§19. Технические средства компьютерной графики

Основные темы параграфа: монитор;

принципы работы монитора; 

как полукается цветное изображение на экране;

жидкокристаллические мониторы;

видеопамять и дисплейный процессор;

устройства ввода изображения в компьютер.

На рис. 4.7 дана схема системы вывода изображения на эк­ран. Она включает в себя монитор (другое название — дисплей) и видеоадаптер, который через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

image062 

Монитор

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, кото­рую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разно­цветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный прин­цип используется и в компьютерах. Точки на экране компью­тера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр (рис. 4.8).

image063 

Одна точка носит название «видеопиксель» (далее будем употреблять краткое название — пиксель). Слово «пиксель» происходит от английского «picture element» — элемент ри­сунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше ка­чество изображения (см. рис. 4.8). Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: М х N,

На современных мониторах используются, например, та­кие размеры графической сетки:

image064 

Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах, 1 дюйм = 2,54 см. Бывают мониторы с диагональю 14, 15, 17 и более дюймов.

Принципы работы монитора

Существуют мониторы, основанные на разных физических принципах. Самыми распространенными являются мониторы на основе электронно-лучевой трубки ЭЛТ-мониторы, На экране такого монитора пиксель образуется люминесцирующим веществом, которое светится под воздействием луча, ис­пускаемого электронной пушкой. Такой луч пробегает по по­рядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он мо­дулируется: на точки, которые должны светиться, падает, а на темных точках прерывается (рис. 4.9).

Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана ее свечение быстро затухает, то скани­рование периодически повторяется с высокой частотой (75-85 раз в секунду и более). При такой частоте наше зре­ние не замечает мерцания изображения.

image065 

Первоначально на компьютерах использовались черно-бе­лые мониторы. На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосве­щенный пиксель — черная точка. При изменении интенсив­ности электронного потока получаются промежуточные се­рые тона (оттенки).

Как получается цветное изображение на экране

Каждый пиксель на цветном экране — это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они ка­жутся слившимися в одну точку.

Из сочетания красного, зеленого и синего цветов складывается вся красочная палитра на экране.

Электронная пушка цветного монитора испускает три луча. Каждый луч вызывает свечение точки только одного цвета. Для этого в мониторе используется специальная фоку­сирующая система.

Жидкокристаллические мониторы

Все большее распространение получают жидкокристалли­ческие мониторы — ЖК-мониторы, По сравнению с элект­ронно-лучевыми мониторами они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.

Видеопамять и дисплейный процессор

Видеоадаптер — устройство, управляющее работой гра­фического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: ви­деопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинфор­мации — двоичного кода изображения, выводимого на эк­ран.

В видеопамяти содержится информация

о состоянии каждого пикселя экрана.                       

Видеопамять — это электронное энергозависимое запоми­нающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет несколько мегабайтов.

Дисплейный процессор — вторая составляющая видео­адаптера.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.

Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процес­сора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный — периодиче­ски читает ее и передает на монитор, на котором эта инфор­мация превращается в изображение.

Устройства ввода изображения в компьютер

Монитор — это устройство вывода изображения. А каким образом изображение можно ввести в компьютер? Для этого используется сканер (рис. 4.10).

Работа сканера как бы противоположна работе видеоадап­тера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который за­писывается в память компьютера. Сканер получил свое на­звание в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.

image066 

С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаги. Как было сказано в главе 3, используя специальную программу распознавания текста, его изображение можно преобразовать в текстовый формат.

Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры, фотографии и ви­деофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоично­го кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.

Коротко о главном

Система вывода изображения на экран включает в себя монитор (дисплей) и видеоадаптер.

Видеоадаптер состоит из видеопамяти и дисплейного про­цессора.

Изображение на экране монитора получается из совокуп­ности множества светящихся точек — видеопикселей.

Пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, которая носит название «растр».

Размер графической сетки М * N определяет разрешаю­щую способность экрана, от которой зависит качество изоб­ражения.

Используются два основных типа мониторов — на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК).

Цвет пикселя на цветном экране монитора формируется из трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Из соче­тания этих трех цветов получаются все другие краски.

Для ввода изображения в компьютер используются скане­ры, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры.

Вопросы и задания

1.Что такое пиксель? Что такое растр?

2.Как работает ЭЛТ-монитор?

3.В чем преимущества ЖК-монитора по сравнению с ЭЛТ-мони­тором?

4.Из каких трех цветов получаются все остальные краски на цветном дисплее?

5.Какие устройства входят в состав видеоадаптера?

6.Для чего нужна видеопамять?

7.Что такое дисплейный процессор? Какую работу он выполняет?

8.Какие устройства используются для ввода изображения в компьютер?