Устройства графического вывода
Если устройства графического ввода (сканеры, видеограбберы, цифровые фотоаппараты) пока еще относительно редки (хотя, по мере развития цифровой фотографии, положение быстро меняется), то устройствами графического вывода снабжается каждый современный настольный и переносной компьютер. Многие встраиваемые приложения также имеют хотя бы небольшие, но дисплеи, чаще всего жидкокристаллические.
Два основных практически применяемых типа дисплейных устройств – это электронно-лучевые трубки, используемые в кинескопах телевизоров и мониторах настольных компьютеров, и уже упоминавшиеся жидкокристаллические дисплеи. Устройства других типов – матрицы светодиодов и газоразрядные ("плазменные") панели пока что дороги в производстве, либо не всегда приемлемы по качеству, поэтому – во всяком случае, на момент написания этой книги – еще не находят массового применения.
Принцип действия ЭЛТ широко известен. Изображение в этих устройствах формируется катодным лучом – пучком электронов, испускаемых отрицательно заряженным электродом. Вспомогательные электроды и электромагниты фокусируют луч, а два набора управляемых электромагнитов – катушки горизонтальной и вертикальной развертки – отклоняют этот луч по вертикали и горизонтали (рис. 9.24).
Попадая на лицевую поверхность трубки – экран – электроны заставляют светиться нанесенный на нее краситель-люминофор, формируя, таким образом, изображение. Изменяя напряжение на катоде, можно управлять яркостью луча и, соответственно, яркостью участка изображения. Люминофор светится еще какое-то время после ухода луча с него. За счет этого, а также за счет инерционности человеческого восприятия, изображение воспринимается как более или менее подвижная двумерная картинка, а вовсе не как быстро движущийся световой "зайчик".
Рис. 9.24. Электронно-лучевая трубка
Для формирования цветного изображения используются три фокусируемых со смещением катодных луча и маски, обеспечивающие попадание каждого из лучей на участки предназначенного для него цветного люминофора.
Чтобы изображение занимало весь экран, луч (или тройка лучей) проводится по сложной траектории, которая приведена на рис. 9.25. Генерация этой траектории достигается простой подачей пилообразного напряжения на катушки развертки. При этом частота "пилы" горизонтальной развертки называется частотой строчной развертки, а вертикальной, соответственно, частотой кадровой развертки. Соотношение кадровой и строчной частот равно количеству строк в кадре (несколько строк приходится на кадровый гасящий импульс, поэтому видимых строк на экране чуть меньше, чем следует из соотношения частот).
Рис. 9.25. Развертка ЭЛТ