокое качество печати, невысокую производительность и сильно шумят при работе. В последние годы они практически вытеснены более совершенными принтерами безударного действия, обеспечивающими монохромную и цветную печать высокого качества.

Матричный принтер

Рис. 2.50. Матричный принтер

Однако в государственных учреждениях для печати документов (паспортов, свидетельств и т.д.) используются именно матричные принтеры, как имеющие более надежное изображение, которое не так легко стереть или видоизменить за счет технологии печати.

Более совершенные струйные принтеры относятся к устройствам безударного действия. Они печатают, разбрызгивая на бумагу микроскопические капельки специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через сопла печатающей головки. Перед разбрызгиванием этим микрокапелькам дается электрический заряд, а после разбрызгивания они направляются в нужные точки бумаги с помощью электростатического поля. Количество сопел у разных моделей струйных принтеров — от 12 до 256, а разрешающая способность массовых моделей — 1440 точек на дюйм. В отличие от матричных, струйные принтеры обеспечивают лучшее качество печати и работают практически бесшумно.

В лазерных принтерах, подобно ксероксу, используется электрографический принцип: изображение переносится на бумагу с барабана, к которому с помощью электростатического потенциала притягиваются частички краски (тонера). В отличие от копировального аппарата, в лазерном принтере печатающий барабан электризуется с помощью полупроводникового лазера по командам компьютера. В состав лазерного принтера входят: фотопроводящий цилиндр (печатающий барабан), полупроводниковый лазер и прецизионная оптико-механическая система, которая перемещает лазерный луч.

Лазерный принтер

Рис. 2.51. Лазерный принтер

Лазерные принтеры обеспечивают наилучшую, близкую к типографской монохромную и цветную печать. Они обеспечивают самую высокую среди принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.

В светодиодных принтерах {Light Emitting Diode, LED) вместо полупроводникового лазера используют «гребенку» мельчайших светодиодов. Для них не требуется сложная оптическая система вращающихся зеркал и линз, поэтому светодиодный принтер дешевле, чем лазерный.

Сублимационные {dye sublimation) принтеры применяются для получения цветных изображений сверхвысокого качества. В них красящие ленты нагреваются примерно до 400 °С, при этом краситель испаряется и переносится на специальную бумагу. В принтерах на твердых красителях {solid ink) бруски краски каждого из четырех цветов, похожие на мыло или цветной воск, заправляются в принтер отдельно. В процессе разогрева в течение 10—15 мин эти краски-чернила частично расплавляются и подготавливаются к работе.

Плоттер {plotter), графопостроитель, — это устройство для автоматического вычерчивания рисунков, схем, чертежей, карт на бумаге. Первыми появились и традиционно широко используются перьевые плоттеры. Более современную технологию обеспечивают струйные плоттеры.

Плоттеры

Рис. 2.52. Плоттеры

Перьевые плоттеры можно разделить на три группы: плоттеры, использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой; барабанные (или рулонные) плоттеры; планшетные плоттеры, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям.

Различные модели плоттеров имеют одно или несколько перьев различного цвета (обычно 4—8). Перья бывают трех различных типов: фитильные (заправляемые чернилами), шариковые (аналог шариковой ручки) и с трубчатым пишущим узлом (инкографы). Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный и параллельный порты.

В 1990-х годах перьевые плоттеры начинают вытесняться струйными, которые работают в 4—5 раз быстрее. Используя два чернильных картриджа, струйный плоттер обеспечивает разрешение не менее 300 бр! и имеет два режима работы: чистовой и эскизный. При работе в эскизном режиме почти вдвое сокращается расход чернил.

Для ввода и вывода звуковых сигналов служит звуковая система, состоящая из звуковой платы (или карты), встроенного динамика в системном блоке ПК и внешней звуковой системы. Ввод звука в систему осуществляется через микрофон, линейный выход магнитофона, радиоприемника или СЭ-проигрывателя. Простейшая внешняя система состоит из наушников или пассивных динамиков, а более сложная и качественная — из активных динамиков, имеющих собственное питание и снабженных усилителями.

Наушники, колонки

Рис. 2.53. Наушники, колонки

Звуковые карты условно делятся на 8- и 16-разрядные. 8-разрядная звуковая карта (SoundBlaster) способна обеспечить качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядная — более высокое качество, соответствующее CD-проигрывателю. Новые звуковые карты обеспечивают трехмерный, т.е. объемный звук. Для технологии DVD, в которой звуковое сопровождение фильмов поддерживает технологию Dolby Digital, звуковая карта должна уметь раскодировать DVD-звук с диска и иметь 6 каналов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >