Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- informatika:maturita:9a [30. 03. 2015, 22.09] – xadam
+++ informatika:maturita:9a [08. 11. 2022, 13.56] (aktuální) – [LCD] xtvrdon1
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
 ====== Monitory a ukazovací zařízení ======
-===== Nejvýznamnější technologie:=====
+===== Nejvýznamnější technologie =====
 ==== CRT monitory ====
-Srdcem monitoru je Cathode ray tube (proto CRT) neboli katodová trubice. Tato trubice je schopná emitovat proud elektronů, který je poté směrován pomocí cívek(elektronový proud lze ohýbat, jsou to záporně nabité částice a tudíž ovlivnitelné elektromagnetickým polem) na konkrétní obrazový bod - obrazové body se skládají ze 3 fosforových bodů RGB (v případě barevného monitoru). Po dopadu paprsku na fosforový bod neboli luminofor se daný bod rozsvítí podle intenzity paprsku. (V barevném monitoru jsou většinou katodové trubice 3 - každá emituje paprsek pro jednu barevnou složku RGB obrazového bodu). Při pohledu na monitor z dálky nevidíme jednotlivé sub-obrazové body, ale jeden obrazový bod s výslednou složenou barvou. Obrazovka se takto většinou překresluje po řádcích (pixel po pixelu). Důležitou součástí je také maska - slouží k přesnějšímu zaměření pixelů - nepropustí elektronový paprsek tam, kde nemá být. (Pozn. CRT monitory se také rozlišují podle typu masky na delta, in-line a trinitron)
+CRT - Cathode ray tube neboli katodová trubice.
+Tato trubice je schopná emitovat proud elektronů, který je poté směrován pomocí cívek (elektronový proud lze ohýbat elektromagnetickým polem) na konkrétní obrazový bod – obrazové body se skládají ze 3 fosforových bodů RGB (v případě barevného monitoru). Po dopadu paprsku na fosforový bod neboli luminofor se daný bod rozsvítí podle intenzity paprsku. (V barevném monitoru jsou většinou katodové trubice 3 – každá emituje paprsek pro jednu barevnou složku RGB obrazového bodu). Při pohledu na monitor z dálky nevidíme jednotlivé sub-obrazové body, ale jeden obrazový bod s výslednou složenou barvou. Obrazovka se takto většinou překresluje po řádcích (pixel po pixelu). Důležitou součástí je také maska – slouží k přesnějšímu zaměření pixelů – nepropustí elektronový paprsek tam, kde nemá být.
 Tato technologie je stará cca 90 let a na přelomu tisíciletí začala být nahrazována jinými technologiemi. Není špatná co se týče zobrazení barev, ale je prostorově a energeticky hodně náročná.
-==== LCD display ====
+==== LCD ====
-Monitor je podsvícen - světlo poté rovnoměrně rozptýleno do všech částí (ideálně). Následně je polarizováno prvním filtrem. Dále prochází vrstvou tekutých krystalů a potom ještě jedním filtrem, kolmým na ten první. Tekuté krystalky lze stáčet (míra se ovlivňuje tranzistorem) a ty podle toho stáčí světlo a tím ovlivňují množství procházející druhým filtrem -> Každý pixel se skládá ze 3 sub-pixelů(RGB, stejně jako u CRT) a každý subpixel má vlastní nádobku tekutých krystalů, tudíž se dá ovládat zvlášť -> při pohledu z dálky všechny 3 subpixely formují 1 výslednou barvu složenou podílem jednotlivých složek RGB.
+LCD - liquid crystal display
-Výhody: malé rozměry, nízká spotřeba (hlavně při LED podsvícení)
+Monitor je podsvícen – světlo poté rovnoměrně rozptýleno do všech částí (ideálně). Následně je polarizováno prvním filtrem. Dále prochází vrstvou tekutých krystalů a potom ještě jedním filtrem, kolmým na ten první. Tekuté krystalky lze stáče, čímž se stáčí světlo a ovlivňuje tedy množství světla procházející druhým filtrem → Každý pixel se skládá ze 3 sub-pixelů RGB a každý subpixel má vlastní nádobku tekutých krystalů, tudíž se dá ovládat zvlášť → při pohledu z dálky všechny 3 subpixely formují 1 výslednou barvu složenou podílem jednotlivých složek RGB.
-Samozřejmě existují i další typy displayů - např. Plazmový, ale ten je nevhodný pro zobrazování statického obrazu, protože se do něj časem obraz vypálí... Novým a nejzajímavějším typem displaye je OLED, ale ten se používá spíš u mobilních zařízení. Generální princip je podobný.
+Dělíme například na:
-===== Parametry monitorů: =====
+VA - Vertical alignment
+  * nejlepší kontrast a hloubka obrazu
+  * nejdelší odezva
-**Rozlišení** - počet obrazových bodů, zpravidla udávaný jako šířkaxvýška, dnes nejobvyklejší fullHD, tzn 1920x1080p. Čím větší tím jemnější obraz, ale samozřejmě zálží na DPI(na hustotě pixelů, v podstatě na velikosti monitoru) a větší rozlišení velmi zatěžuje Grafickou kartu, takže je ideální takový střed.
+TN - Twisted nematic
-**Odezva** - doba(udávaná ve valné většině případů v milisekundách - ms), za kterou se bod na LCD monitoru rozsvítí a zhasne. Pro kancelářskou práci stačí pomalejší odezva(kolem 8ms), ale pro aplikace, které vyžadují rychlé překreslování obrazu (gaming, střílečky...) je rychlá odezva důležitá, aby nedocházelo k tzv. ghostingu. Herní monitory mají odezvu okolo 1-2ms.
+IPS - In-Plane Switching
-**Podsvícení** - chceme, aby bylo silné a tudíž šla nastavit vysoká brightness v případě potřeby, zároveň aby byl celý display podsvícen rovnoměrně, aby nedocházelo ke zkreslení barev a za třetí by mělo být energeticky co nejméně náročné.
+  * lepší pozorovací úhly a kvalitnější barvy
+  * upravená struktura molekul LC
-**Kontrast** - počet "stupňů" v přechodu černá -> bílá nebo naopak. Udává se poměrem, např. 10 000:1. Čím vyšší tím lepší, ale údaje od výrobců jsou často velmi zkreslené. Dynamický kontrast je údaj naprosto nepotřebný, protože si ho každý výrobce může uvést v podstatě jaký chce.
+=== Výhody ===
+  * malé rozměry
+  * nízká spotřeba (hlavně při **LED podsvícení**)
-**Obnovovací frekvence** - neboli refresh rate je frekvence (v Hz) udávající kolikrát za sekundu je monitor schopný překreslit celý obraz. U CRT monitorů se pohybuje mezi 85-120Hz a u LCD může být nižší. Klasická je 60Hz (přičemž 30Hz je minimum pro vnímání plynulého obrazu lidským okem). U 3D monitorů musí být frekvence 120Hz -> 60Hz pro každé oko...
+=== Nevýhody ===
+  * u některých monitorů (TN) horší pozorovací úhly
+  * nerovnoměrnost podsvícení
+  * nízký kontrast
+{{ :informatika:maturita:lcd_princip.jpg?600 |}}
+==== Plazmový display ====
+Plazmový monitor využívá 2 elektrod se střídavým napětím, které indukují výboj – ionizuje se plyn a vzniká plazma, díky které se následně uvolňuje viditelné světlo podle RGB; střídavé napětí poté zaručuje neustálé obnovování výboje.
+=== Výhody ===
+  * dobré pozorovací úhly
+  * prostorová úspora při větších rozměrech
+=== Nevýhody ===
+  *pixely nelze příliš zmenšit, nelze tedy docílit vysokého DPI
+  *mohou nastávat problémy s kontrastem a se splýváním odstínů šedi
+{{ :informatika:maturita:plazma_princip.png?400 |}}
+==== OLED display ====
+Moderní technologie hojně používaná například ve formě AMOLED v mobilních zařízeních. Využívá organických elektroluminiscenčních diod, které po přivedení napětí vytvářejí viditelné záření, není zde tedy potřeba podsvícení jako u LCD monitorů.
+=== Displeje s pasivní matricí – PMOLED ===
+  * jednodušší, používají se pokud je potřeba zobrazit například pouze text
+  * jednotlivé pixely jsou řízeny pasivně, mřížkovou matricí navzájem překřížených vodičů
+  * display se ovládá po řádcích
+=== Displeje s aktivní matricí – AMOLED ===
+  * vhodné pro graficky náročné aplikace s velkým rozlišením
+  * spínání každého pixelu je prováděno vlatním tranzistorem
+=== Další varianty ===
+FOLED - flexibilní OLED
+TOLED - Transparentní OLED
+PHOLED - Phosphorescent OLED
+  * fosforeskující OLED, až 4x větší učinnost
+=== Výhody: ===
+  * výborné pozorovací úhly
+  * velmi prostorově nenáročné (dokonce ohebné)
+  * velmi vysoký jas a kontrast
+  * menší teoretická odezva
+=== Nevýhody: ===
+  * nižší životnost a degradace barev v průběhu používání
+  * vyšší spotřeba energie při převaze bílé barvy
+{{ :informatika:maturita:oled_princip.jpg?400 |}}
+==== E Ink display ====
+Elektronic ink display se snaží napodobit reálný potištěný papír – využívá se proto hlavně například ve čtečkách elektronických knih. V základu funguje na reálném přesouvání nabitých barevných částic barvy – tyto displeje jsou tedy vysoce energeticky úsporné, jelikož částice stačí pro zobrazení daného obrazu posunout pouze jednou (každou změnou prakticky vzniká nový papírový výtisk), ale nedisponují vlastním podsvícením.
+{{ :informatika:maturita:eink_princip.jpg?600 |}}
+===== Parametry monitorů =====
+**Rozlišení** – počet obrazových bodů (pixelů), zpravidla udávaný jako šířka×výška, dnes nejobvyklejší FullHD, tzn. 1920×1080. Čím větší, tím jemnější obraz, ale samozřejmě záleží na DPI (na hustotě pixelů – počet pixelů v závislosti na velikosti monitoru). Větší rozlišení je náročnější na grafickou kartu.
+**Odezva** – doba (většinou v ms), za kterou se bod na LCD monitoru rozsvítí a zhasne. Pro kancelářskou práci stačí pomalejší odezva (kolem 8 ms), ale pro aplikace, které vyžadují rychlé překreslování obrazu (hry, ...) je rychlá odezva důležitá. Herní monitory mají odezvu okolo 1–2 ms.
+**Podsvícení** – chceme, aby bylo silné a tudíž šla nastavit vysoká brightness v případě potřeby, zároveň aby byl celý display podsvícen rovnoměrně, aby nedocházelo ke zkreslení barev a za třetí by mělo být energeticky co nejméně náročné.
+**Kontrast** – počet "stupňů" v přechodu černá -> bílá nebo naopak. Udává se poměrem, např. 10 000:1. Čím vyšší tím lepší, ale údaje od výrobců jsou často velmi zkreslené. Dynamický kontrast (rozdíl mezi plnou bílou a černou plochou) je údaj naprosto nepotřebný, protože si ho každý výrobce může uvést v podstatě jaký chce.
+**Obnovovací frekvence** – neboli refresh rate je frekvence (v Hz) udávající kolikrát za sekundu je monitor schopný překreslit celý obraz. U CRT monitorů se pohybuje mezi 85–120 Hz a u LCD může být nižší. Klasická je 60 Hz (přičemž 30 Hz je zhruba minimum pro vnímání plynulého obrazu lidským okem). U 3D monitorů musí být frekvence 120 Hz -> 60 Hz pro každé oko...
 ===== Konektory: =====
-**VGA** - Video graphics array, nejstarší z uvedených konektorů, představen firmou IBM v roce 1987. Jedná se zároveň o jediný analogový konektor - byl používán s CRT monitory, protože potřebují analogový signál, ale po přechodu k LCD technologii bylo zbytečné konvertovat digitální signál vypracovaný grafickou kartou počítače na analogový pro přenos a následně ho v monitoru konvertovat zpět na digitální (LCD monitory pracují s digitálním signálem) - proto bylo vytvořeno digitální rozhraní DVI. Nicméně VGA konektory lze stále najít i na nových zobrazovacích zařízeních, aby je bylo možné propojit se staršími přístroji. Přenosová šířka pásma VGA je dostatečně velká i pro dnešní vyšší rozlišení (např. FullHD), ale obzvláště při delší délce kabelu a špatném odstínění dochází k velké degradaci obrazu.
+**VGA** - VGA kabley používají konektor D-sub (DE-15)\\
+Video graphics array, nejstarší z uvedených konektorů, představen firmou IBM v roce 1987. Jedná se zároveň o jediný analogový konektor – byl používán s CRT monitory, protože potřebují analogový signál, ale po přechodu k LCD technologii bylo zbytečné konvertovat digitální signál vypracovaný grafickou kartou počítače na analogový pro přenos a následně ho v monitoru konvertovat zpět na digitální (LCD monitory již pracují s digitálním signálem) – proto bylo vytvořeno digitální rozhraní DVI. Nicméně VGA konektory lze stále najít i na nových zobrazovacích zařízeních, aby je bylo možné propojit se staršími přístroji. Přenosová šířka pásma VGA je dostatečně velká i pro dnešní vyšší rozlišení (např. FullHD), ale obzvláště při delší délce kabelu a špatném odstínění dochází k velké degradaci obrazu.
-**DVI** -Digital visual interface, rozhraní vyvinuté pro použítí s LCD displayi, přenáší obraz v digitální podobě (tudíž dochází k minimální degradaci obrazu), ale má limity v rozlišení a frekvenci. Zejména v době přechodu z VGA bylo nutné, aby DVI podporovalo i analogový signál, proto vzniklo několik typů:
+**DVI** – Digital visual interface, rozhraní vyvinuté pro LCD displaye, přenáší obraz v digitální podobě (tudíž dochází k minimální degradaci obrazu), ale má limity v rozlišení a frekvenci. Zejména v době přechodu z VGA bylo nutné, aby DVI podporovalo i analogový signál, proto vzniklo několik typů:
-//DVI-D// (digital only) - pouze digitální signál
+//DVI-D// (digital only) – pouze digitální signál
-//DVI-A// (analog only) - pro kompatibilitu s analogovými monitory
+//DVI-A// (analog only) – pro kompatibilitu s analogovými monitory
-//DVI-I// (digital & analog) - digitální i analogový signál
+//DVI-I// (digital & analog) – digitální i analogový signál
-DVI může být i tzv. //Dual link// - tzn. že má druhý datový spoj a může přenášet obraz s vyšším rozlišením (např. FullHD 3D obraz 120Hz)
+DVI může být i tzv. //Dual link// – tzn. že má druhý datový spoj a může přenášet obraz s vyšším rozlišením (např. 2560 × 1600)
 {{:informatika:maturita:277px-dvi_connector_types.svg.png?nolink&200|}}
-**HDMI** -High-Definition Multi-media Interface - umožňuje přenos nekomprimovaných multimédií (videa a zároveň i až 8 kanálového zvuku), je poměrně malý (navíc existuje i microHDMI), proto je často zakomponovaný do mobilních počítačů, lze ho převést na DVI pomocí jednoduché redukce. Kvalita přenášeného obrazu závisí na kvalitě použitých materiálů a délce, ale narozdíl od VGA není problém vést obraz např. 10-12 metrů. Dnes se používá nejvíc primárně u televizí (Především verze 1.4 a nejnovější verze 2.0, která podporuje až 32 kanálů zvuku a 4K 60Hz video).
+**HDMI** – High-Definition Multi-media Interface - umožňuje přenos nekomprimovaných multimédií (videa a zároveň až 8kanálového zvuku), je poměrně malý (dokonce existuje ještě menší microHDMI, miniHMDI), proto je často zakomponovaný do mobilních počítačů, lze ho převést na DVI pomocí jednoduché redukce. Kvalita přenášeného obrazu závisí na kvalitě použitých materiálů a délce, ale na rozdíl od VGA není problém vést obraz např. 10–12 metrů, protože je digitální. Dnes se používá primárně u televizí (Především verze 1.4 a nejnovější verze 2.1 (2017), která již podporuje až 32 kanálů zvuku a  8K 120 Hz video).
+HMDI kabely mají HDMI Ethernet Channel (HEC). Převod z DVI na HDMI je bezproblémový, naopak může být problém.
+Přibližně ve stejné době jako HDMI byl vyvinut i mechanismus pro ochranu digitálního obsahu – HDCP. Zjednodušeně řečeno, výrobci televizí se museli přihlásit u intelu, který jim schválil zařízení pro enkrypci a poskytl potřebné údaje.
+**Displayport** – nejnovější digitální konektor sloužící k přenosu nekomprimovaného digitálního obsahu s podporou až 32kanálového zvuku a ochrany DPCP (DisplayPort Content Protection) využívající 128bitové šifrování AES. Podporuje rozlišení až 16K (15360 × 8640) @ 60 Hz with 10 bpc. Byl navržen tak, aby nahrazoval DVI i VGA porty na grafických kartách (za pomoci redukcí lze signál převést na všechny 3 výše zmíněné rozhraní). Nejnovější verze je 2.0.
+===== Ukazovací zařízení =====
+==== Optická myš ====
+Ze zdroje světla, nejčastěji červené LED diody, vychází světelný paprsek, který prochází skrz speciální optické prvky, jež ho rozptýlí tak, aby rovnoměrně osvětloval povrch. Od povrchu se poté odrazí zpět přes čočku, která ho zaměří a zaostří na snímací senzor.
+Z desítek až stovek obrázků za sekundu vyhodnocuje řídící jednotka myši posun jednotlivých obrázků vůči sobě a následně tyto údaje převádí do pohybu po osách X a Y.
+**Laserové myši** mají oproti optickým vyšší rozlišení a kontrast snímaných obrázků – mají vyšší přesnost a lepší odezvu senzoru. Vysoce kontrastní obraz umožňuje laserovou myš používat i na náročných površích jako jsou lesklé plochy nebo hladké jednobarevné povrchy.
+==== Trackball ====
+Jedná se prakticky o mechanickou myš otočenou naruby. Uživatel pohybuje s koulí umístěné v pevné podložce, pohyb je snímán přítlakovými válečky a následně přepočítáván jako souřadnice os X a Y. Používá se kde je potřeba pohybovat myší po velké ploše, například dispečink dpmb - mapa. Nebo používán postiženými, kteří nemohou ovládat myš.
+==== Trackpoint ====
+Malinký joystick umístěný uprostřed klávesnice (používaný primárně v notebookové řadě Thinkpad od Lenova). Jako samotný tedy nemá žádná tlačítka (ty jsou případně umístěny například za touchpadem daného notebooku).
+==== Touchpad ====
+Jedná se o náhražku myši u notebooků v podobě malého dotykového prostoru umístěného zpravidla před klávesnicí. Touchpady většinou pracují na principu snímání elektrické kapacity prstu nebo kapacity mezi senzory. Kapacitní senzory obvykle leží podél horizontální a vertikální osy touchpadu. Poloha prstu je pak zjištěna ze vzorků kapacity z těchto senzorů (velmi podobné kapacitním dotykovým displayům). Součástí touchpadu bývají tlačítka nahrazující pravé, levé, popřípadě i střední tlačítka myši – kliknutí může být nahrazeno také speciálním typem dotyku ("dvojťuknutím", dotknutím se dvěma prsty atd.) – na touchpadu může také být speciální místo určené např. pro scrolling.
+==== Dotykové panely ====
+**Rezistivní panel** – dotykové obrazovky se skládá z několika vrstev, z nichž nejdůležitější jsou dvě tenké elektricky vodivé vrstvy, oddělené úzkou mezerou. Když prst/stylus stlačí místo na vnějším povrchu panelu, dvě kovové vrstvy se v tomto místě spojí: panel se pak chová jako pár napěťových děličů s připojenými výstupy. To vede ke změně v elektrickém proudu, který je registrován jako událost doteku a poslán k řadiči pro zpracování.
-S rozhraním HDMI byl vyvinut i mechanismus pro ochranu digitálního obsahu - HDCP. Zjednodušeně řečeno, výrobci televizí se museli přihlásit u intelu, který jim schválil zařízení pro enkrypci a poskytnul potřebné údaje.
+**Kapacitní panel** – běžný (nevodivý) displej je doplněn o dvě elektricky vodivé vrstvy oddělené drobnou vzduchovou mezerou. Na ně je neustále přiváděno elektrické napětí. Obě vrstvy fungují jako kondenzátor, který navíc ve svém okolí vytváří slabé elektrické pole. Jakmile k němu přiblížíte prst (nebo libovolnou jinou vodivou věc), povaha elektrického pole se nepatrně změní, stejně jako se nepatrně změní kapacita kondenzátoru. Na to přesně čekají řídící obvody, které neustále sledují kapacitu kondenzátorů v jednotlivých místech displeje. Jakmile se někde kapacita změní, obvod okamžitě pozná, že v daném místě došlo k dotyku.
-**Displayport** - nejnovější digitální konektor sloužící k přenosu nekomprimovaného digitálního obsahu s podporou až 8kanálového zvuku a ochrany DPCP (DisplayPort Content Protection) využívající 128bitové šifrování AES. Podporuje rychlost přenosu 10,8 Gbit/s, na vzdálenost do tří metrů zvládá rozlišení WQXGA (2560×1600 pixelů), na vzdálenost až 15 metrů zobrazí rozlišení 1920×1080 pixelů. Implementuje se především do počítačů, za použití redukcí je kompatibilní s VGA i HDMI.
+  * Multitouch – kapacitní panel, který je schopný registrovat více míst dotyku zároveň (např. všech 10 prstů).