Принципы построения различных типов принтеров.

Стандарты кодеков изображений MPEG.

MPEG - ряд кодеков для передачи аудио-видеоинформации, каждый из которых соответствует определенному этапу развития цифровых технологий. Видеосигнал в сжатом формате может быть сохранен на вполне рядовом носителе информации (винчестер, CD) и воспроизведен с него на мониторе компьютера. С этой цифровой записью могут выполняться любые операции нелинейного монтажа (монтажа с произвольным доступом к кадрам).

· MPEG-1 — кодек предназначен для записи и воспроизведения движущихся изображений и связанного с ними аудиосопровождения на цифровом носителе с потоком данных до 1,5 Мбит/с. При этом обес­печивается качество изображения на уровне кассетного видеомагнитофона VHS (Video Home System – Система домашнего видео) со стереофоническим звуковым сопровождением.

· MPEG-2 (ISO/IEC 13818) — кодек для высококачественной передачи изображений, аудиоинформации и данных при потоке 2-80 Мбит/с, обеспечиваю­щий несколько уровней качества. Основной уровень (разрешение 720 х 480, при скорости 30 кадров/с) обеспечивает качество на уровне телевещания, высокие уровни используются в профессиональной видеозаписи. Стандарт предусматривает одновременную передачу множества TV-каналов с возможностью шифрования для ограничения доступа к информации и защиты прав собственности на содержимое потоков

· MPEG-4 — стандарт, ориентированный на интерактивное использование мультимедиа и сетевых коммуникаций. Аудио-видеоинформация, представляемая конечному потребителю, собирается из различных аудиовизуальных объектов (AVO - Audio-Visual Objects). Эти объекты отображаются на сцене, представляемой конечному потребителю (наблюдателю-слушателю). Сцена представляется дисплеем и многоканальной аудиосистемой.

Управление монитором.

Определяют следующие основные функции:

1) Настройка цветов. Яркость (Brightness) и контрастность (Contrast) изображения обычно регулируют с помощью кнопок управления, расположенных на лицевой панели монитора.

2) Качество сведения лучей. При хорошем сведении тонкие белые линии должны быть белыми, а не радужными. Сведение лучей чаще всего ухудшается по углам экрана.

3) Настройка геометрии. Регулировка размеров по вертикали и горизонтали позволяет подогнать параметры генераторов развертки так, чтобы изображение попадало в заданную область.

4) Синхронизация и цифровое управление. Синхронизация определяется частотой синхроимпульсов развёртки. Мониторы EGA имели два режима синхронизации, задающиеся относительной полярностью вертикальных синхроимпульсов: положительной и отрицательной. Адаптеры VGA и SVGA могут использовать различные режимы разрешения без существенного изменения частот.

Решить проблему подстройки позволяет цифровое управление (Digital Control). Суть цифрового управления сводится к тому, что в монитор встраивается специализированный микроконтроллер, управляющий практически всеми параметрами монитора.

5) Управление энергопотреблением. Основные режимы энергопотребления для мониторов:

● On — активная (нормальная) работа. Для 15" монитора типовое потребление - 80 Вт.

● Stand-by — отключение видеосигналов и снижение яркости до минимума, что снижает потребление на 20 %. (Для 15" — 60 Вт.)

● Syspend — отключение строчной развертки, накала и высокого напряжения кинескопа, что снижает потребление на 70 %. (Для 15" — < 15 Вт.)

● Off — отключение всех схем монитора, кроме блока DPMS, потребление снижается до единиц ватт.

Плоские дисплеи.

Плоские дисплеи выполняются в виде матрицы ячеек, которая сканируется аналогично телевизионному растру. Для повышения контрастности часто применяют двойное сканирование: экран разбивается на две части, в которых сканирование происходит одновременно.

Дисплеи на жидкокристаллических (ЖК) панелях LCD основаны на изменении оптической поляризации отраженного или проходящего света под действием электрического поля. Слой жидкокристаллического вещества расположен между двумя стеклами с поляризационными решетками. Можно управлять прозрачностью элемента, изменяя величину электрического поля Е.

Дисплейная панель представляет собой матрицу ячеек, каждая из которых находится на пересечении вертикальных и горизонтальных координатных проводников. В пассивной матрице (Passive Matrix) дисплеев на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников. В активной матрице (Active Matrix) каждая ячейка управляется транзистором, которым управляют через координатные шины.

Панели требуют подсветки — либо задней (Back Light), либо боковой (Side Light) от дополнительного источника освещения.

Современные плоские TFT LCD-дисплеи представляют собой «бутерброд» из двух стекол, между которыми расположены слои жидкокристаллического вещества и матрица тонкопленочных транзисторов (TFT — Thin Film Transistor).

Цветные ЖКД имеют ячейки, состоящие из трех элементов для управления каждым из базисных цветов. Каждый пиксел состоит из трех ячеек, каждая из ко­торых снабжена своим светофильтром (R, G и B). Управляя тремя транзисторами пиксела, можно изменять его цвет и яркость. Разрешающая способность по цвету у ЖКД пока 6 бит на каждый цветовой канал. Матричная организация ЖКД не позволяет из­менять разрешение экрана без потерь качества изображения.

Газоплазменные панели основаны на свечении газа под действием электрического поля. Эти панели PDP (Plasma Display Panel) потребляют больше энергии, чем LCD.

Дисплеи на светящихся полимерных полупроводниках LEP (Light Emission Plastic) основаны на свечении этого материала в электрическом поле. Требуется низкое напряжение — всего 3 В. Эти пока что толь­ко монохромные (черно-желтые) дисплеи еще не нашли широкого применения из-за малого срока службы.

Интерфейсы дисплеев.

Для мониторов важен сигнал RGB. Интерфейс между видеоадаптером и монитором может быть как дискретным (с сигналами ТТЛ), так и аналоговым.

1. Дискретный интерфейс RGB TTL. Для ч/б монитора использовали два сиг­нала — видео (включить/выключить луч) и повышенной яркости. Т.о., монитор мог отобразить три градации яркости («темный пиксел» и «темный с повышенной яркостью» неразличимы). В цветных мониторах класса CD (Color Display) имелось по одному сигналу для включения каждого луча и общий сигнал повышенной яркости. Т.о., задавалось 16 цветов. Улучшенный цветной дисплей ECD (Enhanced Color Display) имел дискретный интерфейс с двумя сигналами на каждый базовый цвет. Общее количество кодируемых цветов достигло 26=64.

2. Аналоговый интерфейс RGB.

Такой интерфейс с 8-разрядными ЦАП для каждого цвета позволяет выводить 16,7 мл цветов. Для идентификации ч/б и цветных дисплеев в интерфейс ввели три логических сигнала ID0-ID2. Использовали лишь сигнал ID1 (1 – ч/б, 0 – цветной). Монохромный монитор может быть опознан адаптером и по отсутствию нагрузки на линиях R и B.

3. Цифровой интерфейс DVI. Интерфейс DVI предназначен для подключения дисплеев любого типа (ЭЛТ и матричных). Он имеет 6 кана­лов передачи данных (Data[0:5]) и канал синхронизации Clock. Каждый канал данных образован кодером, расположенным на видеокарте, линией связи и декодером, расположенным в дисплее. На вход кодера каждого канала поступают 8 бит кода яркости базисного цвета текущего пиксела. Также на вход коде­ра канала 0 поступают сигналы строчной и кадровой синхронизации, а на остальные каналы — дополнительные управляющие сигналы CTL [0:9], по паре на каждый канал. На приемной стороне сигналы декодируются.

Адаптеры дисплеев.

Дисплейный адаптер – блок компьютера, к которому подключается дисплей. Предназначен для формирования изображения на эк­ране под управлением программы компьютера, выполняемого в графическом или алфавитно-цифровом режиме.

Функциональная схема графического адаптера. Контроллер ЭЛТ обеспечивает согласование сигналов сканирования видеопамяти и сигналов развёртки монитора. Видеопамять — это специальная слойная область памяти, из к-й контроллер организует циклическое чтение содержимого для восстановления изображения. Типовой объем видеопамяти: адаптеры EGA – 128 Кбайт; адаптеры без ЗD-акселераторов – 1 Мбайт (разрядность шины данных памяти оказывается 16 бит); 32-битные графические шины – 2 Мбайт; адаптеры для профессиональной работы с цветом – 4-8Мбайт. Для повышения производительности видеопамяти применяют микросхемы со специальной архитектурой — VRAM, WRAM, MDRAM, RDRAM, SGRAM. Контроллер атрибутов управляет хранящейся в видеопамяти цветовой информацией (мигание, подчеркивание). В состав контроллера атрибутов входят регистры палитр, которые преобразуют коды цвета в ре­альные цвета на экране. В адаптере CGA два бита цвета пиксела управляют лучами R и G цветов, бит управления B цветом – общий на весь экран => два бита цвета пиксела задают по 4 цвета в двух разных палитрах. Адаптер EGA использует про­граммируемые регистры палитр, позволяющие каждому из 16 возможных кодов, задаваемых четырьмя битами цветовых слоев, поставить в соответствие один из 64 возможных цветов. В адаптерах VGA, SVGA контроллер атрибутов получился как небольшой RAM и ЦАП, появилась микросхема RAMDAC. Графический процессор – средство повышения производительности программного построения изображений. Работает в двух режимах: 1) чтение изображения с обработкой данных. В четырех 8-битных регистрах-защелках записывается код цветовых слоев при чтении видеопамяти. Код с защёлок и процессора обрабатывается логическими схемами И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ. 2) со сравнением цвета. Результат чтения будет байт, у которого первые 4 бита – эталон цвета.

Параметры видеосистемы.

Основные параметры определяются используемым дисплейным адаптером, дисплеем и интерфейсом, их связывающим.

Рассмотрев работу видеосистемы, можно сформулировать и объяснить ее основ­ные параметры, определяемые используемым дисплейным адаптером, дисплеем (монитором) и интерфейсом, их связывающим.

Общие параметры дисплейного адаптера характеризуют его возможности для всех применений, двумерных и трехмерных.

· Тип адаптера(MDA, CGA, EGA, MCGA, PGA, SVGA...) и тип шины (ISA 8/16-бит, MCA, EISA, VLB, PCI, AGP).

· Поддерживаемый режимотображения (Mode Type) определяет возможность работы в текстовом (ТХТ или AN) или графическом (Gr или АРА) режиме адресации элементов изображения.

· Разрешение(Resolution), или разрешающая способность, в графическом режиме определяется количеством точек в строке по горизонтали и числом строк на экране (например, 800 х 600 — 800 точек, 600 строк).

· Количество цветовподразумевает, как максимальное количество одновременно присутствующих цветов на экране.

· Объем видеопамяти(локального буфера) определяет соотношение разрешения, количества одновременно доступных цветов и видеостраниц.

· Тип видеопамяти— обычная динамическая (DRAM, EDORAM, SDRAM) или специальная (SGRAM, VRAM, WRAM, MDRAM, RDRAM).

· Разрядность видеопамяти(8, 16, 32, 64, 128 бит) определяет производительность и предельную частоту построения изображения.

· Частота регенерацииявляется частотой кадровой (вертикальной) развертки. При кадровой частоте развертки ниже 60 Гц изображение мерцает, что особенно заметно на большом белом поле экрана.

Принципы построения различных типов принтеров.

По способу печати принтеры разделяются на:

последовательные (печать осуществляется поэлементно с продвижением по строке)

параллельные (строка печатается целиком строкой);

буквопечатающие (печатают только строчки символов из фиксированного набора) знакосинтезирующие (произвольные изображения).

По способу нанесения красителя они делятся на:

1) Матрица может состоять из иголок или струйных сопел. В головке может быть 8-24 иголок или сопел. В символьном режиме контроллер принтера через свой интерфейс по соответствующему протоколу принимает поток байтов. В начале принимается столько символов, сколько умещается в строке +1 для перевода каретки, затем – символ возврата каретки и перевода строки. В графическом режиме строка выводится целиком, когда для неё готовы данные.

Принцип печати игольчатого принтера: на каждую головку иголки воздействует удар электромагнита. Буферное ОЗУ очищается при вкл/выкл питания. Разрешающая способность матричного принтера определяется размером матрицы иголок (300 dpi).

Цветные игольчатые принтеры работают с многоцветной красящей лентой. Каждая строка печатается за несколько проходов (каждый для определённого цвета). У параллельных матричных принтеров иглы расположены вдоль всей печатающей строки (горизонтально), т.е. печать происходит целой строкой.

2) Струйные принтеры аналогичны игольчатым, только вместо удара на бумагу выбрасываются капельки чернил, что осуществляется с помощью пьезоэлектрического механического насоса технологии (bublejet). После печати головка устанавливается в строго определенное место для предотвращения высыхания чернил.

3) Термопринтеры по конструкции напоминают игольчатые, но вместо ударов иголок их головки нагревают отдельные точки термочувствительной бумаги.

4) Лазерный принтер имеют постраничный вывод, проходящий за 3 поворота барабана: 1. через микроконтроллер кодированное изображение управляет вращением зеркала, к-еизменяет траекторию отражённого лазерного луча на вращающемся барабане, поверхность к-го покрыта заряженным положительно фоточувствительным проводником. Там, где проходит луч, поверхность барабана разряжается. 2. Тонер наносится на место разряда барабана. Избыточный порошок собирается в контейнер. 3. Подаётся лист бумаги, нагретый термоваликом, что обеспечивает расплавление порошка и перенос его на бумагу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: