monitor zapewnia natychmiastową wizualizację wyników pracy komputera Monitor LCD (Liquid Cristal Diplay) inaczej panel ciekłokrystaliczny 1
własności oka ludzkiego decydujące o możliwości wyświetlania obrazów przez monitory: ograniczona zdolność rozdzielcza oka oko jest w stanie odróżnić szczegóły obrazu tylko z bliska, z daleka plamki obrazu zlewają się jeśli sąsiednie plamki obrazu mają różne kolory, to do oka dociera kolor wypadkowy zdolność rozróżniania barw każdy kolor można otrzymać poprzez odpowiednie zmieszanie barw podstawowych RGB Red + Green + Blue czerwony + zielony + niebieski 2
Ciekłe kryształy (LC) - faza pośrednia między fazą ciekłą i krystaliczną Posiadają one zdolność do płynięcia, charakterystyczną dla cieczy dalekozasięgowe uporządkowanie cząsteczek, podobnie jak w kryształach pewne ciekłe kryształy powodują skręcenie płaszczyzny polaryzacji przepuszczonego przez nie światła przy czym kąt o jaki ulega skręceniu ta płaszczyzna możemy regulować za pomocą zmian napięcia przyłożonego do ciekłego kryształu 3
Monitory LCD Filtr polaryzacyjny Ekran jest podświetlany od tyłu przy użyciu np. diod LED promień światła, przechodząc przez specjalny filtr polaryzacyjny ulega polaryzacji w ściśle określonym kierunku Spolaryzowane światło, trafiając następnie na drugi filtr, jest albo Filtr polaryzacyjny wytłumiane (gdy osie polaryzacji obu filtrów są skrzyżowane), albo przechodzi przez niego bez przeszkód (gdy osie polaryzacji obu filtrów są do siebie równolegle). 4
Monitory LCD Między filtrami polaryzacyjnymi znajduje się substancja ciekłokrystaliczna, która może skręcić początkową płaszczyznę polaryzacji światła zanim dotrze ono do drugiego filtra lub pozostawić ją bez zmian Zależy to od orientacji cząsteczek LC leżących na drodze światła. Orientacja ta wynika z przyłożonego napięcia. Zmieniając napięcie zmieniamy ilość światła, które może przedostać się przez dany punkt. 5
Monitory LCD Substancję ciekłokrystaliczną umieszcza się w kilku milionach pojedynczych, niezależnych komórek, tworzących łącznie matrycę pikseli np. o rozmiarach 1920 1080. te liczby określają ROZDZIELCZOŚĆ monitora czyli liczbę pikseli jakie zawiera on w poziomie i pionie Każdy piksel składa się z trzech subpikseli i każdy z nich posiada filtr odpowiedniego koloru (R, G lub B). Te triady RGB są sterowane przez napięcie tranzystora. Z ich pomocą można uzyskać dowolny kolor piksela.
Monitory LCD wybrane parametry Rodzaj matrycy (TN, TN+, MVA lub PVA, IPS) Wielkość ekranu - długość przekątnej ekranu wyrażona w calach, np. 19 itd. Rozdzielczość ekranu - ilość pikseli wyświetlanych na ekranie monitora w poziomie i pionie Czas reakcji piksela - czas jaki upływa od wygaszenia piksela do jego ponownego zapalenia. Decyduje o tym z jaką szybkością ekran monitora reaguje na zmiany obrazu i jest on liczony w milisekundach (ms) Kąt widzenia - określa, pod jakim kątem widzenia obraz nie zmienia swoich właściwości (brak zmiany kolorów i zanikania obrazu). Obecnie standardem jest wartość 160 stopni. Współczynnik kontrastu - (decyduje o ostrości obrazu ), określa różnicę pomiędzy jasnością bieli a ciemnością czerni. Modele ze średniej półki charakteryzują się kontrastem od 700:1 w górę 7
Monitory LCD Matryce VA zapewniają bardzo dobre odwzorowanie barw, szerokie kąty widzenia i wysoki kontrast. Wadą jest długi czas reakcji, więc nie jest to najlepsze rozwiązanie do gier. Matryce IPS mają skrócony czas reakcji, dzięki czemu lepiej wyświetlają ruchomą grafikę. Dzieje się to jednak kosztem kontrastu. Matryce TN są najszybsze, więc najlepiej nadają się do gier. Poza tym są tanie. Wadą jest ograniczona paleta barw, małe kąty widzenia, szczególnie z góry i z dołu, a także niewielki kontrast. popularne marki monitorów Samsung, LG, NEC, Benq, Eizo, Dell 8
Monitor LCD pracuje z maksymalną jakością tylko w rozdzielczości nominalnej (tzn. odpowiadającej rzeczywistej liczbie pikseli monitora LCD). Prezentacja obrazu z inną rozdzielczością jest możliwa, jednak wtedy mamy do wyboru dwa sposoby oglądania obrazu: na fragmencie matrycy odpowiadającym danej rozdzielczości (np. 1280x720 na panelu o rzeczywistej rozdzielczości 1920 1080 lub na całej powierzchni ekranu przy użyciu algorytmów skalowania obrazu 9
Certyfikat TCO nadaje The Swedish Confederation for Professional Employees Kryteria certyfikacji TCO z biegiem czasu ulegały zaostrzeniu, począwszy od TCO 92 przez TCO 95, TCO 99, TCO 03, TCO 05, TCO 06, TCO 07 Całościowa ocena obejmuje m.in. wygodę użytkowania emisję promieniowania zużycie energii użycie niebezpiecznych substancji możliwość ponownego przetworzenia sprzętu 10
karty graficzne to układy elektroniczne, które przetwarzają informacje zapisane w pamięci wideo na sygnały wizyjne przesyłane do monitora 11
Karty graficzne zawierają Procesor graficzny (GPU) - generuje obraz w pamięci obrazu Pamięć obrazu - przechowuje informacje o obrazie, który ma być wyświetlony na ekranie monitora minimalna pojemność pamięci = rozdzielczość pozioma rozdzielczość pionowa liczba bitów określająca piksel / 8 4 bity to 2 4 = 16 kolorów 8 bitów to 2 8 = 256 kolorów 16 bitów to 2 16 = 65,536 kolorów (high color) 24 bity to 2 24 = 16,777,216 kolorów (true color) jeśli kolor + jasność piksela określają 32 bity 1920 1080 32 / 8 = 8,294,400 B ~8 MB 12
Połączenia: Interfejs do podłączenia z płytą główną umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express Interfejs do podłączenia z monitorem (obecnie DVI Digital Visual Interface, HDMI High Definition Multimedia Interface, DisplayPort) 13
Wtyczka DVI -D standard złącza pomiędzy kartą graficzną a monitorem komputera DVI-I przesyła zarówno dane analogowe jak i cyfrowe DVI-D przesyła tylko dane cyfrowe Wtyczka HDMI HDMI to interfejs służący do przesyłania cyfrowego nieskompresowanego sygnału audio i wideo HDMI pozwala łączyć ze sobą urządzenia audio/wideo takie jak odtwarzacze DVD, Blu-ray, konsole gier, komputery, monitory i telewizory cyfrowe 14
DisplayPort to uniwersalny interfejs cyfrowy (zatwierdzony w maju 2006) którego głównym celem jest połączenie komputer-monitor lub komputer-system kina domowego (w tym projektory, wielkoformatowe wyświetlacze, telewizory itp.) 15
Karta graficzna Asus GeForce GTX 780 cena ~2000 zł 16
Karta graficzna cena ~309 zł Radeon HD 7770 17
Karta GPGPU Tesla C2075 firmy Nvidia cena ~ 11000 zł General-Purpose computing on Graphics Processor Units to technika, dzięki której GPU (zwykle zajmujący się tylko obliczeniami związanymi z grafiką komputerową) umożliwia wykonywanie obliczeń ogólnego przeznaczenia, tak jak CPU. Dzięki temu wiele obliczeń można przeprowadzić znacznie szybciej. 18
Standardowe rozdzielczości ekranowe 19
Grafika 3D wyświetlanie trójwymiarowych obiektów Szkielet obiektu tworzony jest z figur geometrycznych 20
Tekstura powierzchnia obiektu, tj. dwuwymiarowa bitmapa nałożona na trójwymiarowy szkielet obiektu. Zawiera informacje o kolorze, jasności, stopniu przezroczystości, cieniowaniu, zasłanianiu przez inne obiekty, itd. Oświetlenie obiektu może być więcej niż jedno źródło światła. Powstaje cień obiektu 21
Perspektywa tzw. z-bufor zawiera informację jak daleko od powierzchni ekranu znajduje się przedmiot Głębia ostrości dalekie przedmioty widzimy nieostro 22
Anti-alising filtrowanie obrazu, rozmycie krawędzi obiektu w celu uniknięcia efektu schodkowej krzywej Efekty specjalne (np. dym, mgła, przezroczystość) dodawane wtedy gdy są potrzebne 23
Terminy graficzne - dodatek grafika rastrowa (grafika bitmapowa) Obraz jest reprezentowany przez zbiór punktów o indywidualnie określonych cechach (kolor, natężenie) grafika wektorowa Poszczególne elementy obrazu są reprezentowane przez wyrażenia matematyczne opisujące położenie punktów tworzących te elementy 24
Cechy grafiki rastrowej można uzyskać bardzo realistyczną kolorystykę poprzez indywidualne określanie barwy każdego elementu na elementach składowych obrazu nie można przeprowadzać transformacji geometrycznych wielkość plików szybko rośnie wraz z liczbą pikseli obrazu gdzie stosujemy grafikę rastrową grafika fotorealistyczna ( tworzenie obrazów o skomplikowanych kolorach, przejściach tonalnych, cieniach, gradacjach barw, itp. ) składanie ilustracji obróbka zdjęć, np. retuszowanie zniszczonych fotografii tworzenie grafiki ekranowej dla aplikacji multimedialnych przygotowanie statycznych efektów specjalnych w filmie kreowanie prostych animacji GIF 25
grafika rastrowa grafika bitmapowa przedstawiona w powiększeniu ujawnia raster 26
Cechy grafiki wektorowej jest zorientowana obiektowo można przeprowadzać płynne transformacje zarówno całego obrazu jak i elementów obrazu bez utraty jakości prezentacji wielkość plików mało zależy od rozdzielczości obrazu, zależy zaś od ilości i złożoności opisu jego elementów składowych gdzie stosujemy grafikę wektorową rysunek techniczny projektowanie wspomagane komputerowo CAD niektóre animacje internetowe w programach rysujących wykresy 27
Powiększenie 7-krotne grafika wektorowa grafika rastrowa 28
grafika wektorowa 29
Podstawowe formaty grafiki rastrowej BMP mapa bitowa o różnej palecie barw, standard Windows, brak kompresji, używany np. do tła TIFF - Tagged Image File Format, standardowy format stosowany w poligrafii, różne warianty, kompresja bez strat GIF - Graphics Image Format, popularny, dobra kompresja dla koloru 1, 2, 4, 8-bitowego JPG (lub JPEG)- Joint Photographic Experts Group, bardzo dobra kompresja (stratna) dla wiernego koloru PNG Portable Network Graphics ulepszony GIF z lepszą kompresją i pełną paletą barw, używany do WWW Kompresja stratna metoda zmniejszania liczby bitów potrzebnych do wyrażenia danej informacji, które nie dają gwarancji, że odtworzona informacja będzie 30 identyczna z oryginałem
Podstawowe formaty grafiki wektorowej EPS, PS - Encapsulated PostScript (opracowany przez firmę Adobe), stosowany w zapisie dla celów poligraficznych WMF Windows MetaFile, standard Windows CDR format zapisu plików programu CorelDraw DXF format zapisu plików programu AutoCAD SWF Adobe Flash, format popularny w Internecie. Umożliwia tworzenie animacji STL STereoLithography format pliku stworzony przez 3D Systems na potrzeby drukowania przestrzennego metodą stereolitografii (drukowania przestrzennego) 31
programy grafiki rastrowej Adobe Photoshop Picture Publisher, Photostyler Corel Photo-Paint IrfanView freeware programy grafiki wektorowej Adobe Illustrator CorelDRAW Serif DrawPlus Inkscape free SketchUp grafika 3D Corel Trace (składnik pakietu CorelDRAW) wektoryzacja (trasowanie) grafiki rastrowej 32
Drukowanie przestrzenne (3D printing) proces wytwarzania trójwymiarowych, fizycznych obiektów na podstawie komputerowego modelu. Początkowo była to jedynie jedna z metod szybkiego prototypowania używana zarówno do budowania form i samych prototypów. Wraz z postępami dokładności wykonania obiektów przez drukarki 3D, stała się to także metoda wykonywania gotowych obiektów, w tym zabawek, ubrań, czekoladek, a nawet protez. Model kostki Mengera wykonany za pomocą techniki drukowania przestrzennego 33