CRT - monitory
Monitory jsou základní výstupní zařízení počítače. Slouží k zobrazování textových i grafických informací. Monitory pracují na principu katodové trubice (CRT - Cathode Ray Tube). Jeho název je odvozen od činnosti, kterou s počítačem provádí - monitoruje a zobrazuje aktuální stav počítače, který je zasílán prostřednictvím grafické karty. Z hlediska barevného zobrazení rozeznáváme monitory:
Nejdříve si uvědomme, na co se z mikroskopického pohledu vlastně díváme, když sledujeme dění na obrazovce. Jsou to luminofory - látky, které vyzařují po předchozím dodání energie. Tento fyzikální jev se nazývá luminiscence. Obrazovka barevného monitoru je pokryta trojicemi luminoforů, které celkově vnímáme z běžné vzdálenosti jako jeden bod - jeden luminofor vyzařuje červeně, druhý zeleně a třetí modře (odtud aditivní skládání barev RGB - Red-Green-Blue). Kombinací intenzit vyzařování jednotlivých složek dostaneme unikátní zabarvení bodu - od plně zářící bílé až po odpočívající černou (důvod, proč mají šetřiče obrazovky obvykle černé pozadí). Energii o správné intenzitě dodá luminoforu elektronový paprsek vystřelovaný z katodové trubice (Cathode Ray Tube - odtud známé značení monitory CRT), každá ze tří barev má svůj vlastní.
V daném okamžiku je obsloužena pouze jedna trojice luminoforů, proto musí být svazek paprsků vychylován, aby rozzářil všechny body na obrazovce (čím míň, tím dříve bude hotov), a jelikož luminofory pouze bliknou a zase velmi rychle pohasnou, musí se tato procedura opakovat neustále dokola. Kmitání svazku paprsků zajišťují vychylovací cívky; z pohledu uživatele se tak jednotlivé body vykreslují obdobně jako text v knížce - zleva doprava a shora dolů. Z počtu překreslení jednoho řádku odvozujeme horizontální frekvenci, ze všech řádků (a tedy celé obrazovky) pak frekvenci vertikální.
Nepostradatelným prvkem barevných monitorů je maska - stínítko. Má podstatný vliv na kvalitu obrazu, proto je použitý typ a její sladění s ostatními zobrazovacími prvky vizitkou výrobců monitorů, i když se zdánlivě jedná o pouhou kovovou děrovanou fólii. Jejím úkolem je přichytit luminofory na stínítku a podle trojic barev je rozdělit do malých buněk. Uspořádání jednotlivých buněk masky je možné pozorovat pouhým okem - lépe však za pomocí lupy, když se na obrazovku monitoru či televize podíváme velmi zblízka. Dnes dle uspořádání prakticky odlišujeme dva typy masek:
typu INVAR
Jako první standard se v obrazovkové technologii uchytily tzv. obrazovky invarové. Jejich princip spočívá v tom, že paprsky usměrňované elektromagnetickým polem dopadají na stínítko přes masku, která omezuje jejich rozptyl a pomáhá je přesně usměrnit na požadované místo. Masku si lze představit jako desku s provrtanými malými otvory. Vzhledem k tomu, že jeden barevný bod musí výt složen ze tří základních barev, musí mít i maska pro každý bod tři otvory. Právě uspořádání bodů v masce přineslo název delta. Otvory pro jednotlivé body jsou uspořádány do trojúhelníků. Invarové obrazovky byly z počátku velmi vypouklé, protože původní technologie nebyla schopna příliš vychýlit paprsek ani upravit jeho tvar, a pokud by stínítko obrazovky bylo rovné, dopadaly by paprsky do střední části jako dokonale ostré a pravidelné, zatímco v okrajových částech by byly protáhlé, elipsovité. Musel se tedy zvolit kompromis mezi klenutím obrazovky, její velikostí a zkreslením obrazu. Moderní technologie sice dovolily klenutí výrazně zmenšit, k ploché obrazovce má invarová obrazovka však přesto opravdu velmi daleko.
typu TRINITRON (patent společnosti sony)
Výše zmíněné problémy invarových obrazovek podstatně zjednodušil příchod trinitronové obrazovky. Společnost Sony totiž přišla s převratnou myšlenkou – nahradit děrovou masku svislými tenkými drátky, které stačí jen ve dvou či třech místech zpevnit drátky příčnými. Výška obrazovky je znatelně menší než šířka, a není zde tedy ani potřeba tolik působit magnetickým polem na vychýlení. Proto nedochází ani k takovému zkreslení paprsku ve vertikálním směru a s horizontálním zkreslením si poradí drátky.. Díky tomu bylo možné vyvinout obrazovku, která byla tehdy považována v podstatě za plochou. Na výšku totiž nebylo nutné obrazovku zakřivovat. Trinitronová obrazovka tedy nebyla a stále není dokonale rovná, jen oproti invarové obrazovce nemá tvar kulové výseče, ale je spíše válcovitá. Trinitronová obrazovka přinesla ostrost a kontrast až do rohů obrazu, kde delta vykazovala už výrazné zhoršení ostrosti. Při detailním pohledu však působí zpevňující drátky trochu rušivě. Hlavní nevýhodou trinitronu je však riziko poškození magnetickým polem. Drátky nahrazující masku jsou totiž velmi tenké, a tedy i lehce ovlivnitelné magnetickým polem. I běžné magnetické pole z reproduktorů může způsobit nejenom vychýlení paprsků, ale také trvalou deformaci drátků tvořících masku. Společnost Sony však nezůstala stát v dalším zdokonalování trinitronové obrazovky a výsledkem byla obrazovka typu FD Trinitron. Ani tato obrazovka není dokonale rovná, ale to už uživatel prakticky nepozná. I tentokrát základní princip spočívá v trinitronovém řešení. Zatímco však dosud klenutí obrazovky odpovídalo válci o poloměru 2000 mm, nová technologie FD Trinitron je schopna nabídnout obrazovce poloměr 50 000 mm, což je z hlediska velikosti úhlopříčky monitoru téměř rovina. Při prvním seznámení s monitorem s obrazovkou FD Trinitron pak máme pocit, že se obraz spíše „propadá dovnitř“.
typu CROMACLEAR
Společnost NEC se nesmířila s choulostivostí trinitronu a pokusila se spojit klady invaru a trinitronu. Výsledkem jejího snažení byla technologie CromaClear. U NEC tedy spoutávali paprsek na výšku jako u Trinitronu, ale přesto vsadili na pevnou mřížku, odolnou vůči magnetickým polím.. Maska s podélnými otvory je však poměrně náročná na výrobu, a tedy i poněkud dražší, ale efekt není vždy srovnatelný s trinitronem, i když oproti deltě je rozhodně lepší.
PLOCHÉ OBRAZOVKY
V poslední době se na trhu klasických CRT obrazovek prosazují obrazovky ploché. Ty totiž umožňují dosáhnout téměř dokonalé geometrie obrazu ve všech místech obrazovky, což je velice důležité zejména v profesionálním nasazení pro práci s grafikou, DTP a konstrukčními programy typu CAD. Ploché obrazovky mají navíc jednu příjemnou vlastnost – neodráží se v nich okolí jako ve vypouklé čočce. Jednodušší a levnější variantou jsou obrazovky typu NaturalFlat, které jsou sice mírně vypouklé, ale jejich přední sklo je tvarováno tak, že přední plocha je absolutně rovná. Tyto monitory spojují relativně jednodušší elektroniku s přesnou, avšak mírně vypouklou obrazovkou. Dalšími zástupci plochých obrazovek jsou pak již výše zmíněné obrazovky typu FD Trinitron.
Jemnost masky, neboli počet buněk v masce, její velikost a vzdálenosti mezi nimi předurčují maximální rozlišení, ostrost obrazu a konvergenci. Dokonalost, s jakou jednotlivé složky RGB splynou dohromady (nevnímáme vodorovný posun červené barvy oproti modré), nazýváme konvergencí. Snahou výrobců tedy je aby se konvergence blížila k nule. Konvergence je již předpokladem ostrého obrazu, avšak sama o sobě nestačí - pro náhlé přechody je nutná co nejmenší rozteč mezi jednotlivými buňkami - obvyklá vzdálenost je 0,28 mm, profesionální grafické monitory ji mají o dvě, tři setinky milimetru menší. Rozlišení obrazu se udává v počtu zobrazitelných bodů na šířku a výšku, například 800×600. Samozřejmě, s vyšším rozlišením roste množství zobrazitelných informací, ale rovněž stoupají nároky na jemnost masky, velikost monitoru a rychlost překreslování.
Typická rozlišení monitorů osobních počítačů jsou 640×480, 800×600, 1 024×768, 1 280×1 024 a 1 600×1 200, ale i jiná. Mezi nimi se mohou tyto monitory přepínat (naproti tomu existují monitory pracující stále v jediném rozlišení - například u pracovních stanic). U nižších rozlišení je tak jeden bod zobrazen větším počtem stejně vyzařujících trojic luminoforů. Maska může na kvalitu obrazu působit také negativně - protože je vyrobena z kovu, lze ji snadno zmagnetizovat přiložením nějakého magnetu - například nestíněného reproduktoru. Zmagnetizovaná maska pak odchyluje elektronové paprsky, které nedopadají přesně na cílové luminofory, a obraz je rozmazaný a pokřivený. Proto každý monitor po svém zapnutí provádí demagnetizaci masky, u některých tuto funkci (značená jako Degauss) může vyvolat i uživatel.
S rostoucí fyzickou velikostí monitoru roste také problém zakřivení obrazovky - jednak je mnohem těžší zaměřit paprsek do rohu monitoru, jednak je uvnitř vakuum a tedy obrovský podtlak, který by u dokonale ploché obrazovky hrozil jejím zhroucením dovnitř.
U monitorů často vznikají vady obrazu jako jeho posunutí, zakřivenost, rozmazanost (zejména v rozích), vlnění, blikaní a další nepříjemnosti (některé lze vysledovat s použitím k tomu určeného softwaru - vykresluje obrazce, při kterých je možné vady nejlépe pozorovat). Kvalitu monitoru proto také hodnotíme podle počtu korekčních mechanismů, kterými lze eliminovat některé nežádoucí jevy.