Tutorial Sobre Monitores

O MONITOR

O monitor é um item de maior importância em um micro, mas, parece que isso esta sendo ignorado na hora da compra. Ele é o primeiro item a sofrer corte de orçamento. É comum depararmos com anúncios de máquinas equipada com Pentiun 4 e muita memória RAM onda acompanha um monitor de 14”.
Um bom monitor deve ser avaliado sob os seguintes critérios:

• Tamanho
• Dot-Pitch
• Planicidade da tela
• Taxa de atualização
• Controles e Ajustes
• Brilho e Contraste
• Proporção da imagem
• Qualidade de foco
• Qualidade de convergência

Tamanho

O primeiro item que vem a cabeça de quem vai comprar um monitor novo é o tamanho da tela. Esse tamanho refere-se à medida da tela tirada na diagonal e expressa em polegadas. Os monitores de 14” foram os mais usados, porem com a queda no preço os de 15” e 17” vem abocanhando a fatia de mercado destes.Para uso doméstico os monitores de 15” já proporcionam bastante conforto porem se possível investir em um de 17”, melhor.Se for trabalhar com softwares de editoração eletrônica, engenharia, arquitetura ou processamento de imagem deve-se considerar monitores maiores como de 19” ou 21”.

Dot Pitch

A tela do monitor tem internamente uma camada de fósforo composto por pontos coloridos nas três cores primárias Vermelho, verde e azul formando um conjunto chamado de tríade ou pixel.O Dot pitch é a distancia entre o centro de um ponto colorido desta tríade até o centro do ponto de mesma cor da tríade mais próxima. Já dá para perceber que quanto menor o D.P. melhor a resolução da imagem. Atualmente os monitores estão com o D.P. em 0,26mm a 0,28mm.

Planicidade da tela

Vários fabricantes dizem que seus monitores possuem tela plana o que não é bem a verdade. Algumas marcas importadas, principalmente da china, usam recursos mais baratos que a tecnologia de tela realmente plana para baratear os custo de produção.Os monitores de marcas conhecidas como Samsung, LG e outras, tem tecnologia suficiente para equiparem seus modelos com tela realmente plana. A planicidade da tela tem a ver com a qualidade da imagem na tela, sem o qual pode trazer problema de convergência e foco o que resulta em uma imagem borrada ou no centro ou nas bordas.

Taxa de Atualização

A imagem na tela do monitor é como um quatro de pintura que é refeitas várias vezes por segundo. A taxa de atualização é a medida de quantas vezes esta pintura é refeita por segundo, expressa em Hertz (Hz).No monitor, isso refere-se à taxa de varredura vertical ou Refresh Rate, e taxas muito baixas indicam monitor de má qualidade e podem provocar um fenômeno chamado Flicker (cintilação).Um ponto de fósforo da tela deve ficar aceso no tempo exato em que o feixe de elétrons do tubo complete toda a varredura da tela e volte até ele para reacendê-lo. Se a freqüência de varredura for muito baixa o ponto de fósforo se apaga antes que o feixe de elétrons chegue até ele novamente e isso provocará um efeito de tela piscante cansativo e prejudicial ao olho humano.A taxa de atualização padrão era de 60Hz suficiente para o modo texto que tínhamos no DOS e seus aplicativos. Porem com o avanço das interfaces gráficas como o Windows deve-se ter uma taxa de atualização de 70Hz a 85Hz que pode ser ajustada via softer e a placa de vídeo do computador deve alcançar tal varredura.Os monitores configurados como Plug and Play assumir a taxa padrão de 60Hz podendo causar o aparecimento do Flicker.

Controles e Ajustes

Parece que não, mas, a qualidade de um monitor pode ser medida pela gama de controles sobre as características da imagem. Hoje em dia todos os monitores novos aboliram os controles análogos baseados em potenciômetros para usarem controles digitais acessíveis através de um menu na tela.Entre esses controles estão o posicionamento da imagem na tela (área visível), controle da geometria da tela corrigindo os efeitos almofada, distorção trapezoidal, paralelogramo e rotação.

Brilho e Contraste

O Brilho de uma imagem pode ser entendido como a quantidade de luz que forma a imagem. Contraste é o intervalo entre os tons mais claros e mais escuros.Estes controles são usados para ajustar a amplificação do sinal de vídeo, são influenciados pela claridade do ambiente, a aplicação em uso e a sensibilidade do usuário.Alguns monitores expandem as imagens mais claras e contraem as mais escuras, isto é fruto da baixa qualidade da fonte de alimentação do monitor.Um bom teste é mexer no contraste e no brilho e ver se há uma espécie de zoom na imagem indicando a baixa qualidade do monitor.

Proporção da imagem

Não é este um item a ser observado na hora da compra, ele tem a ver com o Aspect Ratio, ou seja, a razão entre o número de pixel (pontos coloridos da tela) exibido na horizontal (eixo X) e na vertical (eixo Y). Para monitores a razão padrão é de 4 para 3.Quando o desktop (área de trabalho) para uma resolução de 640x480 ou 800x600 ou ainda 1024x768 você pode observar que para cada 4 pixel da horizontal temos 3 na vertical.

Qualidade de Foco

O foco é um ajuste que faz que cada feixe de elétrons do tubo caia exatamente sobre os pontos de fósforo da tela, cada qual na sua respectiva cor ( lembre-se que temos três cores, vermelho, verde e azul e para cada uma temos um feixe de elétrons independente) e influencia na qualidade da imagem. Um foco mal ajustado produz imagem borradas e linha sem definição.Modelos de monitores mais baratos otimizam o foco no centro ou nas bordas da imagem mas não para as duas regiões da imagem.O controle sobre o foco é interno ao aparelho, somente acessível para técnicos.

Qualidade da Convergência

O emissor de elétrons do tubo de imagem é composto por três canhões, um para cada cor. Cada ponto colorido da tela é chamado e pixel e se divide em três partes, cada uma de uma cor, vermelho, verde e azul.A função do controle de convergência e fazer que cada canhão atinja o ponto do pixel correspondente a sua cor e no mesmo pixel, ou seja, que o canhão vermelho atinja o ponto vermelho do pixel, o canhão verde o ponto verde deste mesmo pixel e o canhão azul o ponto azul.Os controles internos são ajustados para obter a melhor convergência em todos os pontos da tela. Alterações nas cores e imagem borrada é característica de erro de convergência.Um monitor dos mais baratos pode ainda emitir irradiações prejudiciais aos olhos. Essas irradiações são causadas pelo choque dos elétrons contra a parede de fósforo da tela, quanto a velocidade dos elétrons foge ao controle do sistema resulta em emissão de raio x que apenar de ser invisível é bastante prejudicial. A norma ABNT estabelece um limite de irradiação para monitores, porem os monitores importados, de marcas desconhecidas e procedência duvidosa raramente obedece a este padrão.Portanto é melhor economizar em um processador mais modesto do que comprar um monitor mais barato, mesmo porque um monitor tem uma vida útil de 5 a 6 anos e na hora de um upgrade dificilmente troce-se o monitor.

COMO FUNCIONA UM MONITOR

O principio de funcionamento de um monitor é o mesmo deste décadas atrás e muito parecido com os televisores. O principal componente é o tubo de raios catódicos ou TRC também chamado de cinescópio pelos técnico de televisão.O TRC nada mais é do que uma válvula eletrônica com um elemento emissor de elétrons chamado Catodo, grades de controle e uma superfície coberta por uma camada de fósforo, um material que quando atingido por um feixe de elétrons emite luz. Os TRC preto e branco tem apenas um catodo, também chamado de canhão, e a camada de fósforo pode ser branca, âmbar ou verde.O feixe de elétrons sofre influencia de uma gama de controles, tais como sincronismo horizontal, sincronismo vertical, convergência, foco, brilho, contraste entre outros.Para que uma imagem seja exibida na tela do monitor a placa de vídeo divide a imagem em varias linhas horizontais, de cima para baixo, e as envia nesta seqüência para os circuitos do monitor. A televisão utiliza o padrão de 525 linha horizontais( PAL-M) e no monitor do PC o padrão depende da resolução que a placa de vídeo possa fornecer, a mais comum é 800 linha por 600 colunas (800x600).O feixe de elétrons é forçado pelos controles de deflexão horizontal e vertical a percorrer toda a tela, linha por linha da imagem a ser exibida. Iniciando no canto superior esquerdo da tela e indo até o canto inferior direito, quando então volta ao inicio. Esta manobra é repedida varias vezes por segundo. Nos monitores mais antigos ou de baixa qualidade, esta freqüência era de 60 vezes por segundo ou menos (60Hz) e nos monitores mais modernos ela fica entre 70 e 85Hz. Esta taxa de atualização é conhecida como Varredura vertical (Refresh Rate).Aqui acontece um efeito interessante chamado Flicker (cintilação) da seguinte maneira: Imagine que um ponto na tela, quando atingido pelo feixe de elétrons acende-se e deve se manter aceso até que o feixe de elétrons complete todo o ciclo de formação da imagem e volte até este ponto para reacende-lo. Porem se a freqüência de varredura vertical for muito baixa o ponto se apaga antes que o feixe de elétrons o atinja novamente, assim o usuário terá a impressão da tela piscando, efeito cansativo e prejudicial aos olhos.Deflexão é controle que leva o feixe de elétrons da esquerda para a direita no caso da deflexão horizontal e de cima para baixo no caso da deflexão vertical. Nos modelos de monitores mais baratos era usada uma técnica chamada entrelaçamento para se conseguir uma melhora na resolução sem muito custo na produção. Esta técnica consiste em varrer somente a metade das linhas verticais a cada ciclo de varredura vertica. Em um ciclo varre-se as linhas impares e no outro as linhas pares.A maior desvantgem desta técnica é favorecer o aparecimento do Flicker.Atualmente os monitores são especificados como Não Entrelaçado ou simplesmente NE

Corte de um Tubo de Raios Catódicos

Cada ponto da imagem precisa ser "impresso" na tela. Isso é conseguido bombardeando individualmente todos os pontos da tela, um de cada vez, ponto por ponto, linha por linha, do início ao fim da tela, então de volta ao início e assim sucessivamente, ininterruptamente, sem parar. São dois processos coordenados de varredura da tela, conforme a ilustração a seguir mostra.
A luz emitida pelo ponto de fósforo "bombardeado" tem permanência (duração) curta e logo esmaece e se apaga. Assim, esse processo de "bombardeio" precisa ser repetido periodicamente, para manter a imagem visível, mesmo que a imagem não mude (Nota: o mesmo processo também acontece com a televisão!). Portanto, o computador ( o processador) precisa ficar constantemente re-enviando a mesma imagem (ou as imagens modificadas) para a interface que por sua vez "refresca" a tela

TIPOS DE MONITOR

Não irei me deter muito a explicações detalhadas do funcionamento dos monitores, minha intenção e apenas para se ter uma base de como eles funcionam.

MONITORES MONOCROMATICO

Os monitores eram inicialmente utilizados para exibir apenas caracteres (modo caractere) em uma única cor (geralmente um fósforo verde, algumas vezes branco ou ainda laranja). Dessa forma, o que trafegava na interface entre computador e monitor eram apenas códigos em bits (geralmente ASCII) que representavam os caracteres que seriam exibidos. Na interface esses códigos digitais eram decodificados e transformados em sinais analógicos (sinais de vídeo).

MONITORES COLORIDOS

Posteriormente, com o advento de sistemas gráficos (inicialmente em aplicações especializadas, em geral ligadas a engenharia, tal como CAD - Computer Aided Design), foram desenvolvidos monitores gráficos em cores. Nesses monitores, a imagem passou a ser constituída, não mais por um caracteres de uma só cor que podia ser tratado como um código, mas agora por pontos individualmente gerados na tela e que agrupados formavam os gráficos e/ou os caracteres. Dificilmente vê-se monitores em preto e branco, o domínio total é dos monitores coloridos padrão VGA e SVGA. Um TRC para monitores coloridos tem três emissores de elétrons, cada um responsável por uma das três cores primarias: vermelho, verde e azul ou do inglês RGB.Com essas três cores é possível reproduzir todas as cores do espectro de cores que o olho humano pode distinguir.A camada de fósforo da parte frontal do TRC também é diferente, ela é composta por milhares de pontos coloridos chamado de tríade ou pixel e este por sua vez são dividido em três partes iguais chamadas de subpixel, cada uma de uma das cores primarias RGB. Os subpixel podem estar em formato de triangulo (Delta) ou em linha (inline).
Cada um desses pontos (chamados pixels - picture elements) passou a ter diversos atributos, entre eles e cor. Cada cor exibida precisa ser identificada por um código. Se tivermos 16 = 24 cores, serão necessários 16 códigos e portanto 4 bits para identificá-las individualmente. Sendo 256 = 28 cores, serão portanto 8 bits e assim por diante, até a chamada "true color" com 64 milhões = 232 cores exigindo 32 bits.
Também em termos de resolução (número de pontos de imagem por tela) as exigências creceram muito. Quanto mais pixels maior resolução, mas também maior número de bits a serem transmitidos em cada tela. A quantidade de informação que passou a trafegar entre computador e monitor aumentou de forma extraordinária, exigindo novas soluções de projeto para evitar que a exibição de informações na tela se transformasse em um "gargalo" (bottleneck) para o desempenho do sistema. A solução para esse problema veio com o desenvolvimento de interfaces mais elaboradas, possibilitando maior throughput, bem como pela utilização de verdadeiros processadores de imagem (interfaces dotadas de processadores especializados para processamento gráfico e de memória local). Dessa forma, o computador passou a transmitir primitivas gráficas (informações codificadas que eram transformadas em gráfico apenas no processador gráfico da interface). O processo de refresh também passou a ser atribuição somente do processador de vídeo, não havendo necessidade do processador principal (o processador do computador) re-enviar uma imagem que não sofresse alterações. Mais ainda: o processo de envio das modificações de uma imagem passou a ser feito por diferença, isto é, o processador principal transmite apenas o que mudou e o processador de vídeo se encarrega de alterar a imagem de acordo.

MONITORES LCD

Quando se fala em cristal pensa-se logo em algo sólido como o quartzo, e quando se fala em liquido lembramos em algo como a água.Uma propriedade dos sólidos é que suas moléculas mantém a mesma posição uma em relação ás outras, e nos líquidos acontece o contrario, suas moléculas se movem livremente.O cristal liquido pode comportar-se como um sólido mantendo suas moléculas ordenadas e também como um liquido, tendo suas moléculas movidas. Esta fase entre sólido e liquido é chamada de Fase Nemática (em inglês Nematic).Entre os vários tipos de cristal liquido, há uma classe chamada de Nemáticos Torcidos (Twisted Nematics) que podem ter sua moléculas torcidas em sua formação atômica quando submetida a uma corrente elétrica, assim pode-se controlar como a luz o atravessa.Este é o principio que permite a construção de telas de cristais líquidos ou Liquid Crystal Display (LCD).Sabendo-se que os Cristais líquidos são condutores de eletricidade, que são transparente, que sua estrutura pode ser mudada pela corrente elétrica e podem transmitir e mudar a luz polarizada foi possível idealizar os LCD.Um LCD é construído em varias camadas da seguinte forma :

1 – Um espelho para tornar o painel reflexivo.
2 – Um vidro com um filme polarizante.
3 – Um plano de eletrodo feito de material condutivo (Oxido de indium por exemplo).
4 – Um plano com criastal liquido.
5 – Outro plano de vidro com um eletrodo em formato de retângulo.Outro filme polarisante com ranhuras a 90o em relação ao primeiro filme (2).

Os eletrodos 3 e 5 devem estar ligados a uma fonte de corrente elétrica. Quando não há uma corrente elétrica fluindo entre os eletrodos (3 e 5) a luz atravessará o painel, atingirá o espelho e será refletida. Havendo uma corrente elétrica, as moléculas do cristal liquido serão viradas impedindo a passagem de luz nesta região e um retângulo negro aparecerá. O exemplo de construção acima mostra como são feitos os LCD para pequenos aparelhos como os usados em relógios, micro-ondas, brinquedos e instrumentos, são chamados de reflexivos. Os LCD para PCs são de construção mais complexas e são chamados de iluminados por terem uma fonte de luz pela frente ou por trás.

As vantagens

1. Os monitores LCD trazem várias vantagens sobre os monitores CRT (Catodic Ray Tube, ou tubo de raios catódicos) usados atualmente, apesar de também possuírem algumas desvantagens, destacando-se o alto preço.
2. Colocando lado a lado um monitor LCD e outro CRT, a primeira diferença que salta à vista é justamente o tamanho. Os monitores de cristal são muito mais finos que os tradicionais, o que explica seu uso em computadores portáteis. No caso de um micro de mesa as vantagem neste caso não é tão evidente, mas de qualquer modo temos alguma economia de espaço sobre a mesa.
3. Outra vantagem dos monitores LCD, é o fato de possuírem uma tela realmente plana, o que elimina as distorções de imagem causadas pelas telas curvas dos monitores CRT, e aumenta a área útil do monitor, já que não temos espaços desperdiçados nos cantos da imagem.
4. Um monitor LCD de 14 polegadas possui uma área de exibição maior do que um CRT de 15 polegadas, enquanto que num LCD de 15 polegadas a área é quase equivalente a um monitor tradicional de 17 polegadas.
5. Os monitores de cristal líquido também gastam menos eletricidade. Enquanto um monitor tradicional de 14 polegadas consome por volta de 90 W, um LCD dificilmente ultrapassa a marca dos 40W. Outra vantagem é que estes monitores emitem uma quantidade muito menor de radiação nociva (praticamente nenhuma em alguns modelos) o que os torna especialmente atraentes para quem fica muito tempo em frente ao monitor diariamente.
6. Finalmente, nos monitores de cristal líquido não existe flicker, pois ao invés da imagem ser formada pela ação do feixe de elétrons, como nos monitores CRT, cada ponto da tela atua como uma pequena lâmpada, que muda sua tonalidade para formar a imagem. O termo "refresh rate" não se aplica ao monitores de cristal líquido, pois neles a imagem é sempre perfeita.

As desvantagens

1. Sem dúvida, a aparência de um LCD é muito mais elegante e moderna do que a de um monitor tradicional, porém, como nada é perfeito, os LCDs também tem suas desvantagens: a área de visão é mais limitada, o contraste é mais baixo, e as resoluções permitidas são bem mais limitadas.
2. Enquanto nos monitores tradicionais podemos ver a imagem exibida praticamente de qualquer ângulo, temos nos LCDs o ângulo de visão limitado a apenas 90º (45º para a esquerda e 45º para a direita) acima disso a imagem aparecerá com as cores distorcidas ou mesmo desaparecerá. Isto pode ser até desejável em algumas situações, no caixa de um banco por exemplo, mas normalmente é bem inconveniente.
3. O contraste da imagem também é bem mais baixo. Enquanto num monitor convencional temos normalmente um contraste de 500:1, ou seja, uma variação de 500 vezes na emissão de luz do branco para o preto. Nos monitores de cristal líquido o contraste varia entre 250:1 e 300:1 o que prejudica um pouco a qualidade da imagem, principalmente a fidelidade das cores.
4. Temos também as limitações quanto às resoluções suportadas. Nos monitores CRT temos à nossa disposição várias resoluções de tela diferentes, que vão desde os 320 x 200 pontos usados no MS-DOS até 1024x 768, 1200x 1024 ou até mesmo 1600x 1200, passando por várias resoluções intermediárias, como 400x300, 320x400, 320x480, 512x384x, 1152x864 entre outras, sendo que em todas as resoluções temos uma imagem sem distorções.
5. Os monitores de cristal líquido por sua vez são bem mais limitados neste aspecto, pois cada ponto da imagem é fisicamente representado por um conjunto de 3 pontos (verde, vermelho e azul). Num monitor LCD com resolução de 1024x 768 por exemplo tempos 3072 pontos horizontais e 768 verticais, sendo que cada conjunto de 3 pontos forma um ponto da imagem. Como não é possível alterar a disposição física dos pontos, temos a resolução máxima limitada ao número de pontos que compões a tela. Podemos até usar resoluções menores, usando mais de um ponto da tela para representar cada ponto da imagem, recurso chamado de fator escala.
6. Se por exemplo a resolução máxima do LCD é de 640 x 480, e é preciso exibir uma tela DOS, que usa resolução de 320 x 240, serão usados 4 pontos da tela para representar cada ponto da imagem. Neste caso o fator escala será 2 (2 x 2 ao invés de um único ponto) como temos um número inteiro não há distorção na imagem. Se por outro lado a resolução do LCD é de 1024x 768 e é preciso exibir 800x 600, teremos um fator escala de 1.28, resultando em distorção da imagem.

Fonte: Forum Baboo

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