ATTIVITÀ : Utilizzare : Hardware : Display : Monitor LCD  Referente: Franco PALAMARO Monitor LCD Apple non commercializza più (non produce non sarebbe esatto, non l'ha mai fatto!) schermi CRT, cioè a tubo catodico; l'intera gamma dei monitor di Cupertino (a proposito 'monitor' è una parola latina e non inglese... [mORA]) è ora LCD (Liquid Crystal Display). Una scelta drastica. Vediamone i pro ed i contro. Indice
 Introduzione Oggi la maggior parte dei dispositivi di visualizzazione che ogni utente utilizza per interfacciarsi con il proprio computer è basata sulla tecnologia CRT (Cathode Ray Tube), ossia la stessa tecnologia dei comuni televisori casalinghi: il cinescopio con tubo catodico a vuoto. I monitor CRT sono basati su una tecnologia diffusa e economica, che consente di ottenere prodotti di eccellente qualità; ma, allo stesso tempo, gli svantaggi dei monitor CRT sono abbastanza evidenti. Ad esempio: ingombro, un monitor CRT è, a causa della sua tecnologia costruttiva, molto grande e pesante; la taratura della geometria e del fuoco dell'immagine è critica, consuma molta energia, emette radiazioni nocive, e per finire il tubo essendo sotto vuoto spinto potrebbe essere pericoloso in caso di rottura. Tradizionalmente utilizzati per i computer portatili, grazie al costante progredire della tecnologia, il costo dei display a pannello piatto LCD a matrice attiva è ormai sceso al punto da essere alla portata dell'utente medio, rappresentando ormai una valida alternativa ai monitor CRT per l'uso desktop. Funzionamento I monitor "a cristalli liquidi" AMLCD (Active Matrix LCD) utilizzano una tecnologia che, fondamentalmente, è la stessa implementata nei display di alcuni orologi da polso. Un "cristallo liquido" è un elemento chimico semitrasparente fluido, che esibisce sia proprietà dei liquidi, sia proprietà dei cristalli: i materiali che presentano entrambe queste caratteristiche sono definiti "nematici". Il cristallo liquido (CL) è costituito da molecole di forma allungata, che si dispongono naturalmente con l'asse maggiore parallelo tra di loro. Facendo scorrere un CL su di una superficie percorsa da finissime zigrinature parallele, è possibile orientare queste molecole longitudinalmente alle zigrinature; ora, il CL si comporta come un filtro polarizzatore (che in fondo non è altro che un cristallo percorso alternativamente da sottilissime linee opache e trasparenti, come linee parallele tracciate con un righello su di un foglio di carta). Se si dispongono parallelamente due lastre di un materiale trasparente con queste rigature, in modo da creare un sottilissimo intercapedine, con le rigature orientate a 90 gradi le une rispetto alle altre, le molecole del CL a contatto delle superfici seguiranno l'orientamento delle rigature, mentre le molecole che si trovano tra quelle orientate dalle rigature si disporranno ad angoli progressivi, fino ad effettuare una torsione completa di 90 gradi.  Facendo passare un raggio di luce attraverso questo oggetto, osserviamo che la luce segue l'orientamento delle molecole, emergendo ruotata di 90 gradi. Applicando una tensione al CL, le molecole di questo si dispongono nel verso del passaggio della tensione (verticalmente rispetto la normale delle superfici), lasciando quindi passare la luce senza torsione. Utilizzando dei filtri polarizzatori, è possibile "orientare" la luce: quest'ultima è normalmente orientata ad angoli casuali e un polarizzatore blocca tutta la luce che non è allineata parallelamente alle linee sul filtro. Un secondo filtro, ruotato di 90 gradi rispetto al primo, bloccherebbe quindi tutta la luce già polarizzata dal primo filtro; per farla passare, è necessario ruotare la luce di 90 gradi tra il primo e il secondo filtro. Un display LCD è costituito da due filtri polarizzatori orientati a 90 gradi, con in mezzo il sandwich con il CL: la luce si polarizza con il primo filtro, ruota di 90 gradi attraversando il CL e passa il secondo filtro inalterata. Applicando una tensione al CL, la luce non ruota, ed è perciò bloccata dal secondo filtro polarizzatore. Organizzando migliaia di questi elementi in una matrice a righe e colonne è possibile creare un display grafico con il quale, attivando o meno i singoli elementi, possiamo comporre immagini o testo. La struttura di un display LCD "a matrice attiva" è molto simile a quella appena descritta; il "sandwich" è composto dai seguenti strati: 1- vetro trattato con un ossido metallico trasparente conduttivo, per trasportare i segnali elettrici che attivano le singole celle, tramite un transistor a film sottile ad alta velocità di commutazione; 2- un polimero con una serie di rigature parallele (strato di allineamento); 3- il CL, contenuto nell'intercapedine assieme agli spaziatori (sferette di ceramica di 5 micron) per distanziare il quarto strato; 4- vetro, con riportate le rigature ma ruotate di 90 gradi; 5- un filtro polarizzatore, anch'esso ruotato di 90 gradi; 6- il sistema di retroilluminazione, costituito da una o più lampade fluorescenti a catodo freddo, con un sistema di distribuzione uniforme della luce, generalmente un prisma ottico semiopacizzato. La denominazione "a matrice attiva" è dovuta al fatto che l'attivazione delle celle è effettuata da un transistor. Per realizzare monitor a colori si utilizza la sintesi additiva del colore: per ogni singolo pixel sono allocate tre celle, ciascuna con un filtro rosso, verde o blu. Variando opportunamente il livello di tensione applicato al CL, è possibile controllare la quantità di luce che attraversa la cella; attualmente, la tecnologia AMLCD implementata nella maggior parte dei display LCD consente circa 64 livelli di intensità per elemento (6 bit), contro i 256 livelli (8 bit) dei monitor CRT. Essendo ogni pixel composto da tre elementi, il risultato è un display in grado di visualizzare un massimo di 262,144 colori (18 bit), contro i 16,777,216 colori (24 bit) dei monitor CRT. Bisogna tenere presente che la costruzione dei pannelli LCD a matrice attiva è molto complessa ed ha un rendimento molto basso; le tolleranze costruttive sono nell'ordine dei decimi di micron su superfici che arrivano anche a 21 pollici di diagonale: le probabilità che qualche pixel o intere colonne di pixel non siano funzionanti è molto alta. Per questo motivo il costo dei pannelli TFT è così alto. I pro e i contro rispetto al tradizionale monitor CRT Abbiamo detto che i monitor LCD hanno un minor ingombro a parità di superficie attiva e che non hanno mai problemi di geometria, refresh o convergenza; in più, i monitor LCD hanno un consumo ridotto e non emettono radiazioni nocive. Ergonomicamente parlando, i monitor LCD sono i migliori dispositivi di visualizzazione attualmente disponibili: con un buon monitor LCD a matrice attiva, buona parte dei sintomi da affaticamento visivo, come mal di testa, vertigini, irritabilità, abbassamento della vista, diventano solo uno spiacevole ricordo. La luminosità di un monitor LCD a matrice attiva è in genere superiore alle 250 candele al metro quadro, arrivando anche a 350; il massimo ottenibile da un buon monitor CRT è circa 120 candele. Ma non son tutte rose e fiori… Un difetto tipico dei monitor LCD è costituito dai pixel rotti; su di un pannello da 15", con una risoluzione di 1024 x 768, ci sono tre celle per ciascun pixel (RGB) per complessive 2,359,296 celle: è possibile (anzi probabile) che qualche cella sia danneggiata, rimanendo o sempre accesa, o sempre spenta. Un monitor LCD è anche molto più fragile del corrispettivo CRT: la superficie anteriore di un monitor CRT può essere spessa anche tre centimetri, mentre un pannello LCD ha un cristallo spesso solo 1,5 millimetri: basta un leggerissimo trauma (classica la lampada Luxo che, ruotata, va a colpire la superficie del monitor…) per infrangere il cristallo. La rispondenza del colore, l'angolo visuale ridotto e il livello di contrasto sono, purtroppo, molto inferiori a quelle di un monitor CRT; per di più, un CRT è in grado di supportare una grande varietà di risoluzioni, scalandole sempre a pieno schermo. Un monitor LCD è caratterizzato da una sola risoluzione "vera", in quanto il numero di pixel sullo schermo è fisso; alcuni modelli, per visualizzare risoluzioni inferiori o superiori a quella nominale, usano tecniche di prescaling e antialiasing, con risultati accettabili. La tecnologia si chiama "rathiomatic expansion" ed è basato sulla interpolazione di alcuni pixel adiacenti per simulare la risoluzione; con immagini a tono continuo, funziona molto bene, ma con grafici dettagliati e testo può risultare poco chiaro e sfocato. I monitor LCD che hanno un ingresso analogico possono essere afflitti da uno spiacevole effetto di "evanescenza" dell'immagine, dovuto alla non perfetta sincronizzazione della fase e del pixel clock al segnale di sincronia analogico. Questo effetto, chiamato "pixel jitter", è molto evidente visualizzando del testo scuro su fondo chiaro, o grafica caratterizzata da linee sottili. Come scegliere un monitor a cristalli liquidi? Attualmente, conviene orientarsi sui monitor LCD a matrice attiva da 15 pollici di diagonale (equivalente ad un 17 pollici CRT), perché sono caratterizzati dal miglior rapporto prezzo/prestazioni. Diagonali maggiori sono sconsigliabili, perché il prezzo diventa proibitivo. Normalmente, la risoluzione di un monitor LCD da 15" è di 1024 x 768 pixel, ma potrebbe essere inferiore. A differenza di quanto accade per i monitor CRT, la frequenza di refresh o la massima banda passante di un monitor LCD sono parametri secondari, perché i singoli pixel o sono accesi o sono spenti; non ha molta importanza (e nessun impatto visivo) se la scheda video pilota il pannello LCD a 60 o 120 Hz. Per quanto possa sembrare importante (i produttori ci tengono a sbandierare questi valori…) la luminosità in un monitor LCD è relativamente secondaria: un monitor CRT non supera le 80-100 candele/metro quadro, mentre un tipico monitor LCD si attesta sulle 250 candele (alcuni modelli arrivano a 350); la caratteristica importante è il livello di contrasto, che non deve essere assolutamente inferiore a 200:1 (un buon monitor CRT ha un livello di contrasto di 500/600:1). Non conviene mai acquistare un monitor LCD (anche Apple!) a scatola chiusa: se possibile, chiedere al negoziante di mostrarvi il monitor acceso, per accorgersi della presenza o meno di pixel difettosi; tenete comunque presente che la presenza di uno o due pixel difettosi è assolutamente normale. Dovendo scegliere, i difetti scuri (celle che non si accendono) o con celle blu sempre accese sono da preferire, perché si notano di meno, posti il più possibile agli angoli (al centro non devono essere presenti difetti!). Se il monitor LCD scelto è dotato di ingresso analogico (il classico D-Sub a 15 poli VGA, compatibile oltre che con i PC anche con i G3 più "anzianotti"), è bene controllare la presenza del circuito di sincronizzazione automatico della fase e del clock: si tratta di un circuito importante, perché è difficilissimo configurare manualmente queste impostazioni. Nel caso si voglia acquistare un monitor dotato anche di ingresso digitale, consigliamo di scegliere un dispositivo dotato di interfaccia Digital Visual Interface (DVI). Questo standard è basato sul protocollo digitale Panelink, ed è in grado di trasferire segnali sia digitali, sia analogici; con un opportuno adattatore, è in grado di pilotare anche monitor dotati di solo ingresso analogico. Bibliografia & Link |
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