3D-модель и сборочный чертёж с применением SolidWorks планки МТМ80-3100030СБ (стр. 2 из 4)

Описанная схема справедлива для монохромных ЭЛТ, если же вы хотите получить цветное изображение, придется усложнять существующую конструкцию. Во-первых, люминофор должен светиться несколькими цветами. Поскольку человеческий глаз реагирует на три основных цвета — красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue), а все остальные являются их комбинацией, эти три и были выбраны в качестве цветов свечения люминофора.

Таким образом, слой люминофора с внутренней стороны экрана состоит из мельчайших элементов трех цветов. Для упрощения схем управления цветная ЭЛТ имеет три электронных пушки соответственно основным цветам. Остается обеспечить попадание каждого из этих трех пучков электронов только на свои элементы люминофора и исключить попадание на соседние.

Самый простой способ — поместить перед люминофором маску с отверстиями. Таким образом, даже если пучок электронов слегка отклонится от намеченной траектории, он все равно не сможет засветить „чужой” элемент люминофора.

Типы масок.

Всего было разработано несколько типов масок. Увы, идеального решения не существует, и каждый тип имеет свои как сильные, так и слабые стороны. В зависимости от того, какие задачи будут решаться на компьютере, следует выбрать и монитор с соответствующей маской.

Начнем с самого распространенного варианта — теневой маски (Shadow Mask). В этом случае отверстия имеют круглую форму и располагаются напротив точечных элементов люминофора (рис. 2.2). Точки люминофора трех цветов, в свою очередь, формируются в триады. Расстояние по диагонали между триадами — шаг точки маски (Dot Pitch). Чем он меньше, тем выше качество изображения. У современных мониторов это значение лежит в пределах от 0,25 (самые лучшие модели) до 0,30 мм, в среднем — 0,28 мм.

К достоинствам ЭЛТ данного типа можно отнести высокую четкость изображения, к недостаткам — невысокие яркость и сочность цветов. Обычно мониторы с ЭЛТ данного типа используются для работы с текстом, компьютерного моделирования (CAD/CAM-приложения).

Рис. 2.2 – Теневая маска.

Подавляющее большинство теневых масок изготавливаются из инвара (Invar) — сплав железа и никеля. Так что, если производитель старательно это подчеркивает, это не более чем рекламный трюк.

Разработка альтернативной технологии, призванной повысить яркость и сочность цветов, привела к созданию апертурной решетки (Aperture Grid). Такая маска состоит из вертикальных струн (рис. 2.3). Люминофор, расположенный в просвете между струнами решетки, нанесен тонкими вертикальными полосками. Расстояние по горизонтали между полосками люминофора одного цвета называется шагом полосы (Strip Pitch) или, что одно и то же, шагом апертурной решетки (Aperture Grid Pitch).

Естественно, чем меньше его значение, тем выше качество изображения. У современных мониторов оно колеблется от 0,23 до 0,27 мм. Абсолютно плоские модели часто имеют переменный шаг, скажем, 0,23 мм в центре и 0,25 мм по краям. За счет того, что площадь струн по сравнению с площадью теневой маски заметно меньше, большее число электронов из пучка достигают люминофора, вызывая яркое, насыщенное свечение.

Но поскольку лучи разделяются только по вертикали, мониторы, использующие ЭЛТ с апертурной решеткой, несколько хуже справляются с отображением мелких деталей, например, текста малого размера. Основное их предназначение — дизайн, верстка, работа с графикой.

Рис. 2.3 – Апертурная решётка.

Следует подчеркнуть две особенности, присущие мониторам с апертурной решеткой. Во-первых, они плоские как минимум в вертикальном направлении, во-вторых, на экранах таких мониторов всегда присутствуют одна или две (в зависимости от размера диагонали монитора) горизонтальные тонкие линии. Это не дефект изображения, а тень от горизонтальной проволоки, поддерживающей и стабилизирующей вертикальные струны.

Как попытку совместить лучшие качества теневой маски и апертурной решетки, можно воспринимать технологию щелевой маски (Slot Mask). Нельзя сказать, что это удалось полностью, но ЭЛТ с щелевой маской по яркости и сочности цветов приближаются к трубкам с апертурной решеткой, а по четкости не уступают традиционным изделиям с теневой маской. Щелевая маска (рис. 2.4) содержит отверстия прямоугольной (или овальной) формы. Напротив них располагаются элементы люминофора, также имеющие прямоугольную (или овальную) форму.

Расстояние по горизонтали между элементами люминофора одного цвета — щелевой шаг (Slot Pitch). Как и во всех остальных случаях, чем меньше его значение, тем выше качество изображения. У современных мониторов оно колеблется от 0,21 до 0,27 мм. Мониторы, использующие ЭЛТ с щелевой маской — оптимальное решение для задач компьютерного моделирования (CAD/CAM-приложения) и работы с текстом.

Рис. 2.4 – Щелевая маска.

Здесь важно сделать одно замечание. Нельзя напрямую сравнивать размер шага для ЭЛТ разных типов: шаг точки (в случае теневой маски) измеряется по диагонали, а шаг апертурной решетки и шаг щелевой маски — по горизонтали. Следовательно, при одинаковом шаге (именно его так любят указывать производители) трубка с теневой маской имеет примерно в 1,1…1,2 раза большую плотность элементов люминофора.

Плоские электронно-лучевые трубки.

В последние несколько лет все большее распространение получают ЭЛТ с плоским экраном. Основное их преимущество — минимизация геометрических искажений изображения.

Существуют два подхода при проектировании мониторов с плоским экраном. В первом случае плоской является только наружная поверхность экрана ЭЛТ. Плюсы такого решения — простота схем управления (нет практически никаких отличий от обычных мониторов), минусы — визуальные эффекты (кажется, что изображение вогнуто, ведь экран фактически — линза).

Второй подход подразумевает, что плоскими являются как наружная, так и внутренняя поверхности экрана. При этом полностью отсутствует эффект линзы, но появляются другие проблемы: пучок электронов при сканировании строки проходит разное расстояние (по краям экрана больше, нежели в центре), да и его падение осуществляется под разными углами.

Частично это решается усложнением схем управления, но все равно четкость изображения по краям (особенно в углах экрана) несколько хуже, чем в центре. Тем не менее, в подавляющем большинстве современных плоских мониторов применяется именно этот тип ЭЛТ. Если говорить об использовании того или иного типа маски, то следует отметить, что разные производители создают свои изделия с привлечением различных решений.

Так, Samsung в своих Infinite Flat Tube использует традиционную теневую маску, а Sony, ViewSonic, NEC/Mitsubishi разработали плоские ЭЛТ на основе апертурной решетки (у этих трубок есть одна интересная особенность — переменный шаг решетки: в центре он меньше, чем по краям — слева и справа), Panasonic, Hitachi и LG, в свою очередь, опираются на технологию щелевой маски.

Естественно, плоские трубки, выполненные на основе различных технологий, сохранили все особенности своих „выпуклых” предшественников.

Параметры CRT-мониторов.

Основной параметр любого монитора — размер экрана по диагонали. Самые простые мониторы имеют диагональ 14 дюймов (1 дюйм = 25,4 мм). Наиболее распространенные на сегодня — 15-дюймовые модели. Их постепенно вытесняют 17-дюймовые. Для поклонников больших экранов предназначены модели с диагональю 19, 21 и 22 дюйма. Для специального применения выпускаются мониторы и с большей диагональю. Надо заметить, что длина диагонали приводится для всего экрана ЭЛТ, видимая же область на 1…2 дюйма меньше.

Второй параметр — шаг точки. О нем мы говорили, рассматривая различные типы ЭЛТ. При выборе монитора следует ориентироваться на следующие значения. Если вы не собираетесь работать с высокими разрешениями, шаг должен быть не более 0,28 мм для теневой маски и не более 0,25 мм для апертурной решетки или щелевой маски. В случае высоких требований к четкости изображения лучше выбрать модель, имеющую шаг 0,25 мм для теневой маски и 0,23 мм для апертурной решетки или щелевой маски.

Если апертурная решетка имеет переменный шаг (например, у ЭЛТ с плоским экраном), нередко значение шага приводится только для центральной области. На него и следует ориентироваться.

Весьма важный параметр — поддерживаемые разрешения и соответствующие им частоты кадровой развертки. Разрешение, которое будет использоваться для работы, в первую очередь зависит от диагонали экрана.

При завышенных значениях разрешения все элементы интерфейса становятся слишком мелкими и, чтобы их различить, приходится сильно напрягать зрение. А если разрешение занижено, на экране помещается слишком мало информации и, дабы увидеть ее всю, приходится постоянно осуществлять прокрутку экрана, что снижает скорость работы.

При выборе рабочего разрешения необходимо учесть и максимальное физическое разрешение, которое способен обеспечить данный монитор. Физическое разрешение напрямую зависит от шага точки и диагонали монитора. Фактически оно (точнее, его горизонтальная составляющая) определяется как отношение ширины видимой области экрана монитора по горизонтали к шагу по горизонтали.

Проиллюстрируем это на примере. Пусть имеется 15-дюймовый монитор с шагом 0,28 мм на основе апертурной решетки. Поскольку последняя лимитирует разрешение по горизонтали (струны расположены вертикально), его и будем рассчитывать. Диагональ видимой области 15-дюймового монитора обычно составляет около 14 дюймов (366 мм). Для традиционных мониторов с отношением высоты к ширине как 3 : 4 ширина экрана составляет около 0,8 от диагонали.

Таким образом, ширина экрана монитора составит 366 • 0,8 = 293 мм. Делим это значение на шаг и получаем максимальное разрешение по горизонтали 1046 пикселов. Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что данный монитор способен работать на разрешениях вплоть до 1024 х 768 пикселов, а вот 1152 х 864 и, тем более, 1280 х 1024 пиксела ему уже „не по зубам”.