Monitor (displej)

Monitor (iné názvy: počítačový monitor, počítačový displej, skrátene displej, nepresne (počítačová obrazovka) je displej slúžiaci na zobrazovanie textových a grafických informácií v oblasti počítačov, pôvodne najmä na zobrazovanie hlásení o stave systému a priebehu jeho činnosti (odtiaľ pochádza aj názov monitor).

Na rozdiel od televízora obvykle nie je vybavený vysokofrekvenčným vstupným obvodom, resp. tunerom. Signál je do monitora prenášaný analógovo alebo digitálne.

Základné typy sú: obrazovkový monitor (CRT, Cathode Ray Tube) a monitor LCD (Liquid crystal display). Klasické obrazovky (CRT) v súčasnosti končia, ich uplatnenie je vlastne už len v špeciálnych aplikáciách, prevládajúcou technológiou je LCD. Princíp zobrazenia na obrazovkovom (CRT) monitore je rovnaký ako pri televízii. Zobrazuje obrazovka, čo je vlastne katódová trubica premieňajúca vyžiarený elektrónový lúč pomocou vychyľovania a luminoforu na viditeľný obraz. Monitor LCD zobrazuje pevne dané body polarizáciou (natáčaním) jednotlivých bodov na obrazovke. LCD bod vlastne zakrýva podsvietenú zadnú plochu monitora. Zmenou polarizácie sa bod stáva priehľadným a je viditeľné svetlo prichádzajúce zo zadného podsvietenia (backlight). Opätovnou zmenou polarizácie sa bod stane nepriehľadným a tým sa javí ako čierny.

Oba typy monitorov zobrazujú text, alebo obraz podľa inštrukcií počítača, ktoré sú do formy zobraziteľnej monitorom spracované v tzv. grafickej karte počítača.

Veľkosť monitora sa udáva najčastejšie v palcoch.

Technológie zobrazenia

Podobne ako pri televízii, aj pri počítačovom zobrazení sa používajú rôzne metódy zobrazovania:

LCD (monitor LCD) – najpopulárnejšia metóda zobrazovania, žiadne negatívne žiarenie, ostrý a stabilný obraz, malá hrúbka panelu, nízka hmotnosť, nízka spotreba. Nevýhodou je, že obrazovka funguje ostro len v tzv. natívnom rozlíšení, pretože má pevný počet bodov. Pri zmene rozlíšenia na iné sa obraz javí ako neostrý. (napr. zobrazenie v režime 800 × 600 na monitore s natívnym rozlíšením 1024 × 768). Ďalšou nevýhodou je možnosť poruchy bodu (chybný subpixel). Pixel potom žiari jednou farbou, čo pôsobí rušivo. Táto chyba je neopraviteľná. Niektorí výrobcovia delia monitory do tried, pričom v niektorých triedach nezaručujú, že všetky body sú v poriadku (zvyčajne do 3 až 5 chybných pixelov).
CRT (obrazovkový monitor) – druhá najpopulárnejšia metóda. Výhodou je možnosť zmeny veľkosti bodu – je možné zobrazovať v rôznych rozlíšeniach, stabilný obraz, možnosť meniť teplotu farieb, kalibrovať farby, meniť geometriu obrazu. Monitor nemá takmer žiadnu zotrvačnosť. Dôležitou je aj cena – aj keď cenový pokles LCD vytláča túto výhodu. Nevýhodou sú veľké rozmery, spotreba, hmotnosť, poškodzovanie zraku – časť katódového žiarenia preniká cez luminofor a poškodzuje zrak používateľa žiarením a urýchľovaním prachu spred obrazovky – jeho vystrelenie smerom k používateľovi. Spätné žiarenie (lacnejšie monitory nemajú tienenie elektroniky a vyžarujú aj dozadu cez plastový kryt (problém ak používatelia sedia za sebou)), starnutie obrazu – luminofor po čase stráca svoje vlastnosti, starnutie katódy – katóda nevysiela lúč o pôvodnej intenzite, obrazovka má menší jas, rozostrenie obrazu – obraz po čase stráca na ostrosti. Existujú aj zvláštne varianty CRT monitorov – monochromatické (jednofarebné), vektorové (so zotrvačnosťou v luminiscenčnej vrstve – bod zmizne až po nejakom čase od aktivácie – pre radarové systémy…)
TV – niektoré lacnejšie zariadenia používajú na zobrazenie televízny prijímač. Nevýhodou je menšia ostrosť zobrazenia, horšie zobrazenie detailov, u CRT TV menej stabilný obraz (50 Hz). Nevýhody sa strácajú pri použití kombinovaných TV (TV a počítačový monitor). Tento spôsob zobrazenia sa využíva hlavne pri hracích konzolách a multimediálnych počítačoch nahrádzajúcich audio elektroniku.
Plazma (plazmový monitor/zobrazovač) – plazmový displej/zobrazovač (PDP) je typ plochého zobrazovacieho panela typický pre veľkoplošné televízory (32 palcov alebo väčší). Pozostáva z mnohých maličkých buniek medzi dvoma panelmi zo skla, v ktorých je zmes vzácnych plynov (neón, argón…). Plyn v bunkách sa pôsobením elektrického prúdu meni na plazmu, ktorá potom vyžaruje svetlo. Plazmové displeje by sa však nemali zamieňať s LCD. Technológia poskytuje vysoký kontrast a jas. Cenovo sa stále viac približuje k LCD.
Videoprojektor – zobrazuje premietaním obrazu na odrazovú plochu (špeciálne plátno, biela stena). Výhodou je veľký obraz. Ide vlastne o maličký priehľadný LCD monitor s vysokým rozlíšením na palec, a s vysokou odolnosťou voči teplu. Projekčná lampa svieti pomocou optickej sústavy cez LCD a tým premieta zobrazený obraz. S výhodou sa používa pri rôznych prezentáciách a pod. Nevýhodou je nízka životnosť projekčnej lampy – cca 15 000 hodín a jej relatívne vysoká cena – až 1/3 ceny projektora. Vysoké teplotné zaťaženie, nutné prídavné chladenie a tým vyššia hlučnosť.
OLED (Organic Light Emitting Diode) – displeje emitujúce žiarenie (body svietia pomocou emisie svetla z PN prechodu) – zatiaľ sa vyrábajú len v malých rozmeroch. Výhodou je vyšší kontrast a jas. Displej si možno predstaviť ako keby zložený z maličkých LED diód.
SED (Surface conduction Electron emitter Display) – experimentálne, sú to ploché panely, kde je na zobrazovanie použitá rovnaká technológia ako pri CRT displejoch, no pre každý bod zvlášť.

Parametre

Všeobecné parametre monitorov určujúce ich kvalitu sú:

Jas (luminance), udávaná v kandelách na štvorcový meter (cd/m²).
Veľkosť obrazu (screen size)– je veľkosť uhlopriečky obrazu udávaná v palcoch. Dnes (2007) sú najpredávanejšie 19″ LCD monitory. Poznámka: pre CRT monitory je viditeľná plocha menšia od udávaného rozmeru obrazovky asi o 1″ (približne 2,54 cm), keďže sa udáva vonkajší rozmer celej obrazovky.
Veľkosť zobrazovaného bodu (dot pitch). Udáva vzdialenosť medzi dvoma subpixelami jednej a tej istej farby. Bežne 0,24 mm. Menší bod znamená väčšiu ostrosť a viac detailov.
Čas odozvy. Je to čas za ktorý jeden bod sa dostane z aktívneho stavu (čierna) do neaktívneho stavu (biela) a späť. Udáva sa v milisekundách (bežne okolo 5 milisekúnd). Rýchlejšie prekresľovanie znamená väčšiu ostrosť v rýchlych scénach. Niektorí výrobcovia udávajú čas odozvy len ako prechod z inaktívneho do aktívneho stavu, aby papierovo vyšli lepšie parametre.
Obnovovacia frekvencia (refresh rate) označuje koľkokrát za sekundu lúč prekreslí celý obraz na CRT obrazovke.
Spotreba (power compsumption) – spotreba zariadenia vo Wattoch (W).
Pomer obrazu (aspect ratio) je pomer obrazu – horizontálny rozmer ku vertikálnemu rozmeru obrazu. Štandardom je pomer 4 : 3, čo zodpovedá 1024 bodov × 768 bodov. Tzv. širokouhlé monitory (wide) majú pomer obrazu 16 : 9 (1024 × 576). Tento pomer je priaznivejší pre ľudské oko.
Rozlíšenie (display resolution). Počet bodov, ktoré je možné zobraziť. Udáva sa ako počet pixelov vodorovne krát počet pixelov zvisle, typické hodnoty sú 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768, 1280 × 1024. Podrobnejšie pozri rozlišovacia schopnosť.

Pripojenia monitorov (interface)

Historické pripojenia

Prvé počítače mali zabudované modulátory umožňujúce ich pripojenie k TV prijímačom, alebo mali video výstup pre pripojenie videomonitorov (composite video). Neskoršie verzie mali výstup riadený TTL logikou, pretože napätie jednotlivých farieb bolo rovnaké, ako napätie TTL. Odrody boli LVDS a TMDS. Monitory používajúce adaptéry ako MDA, Hercules, CGA, EGA a ich klony používali modifikované TTL pripojenie. Konektorom bol Canon 9pin (DB-9). EGA monitor používal 6 digitálnych signálov pre riadenie troch elektrónových diel signálovou metódou RrGgBb (vypnuté, jemne, stredne, jasne) týmto spôsobom sa dalo zobraziť 64 farieb. Mnohé monitory mali spätnú kompatibilitu so staršími modelami EGA – CGA a pod.

Moderné pripojenia

Dnešné počítače umožňujú zobrazenie desiatky miliónov farieb v tzv. RGB režime – zmenou jasu červenej, modrej a zelenej farby. Na pripojenie sa používa trojradový 15 pinový Canon konektor, ktorý obsahuje signál pre jednotlivé farby – RGB, jas a kontrast. Konektor je označovaný ako analog, RGB, D-Sub… Mnohé moderné počítače majú priame – digitálne pripojenie k digitálnemu monitoru – LCD panelu, bez konverzie signálu do analógovej formy. DVI konektor obsahuje aj analógovú zložku, a je možné doň umiestniť aj video signál – výstup aj vstup. Nie je potrebné nastaviť žiadne parametre, monitor priamo komunikuje s grafickou kartou. Ďalšou možnosťou je HDMI (High Definition Multimedia Interface) pripojenie (s vysokým rozlíšením) a DisplayPort – vysoké rozlíšenie s integrovaným zvukom.

Použitie monitorov

Mnohé karty sú vybavené doplnkovými funkciami rozširujúcimi ich možnosti. Najbežnejším rozšírením je tzv. Dual Head resp Triple Head. Karta umožní mimo základného monitora súbežne pripojiť ďalšie zobrazovacie zariadenie – napr. ďalší RGB monitor, DVI monitor, TV out – televízny výstup pre pripojenie televízora, alebo AV monitora (AV resp. SVHS konektor). Je možné sledovať rovnaký obraz na oboch monitoroch, rozšíriť pracovnú plochu na oba monitory, alebo sledovať obraz premietaný v tzv. overaly režime. Niektoré karty majú aj výbavu pre vstup – tzv. VIVO (Video In Video Out).

Pozri aj