История создания вычислительной техники

Рис.3. Мониторы на основе ЭЛТ

Рис.4. ЖК-мониторы

При выводе на экран любого изображения, независимо от того, в растровом или векторном форматах оно зафиксировано в графических файлах, в видеопамяти формируется информация растрового типа, содержащая сведения о цвете каждого пиксела, задающего наиболее мелкую деталь изображения. Каждый пиксел однозначно связан с долей видеопамяти - несколькими битами, в которых программным путем задается яркость (и, при цветном экране, цветность) свечения этого пиксела. Специальная системная программа десятки раз в секунду считывает содержимое видеопамяти и обновляет содержимое каждого пиксела, тем самым создавая и поддерживая на экране изображение.

Основные характеристики дисплеев с точки зрения пользователя таковы: разрешающая способность, число  воспроизводимых цветов (для цветного дисплея) или оттенков яркости (для  монохромного). Для алфавитно-цифрового  дисплея разрешающая способность - число строк на экране и символов в каждой строке.

В настоящее время (с конца 90-х годов) начался промышленный выпуск плазменных дисплеев. В основе - возможность управлять возникновением электрических разрядов в некоторых  газах и сопровождающим их свечением. Такие дисплеи обладают высоким  качеством изображения и могут иметь значительно большие, чем у привычных компьютеров, размеры экранов при небольшой толщине (экран с диагональю около 1 м при толщине 8-10 см).

3.3.3 Сравнительные  характеристики мониторов

Поработав впервые за новым  жидкокристаллическим монитором, первая мысль, которая приходит в голову - "цивилизация, прогресс". После  него, возвращаясь к обычному ЭЛТ-монитору, испытываешь абсолютно реальное чувство отвращения.

Новый монитор это не только не виданное ранее удобство, но и  абсолютное спокойствие за собственное  здоровье. Массовая пропаганда абсолютной безвредности мониторов подобного  класса, стала неотъемлемой частью рекламной политики фирм производителей.

Несмотря на скрытый намек  предыдущих строк, о том, как все  на самом деле плохо, давайте попробуем  максимально объективно сравнить преимущества и недостатки обоих типов мониторов.

Основные факторы, отрицательно влияющие на зрение, здоровье	Монитор на основе электронно-лучевой  трубки	Монитор на основе активной матрицы (жидкокристаллический монитор)
Радиационное излучение	да	нет
Является прибором активного  контраста	да	да
Зависим ли от освещенности рабочего места	да	да
Зависимость от несовершенства способов создания изображения на экране монитора	да	практически отсутствует
Яркости изображения	достаточная	ниже чем в  ЭЛТ
Возможность наличия бликов	да	да
Несоблюдение расстояния от глаз до монитора	да	да
Зависимость от положения  дисплея	да	да
Недостаточная частота обновления*	нет	да
Длительная неподвижность  глазных и внутриглазных мышц	да	да
Длительная работа требует  сосредоточенности (напряженность  глаз)	да	да
Мерцание изображения	да	нет

Доступные по цене жидкокристаллические мониторы имеет невысокую частоту  обновления, что доставляет неудобства при игре в игры с трехмерной графикой. Недостаточной, частота обновления может быть, в зависимости от настройки, и у мониторов на базе ЭЛТ. Некоторые  из пунктов сравнения частично дублируют  другие, например из того, что прибор является устройством активного  контраста и так следует зависимость  от освещенности рабочего места. Но чтобы  подчеркнуть основные моменты и  сделать сравнение более доступным, добавлена избыточная информация. Как  видно из таблицы, результат не столь  утешительный. Большая часть таблицы  осталось красной и с появление  жидкокристаллических мониторов. Теперь давайте пройдемся по пунктам, в  которых наблюдаются отличия:

Радиационное излучение Наибольшее беспокойство от использования компьютера предыдущие десятилетия доставляла именно эта проблема. С появлением жидкокристаллических мониторов эта проблема полностью решена. Жидкокристаллические мониторы используют для создания изображения излучение видимого диапазона, т.е. свет "лампочки".

 

3.3.4 Зависимость  от несовершенства способов создания  изображения на экране монитора

Для мониторов на базе ЭЛТ  это: неоптимальные параметры схем развертки ЭЛТ, несовместимость  параметров монитора и графического адаптера, недостаточно высокое разрешение монитора, расфокусировка, несведение лучей, низкий уровень других технических характеристик, неправильно настроенная яркость. Для жидкокристаллических мониторов это недостаточная яркость; и недостаточная частота обновления для высоко-динамичной трехмерной графики игр. Почувствовать самому недостаточную частоту обновления на жидкокристаллическом мониторе практически невозможно.

Недостаточная яркость.

Очень долгое время недостаточная  яркость была непреодолимой преградой  для разработчиков жидкокристаллических мониторов. Первые модели мониторов  создавали изображение, хорошо различимое только в комнате, без прямого  солнечного света. В последних моделях, с использованием дополнительного  четвертого пикселя яркости, проблема решена полностью.

Недостаточная частота  обновления.

Объяснение этого пункта приведено выше в тексте.

Мерцание изображения.

Из-за мерцания изображения, при работе с монитором на базе ЭЛТ, быстро устают глаза, как следствие  появляется раздражительность и  другие признаки усталости. У жидкокристаллических мониторов мерцание отсутствует. Пункты, в которых принципиально различные  мониторы, показали одинаковые результаты можно разделить на две группы, недостатки, связанные с самой  конструкцией монитора, его корпуса  и недостатки, связанные с непродуманной  организацией рабочего места. Теперь более  детально рассмотрим недостатки, связанные  с конструкцией монитора, его корпуса.

Монитор - прибор активного  контраста.

Все приборы активного  контраста в большей степени  зависят от интенсивности освещения  и угла падения светового потока на экран, чем при работе с пассивным  контрастом, например при чтении с  бумаги.

Зависимость от положения  монитора.

При работе с дисплеем пользователь ПК зависит от положения дисплея, а при чтении с бумажного носителя можно легко изменить положение  листа, для наиболее комфортного  восприятия информации.

Длительная неподвижность  глазных и внутриглазных мышц.

Длительная работа с персональным компьютером требует повышенной сосредоточенности, что приводит к  большим нагрузкам на зрительную систему, ослабления глазных мышц. Осталось рассмотреть недостатки, связанные  с непродуманной организацией рабочего места.

Наличие бликов, несоблюдение расстояния от глаз до монитора, отсутствие необходимого освещения рабочего места, неправильно настроенное изображение.

Поэтому необходимо тщательно  изучить возможности монитора и  использовать их для максимально  правильной настройки монитора, а  также следует безукоснительно соблюдать Санитарные правила и нормы.

Подводя итог можно сделать  вывод, что жидкокристаллический монитор, является прорывом в развитие компьютерных технологий, но его использование  не является абсолютно безвредным. Если пользователь не научиться выполнять  все предписания по организации  своего рабочего места, ежедневно соблюдать  график работы, он не сможет сохранять  работоспособность на протяжении всего  рабочего дня, оставаться здоровым.

 

3.3.5 Принтеры

Огромную роль при выводе информации играют разнообразные печатающие устройства -принтеры. Наличие дисплея на современных компьютерах позволяет, работая в интерактивном режиме, экономить огромное количество бумаги, но все равно наступает, как правило, момент, когда необходима, так называемая, “твердая копия" информации - текст, данные, рисунок на бумаге. В процессе эволюции принтеры прошли следующий путь. Первые копировали пишущую машинку, имея ударные клавиши с буквами, цифрами и т.д. Под управлением процессора та или иная клавиша наносила удар по красящей ленте, оставляющей след на бумаге. Таких принтеров давно нет; их прямые наследники - точечно-матричные принтеры ударного типа - располагают перемещающейся вдоль строки печатающей головкой, содержащей от 7 до 24 игл, каждая из которых может независимо от остальных наносить удар по ленте. Это позволяет формировать изображения как букв и цифр, так и любых других символов, а также достаточно сложные рисунки и чертежи.

Для хранения и подачи ленты  используют специальную пластмассовую  коробочку - картридж. Принтеры стали  “интеллектуальными”, т.е. имеют собственное  ОЗУ и электронный блок управления для того, чтобы разгрузить основное ОЗУ и не отнимать в процессе печати время у центрального процессора.

Существуют ударные точечно-матричные  принтеры цветной печати. В них  используются 4-цветные ленты, и каждая точка изображения формируется  четырьмя последовательными ударами  иголки разной силы. Таким образом можно сформировать на бумаге точки всех основных цветов и множества оттенков. Крупнейший производитель точечно-матричных принтеров - фирма “Epson” (Япония).

Все чаще на рабочих местах пользователей персональных компьютеров  появляются вместо точечно-матричных струйные или лазерные принтеры.

Струйные принтеры вместо головки с иглами имеют головку  со специальной краской и микросоплом, через которую эта краска “выстреливается" струйкой на бумагу (и быстро сохнет). Для формирования изображения либо струйка краски может отклоняться специально созданным электрическим полем (так как она электризуется в момент выхода из сопла), либо (чаще) головка имеет столбец из нескольких сопел - наподобие матрицы игл точечно-матричного принтера

Струйные принтеры могут  быть цветными, они смешивают на бумаге красители, порознь распыляемые  разными соплами. Изображение, формируемое  струйными принтерами, по качеству превосходит аналогичное, получаемое на точечно-матричных. Дополнительное достоинство - меньший уровень шума при работе.

Самые высококачественные изображения  на бумаге на сегодняшний день дают лазерные принтеры. Один из основных узлов  лазерного принтера - вращающийся  барабан, на внешней поверхности  которого нанесен специальный светочувствительный  материал. Управляемый электронным  блоком луч лазера оставляет на поверхности  барабана наэлектризованную “картинку”, соответствующую формируемому изображению. Затем на барабан наносится специальный мелкодисперсный порошок - тонер, частички которого прилипают к наэлектризованным участкам поверхности. Вслед за этим к барабану прижимается лист бумаги, на который переходит тонер, после чего изображение на бумаге фиксируется (“прижигается”) в результате прохождения через горячие валки.

Все это происходит с огромной быстротой, благодаря чему лазерные принтеры значительно превосходят  обсуждавшиеся выше по скорости работы. Лазерные принтеры - рекордсмены по части количества воспроизводимых шрифтов и качеству рисунков благодаря высочайшей разрешающей способности. Существуют как черно-белые, так и цветные лазерные принтеры. Лазерный принтер работает почти бесшумно. Единственный, но, увы, очень важный параметр, по которому они существенно уступают принтерам ранее описанных типов - стоимость; далеко не всякий может себе позволить приобрести принтер, по стоимости превосходящий точечно-матричный аналог в несколько раз.

Лидирующая фирма в  производстве струйных и лазерных принтеров - “Hewlett-Packard” (HP), США, хотя в этой области действуют и другие фирмы.

Существуют и принтеры, работающие на других физических принципах, но по распространенности они значительно  уступают тем, которые обсуждались  выше. 

 

3.3.6 Плоттеры

Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической  информации, создания схем, сложных  архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для  производства высококачественной, цветной  документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, про-

Максимальная длина печатаемого  материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка  за точкой наносится изображение  на бумагу (кальку, пленку), отсюда и  название графопостроителя - плоттер (to plot - “вычерчивать чертеж”).

К основным характеристикам  плоттеров относятся:

скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;

скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых  в минуту;

разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.

Плоттеры подключаются к  компьютеру через параллельный или  последовательный интерфейс, либо в  слот расширения встраивается плата.

По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага. По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные. Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета. Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн. Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.

Плоттеры с  термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.