henri.t.talviaho@student.jyu.fi Kuva 1. Nuoli TIETOKONE JA TIETOVERKOT TYÖVÄLINEENÄ 30.3.2016
1. Näytöt... 3 1.1. Kuvaputkinäytöt (Cathode Ray Tube (CRT))... 3 1.2. Kuvanlaatuun vaikuttavia tekijöitä... 3 1.3. Näytön käytettävyyteen liittyviä seikkoja... 3 1.4. Turvallisuus ja ekologisuus... 4 1.5. Näyttöjen teknisiä ominaisuuksia... 4 1.6. Televisio... 5 1.7. Nestekidenäytöt (Liquid Crystal Display (LCD)... 5 II
1. Näytöt Suurin osa nykyisistä näytöistä perustuu samaan tekniikkaan kuin televisiotkin eli kuvaputkiin. Uutena tulokkaana markkinoilla ovat litteät TFT-näytöt. 1.1. Kuvaputkinäytöt (Cathode Ray Tube (CRT)) CRT-näytöt ovat huomattavasti tarkempia kuin tarkinkaan televisio. Yleensä CRT-näytöt pystyvät esittämään äärettömän väärän värejä poikkeuksena harmaasävynäytöt ja mustavalkonäytöt. Erilaisia näyttötarkkuuksia pystytään myös esittämään useita. Kuvaputkinäyttö muodostuu seuraavista osista: 1. Elektronitykki 2. Maski 3. Loistepinta (fosforia) 4. Etulasi Elektronitykki lähettää elektroneja kohti maskia, jonka kautta ne kohdistuvat oikeaan kohtaan loistepinnalla ja sytyttävät siinä olevat tietyn väriset pisteet näkyviin. Värinäytössä on aina kolme elektronitykkiä, yksi jokaista värikomponettia, punaista (r), vihreää (g) ja sinistä (b) kohti. Maskeja on useaa erilaista tekniikkaa mm. reikämaski, hilamaski ja rakomaski. Maskien erot syntyvät lähinnä niissä sijaitsevien reikien erilaisesta sijoittelusta ja sen vaikutuksesta kuvaan. Näytön etulaseja on myös erilaisia. Tavallisimmat ovat televion tapaan kuperia ja kärsivät tästä syystä hyvin helposti valonlähteistä tulevasta häikäisystä. Etulaseja on yritetty pinnoittaa häikäisyn ehkäisemiseksi erilaisilla aineilla mutta parhaat tulokset saadaan kuitenkin tekemällä etulasista mahdollisimman suora. Ikävä kyllä kuvaputkitekniikka ei kovin helposti mahdollista täysin suoraa etulasia ilman, että sillä olisi huonoja vaikutuksia kuvanlaatuun. 1.2. Kuvanlaatuun vaikuttavia tekijöitä Laadukas kuva ei ole mitenkään itsestäänselvä asia vaan siihen vaikuttavat hyvin monet tekijät: 1. Fokus eli elektronisuihkun kohdistuminen vaikuttaa suoraan näytön terävyyteen 2. Konvergenssi eli päävärien keskinäinen kohdistuminen aiheuttaa haamupisteitä, epäterävyyttä värien epäpuhtautta. Konvergenssiongelmat johtuvat yleensä huonosta maskista. 3. Kirkkaus 4. Kontrasti 5. Heijastuvuus 1.3. Näytön käytettävyyteen liittyviä seikkoja Näyttö on hyvä muistaa sijoittaa ergonomisesti oikein. Oikea sijainti on n. 5-10 senttiä silmiä alempana. Näytön kuva ei myöskään ole suoraan kaupasta tuotaessa vielä kohdallaan vaan se täytyy jokaisen säätää omien mieltymyksien mukaan. Uusista näytöistä löytyy erittäin monipuoliset mahdollisuudet säätää kuvaa ja sen ominaisuuksia. Yleisimpiä säätöjä ovat seuraavat: 1. Kontrasti 2. Kirkkaus 3. Kuva-ala 4. Vaaka- ja pystysijainti 5. Tyynyvääristymä (Pincushion) 6. Trapetsivääristymä (Trapezoid) 7. Kallistusvääristymä (Parallelogram) 3
8. Kiertovääristymä (Rotation) 9. Degauss, joka poistaa näytöstä sähkömagneettiset häiriöt 1.4. Turvallisuus ja ekologisuus Lähes kaikki markkinoilla olevat näytöt ovat säteilysuojattuja. Näytöille on määritelty paljon erilaisia säteilyturva- ja virransäästöstandardeja, joista tunnetuimpia ja laadukkaimpia ovat TCO-95 / TCO-92 ja MPR II. Hyvä näyttö täyttää näiden standardien vaatimukset. Näytöt kuluttavat normaalikäytössä erittäin paljon virtaa ja siksi nämä standardit määrittävät myös tietyt virransäästörajat ja - ominaisuudet. Suuri näyttö saattaa viedä yli 140 wattia käyttötilassa, mutta virransäästötilassa kulutus laskee alle 10 wattiin. 1.5. Näyttöjen teknisiä ominaisuuksia Näyttö piirtää kuvaa näytönohjaimen määräämässä tahdissa, kunhan suure nimeltä juovataajuus ei ylitä näytön maksimissaan sietämää arvoa. Juovataajuus kertoo, montako vaakasuuntaista viivaa eli juovaa näyttö pystyy piirtämään sekunnissa. Juovia pitää saada näytölle mahdollisimman nopeasti, jotta kaikki yhden kuvan tarvitsemat alekkaiset juovat saataisiin piirretyksi ja näyttö pääsisi aloittamaan kuvan piirtämisen uudelleen alusta eli virkistämään kuvaa. Se, kuinka monta kertaa sekunnissa kuvaa virkistetään, vaikuttaa ratkaisevasti käyttäjän silmien rasittumiseen. Jos virkistys ei tule tarpeeksi nopeasti kuva välkkyy ja katsoja väsyy. 90 prosenttia ihmisistä ei havaitse enää välkkymistä, kun jokaista näytön pistettä virkistetään 78 kertaa sekunnissa eli kun virkistystaajuus on yli 78 Hz. Juovataajuuden, virkistystaajuuden sekä näytön tarkkuuden (näytöllä olevien kuvapisteiden määrä) välillä on matemaattinen riippuvuus. Kun tarkkuus kasvaa ja virkistystaajuuden halutaan pysyvän vakiona, pitää juovataajuuden kasvaa. Esimerkiksi nykyisin yleinen tarkkuus on 1024x768 eli ruudulla on 768 alekkaista juovaa. Kun virkistystaajuus on 78 Hz, näytölle pitää piirtää 768 juovaa 78 kertaa sekunnissa eli kaikenkaikkiaan 59 904 juovaa sekunnissa. Kun otetaan huomioon piirtämisen aloittamiseen ja muihin rutiineihin menevä hukka-aika (n.5%), on vaadittava juovataajuus noin 63 000 juovaa sekunnissa (63 khz). Pystyäkseen esittämään 1024x768 pisteen kuvaa 78 kertaa sekunnissa virkistettynä näytön täytyy siis kestää vähintään 63kHz:in juovataajuus. 1. Kuvanvaihtotaajuus (refresh rate, vertical scan frequency) eli virkistystaajuus kertoo kuinka monta kertaa sekunnissa näyttö piirretään uudelleen esim. 75 Hz 2. Resoluutio (resolution) eli erottelutarkkuus kertoo kuinka monta kuvapistettä näytölle mahtuu esim. 1024x768 pistettä. 3. Juovataajuus (horizontal scan frequency) kertoo kuinka monta vaakasuuntaista viivaa näyttö pystyy piirtämään sekunnissa 4. Pistekoko/pisteväli (dot pitch) kertoo yksittäisen näytöllä olevan pisteen keskipisteen etäisyyden viereisestä vastaavasta pisteestä yleensä vaakasuunnassa, esim. 0.25 milliä. Jos näytön kuva-ala on 369x236 milliä ja pistekoko on 0.23 milliä niin näytölle mahtuu rinnakkain 1600 pistettä (369 / 0.23 = 1604). Error! Reference source not found.error! Reference source not found. Laadukkaiden näyttöjen maksimitarkkuuksia Kuvaputkinäyttöjen koko ilmoitetaan tuumina, joka tarkoittaa kuvaputken kokoa. Koko EI tarkoita näkyvän kuva-alan kokoa! Seuraavassa lueteltu erikokoisten näyttöjen maksimiresoluutioita. Suuremmat tarkkuudet eivät yleensä ole fyysisesti mahdollisia mainosten lupailuista huolimatta, koska pisteitä ei voi näytöllä esittää enemmän kuin sinne mahtuu. 1. 14" 800x600 2. 15" 1024x768 3. 17" 1280x1024 4. 19" 1600x1200 5. >20" 1800x1440 Hyvältä näytöltä syytä vaatia vähintään seuraavia ominaisuuksia: 1. Näyttötila oltava vähintään 1280x1024 eli käytännössä näytön on oltava vähintään 17". 2. Käyttötilassa virkistystaajuus vähintään 75Hz. 4
3. Pistekoko 0.25 tai pienempi. Näytön kuva-ala oltava siis leveyssuunnassa vähintään 320 milliä. 4. Juovataajuus vähintään 82kHz. 1.6. Televisio Mitä isompi televisio 1, sitä suurempi pistekoko. Televisiossa ei näytölle mahtuvien pisteiden määrä kasva ruudun koon kasvaessa 1. Resoluutio n. 520x575 2. Virkistystaajuus 50Hz lomitettuna (interlaced) eli joka toinen viiva piirretään aina joka toisella ruudun päivityskerralla. 3. Pistekoko 0.40 tai suurempi Kuva 2. Kasvi ja sammakko 1.7. Nestekidenäytöt (Liquid Crystal Display (LCD) Nestekidenäytöt, joita yleisesti TFT eli aktiivimatriisinäytöiksi kutsutaan, ovat kovasti tulollaan ja valtaamassa markkinoita tavallisilta kuvaputkinäytöiltä. TFT-näytöissä jokaista kuvapisteen osaväriä vastaa oma transistorinsa. Virkistystaajuudella ei ole nestekidenäytöissä siinä määrin merkitytä kuin kuvaputkinäytöissä, koska TFT-näyttö virkistyy aina koko näyttö kerrallaan eikä viiva kerrallaan niin kuin kuvaputkinäytöissä. TFTnäytöt ovat litteitä, erittäin keveitä ja kuluttavat virtaa huomattavasti vähemmän kuin kuvaputket. Nestekidenäyttöjen ongelmana on pieni katselukulma ja värisävyissä saattaa olla eroja kuvaputkinäyttöihin verrattaessa. TFT-näytöt eivät myöskään tue useaa näyttöresoluutiota niin hyvin kuin kuvaputkinäytöt. Parasta kuvanlaatua TFT-näytöistä ei saada esiin ennen kuin näytönohjaimissa lisääntyvät digitaaliset ulostulot. TFT-näyttö ei kaipaa kuvaputkinäytön tapaan analogista kuvasignaalia, vaan se pystyy parhaiten käsittelemään puhtaasti digitaalisen signaalin. Nestekidenäytöt ovat vielä hieman kalliita verrattuina kuvaputkinäyttöihin vaikka 15" nestekidenäyttö vastaakin kuvaalaltaan 17" kuvaputkinäyttöä. Nestekidenäytöissä tuumakoko tarkoittaa kuva-alan lävistäjää. 1 Television olla suuri. 5
Kirjoittamishetkellä on saatavilla 13" - 18"nestekidenäyttöjä. Kuva 3. Tässä toinen kuva Kuva 4. Kaaviokuva 6
elektronitykkiä; II Heijastuvuus; II E H Juovataajuus; 3, 4 Virkistystaajuudella; 4 J V,W KUVA 1. NUOLI... II KUVA 2. KASVI JA SAMMAKKO... 5 KUVA 3. TÄSSÄ TOINEN KUVA... 6 KUVA 4. KAAVIOKUVA... 6 7