Сравнение CRT и LCD мониторов

Современные видеомониторы должны работать 24 часа в сутки 365 дней в году. Помимо того, к мониторам, работающим в системах охраны, предъявляются дополнительные требования по защите информации, устойчивости к электромагнитным помехам, пожарной безопасности и т.д. В настоящее время в системах видеонаблюдения широко применяются видеомониторы на электронно-лучевых трубках. Однако с развитием новых технологий все большее применение получают LCD- и TFT-МОНИТОРЫ.
Данная статья посвящена сравнению преимуществ и недостатков разных типов мониторов для систем видеонаблюдения, а также попытке определить, какие мониторы будут использоваться в системах видеонаблюдения в ближайшем будущем.

Требования к мониторам систем видеонаблюдения

Видеомониторы предназначены для отображения видеоинформации от разных источников видеосигналов: видеокамер, квадраторов, матричных переключателей, мультиплексоров, устройств цифровой записи и т.д.

Видеосигнал, выводимый на монитор, должен быть четким, иметь естественную цветопередачу, не искажаться и не смазываться при быстрой смене кадров.

Также определяющими параметрами для мониторов систем видеонаблюдения являются: размеры экрана, разрешающая способность, яркость и контраст, линейность изображения.

Принцип работы

Монитор на электронно-лучевой трубке

Аббревиация CRT обозначает устройство, положенное в основу этого типа мониторов: Cathode Ray Tube - катодно-лучевая трубка. В России наиболее распространенное название - "электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ).

Принцип работы такого монитора основан на испускании потока электронов электронно-лучевой пушкой. Поток электронов представляет из себя узкий луч. Отклоняющая система кинескопа перемещает этот луч по горизонтали и вертикали, обеспечивая формирование изображения на всей поверхности экрана монитора. Яркость изображения регулируется изменением интенсивности этого потока. В цветных мониторах используются три пушки, и изображение формируется из сочетания трех цветов: красного, зеленого и синего.

Особенностями черно-белых мониторов являются:

• склонность люминофора кинескопа к выжиганию с течением времени (в особенности при статичном изображении).
• контраст выше, чем у цветных видеомониторов;
• высокая разрешающая способность
• низкая цена;

Особенностями цветных мониторов являются:

• более высокая цена.
• отсутствие выжигания люминофора кинескопа (80% энергии рассеивается маской);
• лучшая опознаваемость отображаемых объектов;
• меньшая разрешающая способность и контрастность;

Жидкокристаллический монитор

В основу формирования изображения на LCD (Liquid Crystal D/v j play), или ЖКИ (жидкокристаллические индикаторы), мониторах положен принцип прохождения светового потока через жидкости, которые обладают анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.

Слой жидких кристаллов помещается между двумя стеклянными пластинами с прозрачными электродами, снабженными поляризационными фильтрами. Подачей управляющего потенциала изменяется вектор поляризации - и изображение становится видимым.

Первые монохромные LCD-мониторы имели невысокую разрешающую способность и множество других недостатков. Решить проблемы помогла технология TFT - Thin Film Transistor (тонкопленочный транзистор). На основе таких транзисторов были созданы матрицы, которые послужили основой для мониторов.

Разработка этой технологии позволила заняться улучшением времени отклика матрицы, контрастности и яркости изображения, а также увеличением разрешения.

В настоящее время тяжело ждать существенного прорыва в технологии изготовления электронно-лучевых трубок, но технологии жидкокристаллических панелей продолжают развиваться, и сегодня практически нет ни одного производителя мониторов для систем видеонаблюдения, в линейке которого не было бы ЖК-мониторов, предназначенных для CCTV.

Но прежде чем ответить на вопрос, за кем же будущее, попробуем разобраться подробнее в достоинствах и недостатках разных типов мониторов, применяемых в системах видеонаблюдения.

Основные характеристики ЭЛТ-мониторов

Размер по диагонали

Выбор размера по диагонали определяется количеством изображений, одновременно выводимых на экран. При выборе размера монитора также надо руководствоваться требованиями эргономики (минимальное расстояние до экрана должно быть 300...500 мм). Этот параметр определяет условия работы оператора, его плодотворность и адекватность восприятия им визуальной информации. На сегодняшний день черно-белые видеомониторы выпускаются с размером экрана по диагонали в дюймах: 4, 5, 6, 7, 9. 10, 12, 14, 15, 17, 19, 20; цветные (с кинескопом): 9,10, 14, 15, 17,19, 20, 21; цветные жидкокристаллические; 4, 5,6,7,10, 12 13, 15, 17,18.

Разрешающая способность

Это один из основных параметров монитора; как правило, разрешающая способность указывается «о горизонтали.  Этот параметр определяется максимальным числом отображаемых переходов от черного цвета к белому и измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ). При этом надо иметь в виду, что число ТВЛ различно в центре экрана и по краям (по краям оно ниже вследствие несферичности экрана и конечного сечения луча кинескопа).

Цветные мониторы имеют меньшую разрешающую способность, чем черно-белые. Это обусловлено технологическими ограничениями, направленными на предотвращение появления муара на изображении.

Для высококачественного отображения черно-белого сигнала разрешающая способность должна быть не плоше 700 ТВЛ, для цветного - 450 ТВЛ.

Яркость и контраст

Максимальная яркость ЭЛТ-монитора находится на уровне 100..120 кд/м2. Получить большее значение яркости возможно, однако это сократит срок жизни люминофора. Яркость экрана в паспорте на видеомонитор чаще всего не указывается.

Коэффициент контрастности выводится из максимальной и минимальной значений яркости. Для ЭЛТ-мониторах этот коэффициент равен 500:1, что позволяет получить хорошее качество картинки.

Потребляемая мощность видеомонитора

Она зависит от размера по диагонали: чем больше размер, тем больше потребляемая мощность. Цветные мониторы потребляют 35... 150 Вт, черно-белые 15...100 Вт.

Видеовходы

Эта функция показывает, с какими источниками видеосигнала могут работать видеомониторы. Чаще всего мониторы предназначены только для работы с композитным видеосигналом, но в некоторых моделях предусмотрен также вход компонентного видео.

Дополнительные возможности

Некоторые мониторы имеют одно- или двусторонний аудиоканал, могут иметь несколько видеовходов и устройство коммутации видеосигнала.

Основные характеристики ЖК-мониторов

Эффективный размер экрана

Видимый диагональный размер ЭЛТ-монитора всегда меньше фактического  диагонального размера трубки. У ЖК-панелей видимый диагональный размер совпадает с фактическим. Это означает, что панель размером 15,1" почти эквивалентна по размеру 17" ЭЛТ-монитора. В настоящее время выпускаются мониторы с размером экрана по диагонали в дюймах: 5,6; 6,8; 10,4; 15; 17; 19; 20; 23; 30.

Разрешение ЖК-мониторов

Как уже говорилось ранее, разрешение является одной из основных характеристик монитора для видеонаблюдения. Для ЖК-мониторов разрешение измеряется числом пикселей по вертикали и горизонтали, поэтому для таких мониторов можно указать только расчетное разрешение в ТВЛ. Так, к примеру, для монитора указываемое производителем разрешение 1280 на 1024 пикселей соответствует 500 ТВЛ.

Количество цветов

Современные ЖК-мониторы могут воспроизводить 16,7 миллиона оттенков, что соответствует пространству цветов, видимому человеческим глазом.

Угол обзора

Одно из определений угла обзора звучит так: максимальный угол обзора жидкокристаллического монитора равен крайнему значению, при котором коэффициент контрастности снижается до 10:1 от стандартного значения, соответствующего перпендикулярному положению наблюдателя к плоскости экрана. Эта характеристика является критичной практически для всех ЖК-мониторов. Для большинства современных ЖК-мониторов систем видеонаблюдения производители заявляют значение угла обзора 160...170 градусов, что соответствует стандартному ЭЛТ-монитору.

Яркость

Яркость такого монитора определяется яркостью заднего освещения и пропускной способностью фильтров экрана. Для ЖК-мониторов уровень яркости 250 кд/м2 является достаточно высоким и позволяет видеть контрастное изображение даже в сильно освещенном помещении.

Контраст

Контраст ЖК-мониторов, как правило, величина постоянная и регулировке не поддается. Она выражается коэффициентом контрастности, соответствующим разнице между яркостью белых и черных тестовых прямоугольников. Чем больше этот коэффициент, тем лучше. Минимально достаточным считается коэффициент 250:1.

Время отклика

Еще один критичный параметр ЖК-мониторов - время отклика, или, другими словами, время регенерации пикселя. Время отклика большинства современных ЖК-мониторов с аналоговым видеовходом менее 25 мс, что является вполне приемлемым.

Видеовходы

Большинство современных ЖК-мониторов имеют цифровые и аналоговые входы, что позволяет применять их в аналоговых и цифровых системах видеонаблюдения. Они могут работать с композитным и компонентным видеосигналами, а также подключаться через стандартный 15-контактный цифровой вход к компьютерам цифровых систем видеонаблюдения. Некоторые мониторы имеют аудио систему для приема и воспроизведения аудиосигнала.
Так за кем же будущее.

После того, как мы разобрались с основными параметрами мониторов, попробуем определиться, какие мониторы будут употребляться в системах видеонаблюдения в ближайшем будущем.

Развитие ЭЛТ-мониторов, по всей вероятности, достигло своего предела. Новинок среди них появляется все меньше. ЖК-мониторы, наоборот, все более совершенствуются. Параметры ЖК-мониторов все более приближаются к параметрам ЭЛТ-мониторов, появляются мониторы с большой диагональю (до 30" и со встроенным мультиплексором, с возможностью адаптации к цифровым технологиям.

Тем не менее, современные бюджетные ЖК-мониторы все же уступают во качеству воспроизводимой картинки ЭЛТ-мониторам. При отсутствии таких присущих ЭЛТ-мониторам недостатков, как плохая фокусировка, несведение лучей, чувствительность к электромагнитным помехам, они имеют более низкое разрешение, меньшую контраст и гораздо плоше воспроизводят динамичные сцены.

К недостаткам ЖК-мониторов, как и других цифровых систем видеонаблюдения, также следует отнести увеличенные требования к качеству видеосигнала. Основные преимущества ЖК-мониторов - меньшие габаритные размеры меньшая потребляемая мощность, отсутствие рентгеновского излучения, которое присуще ЭЛТ-мониторам из-за использования высоких напряжений (более 20 кВ).

Несомненным преимуществам ЖК-мониторов является отсутствие мерцания изображения, что создает более комфортные условия работы оператора.

Немаловажный фактор - срок эксплуатации монитора. ЭЛТ-монитор без заметного ухудшения характеристик работает 3-4 года, а ЖК-монитор - до 7 лет.

После всего вышесказанного можно сделать вывод: в настоящее время ЖК-мониторы можно применять в большинстве систем видеонаблюдения как альтернативу ЭЛТ-мониторам, а дальнейшее развитие технологий вероятнее всего, позволит и совсем отказаться от ЭЛТ-мониторов.