Мониторы коллективного пользования


Светодиодный экран

Интенсивный ритм жизни современного человека, растущие потребности в информационном обмене, развивающиеся методы информационного воздействия на человека с одной стороны, и компьютерный бум, переживаемый человечеством, с другой стороны, привели к тому, что компьютер покинул привычные рамки офисов и вышел «на улицу». Действительно, огромные, по сравнению даже с 21-дюймовыми мониторами, электронные табло (мониторы, дисплеи, экраны) давно стали привычным атрибутом мест наибольшего скопления людей: площадей, стадионов, дворцов спорта, вокзалов, бирж, банков, концертных залов и др.

Разновидности дисплеев коллективного пользования

В Санкт Петербурге представлены практически все типы дисплеев коллективного пользования.
С точки зрения отображаемых сообщений дисплеи развивались в направлении и существуют следующих типов: символьные, символьно - графические, графические и видеодисплеи.
В символьных дисплеях текстовая информация выводится посимвольно в фиксированные знакоместа экрана. Такие дисплеи известны каждому по посещениям спортивных мероприятий на стадионах, а также вокзалов и аэропортов. В наши дни их диапазон применений несколько расширился, затронув электронные табло биржевых торгов, табло котировок валют, дисплеи информационных систем предприятий промышленности, игорного бизнеса и др.
Современные уличные дисплеи, как правило, реализуются по следующей упрощенной схеме:
• устройство ввода информации и управления (компьютер или средства его эмуляции),
• канал связи (на основе проводного канала данных, телефонной или радиолинии) и
• уличный элемент - собственно дисплей со своим устройством управления.
Перечисленные компоненты соответственно задают режим работы дисплея, доставляют сообщение в дисплей и отображают это сообщение. В результате чисто программистских усилий графические дисплеи, отображающие точечные рисунки, могут быть переведены в символьный режим. При этом нужный символ выводится в определенное знакоместо (5х7, 5х8, 7х9, 7х12 точек и др.), тогда как в графическом режиме активизации подлежит минимальный элемент дисплея - пиксель (точка).
Управляемый от компьютера, дисплей обычно подключается к его последовательному порту (это справедливо для символьных дисплеев), либо к специальному порту при выводе быстрых графических и видео изображений.
Различие между графическими и видеодисплеями сводится к быстроте смены изображений. Если первый более подходит для отображения компьютерной графики, то второй позволяет воспроизводить видео ролики. В обоих случаях дисплею необходима видеопамять и соответствующий адаптер. Причем для видеодисплея адаптер должен позволять отображать на экране стандартный видеосигнал, поступающий от антенны, видеомагнитофона или иного RGB-источника. Еще одно требование к видеодисплею сводится к обязательному воспроизведению чисто белого цвета.
В настоящее время основным применением уличных дисплеев остаются специализированные информационные системы и рекламная деятельность.
Помимо размеров к специфике уличных дисплеев относят условия их работы. Устойчивость к атмосферным воздействиям, температурные колебания, воздействие солнечного света - все это определяет выбор технологии для создания пикселя. В Санкт Петербурге можно встретить дисплеи, использующие следующие типы пикселей.
Электрические лампы накаливания: вакуумные (бегущая строка у ДС «Юбилейный») и газонаполненные, например, неоновые (станции метрополитена) или ксеноновые (дисплей на площади Восстания). Хотя такие дисплеи и имеют некоторые ограничения в цвете, ресурсе и разрешающей способности, благодаря яркости изображения (особенно ксеноновый дисплей) и устойчивости к коллизиям природы, они идеально подходят для наружного применения.
Так называемые «бленкеры», основу которых составляет электромагнит, перемещение сердечника которого изменяет цвет пикселя. Такие табло мало потребляют энергии, применяются на вокзалах и аэропортах и знакомы каждому по желто-зеленому цвету изображения. Неяркость последнего и капризность механизмов затрудняют их эксплуатацию вне помещения.
Светодиоды - надежные, безинерционные элементы, позволяющие создать очень экономичные, с точки зрения потребляемой мощности, устройства, долговечность которых определяется почти неограниченным сроком службы самого светодиода.
Газоразрядные (плазменные) индикаторы - это доведенные до миллиметровой величины осветительные газоразрядные трубки, запрессованные в стеклянную пластину. Цвет свечения каждого элемента определяется типом нанесенного люминофора. Объединяя такие элементы в триады и учитывая при выборе люминофора известную RGB-технологию, создают полноцветные дисплеи с почти неограниченной палитрой воспроизводимых цветовых оттенков (более 4096). Такие дисплеи имеют наибольший, среди перечисленных типов пикселей, угол обзора (стадион «Петровский»), но плохо читаются при солнечном освещении, имеют визуально заметные стыки на границах модулей. Кроме того, долговечность использования таких индикаторов мало отличается от ламп накаливания (порядка 1 года).
Проекционные экраны воспроизводят увеличенное изображение обычного монитора, слайда, но применимы только в темное время суток, допускают геометрические искажения и неравномерность яркости изображения.
Многокинескопные экраны наилучшим образом подходят для видеоизображений, но громоздки, имеют неустранимую «решетку» на стыках отдельных модулей и плохо приспособлены для уличного применения.
Все дисплеи коллективного пользования делят на монохромные, воспроизводящие двухцветное изображение при множестве оттенков, и цветные, когда количество цветов превышает два. Монохромность не означает черно-белую палитру. Возможно красно-черное, зелено-черное и другие сочетания в зависимости от типа пикселя. Следует отличать также цветные и полноцветные дисплеи, поскольку первые не способны воспроизводить всю цветовую гамму. В настоящее время лидером по полноцветному отображению являются дисплеи на основе газоразрядных индикаторов.
Основным критерием оценивания целесообразности выбора того или иного типа дисплея остаются задачи, для решения которых информационная или рекламная система разрабатывается, надежность функционирования и стоимость. По-видимому, с точки зрения оптимизации соотношения «надежность-стоимость» для многих практических задач, связанных с созданием как малых символьных, так и больших графических и видеодисплеев, наиболее подходящими являются светодиодные дисплеи.

Светодиодные дисплеи

Появлению светодиодных дисплеев способствовали достижения в области полупроводниковой технологии и создание недорогих микроконтроллеров. Первое обеспечило качественное воспроизведение изображения, второе - рациональное управление дисплеем. Рассмотрим подробнее первый аспект.
Основу светодиода составляют излучающий в узком диапазоне видимого спектра кристалл и рассеиватель излучения. Современная технология позволяет создавать светодиоды красного (излучение с длиной волны 610, 630, 655 нм), желтого (590 нм), желто-зеленого (567 нм) и голубого (470 нм) цвета. Такая цветовая гамма открывает путь к созданию полно цветных дисплеев с практически неограниченным числом оттенков. При этом пиксель формируется совместным размещением светодиодов различных цветов. Однако из-за чрезмерно высокой стоимости голубых светодиодов создание полноцветных дисплеев такого типа проблематично.
Светодиод - безинерционный элемент, яркость свечения которого варьируется в широких пределах (обычно выделяют 32 градации). Безинерционность открывает путь для создания графических дисплеев (отображение компьютерной графики) и видеодисплеев (видеоизображения).
Для уличного исполнения наиболее пригодны светодиоды красного и желтого цветов. Сила излучения современных элементов может достигать от 0.4-1 мКд до 1.5-15 Кд (Кд - канделла - единица измерения силы света), поэтому использование ярких светодиодов делает изображение дисплея видимым даже при ярком солнечном свете. Однако, нередко, увеличение силы свечения связано с сужением угла его обзора. Поэтому использование светодиодов - рекордсменов ограничено. Для использования внутри помещений, где нет специальных требований по яркости, создаются дисплеи на основе многоцветных светодиодов (красно-желтых, красно-зеленых и др.), содержащих в одном корпусе различные излучающие кристаллы.
В силу технологии производства пикселя светодиодные дисплеи наиболее устойчивы к механическим воздействиям (например, камни, летящие из-под колес машин или из рук воинственно настроенных людей).
Большим преимуществом светодиодных дисплеев, особенно перед ламповыми, является малая потребляемая мощность. Так, например, панель размером 4.5х1.5 м потребляет около 300 Вт (сравните с подобной ламповой панелью, потребляющей около 50000 Вт).
К достоинствам светодиодов относят их практически неограниченный срок жизни. Для элементов различных производителей по расчетам такой срок варьируется от 20-30 до 100-200 лет! Практика пока не опровергла такие характеристики. Все это делает дисплеи вечными, имеющими пожизненную гарантию.
Для уличных дисплеев важен температурный диапазон применения, который светодиодами ограничивается в пределах от -45°С до +85°С.
Светодиодные дисплеи, как правило, изготавливаются по модульному типу. Модуль - это технологически оформленный минимальный фрагмент экрана дисплея. Модульность позволяет получить дисплеи с различным разрешением, соединяя требуемое количество модулей по вертикали и горизонтали. Модуль характеризуется параметрами: размерностью - количеством пикселей, шагом - расстоянием между центрами пикселей, диаметром пикселей. Не существует каких-либо стандартов, регламентирующих величины этих параметров., а встречающиеся реализации определяются прежде всего инженерными решениями конкретного производителя.
Применение бескорпусных светодиодов, совокупность которых технологически объединена в панель с общим рассеивателем излучения сложной конфигурации, позволяет реализовывать дисплеи с модульным экраном даже небольшого размера с разрешающей способностью не хуже 3 мм.
Возможности светодиодных дисплеев как средства решения задачи визуализации информации еще не исчерпаны и ждут своей реализации в различных отраслях деятельности человека.

1995 г