Как выводится изображение на монитор
Технические средства компьютерной графики
Картинки компьютер показывает на мониторе, печатает на принтере, считывает со сканера, фото и видео камер. Используются и другие устройства для ввода и вывода графической информации.
Схема системы вывода изображения на экран
Схема показывает, что монитор (дисплей) и видеоадаптер через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.
Видеоадаптер – устройство, управляющее работой дисплея.
Видеоадаптер состоит из двух частей:
Видеопамять – предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;
Дисплейный процессор – читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ней управляет работой дисплея.
Видеокарта (видеоадаптер)
Видеокарта располагается в системном блоке и представляет собой маленький графический компьютер со своими процессором и памятью.
Видеокарта (другие названия: графическая карта, видеоадаптер) управляет работой монитора, освобождая процессор от построения кадров изображения.
От качества видеокарты зависит скорость обработки видеоинформации, чёткость изображения, число цветов на экране и разрешение, в котором будет работать монитор.
Монитор
В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах.
Растровый принцип вывода изображений
Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образуют графическую сетку или растр.
Одна точка носит название пиксель (picture element). Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения.
Размер графической сетки (растра)
Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк.
Размер графической сетки называется разрешением экрана. Разрешение обычно указывают в виде двух величин через знак умножения. Первая величина задает число столбцов пиксельной матрицы, вторая — число строк.
Размер экрана монитора принято измерять по длине диагонали в дюймах. Один дюйм — это 2,54 сантиметра. Дюймы обозначают двойным штрихом вверху.
Для работы с компьютерными рисунками подойдёт монитор с диагональю 15″, но профессионалы используют мониторы с диагоналями 17″, 19″, 21″ и даже больше.
Виды мониторов
Существуют мониторы, основанные на разных физических принципах. На экране электронно-лучевого монитора изображение выводится по “строчкам”, которые рисует электронный луч, пробегая по экрану.
Экран жидкокристаллического монитора представляет собой матрицу, каждый элемент которой — жидкий кристалл (как в электронных часах). Кристаллы освещаются специальными лампами. Под действием электрических сигналов кристаллы меняют свои оптические свойства, моделируя на экране элементы изображения.
Принтеры
Принтер, как и монитор, является устройством вывода. Только монитор выводит информацию на экран, а принтер — на бумагу.
Устройства ввода изображения в компьютер
Сканер позволяет ввести в компьютер изображение: фотографию, страницу журнала, книги, рукопись. То есть, сканер — это устройство ввода.
Можно отсканировать страницу с текстом (как картинку), а затем при помощи специальной программы преобразовать изображение в настоящий текст, с которым можно работать в текстовом редакторе.
Сканирование выполняется при помощи светового луча. Источник света перемещается вдоль оригинала, считывая изображение.
Как работает ЖК-экран монитора и телевизора
Содержание
Содержание
Каждый день вы видите самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.
Источник света
Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL).
Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.
Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.
Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.
Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.
В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора.
В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.
Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.
Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.
Подсветка
Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.
Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.
Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.
Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.
Рассеиватель
Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.
Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.
Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.
Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.
Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.
Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.
Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.
Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.
Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.
TFT-панель
Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке.
Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.
В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.
После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.
Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света.
За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.
Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.
Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.
Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.
Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.
В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления.
Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.
Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.
Почему видеокарта не выводит изображение на монитор
Одна из самых пугающих ситуаций, с которой может столкнуться каждый владелец компьютера, это увидеть на включенном компьютере черный экран монитора. Причин, почему видеокарта не выводит изображение на монитор, бывает несколько. Рассмотрим основные из них и способы решения возникшей проблемы.
Внешняя диагностика
Первое, что нужно сделать — это разобраться, корректно ли работает монитор ⇒
Если монитор исправен, а изображения нет, причины бывают простые. Толкнули, передвинули системный блок, кот походил между проводами и т.п. Как следствие, видеокабель и шнур электропитания отсоединились от гнезд.
Параметры разрешения и частоты обновления экрана могли вступить в конфликт с настройками компьютера. Нажатием клавиши Reset на панели управления монитором можно их сбросить до значений по умолчанию.
Можно попробовать запустить компьютер в безопасном режиме (Safe mode). Для этого зажимаем F8 при запуске системы. Если изображение появилось, то проблема в настройках видеокарты и нужно обновить драйвера.
Недостаточная мощность блока питания
Если изображение то появляется, то гаснет или по экрану идут цветные полосы, то проблема кроется в нехватке мощности блока питания или сбое (перегреве) видеопамяти. Для ее решения попробуйте поставить другой блок питания или заведомо рабочую видеокарту.
Определение поломки по коду сигнала BIOS
Короткий одиночный звук, при нажатии кнопки “Power” означает, что все системы компьютера работают исправно. Аварийные звуковые сигналы BIOS отличаются в зависимости от настроек и производителя. Если слышен 1 длинный сигнал и 2-3 коротких, 4 длинных и 3 коротких – это неисправность в графическом адаптере. Системный блок потребуется разобрать и проверить внешний вид видеокарты, правильность креплений.
Так же может быть ситуация, когда у вас очень старая материнка и она просто не поддерживает вашу видеокарту. Тут может помочь либо прошивка материнки последней версией БИОСа или ее замена на другую.
Проверка внутренних подключений и очистка от пыли
Банальная пыль и мелкий мусор могут стать причиной проблемы, когда нет сигнала с видеокарты на монитор. Необходимо разобрать системный блок и почистить его от пыли. Для этого потребуется ⇒
Прочие неисправности
В отсутствии изображения на мониторе могут быть виноваты ⇒
В домашних условиях можно попробовать следующее ⇒
Если ни один из перечисленных способов не дал результата и изображения по прежнему нет, то необходимо обращаться к компьютерному мастеру.
Компьютер/ноутбук не видит второй монитор или ТВ (телевизор): на нем нет изображения.
Пытаюсь подключить к компьютеру второй монитор по HDMI (чтобы на основном работать, а на втором поглядывать за телевидением). Но на втором мониторе почему-то просто черный экран (нет никакого изображения).
Вообще при подключении к компьютеру (ноутбуку) ТВ или второго монитора — обычно, изображение на нем должно появляться сразу же (без лишних телодвижений). В вашем случае, очень вероятно, что сигнал с ПК вовсе не поступает к монитору (например, может быть перебит кабель HDMI, «разбиты» разъемы и из-за этого плохой контакт, проблема с видеодрайвером и пр.). 👀
Собственно, в этой статье постараюсь привести все те моменты, которые нужно проверить для того, чтобы восстановить работу устройств (действия идут по шагам, примерно так и рекомендую искать причину).
Почему ПК/ноутбук могут не «видеть» второй монитор, ТВ
Штекеры, кабели, разъемы
Первое, на что порекомендовал бы обратить внимание — это проверить состояние кабеля, штекера, разъемов (переходников, если используете оные). Внимательно проглядите поверхность кабеля: нередко в виду частых изгибов, можно найти «надломы», «скрутки» и пр. Даже если на взгляд кабель цел — в таких местах (внутри кабеля) медные жилки могли быть повреждены.
Кабель перегнут (скручен)
Не лишним будет проверить этот кабель с другим устройством — будет ли оно работать.
Казалось бы, такие банальные причины, как оказывается, являются «виновниками» в трети случаев при отсутствии изображения на экране.
Операцию подключения/отключения не рекомендуется выполнять «горячим» способом* (т.е. подключать, не выключая устройства).
Правильно ли выбран HDMI порт в настройках
У современных мониторов и телевизоров часто в наличии несколько HDMI портов (2÷4). И по этой причине часто возникает одна популярная ошибка [невнимательности*]: кабель подключается, скажем, к порту HDMI-1, а в настройках ТВ [Input] указывается HDMI-2.
Разумеется, что никакого изображения на экран не передается (ТВ его «ждет» на другом порту 👀).
Банально, но перепроверьте еще раз к какому порту вы подключились, и что указано в настройках ТВ/монитора (откуда получать «картинку»). См. скрин ниже. 👇
Правильно ли выбран порт HDMI
👉 Примечание!
Обратите внимание на один момент: на некоторых устройствах может быть перепутана маркировка портов. Сталкивался с этим единожды при настройке ТВ: как оказалось, просто на симметричную крышку нанести маркировку «вверх-ногами».
Исходя из этого, попробуйте «прощелкать» в настройках ТВ/монитора все HDMI порты, что имеются в настройках.
Настройки проецирования. Обнаружение
Вообще, при подключении второго монитора к компьютеру/ноутбуку — он автоматически передает изображение на оба экрана (на свой, и второй подключенный). При этом, обычно, у вас на рабочем столе появиться окно с выбором проецирования (т.е. как работать с изображением на 2-х экранах):
👉 Важно!
2) Если после нажатия кнопок Win+P в Windows 10/11 (панель проецирования) — у вас ничего на экране не появляется — вероятно у вас нет драйвера на видеокарту!
Чтобы «вручную» вызвать эту панель проецирования — нажмите сочетание кнопок Win+P (а затем поменяйте вариант проецирования «на оба экрана»). Если у вас ноутбук — обратите внимание на функциональные клавиши: среди них также есть доп. варианты.
Также рекомендую открыть параметры Windows, раздел » Система/Дисплей» и нажать на кнопку «Обнаружить» (в некоторых случаях, особенно, если ваш дисплей старый — данная функция поможет его обнаружить и задействовать).
Настройка Дисплея (Windows 10)
Настройки видеодрайвера
В этом подразделе можно выделить 2 проблемы:
Для начала рекомендую открыть панель управления вашим видеодрайвером. Как правило, достаточно воспользоваться значком в трее (рядом с часами), см. скрин ниже. 👇
Настройки графики Intel
Отмечу, что нередка и другая ситуация: драйвер может быть установлен, а панель управления отсутствовать. В этом случае также необходимо переустановить (обновить) видеодрайвер.
👉 В помощь!
В панели управления драйвером, как правило, необходимо открыть раздел «Дисплей/несколько дисплеев» (пример для видеокарт IntelHD) и нажать кнопку «Найти» (если ПК не видит второй дисплей). В этом же разделе можно выбрать режим работы дисплея, указать кол-во активных экранов и пр. параметры.
Не сгорел ли HDMI-порт
Наибольшей популярностью для подключения ТВ/мониторов на сегодняшний день пользуется интерфейс HDMI (поэтому его выделил). Не многие знают, но при подключении «горячим» способом (т.е., не выключая устройства) — в некоторых случаях порт HDMI может «сгореть».
В редких случаях, горит не только он, но и мат. плата. Происходит подобное, чаще всего, из-за отсутствия заземления (либо из-за разных уровней земли, если устройства подключены к разным источникам питания).
HDMI расплавился (подобный случай, все же, редкость. Обычно, HDMI после сгорания выглядит, как и раньше. без внешних признаков)
Чтобы подобного не произошло с вашими устройствами (свести риски к минимуму), достаточно соблюдать ряд нехитрой последовательности при подключении:
Также крайне рекомендуется использовать сетевые фильтры.
Как можно попытаться исправить ситуацию
Если через HDMI никак не получается получить картинку с компьютера на втором мониторе — обратите внимание на другие разъемы: DVI, Display Port, USB Type-C, VGA. Как правило, на большинстве мониторов (как и ПК) есть несколько интерфейсов для подключения.
Сложность, пожалуй, может возникнуть с ноутбуками: на многих моделях есть только какой-то один интерфейс, HDMI (скажем).
Однако, на новых моделях ноутбуков, кроме HDMI, присутствует порт USB Type-C. К нему можно приобрести кабель (переходник, адаптер) на VGA, DVI, Display Port (и подключить практически любой монитор).
К USB Type-C есть самые разные переходники (адаптеры) на VGA, DVI, Display Port
Подобные адаптеры не всегда легко найти. Рекомендую воспользоваться китайскими-онлайн магазинами. 👇
Лучшие китайские интернет-магазины, где можно приобрести подобную продукцию за копейки* (воспользовавшись кэшбеком и акциями), представлены здесь
Возможно, вам пригодится одна моя прошлая статья о подключении 👉 к ноутбуку второго монитора.