Инженерная и компьютерная графика

Итак, самые распространенные типы масок это теневые, а они бывают двух типов: Shadow Mask (теневая маска) и Slot Mask (щелевая маска).

 

Теневая маска

Теневая маска (shadow mask) - это самый  распространенный тип масок для CRT мониторов. Теневая маска состоит  из металлической сетки перед  частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Как правило, большинство  современных теневых масок изготавливают из инвара (сплав железа и никеля). Отверстия в металлической сетке работают как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях.

Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленого, красного и синего, - которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Минимальное расстояние между люминофорными  элементами одинакового цвета называется dot pitch (или шаг точки) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, Viewsonic.

 

Щелевая маска

Щелевая маска (slot mask). Эта технология широко применяется компанией NEC под  именем "CromaClear". Это решение  на практике представляет собой комбинацию двух технологий описанных выше. В  данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется slot pitch (щелевой шаг). Чем меньше значение slot pitch, тем выше качество изображения на мониторе.

Щелевая маска используется, помимо мониторов от NEC (где ячейки эллиптические), в мониторах Panasonic с трубкой PureFlat (ранее называвшейся PanaFlat). Кстати, самым первым монитором с плоской трубкой был именно Pаnasonic с трубкой PanaFlat. Вообще, тема мониторов с плоскими трубками заслуживает отдельного рассмотрения.

Есть и еще один вид трубок, в которых используется Aperture Grill (апертурная или теневая решетка). Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony еще в 1982 году.

 

Апертурная решетка

Апертурная решетка (aperture grill) - это  тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но имеющих одинаковую суть, например технология Trinitron от Sony или Diamondtron от Mitsubishi.

Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sony (Mitsubishi, ViewSonic), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной(ых) (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21") проволочке, тень от которой Вы и видите на экране.

 

Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется damper wire. Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же, наоборот, довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки.

Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется strip pitch (или шагом полосы) и измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение strip pitch, тем выше качество изображения  на мониторе. Апертурная решетка используется в мониторах от Viewsonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi и во всех мониторах от SONY.

Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с  теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера, 0.25 мм strip pitch приблизительно эквивалентно 0.27 мм dot pitch.

Оба типа трубок имеют свои преимущества и своих сторонников. Трубки с  теневой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку  свет проходит через отверстия в  маске с четкими краями. Поэтому  мониторы с такими CRT хорошо использовать при интенсивной и длительной работе с текстами и мелкими элементами графики, например в CAD/CAM-приложениях. Трубки с апертурной решеткой имеют более ажурную маску, она меньше заслоняет экран и позволяет получить более яркое, контрастное изображение в насыщенных цветах. Мониторы с такими трубками хорошо подходят для настольных издательских систем и других приложений, ориентированных на работу с цветными изображениями. В CAD системах мониторы с трубкой, в которой используется апертурная решетка, недолюбливают не потому, что они хуже воспроизводят мелкие детали, чем трубки с теневой маской, а потому что экран монитора типа Trrinitron плоский по вертикали и выпуклый по горизонтали - т.е. имеет выделенное направление.

Как мы уже упоминали, кроме электронно-лучевой трубки, внутри монитора есть еще и управляющая электроника, которая обрабатывает сигнал, поступающий напрямую от видеокарты вашего PC. Эта электроника должна оптимизировать усиление сигнала и управлять работой электронных пушек, которые инициируют свечение люминофора, создающего изображение на экране. Выводимое на экране монитора изображение выглядит стабильным, хотя на самом деле таковым не является. Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам в следующем порядке: слева направо и сверху вниз на экране монитора.

Этот процесс происходит очень  быстро, поэтому нам кажется, что  экран светится постоянно. В сетчатке наших глаз изображение хранится около 1/20 секунды. Это означает, что если электронный луч будет двигаться по экрану медленно, мы можем видеть это движение как отдельную движущуюся яркую точку, но когда луч начинает двигаться, быстро прочерчивая на экране строку хотя бы 20 раз в секунду, наши глаза не увидят движущейся точки, а увидят лишь равномерную линию на экране.

Если теперь заставить луч последовательно  пробегать по многим горизонтальным линиям сверху вниз за время меньшее 1/25 секунды, мы увидим равномерно освещенный экран с небольшим мерцанием. Движение самого луча будет происходить настолько быстро, что наш глаз не будет в состоянии его заметить. Чем быстрее электронный луч проходит по всему экрану, тем меньше будет заметно и мерцание картинки. Считается, что такое мерцание становится практически незаметным при частоте повторения кадров (проходов луча по всем элементам изображения) примерно 75 раз в секунду. Однако, эта величина в некоторой степени зависит от размера монитора. Дело в том, что периферийные области сетчатки глаза содержат светочувствительные элементы с меньшей инерционностью. Поэтому мерцание мониторов с большими углами обзора становится заметным при больших частотах кадров. Способность управляющей электроники формировать на экране мелкие элементы изображения зависит от ширины полосы пропускания (bandwidth). Ширина полосы пропускания монитора пропорциональна числу пикселей, из которых формируется изображение видеокартой вашего компьютера.

Теперь что касается поддерживаемых монитором частот. Очень часто на коробке от монитора указывается только ширина полосы пропускания частот. Иногда еще и диапазон горизонтальной частотной развертки. Впрочем, как правило, в руководстве к монитору можно найти и дополнительную информацию. В принципе, если монитор соответствует стандарту TCO, то уже из этого можно сделать выводы о его характеристиках. Но даже зная только ширину полосы пропускания монитора, можно определить достаточно точно, сможем ли мы работать в требуемом разрешении при необходимой частоте регенерации.

Ширина полосы пропускания измеряется в MHz и характеризует, какой может  быть минимальная длительность импульса, соответствующего отображению одиночной  точки на строке изображения, а следовательно  и ее размер при предельных скоростях строчной развертки. Заметим, что значения ширины полосы пропускания монитора и предельной скорости передачи импульсов отдельных пикселов видеоадаптером (dot clock, т.е. данные об отображении какого количества пикселей может передать видеоадаптер в монитор в секунду; измеряется тоже в MHz) в комбинации определяют резкость изображения по горизонтали на предельных разрешениях и частотах разверток. При примерно равных значениях этой частоты общая предельная частота системы видеокарта-монитор будет примерно на 40% меньше.

 

Модели

Sony GDM-FW900

Новая 24-дюймовая широкоформатная супермодель от Sony пришла на смену другой супермодели  — W900. Кардинальные отличия — абсолютно  плоский экран FD (flat display) Trinitron против цилиндрического у W900, а также улучшенные характеристики видеоусилителя. Производитель позиционирует GDM-FW900 для настольных издательских систем и САПР. Широкий формат позволяет видеть разворот А3 (две страницы А4) целиком в натуральную величину.

Sony Multiscan W900

Sony Multiscan W900 24" – это широкоэкранный монитор формата 16:10 для профессионалов с переменным шагом апертурной решетки (0.25 - 0.28 мм), который занимает столько же места, сколько и 20" монитор. Благодаря расширению рабочей зоны на 30% по горизонтали позволяет выводить на экран одновременно 2 страницы А4. Поддерживает разрешения вплоть до 1920 х 1200 / 76 Гц Является первым в мире представителем нового класса мониторов. Легированная вольфрамом электронная пушка позволяет значительно улучшить четкость и фокусировку. Переменный шаг апертурной решетки (0.25 - 0.28 мм) обеспечивает идентичность формы, яркости и размера точек по всему экрану. Автоматически корректируются искажения, вызываемые магнитным полем Земли для обеспечения исключительной чистоты цвета. Улучшенное управление цветовой температурой позволяет привести цвета на экране в точное соответствие с цветами на твердой копии. Антибликовое покрытие подавляет отраженный свет, не влияя на яркость изображения Дружественное многооконное экранное меню. Два видео входа и переключатель входов. Наличие VGA и BNC входов расширяет возможности применения.

ViewSonic PF815

Ведущая модель профессиональной серии - ViewSonic PF815 разработана  на основе уникальная экранной технологии PerfectFlat.® . Это великолепный монитор  с диагональю экрана 21 дюйма и размером шага решетки 0.25 мм в центре и 0.27 мм по краям экрана. ViewSonic PF815 предназначен для работы в самых высоких разрешениях при обработке изображений. Как и большинство мониторов ViewSonic данная модель соответствует стандарту безопасности TCO'99.

Цветной монитор 21'' (диагональ видимой части 20")

Шаг точки  экрана 0.25 - 0.27 мм

Антибликовое  и антистатическое покрытие ARAG® 

Рекомендуемое рабочее разрешение 1600х1200 (92 Гц)

Максимальное  рабочее разрешение 1800х1440

Покрытие экрана SuperClearTM

Полоса  пропускания 290 МГц 

Снабжен BNC разъемами 

Экранное  меню OnView®, включая настройку цвета ViewMatch® 

Plug&Play+ для  Windows® 95/98

Совместим с PC и Mac® 

Соответствует стандартам EPA Energy Star, TCO'99

Mitsubishi Electric Diamond Pro 2040U

Особенности - система экранных меню OSD, удобен для комфортной работы в графических и CAD приложениях

Sony GDM-F500

Технологии улучшения фокусировки MALS и EFEAL, обеспечивающие компенсацию  увеличения размера и искажения  формы светового пятна при удалении от центра экрана

В таблице для справки  приведены основные характеристики сравнимых мониторов на электронно-лучевых  трубках с апертурной решеткой (АР).

Модель	Видимая область, мм	Шаг АР, мм	Развертка		Максимальные режимы	Полоса пропускания, МГц
			H, кГц	V, Гц
Sony GDM-FW900 (24" Super Fine Pitch FD Trinitron)	482x308	0,23–0,27	30–121	48–160	1600х1200@97 1920х1080@108 1920х1200@98	________
Sony Multiscan W900 (24” FD Trinitron)	482x304	0,28	30–96	50–160	1920х1080@85 1920х1200@76	________
Sony GDM-F500 (21" FD Trinitron)	404x302	0,22	30–121	48–160	1600х1200@97 1800х1440@81	________
ViewSonic PF815 (22" PerfectFlat)	397x297	0,25–0,27	30–117	50–160	1600х1200@92 1920х1080@108 1920х1440@75	300
Mitsubishi Diamond Pro 2040u (22" Diamondtron NF Uni-Pitch)	393х295	0,24	30–121	50–160	1600х1200@85 2048x1536@75	240

 

 

 

 

 

Министерство образования и  науки Российской федерации

федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный  технологический институт

(технический университет)»

 

 

Факультет информатики и управления

Вариант №5 

Компьютерная графика

 

 

Контрольная работа №2.