Еще более привлекательными ЖК-мониторы делают их небольшие габариты, отсутствие геометрических искажений, низкое энергопотребление и отсутствие влияния электромагнитных полей, как в случае с ЭЛТ-мониторами.
Кроме того, цена на ЖК-мониторы постоянно снижаются, в то время как яркость и контраст повышаются. Это одна из основных причин, по которой потребители переходят с традиционных ЭЛТ-мониторов на ЖК-мониторы, тогда как предыдущие ЖК-технологии были неэффективны, имели большое время отклика и обеспечивали низкий контраст.
Хотя существует много вариантов ЖК-технологии, их можно условно разделить на две группы: пассивная ЖК-технология DSTN (dual-scan twisted nematic, экран с двумя полями сканирования на сверхскрученных нематических жидких кристаллах), которая сейчас практически не используется, и активно-матричная ЖК-технология TFT (thin film transistor, экран на тонкопленочных транзисторах), которая сейчас применяется почти повсеместно.
ЖК-экран состоит из нескольких слоев, которые расположены в следующем порядке (от зрителя): поляризационный фильтр, стекло, электрод, ориентирующий слой, слой жидких кристаллов, ориентирующий слой, электрод, стекло и поляризационный фильтр.
В разрезе TFT-дисплей напоминает многослойный бутерброд. На крайних сторонах такого бутерброда расположены стеклянные подложки, между которыми находятся тонкопленочные транзисторы, цветовой фильтр, обеспечивающий первичные цвета красного, зеленого и синего, и слой жидких кристаллов. За ними, дальше всего от зрителя находится флуоресцентная подсветка, которая работает на просвет, подсвечивая пикселы сзади.
Общий принцип действия ЖК-монитора в упрощенном виде выглядит следующим образом. Свет от подсветки, проходя через первый поляризационный фильтр, попадает в слой жидких кристаллов, контролируемый транзистором; затем свет проходит через цветовые фильтры. Транзистор создает электрическое поле, задающее пространственную ориентацию жидких кристаллов. Свет, проходя через такую упорядоченную молекулярную структуру, меняет свою поляризацию, и в зависимости от нее будет либо полностью поглощен вторым поляризационным фильтром на выходе (образуя черный пиксел), либо не будет поглощаться или поглотится частично (образуя различные цветовые оттенки, вплоть до чистого белого).
Рис. 6.22. ЖК-мониторы компактны и выглядят очень элегантно
Рис. 6.23. ЖК-экран в разрезе
Так же, как и в обычном мониторе с электронно-лучевой трубкой, в ЖК-мониторе три разноцветные жидкокристаллические ячейки (красная, зеленая, синяя) формируют полный пиксел. Как и в случае с ЭЛТ-технологией, в ЖК-технологии пикселы имеют определенный размер, который определяет, сколько линий мы сможем увидеть на экране. Обычно размер пиксела для ЖК-монитора составляет примерно 0.28 мм, а этого достаточно, чтобы на экране ноутбука с диагональю 14 дюймов получить разрешение 1024x768 пикселов.
Для ЖК-монитора очень важным параметром будет время отклика пиксела. Чем оно меньше, тем лучше, но известно, что это время больше, чем послесвечение люминофора, по этой причине для получения стабильных изображений частоту обновления экрана у ЖК-дисплеев делают ниже, чем у компьютерных ЭЛТ-дисплеев.
Угол обзора — это еще один важный параметр, который необходимо учитывать при выборе ЖК-монитора. В настоящее время не так уже редко встречаются значения угла обзора более 120°.
И, наконец, одно из самых слабых мест ЖК-технологии (по сравнению с ЭЛТ) — это контраст. В ЭЛТ-мониторе проще добиться более высокого контраста, хотя общая яркость при этом может быть даже ниже, чем в ЖК-мониторе. Это происходит потому, что электронный луч можно полностью выключить, когда на экране нужен черный цвет, а лампа подсветки в ЖК-мониторе работает постоянно, и, когда нужно воспроизвести черный цвет, немного света все равно проходит через пикселы, как бы хорошо ни перекрывали они свет. Для хорошего ЖК-монитора нормальным контрастом считается 400:1.
Среди достоинств, которыми обладают ЖК-мониторы и которые отсутствуют в традиционных мониторах, нужно отметить отсутствие проблем с геометрическими искажениями, сведением или фокусировкой. Кроме того, все современные ЖК-мониторы — это цифровые устройства, в отличие от обычных ЭЛТ-мониторов. А это означает, что видеоадаптеры с цифровым выходом не производят цифро-аналогового преобразования графической информации, которое требуется, для того чтобы вывести изображение на мониторе с электронно-лучевой трубкой. Теоретически отсутствие цифро-аналогового преобразования позволяет более точно воспроизводить цвета и пикселы. Впрочем, те ЖК-мониторы, которые подключены к стандартному аналоговому видеовыходу, вынуждены проводить обратное аналогово-цифровое преобразование (как мы уже говорили, ЖК-мониторы — это цифровые устройства), которое в сочетание с «лишним» цифро-аналоговым преобразованием на компьютерном видеоадаптере может привести к заметным артефактам на изображении.
Вследствие точной и дискретной структуры матрицы пикселов ЖК-монитора, самое четкое изображение можно получить только тогда, когда видеоадаптер компьютера работает с «настоящим» разрешением ЖК-монитора. Другими словами если в ЖК-мониторе используется матрица 1280x1024 пикселов, то видеоадаптер компьютера должен работать именно с этим разрешением, а не больше или меньше.
Некоторые ЖК-мониторы имеют композитный видеовход, раздельный видеовход Y/C и компьютерные видеовходы RGB. При отображении композитного видеосигнала на таком мониторе, его электроника осуществляет масштабирование изображения, например, до разрешения XGA.
Для систем видеонаблюдения сейчас очень часто используются ЖК-мониторы, которые имеют следующие разрешения (указанные в пикселах), широко распространенные в мире компьютерной техники:
VGA: 640х480
SVGA: 800х600
XGA: 1024x768
SXGA: 1400x1050
UXGA: 1600x1200
WSGA: 1640x1024
WUXGA: 1920x1280
Apple 30": 2560x1600
Рис. 6.24. Один из самых больших ЖК-мониторов: 30" монитор от Apple с разрешением 2560x1600 пикселов
Хотя мониторы с кинескопами получили очень широкое распространение, однако их физические размеры также ограничены — в основном, высоким напряжением, необходимым для ускорения электронов. Самые большие кинескопы, которые используются в системах видеонаблюдения, не превышают 68 см (27"). Впрочем, существуют и альтернативные способы формирования большого изображения — это проекционные методы.
Несколько лет назад проекционные мониторы были очень громоздкими, дорогими и сложными в установке и эксплуатации. Обычно они состояли из трех отдельных оптических систем, каждая из которых проецировала свой первичный цвет.
Современные проекторы стали значительно меньше, дешевле, ярче и более простыми в установке и эксплуатации. В большинстве случаев у них есть несколько видеовходов: композитный видеовход, компонентный (или RGB) видеовход, раздельный видеовход Y/C, компьютерный видеовход S-VGA и др. Большинство проекторов — это устройство с одним объективом, которое проецирует свет через ЖК-матрицу.
Одним из самых больших достоинств проекционных технологий считается их способность формировать изображение нужного размера в зависимости от доступной поверхности на стене или специальном экране. Проекторы пока еще не могут давать такую же яркость, как кинескоп, но проекционные технологии развиваются стремительно, и на рынке появляются все более и более яркие проекторы.