3.9.1 Výhody... 34 3.9.2 Nevýhody... 35 3.10 Výběrmonitoru... 37. 4 Ergonomie 38

Obsah 1 Úvod 6 2 Monitory CRT 7 2.1 HistorievývojeCRTjednotek... 7 2.2 Principtvorbyobrazu... 7 2.3 PrincipCRTdispleje... 9 2.4 Technologie..... 12 2.5 ParametryCRTmonitorů..... 14 2.5.1 Velikostmonitoru úhlopříčka..... 14 2.5.2 Rozlišení...... 14 2.5.3 Horizontálnífrekvence... 15 2.5.4 Vertikálnífrekvence.... 15 2.5.5 Šířkapásma..... 15 2.5.6 Bodovározteč.... 16 2.5.7 MTF ModulationTransferFunction..... 16 2.5.8 Obnovovacífrekvence... 17 2.5.9 Barva.... 17 2.5.10 Zářenímonitorů...... 18 2.5.11 Vlivsetrvačnosti...... 20 2.5.12 OSD OnScreenDisplay...... 21 2.6 ChybyCRTmonitorů... 21 2.7 Způsobypřipojenímonitoru... 22 2.7.1 VGArozhraní.... 22 2.7.2 RGBrozhraní.... 22 2.7.3 DVIrozhraní.... 22 3 Monitory LCD 23 3.1 HistorievývojeLCDjednotek... 23 3.2 Principtvorbyobrazu... 23 3.3 Rolepolarizace... 25 3.4 Vytvořenídispleje..... 26 3.5 Podsvícenídipleje...... 27 3.6 Technologie..... 27 3.6.1 Pasivnídispleje... 27 3.6.2 Aktivnídispleje... 28 3.7 PrincipLCDdispleje.... 31 3.8 ParametryLCDmonitorů..... 32 3.8.1 Úhelpohledu.... 32 3.8.2 Technologie..... 32 3.8.3 Dobaodezvy.... 34 3.8.4 Kontrast... 34 3.9 VýhodyanevýhodyLCDdisplejů.... 34 1

3.9.1 Výhody... 34 3.9.2 Nevýhody... 35 3.10 Výběrmonitoru... 37 4 Ergonomie 38 5 Monitory plazmové 41 5.1 Principtvorbyobrazu... 41 5.2 Principplazmadispleje...... 43 5.3 Technologie..... 43 5.3.1 ALiS AlternateLightingofSurfaces..... 43 5.3.2 Asymetrickéluminofory...... 44 5.3.3 Single Scan Technology jednoduché adresování... 45 5.3.4 DualScanTechnology... 45 5.3.5 Plasma Addressed Liquid Crystal Display(PALCD). 45 5.4 VýhodyanevýhodyPDP..... 45 5.4.1 Výhody... 45 5.4.2 Nevýhody... 45 6 Další technologie 47 6.1 DotykovéLCD... 47 6.2 OLED OrganicLight-EmittingDiode.... 47 6.2.1 VývojOLED.... 48 6.3 QD-OLED QuantumDotOLED.... 48 6.4 FED FieldEmissionDisplay...... 49 7 Závěr 51 2

Seznam obrázků 1 CRTdisplej..... 9 2 Schémaběhuelektronovéhopaprsku... 10 3 Principřádkování...... 11 4 Principprokládanéhořádkování...... 11 5 MaskaInvarovéobrazovky..... 13 6 MaskaTrinitronovéobrazovky...... 13 7 MaskaCromaClearobrazovky... 14 8 Bodová rozteč Invarových a štěrbinových obrazovek v mm.. 16 9 RozdělenítechnologiíLCDdisplejů... 24 10 Sedmisegmentovýdisplej...... 26 11 Strukturapasivníhodispleje... 28 12 StrukturaTFTdispleje...... 29 13 Jednotlivésub-pixelyTFTdispleje.... 30 14 PrincipčinnostiLCDdispleje... 32 15 ÚhlypohleduLCDdisplejů.... 33 16 Uvolněnífotonuzplynovéhoiontu.... 41 17 Principčinnostijednébuňkyplazmadispleje..... 42 18 SrovnáníklasickéPDPtechnologieaALiS... 44 19 StrukturaFEDdispleje...... 50 3

Seznam tabulek 1 Maximálnívelikostbodůprorůznéobrazovky..... 17 2 Pozorovacíúhlyadobaodezvy...... 33 3 Dovolenémezevadnýchbodů... 36 4 PorovnáníCRTaLCD... 36 4

Zkratky ALiS - Alternate Lighting of Surface CRT - Cathode Ray Tube DAC - Digital to Analog Converter DVI-I - Digital Video Interface DSP - Digital Signal Processor DSTN - Double-layer Super Twisted Nematic FED - Field Emmision Display FOLED - Flexible Organic Light Emitting Device FPD - Flat Panel Display IPS - In Plane Switching LC - Liquid Crystal LCD - Liquid Crystal Display LCP - Liquid Crystal Phase LEP - Light Emmiting Polymer MVA - Multi-Domain Vertical Alignment MTF - Modulation Transfer Function OLED - Organic LIght Emmiting Diode OSD - On Screen Display PALCD - Plasma Addressed Liquid Crystal Display PCM - Pulse Code Modulation PDP - Plasma Display 5

PHOLED - Phosphorescent Organic Light Emitting Device QD-OLED - Quantum Dot OLED RAMDAC - RAM Digital Analog Converter RGB - Red-Green-Blue SOLED - Stacked Organic Light Emitting Device STN - Super Twisted Nematic TCO - Švédská norma pro ergonomii TN - Twisted Nematic TFT - Thin Film Transistor TOLED - Transparent Organic Light Emitting Device UDC - Universal Display Corporation USB - Universal Serial Bus VGA - Video Graphic Adapter 6

1 Úvod Diplomová práce se zabývá zobrazovacími prostředky počítačů monitory, které jsou nezbytnou součástí každého počítače. Obrazovka monitoru je jedním ze základních prostředků pro komunikaci s počítačem, umožňuje zobrazovat alfanumerické znaky, diagramy, grafy a obrázky barevně nebo monochromaticky. Slouží k zobrazení zpracovaných nebo právě zpracovávaných dat. Je realizovaná většinou na principu elektronových paprsků, tekutých krystalů, emitací elektronů, nebo jejich kombinací. Vlastnosti monitoru ovlivňují kvalitní práci uživatele a jeho neustálý vývoj jde kupředu. Pro pochopení fungování monitorů je potřeba znát fyzikální principy a konstrukce monitorů, což tato práce ve větší míře umožňuje. V první kapitole se diplomová práce zabývá vývojem a historií CRT monitorů. Další kapitoly jsou rozděleny podle typu monitoru na LCD, PDP a další technologie. V každé z těchto kapitol jsou probrány principy zobrazování, technologie a vývoj monitorů. Největší část diplomové práce je věnována právě nejpoužívanějším LCD monitorům, které jsou používány pro zobrazování dat v největší míře a také nejdéle. 7

2 Monitory CRT 2.1 Historie vývoje CRT jednotek Monitory jsou nejrozšířenější zobrazovací jednotky osobních počítačů sloužící k zobrazování textových a grafických informací[?]. Svou konstrukcí velmi připomínají televizní přijímač. U prvních počítačů se jako zobrazovací jednotka používal televizní přijímač. Pro jeho malou rozlišovací schopnost a nekvalitní obraz však bylo od něj upuštěno. Hlavním rozdílem mezi televizorem a monitorem je skutečnost, že monitor zpracovává nemodulovaný signál, zatímco televizor modulovaný. Základní princip monitoru se od počátku století, kdy byl objeven příliš nezměnil. Výrobci monitorů však v této oblasti dosáhli pokroku a vylepšili tuto technologii tak, že ji lze využít pro výrobu větších a plošších obrazovek s vyšším rozlišením, jež lze vyrobit za příznivější cenu. Monitor je připojen kabelem do grafické karty, která se nachází uvnitř počítače a která má na kvalitě obrazu důležitý podíl[?]. Grafická karta se stará o komunikaci počítače s monitorem, aby informace přicházející z počítačedorazilydomonitoruconejrychlejiavdobrékvalitě.protoanitennejlepší monitor, který je připojen na pomalou a nevýkonnou grafickou kartu, nedokáže využít všechny své schopnosti. Jev, kdy se určitá látka(luminofor) rozsvítí při dopadu elektronu, byl objeven a popsán už v roce 1869. Princip obrazovky katodovou paprskovou trubici(crt CathodeRayTube)objevilroku1897drBrown.PrvníCRT obrazovkabylavyrobenavroce1926,barevnýmodelužvroce1928.roku 1938 byla patentována první televizní obrazovka. Od této doby se kvalita monitoru neustále zlepšovala a používaly se nové technologie. Monitory se vyrábějí v několika velikostech a provedeních. Velikostí monitoru určuje jeho úhlopříčka. Proto, když slyšíme, že monitor je patnáctipalcový, musíme si uvědomit, že úhlopříčka obrazovky má patnáct palců. Skutečná velikost obrazovky však bývá o něco menší. Dnešní monitory mají velikost14,15,17,19,20,21,lzenarazitinamonitoryvětší. 2.2 Princip tvorby obrazu Obrazovka je vzduchoprázdná skleněná baňka, jejíž přední část tvoří stínítko potažené luminiscenční látkou(luminoforem). Když sledujeme obraz na monitoru, díváme se vlastně na jeho stínítko, na kterém se zobrazují jednotlivé pixely. Jedná se o kovovou děrovanou fólii, jejímž úkolem je přichytit luminofory na stínítku a rozdělit je do malých buněk. Každá buňka je tvořena trojicí různých druhů luminoforů, z nichž jeden září červeně(r Red), druhý zeleně(g Green) a třetí modře(b Blue). Luminofor je látka, která po předchozím dodání energie vyzařuje světlo (fyzikálně se tento jev nazývá luminiscence). Luminofory s krátkou dobou dosvitu vyžadují častější obnovování, obraz tvořený luminofory s dlouhou 8

dobou dosvitu zase není možno tak rychle překreslovat. Přesnost této doby je velice důležitá, pokud není obraz dostatečně často obnovován, kolísá jas a obraz bliká. Výsledná buňka je však natolik malá, že lidské oko není schopno zaregistrovat jednotlivé luminofory a proto body monitoru vidíme jako jednu barvu. Různými kombinacemi intenzit vyzařování jednotlivých složek RGB dostaneme zabarvení bodu. Energii, potřebnou k rozsvícení luminoforu, dodává elektronový paprsek vystřelovaný z katodové trubice CRT. K zobrazení zabarveného bodu potřebujeme tři katodové trubice zobrazující jednotlivé složky RGB. V jednom okamžiku je obsloužena pouze jedna trojice luminoforů, proto musí být svazek paprsků vychylován, aby rozzářil všechny body na obrazovce. Jelikož luminofory pouze bliknou a zase velmi rychle pohasnou, musí se tato procedura opakovat neustále dokola. Kmitání svazku paprsků zajišťují vychylovací cívky. Jednotlivé body se vykreslují zleva doprava a shora dolů. Obrazovka musí být rozměrná do hloubky, protože proud elektronů nelze vychylovat do velkých úhlů. Paprsek vycházející z trubice putuje k mascepodúhlem90.naokrajíchobrazovkyjevšaktentoúhelposunut,takže tvar jednotlivého bodu není tak přesně kulatý, ale spíše oválný. Často se osvítívíceněžjedenbodatímsenarušíostrostobrazu. Jakmile pronikne paprsek skrz masku, naráží na fosfor, který se rozsvítí a vydává barvu. Tato fosforová vrstva se na přední stranu monitoru vykrajuje pomocí laseru. Vrstva fotorezistního materiálu je pomocí laseru vykrajovánanamístech,kamjetřebadostatfosfor.tensepakpoložína tuto vrstvu a smyje se. Kde vrstva fotorezistního materiálu zůstane, se fosfor neudrží. Tento proces se opakuje třikrát, jelikož každá barevná obrazovka se skládá ze tří základních barev, které vzájemnou kombinací umožňují vznik miliónů barev. Pokud se na obrazovku monitoru podíváme z dostatečné blízkosti, uvidíme drobné body tří barev uspořádané do pravidelné struktury. U monitorů s klasickým stínítkem jsou tyto body uspořádány ve tvaru trojúhelníku známého jako triáda, zatímco u monitorů s mřížkou jsou tyto body umístěny do delších proužků odpovídajícím mezerám mezi dráty. Štěrbinová maska zarovnává červené, zelené a modré pruhy horizontálně, další je pak umístěna o kousek dál. Tato fosforová triáda vytváří dohromady pixel. Jakmile se pixel osvítí, je každá fosforová částečka zasažena jedním ze tří děl. Abychom okem postřehli pouze celistvý obraz, musí být vzdálenost mezi jednotlivými částicemi bodu(bodová rozteč) kratší než 0,28 mm. Čím je tato vzdálenost menší, tím je lepší obraz. Z tohoto důvodu výrobci uvádějí jako jeden z nejdůležitějších parametrů monitoru jeho bodovou rozteč. Bodová rozteč se měří různými způsoby, což může vést k řadě nedorozumění. Všeobecně platným způsobem v případě klasického stínítka je změření vzdálenostimezidvěmabodystejnébarvypřiúhlu60.jedůležitésiuvědomit, žebodovároztečaroztečmaskyjsoudvarůznérozměry.jelikožjemaska 9

umístěná až za světlými body, je vzdálenost mezi otvory menší než vzdálenost fosforeskujících bodů na vnější straně obrazovky. 2.3 Princip CRT displeje Abychom pochopili princip a funkci monitoru, musíme si vysvětlit jakým způsobem obraz vzniká, viz obrázek 1. Tvorba obrazu začíná v grafické kartě počítače[?]. Digitální signály z operačního systému nebo aplikačního software jsou přijímány adaptérem VGA. Tento signál je digitální a je třeba ho nejprve převést na signál analogový prostřednictvím digitálně analogového převodníku(dac Digital to Analog Converter), kterému monitor dokáže porozumět. Obvody DAC jsou většinou uloženy na jednom specializovaném čipu, který ve skutečnosti obsahuje převodníky tři pro každou ze tří základních barev používaných na displeji(rgb). Obvody DAC převádějí číselné hodnoty zasílané počítačem na analogové tabulky, které obsahují potřebné úrovně napětí pro tři základní barvy. Tyto barvy jsou nutné k namíchaní barvy jednoho bodu. Jednotlivé elektronové svazky jsou emitovány z nepřímo žhavené katody, která má na svém povrchu nanesenu emisní vrstvu. Celý proces začíná u elektronového děla, které je koncem každé katodové trubice. To po zahřátí vystřeluje vysokou rychlostí proudy elektronů Wheneltův válec Elektronový paprsek g2g3 g4 g5 g6 Ostření Katoda Vychylovací cívky a-luminofor b-maska c- Elektronové svazky d-stínítko Konvergence a b c d Obrázek 1: CRT displej pro jednu ze tří základních barev, jejichž základní fyzikální vlastností je záporný náboj. Právě tato vlastnost je využívána ke správnému nasměrování částic. Elektrony cestou k obrazovce projdou filtrem, který má podobu 10

mřížky. Filtr propustí pouze požadované množství elektronů a tak řídí jejich intenzitu. Elektronové svazky pak procházejí tzv. Wheneltovým válcem, který má vzhledem ke katodě záporný potenciál. Anoda s vysokým napětím je umístěna na horním okraji trubice. Kladně nabitá anoda neustále vytahuje elektrony z elektronového děla. Tyto elektrony se ale díky magnetickému poli vychylovacích cívek, které je odklání směrem k fosforům na přední straně trubice, k ní nikdy nedostanou. To způsobuje, že elektrony jsou jím odpuzovány a projde jich přes něj jen požadované kvantum. Řízením napětí na Wheneltově válci se tedy řídí intenzita jednotlivých elektronových svazků. Po průchodu Wheneltovým válcem procházejí elektronové svazky přes jednotlivé mřížky(g2 g6), které mají naopak vzhledem ke katodě kladný potenciál, díky kterému jsou elektrony přitahovány.tentokladnýpotenciáljenamřížceg2nejnižší,nag3vyššíaaž na g6 nejvyšší. Toto má za úkol elektronové svazky táhnout až na stínítko obrazovky. Speciální funkci zde má mřížka g3(ostření), která má za úkol zaostřovat elektronové svazky a mřížka g6(konvergence), od které se elektronové svazky postupně sbíhají. K jejich setkání dojde u masky obrazovky, kde se překříží a dopadnou na své luminofory. Elektronové svazky pak procházejí kolem vychylovacích cívek. Toto vychylovací zařízení ohýbá paprsek ve vertikálním a horizontálním směru a tím jej směřuje k určenému bodu na obrazovce. Paprsek elektronů začne v levém horním rohu obrazovky, postupně dojde na pravý horní roh, vypne se na dobu po kterou elektronové dělo mění zacílení elektronových paprsků, snížíseojedenřádekaopětpokračujezlevadoprava(vizobrázek2).tento Počet sloupců Počet řádků Obrázek 2: Schéma běhu elektronového paprsku proces se označuje termínem rastrování nebo řádkování (viz obrázek 3). Jakmile paprsek projde celou obrazovku, magnetické vychylovací cívky plynule změní úhel, pod kterým se elektronový paprsek ohýbá tak, že postupně putuje z pravého dolního rohu do levého horního rohu a začne další obnovovací cyklus. Celou cestu paprsku přes obrazovku označujeme termínem pole. 11

Obrazovka se normálně obnovuje refresh asi 60 krát za sekundu. Signály zasílané do vychylovací cívky určují rozlišení monitoru, počet barevných bodů svisle a vodorovně a obnovovací frekvenci. Obrázek 3: Princip řádkování Některé adaptéry displejů pracují v každém poli v režimu prokládaného řádkování interlacing(viz obrázek 4). Prokládané řádkování umožňuje adaptéru dosáhnout větší hustotu řádků s nepříliš nákladnými součástkami. Pohasínání fosforu mezi každým průchodem může být více patrné a může způsobit blikání obrazovky. Všechny moderní grafické adaptéry pracují i v nejvyšším rozlišení v neprokládaném režimu(non interlaced mode). V prokládaném režimu se v prvním snímku nejprve vykreslí všechny sudé linky obrazu a v druhém snímku linky liché. Tím je dosaženo dvojnásobné frekvence snímkového rozkladu za nízké frekvence řádkového rozkladu. Nevýhodou těchto monitorů však je, že při některých změnách barev zobrazované informace obraz začne blikat se skutečnou frekvencí snímkového rozkladu(tedy s poloviční frekvencí). Je lepší, pokud je monitor schopen zobrazit informaci v režimu neprokládaném(non interlaced). Řídící obvody musí být ale rychlejší a dražší. Obrázek 4: Princip prokládaného řádkování Jelikož záporné elektrony mají tendenci se navzájem odpuzovat, což 12

může vést k rozostření vysílaného svazku, je těsně před stínítkem umístěna maska, která tento nedostatek odstraní. Jedná se o kovový plát, v němž jsou prostřednictvím kyseliny vypáleny drobné dírky, kterými paprsek prochází. Stínítko se během této operace zahřívá a následně roztahuje, takže paprsky se hůře umisťují do správného otvoru. Z tohoto důvodu musí být maska vyrobena z materiálu, který co nejméně podléhá tepelné roztažnosti a působení magnetického pole. Tyto dva jevy by totiž způsobily, že elektronové svazky nedopadnou přesně na svůj luminofor, což by se projevilo zkreslením barev. Aby se docílilo větší přesnosti svazku a lepšího zaostření paprsků, je maska mírně zakulacená, což také umožňuje předvídat a korigovat pohyb při roztahování. Maska následně propustí pouze tu část svazku, která je zaostřená přesně. Toto zakulacení masky je důvodem zakulacení skla překrývající tuto masku. Tímto způsobem dochází k rozsvícení jednoho bodu obrazovky. Kombinací intenzity jednotlivých barevných složek bodu je pak dosaženo zobrazení určené barvy. Takto znova a znova následuje rastr(označení pro dráhu, kterou tento proud elektronů opisuje na obrazovce). Rastr je shodný s rozlišením obrazovkyahustotouobrazu.jehozměnounapř.zrozlišení1024x768na 1280x1024bodůdocházíikezměněostřeníavychylovánípaprsku. 2.4 Technologie Podle umístění a tvaru otvorů masky a tím i odpovídajícímu nanesení luminoforů je možné rozlišit tři základní typy barevných obrazovek. Invar jednotlivéotvoryvmascejsoukruhovéajsouuspořádánydo trojúhelníků(velké písmeno delta). Stejným způsobem jsou uspořádány i luminofory na stínítku(viz obrázek 5). Nevýhodou tohoto typu masky(obrazovky) je velká plocha, která je tvořena kovem masky způsobující větší náchylnost k tepelné roztažnosti. Invarová maska je vlastně část kulové výseče. První invarové masky byly dosti vypouklé, ovšem postupně se klenutí dařilo zmenšovat. Přesto je i u nejmodernějších invarových masek toto klenutí nepřehlédnutelné. Díky tomuto poskytovaly obrazovky typu Delta poměrně nekvalitní obraz a dnes se již nepoužívají. Trinitron alternativní řešení technologie Invar firmy Sony. Kovový plát masky je zaměněn za konstrukci pevně natažených drátků umístěných v horizontálním směru obrazovky(viz obrázek 6). Tímto způsobem k fosforu proniká více elektronů, takže jednotlivé body září silněji. K přesnému upevnění drátků je třeba použít další dva vertikální drátky ve třetině obrazovky, které udržují mřížku na místě. Výška obrazovkyjemenšínežjejíšířka,aprotozdenenítřebatolikpůsobit 13

B B B B R G B R G R G R G R B R G B G B R B R G B G B R B R G B G B R Obrázek 5: Maska Invarové obrazovky magnetickým polem na vychýlení paprsků. Proto nedochází k přílišnému zkreslení paprsku ve vertikálním směru a horizontální zkreslení upravují drátky. Z toho důvodu není nutné zakřivovat obrazovku na výšku. Obrazovka působí válcovým dojmem s výsečí válce o poloměru 2m. RGBRGBRGBRGBRGB Obrázek 6: Maska Trinitronové obrazovky Stejně jako předcházející technologie má své výhody i nevýhody. Výhodou Trinitronových obrazovek je ostrost a kontrastnost v rozích, kde delta vykazuje výrazné zhoršení ostrosti. Nevýhodou je náchylnost k interferencím elektromagnetického pole. Z tohoto důvodu se nedoporučuje umísťovat na strany monitoru reproduktory nebo jiný zdroj elektromagnetického pole. Obraz může být nestálý, nebo může dojít k trvalému vychýlení drátků. CromaClear dalšíalternativafirmynec.jednáseospojenívýhod technologií Trinitron a Invar. Principem je spoutání paprsku na 14

výšku jako u Trinitronu a přidání pevné masky odolávající magnetickým polím. Má podobu kovového plátu(viz obrázek 7), ve kterém jsou umístěny oválné mezery. Ty propouštějí více světla než kulaté otvory, je však stále potřeba prohnutého stínítka. Maska s podélnými otvory je náročná na výrobu a tedy i dražší. Kvalita obrazu není srovnatelná s Trinitronem, ale překonává kvalitu technologie Invar. RGBRGBRGBRGBRGB Obrázek 7: Maska CromaClear obrazovky FD Trinitron (Flat Display Trinitron), jedná se o poslední technologii ve vývoji obrazovek. Na rozdíl od původní Trinitronové technologie nabízí poloměr obrazovky 50m. Aby bylo možné docílit ostrosti i v rozích, bylo nutné upravit vychylovací tubus obrazovky. Paprsek prochází soustavou vychylovacích prvků, které dolaďují jeho směr, tvar asílu. 2.5 Parametry CRT monitorů 2.5.1 Velikost monitoru úhlopříčka Velikost monitoru se udává jako velikost úhlopříčky stínítka. Je počítána v palcích( ) 2,54 cm. Dnes je nejpoužívanější velikost monitorů 14-21. 2.5.2 Rozlišení Rozlišení nás informuje o hustotě obrazu. Je udáváno jako počet bodů nebo obrazových elementů(picture element pixel) v jednom řádku vynásobený počtemřádků.obrazovka1024x768má1024bodů(pixelů)vřádkua768 řádků. Větší rozlišení umožňuje zobrazit na obrazovce více informací, ale klade větší nároky na grafickou kartu a navíc se každý zobrazovaný objekt bude jevit menší. Každý monitor má své maximální rozlišení, které je schopen zobrazit. 15

V závislosti na typu monitoru je nabízeno několik rozlišení monitorů, mezi kterými lze přepínat. Při rozlišení 640 x 480 bodů se mnoho informací na monitoru nezobrazí. Více informací zobrazíme až při rozlišení 800 x 600 bodů. Tato hodnota rozlišení nám už umožňuje používat grafická uživatelská rozhraní(např. MS-Windows). Výhodné je ale použití grafických rozhraní ještě při větších rozlišovacích schopnostech 1024 x 768 bodů, 1280 x 1024 bodů,1600x1200bodů,nebonejlépe1840x1440bodů. 2.5.3 Horizontální frekvence Horizontální snímková frekvence, nazývaná také frekvence řádkového rozkladu, udává maximální zobrazitelný počet řádků(linek) za sekundu s jakou elektronový paprsek opíše řádek zleva doprava. Hodnoty této frekvence bývajíobvyklevintervaluod30do120khz.přiběžnémrozlišení1024x768 musímonitorvykreslit768řádek.zajednusekundusevšakobrazpřiobnovovacífrekvenci85hzobnoví85krát.tj.:85 768=65280Hz tedy 65,28kHz. Horizontální frekvence monitoru, zobrazujícího rozlišení 1024x768 přiobnovovacífrekvenci85hz,musíbýtnejméně65,28khz.pokudjevýrobcem udávaná hodnota nižší, musí se tvořit obraz prokládaně(tzv. interlaced ). 2.5.4 Vertikální frekvence Vertikální frekvence je definována jako počet obnovení či překreslení obrazu za sekundu v hertzích(hz). Vertikální frekvence může být odhadnuta vydělením horizontální frekvence počtem řádků v použitém rozlišení. Rozdíl mezi takto vypočítanou a skutečnou hodnotou je dán dobou, kterou potřebují elektronové paprsky pro návrat do počáteční pozice po nakreslení každého řádku. Používání vyšší frekvence snižuje namáhání očí omezováním blikání a minimalizováním kolísání jasu obrazu. V současnosti je uváděno 85 Hz jako doporučovaná obnovovací frekvence. Vysoká frekvence je zvláště důležitá při práci s bílým pozadím. 2.5.5 Šířka pásma Jednáseocelkovýpočetbodů,kolikbodůjeschopenmonitorzobrazitza jednusekundu.prozobrazenínapř.800x600bodůpři72hzfrekvencisnímkovéhorozkladujepotřebnáteoretickášířkapásma800 600 72Hz= 34560000 Hz = 34,56 MHz. Ve skutečnosti je potřebná šířka pásma ještě větší. Šířka pásma je charakterizována rychlostí elektroniky, která je nutná k dostatečně rychlému přepínání jasu jednotlivých bodů a tím nutná pro zajištění kvalitního zobrazení. To souvisí s jevem, kdy při zvyšování počtu zobrazených bodů klesá kontrast a jas zobrazených bodů. Čím je tato hodnota vyšší, tím je elektronika monitoru kvalitnější a obraz věrohodnější. 16

2.5.6 Bodová rozteč Vzdálenost bodů úzce souvisí s rozlišením monitoru. Tato vzdálenost nám udává velikost zobrazovaného bodu na obrazovce monitoru. U nejhorších monitorů je velikost bodu kolem 0,52 mm, u kvalitních špičkových monitorů kolem 0,21 mm a méně. Elektronika monitoru tedy může bez problémů zobrazitnapř.1024bodůnařádekaleobrazovkajejižzobrazitnemusí.jetedy nesmyslné udávat rozlišení 1024 x 768 bodů pro 14 monitor s velikostí bodu 0,31mm(viztabulka1).Délkařádkuu14 monitorujepřibližně25cm.pokud bychom chtěli na tuto vzdálenost dát 1024 bodů, musel by jejich rozměr být maximálně 0,24 mm. Na obrázku 8 je znázorněno měření bodové rozteče Invarových a štěrbinových obrazovek(cromaclear). Aby oko postřehlo pouze celistvý obraz, musí být bodová rozteč kratší než0,28milimetru.čímjebodovároztečmenší,tímjeobrazostřejšíalépe pozorovatelný. Jeden ze způsobů měření této vzdálenosti je měření mezi dvěmabodystejnébarvypřiúhlu60.jenutnésitakéuvědomit,žeexistují rozdíly mezi bodovou roztečí a roztečí masky. Jelikož je maska umístěná až za světlými body, je vzdálenost mezi otvory menší než vzdálenost fosforeskujících bodů na vnější straně obrazovky. 0,12 0,025 0,26 0,24 Obrázek 8: Bodová rozteč Invarových a štěrbinových obrazovek v mm Bodová rozteč určuje velikost rozlišení. Pokud je po šířce obrazovky umístěno méně než 1600 barevných triád, nebude monitor schopen pracovat vrozlišení1600x1200bodů.kvytvořeníjednohopixeluvšaklzepoužítvíce triád, takže rozlišení lze v případě CRT monitoru snižovat a zvyšovat. Tato změna nemá význam na kvalitu obrazu. 2.5.7 MTF Modulation Transfer Function Vzácně bývá u monitorů udána i MTF(Modulation Transfer Function). Tato funkce je závislostí kontrastu na počtu zobrazených bodů. Čím je hodnota 17

Počet bodů Úhlopříčka 320 640 720 800 1024 1280 1600 2048 14 0,78 0,39 0,34 0,31 0,24 0,19 0,16 0,12 15 0,80 0,40 0,35 0,32 0,25 0,20 0,16 0,12 17 0,86 0,43 0,38 0,34 0,27 0,21 0,17 0,13 19 0,91 0,45 0,40 0,36 0,28 0,22 0,18 0,14 21 0,95 0,47 0,42 0,38 0,30 0,24 0,19 0,15 24 1,02 0,51 0,45 0,41 0,32 0,25 0,21 0,16 Tabulka 1: Maximální velikost bodů pro různé obrazovky této funkce větší, tím je obraz kontrastnější a kvalitnější. Při volbě rozlišení a kontrastu je nutné uvážit i nedokonalosti lidského oka. Při malých velikostech bodu(velkých rozlišeních) může být text vysoký 2,5mmsiceostrý,aleprookoskoronečitelný. 2.5.8 Obnovovací frekvence Naše oči jsou závislé na tom, jak rychle dokáže monitor vykreslit obraz. Při pomalém vykreslování obraz bliká. Proto je nutné používat monitor s vyhovující vertikální i horizontální obnovovací frekvencí. Lidské oko je schopné postřehnout mihotání a blikání obrazu do frekvence 40 Hz, podvědomě však totomihotánívnímáaždofrekvence80hz.bodynastínítkutotižvelice rychle hasnou, a tak je při menších frekvencích(40 75 Hz) oko více namáháno neustálým přizpůsobováním světlu z rozsvícených bodů. Čím vyšší je obnovovací frekvence, tím méně je nuceno oko reagovat, protože se intervaly mezi dobou rozsvícení a pohasnutí zmenšují úměrně této frekvenci. Při zvýšení frekvence snímkového rozkladu dojde nejen ke snížení blikání obrazu, ale i ke zvýšení nároků na rychlost veškeré elektroniky. Rychlejší musí být tedy nejen obvody monitoru, ale i obvody grafického adaptéru grafické karty. Monitor a grafická karta musí být tedy frekvenčně sladěny. Pokudnebudousladěny(např.100Hzmonitora60Hzgrafickákarta),může sestát,žeobrazbudenestálýnebožemonitorvůbecnebudeschopenzobrazit obraz přicházející z grafického adaptéru. 2.5.9 Barva Barvy jsou výsledkem vnímání lidských smyslů. Lidé ve skutečnosti vnímají pouze světlo. Světlo různých vlnových délek interpretujeme jako barvu. Bílé denní světlo vnímáme jako směs různých vlnových délek, jestliže nějaká vlnová délka chybí, pak takové světlo interpretujeme jako barvu. Elektronový paprsek je schopen řídit intenzitu vyzařovaného světla, ale není schopen řídit barvu. Má li být obraz barevný, je třeba zobrazit tři 18

základní barvy, ze kterých se pomocí různého jasu každé barvy skládá celé barevné spektrum. Proto jsou v barevné obrazovce tři elektronová děla a stínítko je složeno z trojic barevných luminoforů(rgb). Z těchto tří složek luminoforů lze vytvořit miliony barev a to za předpokladu, že jednotlivé barevné složky lze zobrazit s různou světelnou intenzitou. Aby monitor dokázal vytvořit miliony barev, musí umět z každé ze tří barevných složek vytvořit 256 odstínů. Kvalita zobrazených barev jednoznačně určuje kvalitu celého monitoru. Elektronové paprsky z jednotlivých elektronových děl osvítí trojici luminiscenčních bodů, které leží velmi blízko sebe. Protože od určité vzdálenosti vnímá lidské oko tuto trojici bodů jako jeden, je výsledná barva součtem velikosti jednotlivých barevných světel(aditivní skládání barev). Aby bylo zajištěno, že každý paprsek z příslušného elektronového děla zasáhne správnou barvu luminoforu, je v malé vzdálenosti od stínítka vložena stínící maska s přesnými otvory, která zabrání zasažení luminoforů jiné barvy. Existují dva základní způsoby míchání barev na PC. aditivní míchání barev založeno na principu sčítání barev různě zbarveného světla(monitory). Čím je světlo intenzivnější, tím světlejší budou míchané barvy. Bílá vzniká při plné intenzitě všech barev. subtraktivní míchání barev vzniká při nanášení barev(malba, tisk), přičemž barevné pigmenty absorbují určité části dopadajícího světla a odrážejí pouze zbytkové světlo vedoucí k požadovanému barevnému vjemu pozorovatele. 2.5.10 Záření monitorů Monitory jsou na rozdíl od televizorů přizpůsobeny ke sledování zblízka, kvalitou obrazovky a obnovovací frekvencí nepůsobí tak velikou únavu očí a hlavy jako obyčejná obrazovka. Monitor vydává záření, které může být uživateli škodlivé. Z tohoto důvodu vznikla celá řada standardů a norem, které omezují záření obrazovky a škodlivé vlivy monitoru. Nejznámější z nich je pravděpodobně Energy Star EPA. Monitory bývají označeny také značkou MPR II, TCO 92/95, nebo TCO 99. Tyto normy zajišťují, že uživateli nehrozí ze strany monitoru bezprostřední nebezpečí újmy na zdraví. Kombinace ústředního vytápění/klimatizace, přítomnosti většího počtu elektrických a elektronických přístrojů může vést k značnému poklesu vlhkosti vzduchu, což dále zvyšuje negativní působení na pokožku. Švédská studie z roku 1992 ukázala, že pracovníci trávící před obrazovkou čtyři a více hodin denně byli dvakrát náchylnější na vznik kožních problémů než ti, kteří u obrazovky pracovali méně než hodinu denně. Dalším průvodním negativním jevem je působení kladných iontů, které se kolem obrazovky uvolňují. U organismu vystaveného jejich vlivu se může 19

zvýšit produkce neurohormonu serotoninu, spojovaný s únavou a depresívními stavy. Statický elektrický náboj způsobuje dráždivé působení prachových částic na pokožku, působí kožní vyrážky, svědění, loupání pokožky a pocity podobné slabému úžehu(elektrostatické pole na tváři pracovníka před obrazovkoumůžedosahovathodnotaž100v/cm 2 ;působenístresumůže tyto projevy dále zesilovat). Výrobci přecházejí na výrobu nízko vyzařujících monitorů s dobrým stíněním některým druhům vyzařování a instalaci obrazovkových filtrů přímo do monitoru. Zpravidla se používají především z obavy před působením elektromagnetického záření z obrazovky, mají pozitivní vliv na omezení dosahu kladných iontů a působení statického elektrického náboje v okolí obrazovky. Jejich používání je doporučováno, zejména přesáhne-li množství práce s obrazovkou několik hodin denně. MPR 90 první normou, která se dotýkala oblasti vyzařování elektrického a magnetického pole pro monitory, byla německá norma MPR 87. Dnešnínormajezroku1990azavazujevýrobcekdodrženímaximálních emisí měřených ve vzdálenosti 50 cm od plochy obrazovky, TCO 92 se svojí předchůdkyní, normou TCO 91, představuje přísné švédské požadavky na redukované emise elektrických a magnetických polí, zároveň s automatickým vypínáním monitoru. Monitory odpovídající této normě mohou být označeny nálepkou Green. TCO 95 tato norma přidává k požadavkům normy TCO 92 požadavky ekologické při výrobním procesu, adaptaci produktů a následnou recyklaci, TCO 99 tatonormanepřinášísicenicnovéhovoblastiemisí,ale novinky jsou v oblasti testovacích procedur a vizuálních ergonomických požadavků. To by se mělo projevit ve zlepšení jednotnosti jasu a kontrastu. Nejmenší doporučený obnovovací kmitočet pro monitory súhlopříčkouvětšíjak20 jestanovenna85hzazlepšeníbysemělo projevit i na dalších parametrech, TÜV výrobkům odpovídajícím ergonomickým požadavkům německé zkušebny TÜV Rheinland je udělována visačka TÜV Ergonomicky zkoušeno. Kromě vyzařování elektrických a magnetických polí si všímá i kvality obrazu. Doporučení pro omezení nepříznivého působení elektrických a elektronických přístrojů: koupě pouze zobrazovací jednotky s nízkou úrovní vyzařování vyhovující doporučením pro úroveň emitovaného elektromagnetického pole, omezení doby strávené u monitoru, 20