LCD в ноутбуках

LCD в ноутбуках Когда пользователь впервые сталкивается с LCD (Liquid Crystal Display — жидко-кристаллический диплей), то зачастую он привыкает к нему как к абсолютно сепаратному устройству. Другая «картинка», непривычная «плоскость». Многие, усаживаясь за ноутбуки после работы с обычными мониторами, поддаются первому ощущению, что экран вогнут:). Да, LCD — это специфические технологические решения, имеющие свои плюсы и минусы. Плюсы — в компактности, безвредности, в некоторых параметрах отображения геометрии. Минусы — в субъективности передачи изображения, ограниченности в управлении яркостью и контрастом.

Когда ко мне обратились с вопросом, как правильно выбирать ЖК-дисплей в ноутбуках, на что смотреть при покупке, как ухаживать, я посчитал эту тему хорошим поводом для встречи с Вами на страницах КГ. И вот, можно сказать, что встреча состоялась.

Когда перед написанием материала я консультировался по этой теме у специалистов из компании «АСБИС», которые занимаются непосредственно продажей ноутбуков, то на волнующий меня тогда вопрос, «как защищены LCD-дисплеи от ударов?», получил веселый ответ: «Взводом солдат и ротой автоматчиков:)». Несмотря на веселость, ответ разумен, так как LCD-дисплеи, как и ноутбуки, имеют свою определенную сферу использования, которая немного различна от концепций противоударных часов или водолазных костюмов:). На самом деле эти устройства просто являются воплощением наисовременнейших решений в области компьютерной техники, не больше.

Используемые для портативных компьютеров жидко-кристаллические дисплеи имеют оригинальную конструкцию. Производство таких дисплеев — очень точный технологический процесс.

Молекулы нематических кристаллов находятся между двумя стеклами с прозрачными электродами. В отсутствие электрического тока молекулы скручиваются в спирали и существует разделение на Twisted Nematic (TM)-элементы (молекулы закручены на 90 градусов) и более «продвинутые» Super Twisted Nematic (STM)-элементы (молекулы закручены на 180-270) градусов. Использование STM-элементов позволило увеличить световую разницу между освещенной точкой и темной, читай, улучшить контрастность. Если при использовании TM-элементов мы имеем дело с контрастом в 3:1, то STM — 10:1. Хотя STM-элементы и позволяют увеличить контрастность, но вместе с их использованием появляется недостаток — сдвиг цветов. В настоящее время применяются решения — Triple STM (Film STM)-элементы. В Film (пленка) STM для устранения проблемы сдвига цветов предусмотрен третий элемент — специальная полимерная пленка, которая располагается между поляризатором и стеклом. Отсюда и слово Triple в названии элемента.

Современный LCD в ноутбуке состоит из двух основных конструктивных составляющих: матрицы, каждая точка в которой — отдельный управляемый элемент, и подсветки.

Матрицы двух типов

Сегодня широко используются цветные матрицы двух типов: активная (Active Matrix) и двойного сканирования (DSTN). Наиболее часто встречаемая у ноутбуков — Active Matrix — цветная матрица, реализованная на тонкопленочных транзисторах (TFT — Thin Film Transistor). Контраст изображения в Active Matrix достигает соотношений 50:1-100:1.

Из-за разного способа управления элементами существует одно существенное различие между активными матрицами и матрицами двойного сканирования — в изображении движущихся деталей. В DSTN движение смазывается. Но этот недостаток можно окупить за счет цены. Причем в стандартных офисных пакетах уровня Microsoft Word, Excel движущихся элементов не много, так что выигрыш в цене при приобретении DSTN, которые существенно дешевле, может быть оправдан.

Как мы уже говорили, каждый пиксель матрицы — отдельный элемент. Одна из самых частых неполадок у активных матриц — неработающие или «заклинившие» пиксели — кристаллы, которыми невозможно управлять. Обнаружить таковые можно, включив на экране скринсейвер с одним цветом (например, черным) или же с помощью специальных тестирующих программ.

Количество пикселей у каждого LCD-монитора — величина постоянная. То есть, если заявленное разрешение 800х600, то это говорит о том, что матрица состоит из 800 физических элементов по горизонтали и 600 — по вертикали. И именно заявленное разрешение является оптимальным. При переходе на другое возникают проблемы.

К примеру, если имеет место переход на 640х480, то в ряде случаев рабочая область экрана просто уменьшается до данного размера. При растягивании на всю область экрана может исказиться изображение. Особенно страдают шрифты. Конечно, над этой проблемой задумались и разработчики, уже предусмотрены какие-то решения по сглаживанию, но, естественно, применение новых технологий подразумевает более совершенную электронную «начинку», что в первую очередь отражается на цене многих современных моделей.

Подсветка и яркость

Один из значительных составляющих элементов конструкции ЖК-монитора является подсветка, которая может быть исполнена в виде задней (backlight) или боковой (sidelight). Подсветка панели с жидкими кристаллами производится с помощью флуорисцентной или галогенной лампы. Иногда таких ламп несколько.

Главная проблема, возникающая из-за данного решения реализации подсветки — неравномерность яркости. Также дисплеи с большим размером диагонали могут состоять из нескольких матриц — не совсем положительный момент, — тоже влияет на равномерность яркости.

Обычно за счет блока подсветки решают проблему малого энергопотребления и уменьшения габаритов устройства. Поэтому в ряде ситуаций диапазон изменения характеристик яркости мал и практически не существенен.

Что надо знать перед покупкой?

Первое — это определить оптимальное разрешение экрана, в котором Вы хотите работать. Переход на другое разрешение в ЖК-дисплеях — дело, зачастую, неблагодарное.

Второе — сфера применения ноутбука. Если для работы в офисе, то можно сэкономить на дисплее, приобретя монитор на базе матрицы DSTN.

На что следует обратить внимание при покупке

Первые Ваши действия — проверка «мертвых» пикселов, фазы и равномерности яркости. Выполняется просто: нужно попросить продавца загрузить по очереди несколько однотонных цветов на всю область экрана. При наличии «мертвых» пикселов на однотонном экране будут находиться цветные точки. При наличии разбалансировки фазы изображение однородного светло-серого цвета будет рябить, будут заметны быстро бегущие темные полосы. Если изображение дрожит, то может иметь место рассинхронизация сигнала видеокарта-дисплей.

Рассмотрите равномерность яркости, что также лучше производить на однотонном цвете.

Попросите изменить разрешение экрана, если приобретаете дорогое устройство. Посмотрите как реализовано сглаживание.

И, естественно, следует сразу проверить, есть ли какие-нибудь механические дефекты на поверхности дисплея.

Уход за ЖК-дисплеем

Повреждения передней стенки экрана — одно из самых частых обстоятельств, приводящих к неисправности ноутбука. Избегайте механических воздействий. Все остальные причины отказов связаны в большей степени с кристаллами. ЖК-дисплеи не любят критических температур, большой дозы ультрафиолета, яркого солнца. Протирать экран следует мягкой тканью, не оставляя на поверхности капель воды и ворсинок.

На самом деле у ЖК-дисплеев есть много плюсов. Первое — абсолютная безвредность из-за отсутствия всякого рода излучений. Второе — большая диагональ, чем у обычных мониторов. Дело в том, что, если указана диагональ LCD в 14″, то это и есть фактический размер диагонали видимой области экрана. Многие обычные мониторы с одними указанными размерами диагонали имеют фактически другие, и видимая область LCD в 14″ может просто оказаться больше, чем в обычном 15″-мониторе.

И третий, неоспоримый плюс — экономичность в энергопотреблении. Кристофер М. ИХИХО christopher@tut.by (c) компьютерная газета

Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 42 за 2000 год в рубрике hard :: notebook

Программа LCD Smartie

Загоревшись идеей подключить LCD-индикатор к компьютеру для вывода на него различной дополнительной информации о работе компьютера и программ, мы приобрели нужный понравившийся дисплей. Немного разобравшись с вариантами подключения и поработав паяльником, наконец подключили дисплей хотя бы по простейшему варианту — к LPT-порту.

Если мы выбрали вариант подключения через LPT-порт, то нужно не забыть активировать этот порт в БИОС’е и поставить драйвер, который открывает для программ доступ к LPT-порту в Win NT/2000/XP. Подробнее об этом драйвере читайте ниже.

Сейчас требуется программа, которая будет забирать нужную информацию с разных программ, обрабатывать её и передавать в порт, к которому подключен дисплей.

Попутно замечу — большинство программ, выводящих информацию на экран дисплея, имеют программный симулятор LCD-дисплея, на котором можно увидеть, как будет выглядеть та или иная информация на реальном дисплее. Благодаря наличию симулятора, даже не подключая или вообще не имея внешнего дисплея, мы можем запустить программу и «поиграться» с ней, увидеть, как всё будет работать, и решить заранее «а нужно ли нам это».

LCD Smartie v.5.4.1

Самой популярной бесплатной программой является программа LCD Smartie. Программа может поочерёдно отображать на дисплее до 20 блоков информации (скринов). Для каждого из них могут быть выставлены особые параметры: длительность показа, условия пропуска данного информационного блока, выравнивание текста, его перенос на другую строку, прокручивание текста и прочее. На программном уровне можно отображать всё, что душа пожелает.

На дисплей может выводиться не только простая текстовая информация, но и данные программ, например мониторинг системы (напряжения, температуры, загрузка) из программы Motherboard Monitor, названия песни, имя исполнителя, битрейт и многое другое с Winamp’а.

Можно выводить на индикатор новости из интернета. Новости берутся программой LCD Smartie напрямую с RSS каналов интернета.

Программа может работать в любой Windows, включая и Windows 7, правда при работе в Windows 7 программу необходимо запускать с правами администратора, иначе на экран дисплея ничего выводиться не будет.

Программа LCD Smartie может работать не только с LCD и VFD дисплеями на контроллерах Hitachi HD44780 через LPT-порт, но и с дисплеями Matrix Orbital и Crystalfontz через интерфейсы, подключеные к COM-порту или USB и многими другими дисплеями. Функциональность программы расширяется плагинами.

Скачать последнюю версию LCD Smartie можно по ссылкам в конце статьи.

Поддержка проекта LCD Smartie почти не работает, последнее обновление программы за 2007 год. Хотя то, что проект не поддерживается, не умаляет его значения. Программа написана, отлажена, нужную информацию берёт откуда только можно и корректно выводит её на дисплей. Что ещё нужно, не бантик же к ней привязывать.

Правда, 12 июля 2010г вышел хотфикс для программы, устраняющий некоторые проблемы работы плагинов, использующих NET Framework 4.0. Плагинов к программе написано более сотни, из них многие работают через NET Framework 4.0. Программа почти не грузит процессор, конфигурируется достаточно просто, внятный SDK по написанию плагинов. На сайте работает довольно посещаемый англоязычный форум.

Работа с LCD Smartie и её настройка

LCD Smartie не нуждается в установке, достаточно лишь распаковать архив и запустить файл LCDSmartie.exe, после чего должно открыться рабочее окно программы.

Всё окно можно условно разделить на пять зон панели настроек:

Рассмотрим настройки в каждой зоне.

На закладке «Plugin» посмотрите на строку Display Plugin, в которой происходит выбор плагина, объясняющего программе, какой индикатор подключен и как к нему обращаться. В нашем случае выбираем тип HD44780. В итоге будет выбрано подключение «HD44780 Parallel Display DLL v1.0».

Далее смотрим на порт, на котором программа ищет LCD-дисплей, если он указан не верно, исправляем номер порта.

После того, как разобрались с подключением и номером порта, на закладке «Screen» объясняем программе, сколько строк и сколько знаков в строке имеет подключеный LCD-дисплей.

На движки регуляторов «Contrast» и «Brightness» при простейшем подключении дисплея можно не обращать внимания. Эти регуляторы будут работать только в случае, когда дисплей подключен к дополнительной плате, имеющей электронные регуляторы, которые могут управляться программно.

Дальше смотрим, что у нас есть в зоне настроек «Program settings»:

• Строка «Refresh interval (milliseconds)» — время обновления информации на дисплее. Для стандартных индикаторов можно оставить цифру «по умолчанию» 150 миллисекунд. Изменять это значение придётся только в том случае, если попадётся «медленный» дисплей, для которого 150 миллисекунд окажется слишком быстро и часть знаков будет искажаться.

• Строка «Scroll interval (milliseconds)» — «по умолчанию» 300 миллисекунд — скорость протяжки по экрану длинной строки, не входящей на экран полностью.

• Строка «Color scheme» («по умолчанию» Green) — свет эрана на эмуляторе дисплея.

• Строка «Emulate LCD (more CPU intensive)» — эта строка нас не интересует, она важна только лишь при использовании графических, а не символьных дисплеев. При не включеной программной эмуляции на экран симулятора дисплея выводятся надписи системными шрифтами. Если мы применим графический дисплей и будем выводить на него какую либо картинку, потребуется включение программной эмуляции LCD-дисплея, чтоб на симуляторе картинка отображалась правильно.

• Строка «Web proxy server» и строка «Web proxy port» — установки прокси-сервера, через который программа будет получать информацию с RSS-лент из интернета, если доступ к интернету организован через прокси-сервер.

В меню «Program settings» есть ещё две закладки — «Action» и «Startup/Shutdown», в которых мы можем дополнительно настраивать поведение информации, выводимой на экран дисплея («Action»), а так же настроить автозапуск программы LCD Smartie при загрузке операционной системы и настроить приветственную/прощальную надпись на экране дисплея при включении/выключении компьютера («Startup/Shutdown»).

В третьей группе настроек — «Screens settings» — настраиваются группы (экраны) информации, которая будет показываться на LCD-дисплее. Экранчик дисплея небольшой и много информации на него не вывести. Поэтому, в случае необходимости, можно сформировать до 20 групп информации и выводить эти группы на экран дисплея поочерёдно.

В чекбоксе «Screen» мы выставляем номер информационного блока, экрана, например 1, который будем настраивать. Ставим галку «Enabled» (разрешить), чтоб блок выводился на дисплей. В случае, когда блок станет по каким-то причинам не нужен, то мы можем его не затирать, а запретить его вывод на экран.

В меню «Transition» мы можем выставить, каким образом будут сменяться информационные блоки при переходе с одного на другой. Там же выставляется время (скорость) замены информации при переключении информационных блоков.

Для каждого информационного блока могут быть выставлены особые параметры — длительность показа (Time to show, seconds) или закрепление (Sticky) скрина на постоянный показ, условия пропуска данного скрина (Skip this screen if). Пропуск нужен при отсутствии активности приложения, с которого берётся информация. Например, если не включен Winamp, то скрин с названиями композиций и другой информацией (номер трека, битрейт) пропускается.

Пример текстовой информации, которую пришлось набрать вручную, чтоб сделать самый первый скриншот этой статьи.

Информацию, которую мы хотим вывести на экран дисплея, мы можем формировать в окнах ввода информации вручную или с помощью команд управления плагинами, выбирая команды из четвёртой и пятой группы настроек.

Здесь же, справа от информационных окон, настраивается запрет на прокручивание текста (Don’t scroll this line) или его перенос на другую строку (Continue on next line), если текст не входит в одну строку, и центровка текста в строке (Center text).

Таким образом, мы можем сформировать информацию для 20 блоков информации, которые программа будет поочерёдно отображать на эране симулятора и LGD-дисплея.

Четвёртую и пятую группу зоны интерфейса программы удобнее рассматривать одновременно.

Переключая кнопки выбора плагинов (для удобства повернул скриншот на 90°), в самом левом окне интерфейса программы мы видим множество команд.

Выбирая нужные команды, можно организовать вывод необходимой информации из программ Winamp и MotherBoard Monitor (см. одноимённые закладки выбора плагинов), системную информацию (см. закладку Sysinfo), можно получать статистику с игровых серверов Half-life, Unreal и Quake (см. закладку Game stats), можно выводить информацию с интернета.

Описывать каждую закладку и всё многообразие доступных команд можно довольно долго. Проще обратиться к списку доступных команд Function notes for LCD Smartie. Единственное неудобство списка — он англоязычный. Но понятный.

Ничуть не помешает ознакомиться со страничкой (опять же англоязычной) Instructions на сайте поддержки LCD Smartie.

На двухстрочный индикатор выведена информация с Winamp’а: в верхней строке — частота дискретизации в килоГерцах (кГц, kHz) и битрейт в килобит в секунду (кбит/c, kbps), композиции, которая проигрывается. В нижней — номер трека и название композиции. Сделано это следующим набором команд и дополнительных надписей:

Верхняя строка «$WinampFreq KHz * $WinampKBPS kbps» состоит из следующих компонентов:
[команда $WinampFreq] + [пробел] + [надпись KHz] + [пробел] + [звёздочка *] + [пробел] + [команда $WinampKBPS] + [пробел] + [надпись kbps]. Включена центровка текста в строке (Center text).

Пробелы и звёздочка служат для того, чтоб текст на экране дисплея выглядел более читабельным. Надписи KHz и kbps помогают понять, о чём говорит выведенная на экран цифра, и опять же делают текст более читабельным.

Нижняя строка «$WinampTracknr * $WinampTitle *» состоит из:
[команда $WinampTracknr] + [пробел] + [звёздочка *] + [пробел] + [команда $WinampTitle] + [пробел] + [звёздочка *]+ [пробел]

Фрагменты [пробел] + [звёздочка *] + [пробел] в конце строки нужны для того, чтоб при выводе длинного названия композиции, не входящего в экран, и при его прокрутке, «хвост» надписи не сливался с догоняющим его номером композиции.

Можно обратить внимание на выставленые условия пропуска этого экрана (Skip this screen if) — Winamp is inactive (Winamp неактивен), т.е. когда Winamp выключен, экран не будет инициироваться до тех пор, пока нам не захочется послушать что либо.

Те, кто не использует Winamp, а пользуются плеером AIMP2, могут не беспокоиться. AIMP2 с успехом работает с LCD Smartie через её плагин Winamp’а.

Второй пример с применением сразу двух плагинов вывода информации.

На индикатор выведена информация с MotherBoard Monitor’а одновременно с системной информацией. В верхней строке — температура CPU и GPU, взятая из MBM. В нижней — состояние памяти, сколько свободно и сколько занято. Эта информация формируется плагином Sysinfo. Сделано это следующим образом:

Верхняя строка «Температура: $Tempname2 $Temp2° * $Tempname1 $Temp1°» состоит из следующих компонентов:
[надпись Температура:] + [пробел] + [команда $Tempname2] + [пробел] + [команда $Temp2] + [надпись ° (градус)] + [пробел] + [звёздочка *] + [пробел] + [команда $Tempname1] + [пробел] + [команда $Temp1] + [надпись ° (градус)]. Включена центровка текста.

Надписи Температура: и ° (градус) помогают понять, о чём говорит выведеные на экран цифры, и делают текст более читабельным.

Нижняя строка «Память: свободно $MemFree * занято $MemUsed» состоит из:
[надпись Память:] + [пробел] + [надпись свободно] + [пробел] + [команда $MemFree] + [пробел] + [звёздочка *] + [пробел] + [надпись занято] + [пробел] + [команда $MemFree]

Всё довольно понятно и легко настраивается.

Чтоб рассеять некоторые заблуждения, скажу несколько слов ещё о паре плагинов для Winamp’а.

Для работы LCD Smartie с графическими дисплеями и полной реализации возможностей этих дисплеев есть плагин Winamp Plugin (полное название «Winamp Spectrum Analyzer Plugin for LCD Smartie»). Плагин устанавливается в Winamp, и информацию, полученую из Winamp’а, передаёт одноимённому плагину, имеющемуся в составе программы LCD Smartie.

Так выглядят экраны, формируемые Winamp Spectrum Analyzer Plugin for LCD Smartie на графических дисплеях.

Существует и одноимённый плагин Winamp LCD Plugin, упоминания о котором можно нередко встретить в интернете в статьях о LCD-дисплеях. Этот плагин так же устанавливается в Winamp, но работает с дисплеями самостоятельно, без помощи дополнительных программ и применяется в основном для работы с графическими дисплеями.

Плагин выводит текстовую информацию о проигрываемой композиции (название, автор, длительность), о состоянии Winamp’а (пауза, стоп, воспроизведение), показывает системное время. Но это не главное. Плагин выводит и графическую информацию, например спектроанализатор.

Драйвер LPT-порта

Windows 2000/XP не позволяет приложениям обращаться к портам ввода-вывода напрямую. Для этого нужно использовать драйвер, работающий в KERNEL-mode (в режиме ядра операционной системы).

Ограничение доступа к портам ввода-вывода для обычных прикладных программ (работающих в пользовательском режиме) позволяет сделать операционную систему более стабильной. Хотя с другой стороны никто не мешает программисту написать драйвер, обращающийся к портам.

Для решения проблемы существуют четыре популярных варианта драйверов, позволяющих прикладной программе обращаться к портам ввода-вывода: драйвер DLPortIO, драйвер UserPort, драйвер GiveIO.sis, драйвер Port95nt.

Все четыре варианта практически равноценны. Более подробно о каждом из драйверов, работе с ними и их настройке можно почитать в статье «Работа с LPT-портом в Win NT/2000/XP», имеющейся в подборке статей этого раздела.

Для нормальной работы LCD Smartie установим, к примеру, драйвер параллельного порта DLPortIO (dlportio.rar — 145kb).

Установка элементарная — запускаем файл Install.exe, устанавливаем. Если по окончанию установки видим, что два файла так и не скопировались, берем эти два файла (DLPORTIO.sys и DLPORTIO.dll) и копируем в папку «C:\Windows\System32\drivers». Не переживайте, с компьютером ничего плохого не случится. Перегружаем компьютер и работаем с LPT-портом.

Кроме установки одного из вышеназванных драйверов, для нормальной работы порта LPT под ОС WinXP необходимо сделать правку реестра с помощью REG-файла xp_stop_polling.reg (xp_stop_polling.rar — 0,48kb)

Также, для обеспечения аппаратной совместимости, необходимо в BIOS выставить правильный режим работы LPT-порта (не ECP).

Скачать

Скачать последнюю версию программы LCD Smartie можно с сайта поддержки. Там же можно скачать нужные плагины.