OLED monitor; Tipkovnica i Miš

Ima već poprilično vremena od kad su u masovnoj uporabi svjetleće diode (LED - Light Emitting Diode) koje emitiraju svijetlo različitih boja, a da toga možda nismo ni svjesni. Pred kraj prošlog milenija bili su popularni ručni satovi koji su prikazivali vrijeme i datum kao alfanumeričke znakove (bez kazaljki) ali su se baterije kao izvor za napajanja dioda relativno brzo trošile. Stoga se je na sat gledalo tako da se pritisne botun koji je uključivao strujni krug za napajanje dioda i time prikaz vremena na par sekundi. Od toga doba do danas mnogo toga se je promijenilo.

Organic LED, Organic Light Emitting Diode technology, zasniva se na tome da se u kontroliranom matričnom polju elektroda, pobuđuju LED elementi - organski slojevi koje emitiraju svjetlo, koji su složeni u TRIODE po sličnim načelima kao kod CRT i LED uređaja. Dakle u pitanju je tehnologija koja ne traži pozadinsko svijetlo. Potrošnja energije je mala, a intenzitet generiranog svjetla sve je bliži osobitostima koje imaju LCD i PLAZMA i u potpunosti zadovoljavaju za ugradnju u mobitele ili prenosive MP3 svirače i slične male elektroničke uređaje. Izrada za njih je poprilično jednostavna, ali za monitore ova tehnologija je još uvijek preskupa. Na staklenu ili plastičnu prozirnu podlogu, kako prikazuje slika 3.3.30a postavljaju se anodne elektrode u HIL (Hole Injection Layer) sloju, na kojeg se postavlja organski sloj koji ovisno o sastavu emitira svijetlost različite boje (RGB u ovom slučaju). Na organski sloj nanosi se ETL (Electron Transporting Layer) na kojem je katoda. Kada se između anode i katode priključi naponski izvor i regulirano propusti struja kroz diodu, rezultat je emitiranje svijetla.

Slika*** 3.3.30 Načelo rada OLED monitora

Kako tranzistorski elementi nadziru svaku pojedinu diodu u matrici najbolje prikazuje podslika 3.3.30b (aktivna matrica). Upravljačka elektroda ANALOGNIM signalom nadzire protok struje kroz diodu prema shemi spajanja koja sliči na sliku 3.5.13 uz dodatak diode paralelno s kondenzatorom. Dakle, svaka RGB trioda i svaki njen sastavni R, G ili B element adresirani su mrežom (matricom) vodova i elektroda koje nadziru elektronički sklopovi. Elektronički sklopovi na osnovu primljenog signala slike određuju što i kako s pojedinom triodom i njenim elementima treba raditi. Na sličan način funkcionira i matrica LCD monitora. Navedeni analogni signal ne treba brkati sa signalom slike koji je digitalan. Za potrebe upravljanja triodama iz primljenog digitalnog signala slike upravljačka elektronika generira analogni napon koji upravlja elementima triode.

Moguće je ostvariti upravljanje s diodama izravnom promjenom napona između anode i katode (pasivna matrica) ali je upravljačka elektronika složenija. Vrijeme odziva diode je vrlo malo (reda ms) što uz svakodnevna poboljšanja glede generirane količine svjetlosti garantira sve masovniju uporabu ovakvih monitora u budućnosti. Osim toga slojevi su od materijala koji omogućavaju savijanje te uz plastičnu podlogu zaslon ne mora biti potpuno ravan. Pošto cjelokupni sustav propušta svijetlost, pojednostavljuje se postupak za smanjivanje bljeska od vanjskog svijetla što s dosadašnjim monitorima bilo koje vrste nije slučaj. Osim navedenog, svoju primjenu ova tehnologija nema samo za monitore. Na slici 3.3.30c vidi se vrlo praktična uporaba na tipkovnici a svi moderniji satovi koriste je kako prikazuje slika 3.3.30d.

Sve dosad opisane tehnologije odnose se na prikaz SLIKE koja se isporučuje upravljačkoj elektronici. Nekad su se računala koristila isključivo za prikaz alfanumeričkih rezultata prema ASCII kodu i prikaz je bio isključivo u TEKST MODU. Tekst nije bio sastavni dio slike i ako je postojala nekakva grafika uglavnom se je koristila kao drugi sloj prikaza slično kao kad je na jednoj prozirnoj foliji tekst a na drugoj nekakva grafika, tada obje dvije skupa daju utisak da se radi o jednoj slici.

U TEKST MODU znakovi za alfanumerički prikaz zadaju se kao binarni zapisi svakog retka matrice pojedinog znaka, na primjer za znakove '5' i 'Q' u matrici od 5 X 7 elemenata:

Slika 3.3.31 Matrični prikaz alfanumeričkih znakova.

Grupa znakova neke od kodnih tablica izrađena na ovaj način naziva se BIT-MAP font. Različitim razlučivostima tekstualnog prikaza pripadaju i različite veličine matrice alfanumeričkog znaka. Ovakvo rješenje je gotovo napušteno (DOS). Radije se oponaša (Emulation) tekstualni mod u jednom od grafičkih modova (WINDOWS). To dodatno daje mogućnost da se mogu uporabiti nejednako široki znakovi za grafeme kao 'i' ili 'l', ali je najveća prednost što se mogu uporabiti fontovi koji se iscrtavaju temeljem matematičkih obrazaca za svakog od njih te se mogu dobiti vrlo fini zaobljeni oblici a znakovi se mogu po volju povećati promjenom parametra. Takvi fontovi nazivaju se VEKTORSKI. Kvalitetan prikaz manjih vektorskih fontova stoga je moguć samo kod monitora velike razlučivosti koji su u stanju prikazati fine obline malih fontova.

Pojedine vrste računala, kao ZX SPECTRUM, omogućavale su da korisnik može predefinirati matricu prikazanu na slici 3.3.31 prema vlastitim potrebama i tako dobiti simbole ili male grafičke elemente prema vlastitim zamislima što je omogućavalo jednostavne animacije uz kontrolu prikazivanja redefiniranih karaktera na zaslonu, ne baš dobre ali prihvatljive za nastavne potrebe; simulacija kretanja elektrona kroz PN spoj na primjer.

Da bi se mikroprocesor oslobodio poslova oko prikazivanja slike, o tome se brini u tu svrhu dizajnirani grafički procesori ili ubrzivači kao ATI, MATROX, nVIDIA i drugi. U PC sustavima u pravilu su kao zasebna elektronička kartica umetnuta u jedan od slot-ova, s vlastitom grafičkom memorijom DRAM ili VRAM tipa. VRAM memorija (VideoRAM) je protočna, radi po načelu sličnom SRAM te je brža ali i skuplja. Moguće rješenje je da grafički procesor koristi resurse radne memorije. Općenito, zadaća kartice je da osigura Grafičko korisničko sučelje GUI (Graphic User Interface) primjereno programskoj potpori koja se koristi. Programska potpora za obradu slika i multimediju zahtijevati će brze i moćne grafičke procesore s memorijskim resursima reda veličine 100MB.

Primjer XI

Standardne i široke (wide) rezolucije monitora i odnos stranica zaslona i prikaza (aspect ratio).

Kod CRT-a za prikazivanje slike na TV uređajima, fizički odnos stranica zaslona je 4:3, a za prikaz slike koristi se isprepleteni mod rada s 625 linija slike po vertikali za Europski PAL (Phase Alternating Line - Peace At Last) i SECAM (SEquential Couleur Avec Memorie - System Essentially Contrary to the American Method) sustav i 525 linija slike po vertikali za Američki NTSC (National Television Standards Committee - Never Twice the Same Color) sustav. Sustavi po načinu generiranja slike nisu kompatibilni, odličan način za zaštitu tržišta i eliminacije primanja signala od 'susjeda' osobito u doba 'hladnog rata'. Kako se ne može uporabiti cjelokupna predviđena rezolucija slike zbog sklopovski osobitosti uređaja, pripadne rezolucije vidljive slike su 768x576 (odnos 5:4) za PAL sustav i 720x480 (odnos 3:2) za NTSC sustav. Nadolazeći HDTv pak nudi dva standarda rezolucije, HD720 rezolucije 1280x720 (odnos 16:9) i HD1080 rezolucije 1920x1080 (odnos 16:9), što se uklapa u koncepciju ponude širokih i užih monitora. Dakle broj piksela, njihov oblik i veličina nisu isti, kao ni način rada elektroničkih sklopova za istu fizičku veličinu zaslona monitora. Jasno je da to stvara poteškoće prilikom pretvorbe video-sadržaja iz jednog sustava u drugi, ali je dobro rješenje za zaštitu tržišta. Računalni sustavi opće namijene za monitore koriste CRT s fizičkim odnosom stranica zaslona 4:3, ali je fizički broj piksela CRT-a monitora veći od broja piksela za TV standard kako bi se mogle prikazati slike veće rezolucije. Za CRT monitor računala bolje je da je fizički broj piksela što veći (gustoća) jer kvalitetnije može prikazati prikaze s velikim rezolucijama. Za ispravan prikaz slike na zaslonu odnos stranica prikazane slike (rezolucija slike) mora biti usklađen s fizičkim odnosom stranica zaslona. Od VGA standarda pa nadalje koristile su se rezolucije slike s odnosom stranica 4:3. Do pojave LCD monitora odnos stranice prikazane slike na zaslonu bio je gotovo uvijek 4:3 bez obzira na rezoluciju kako prikazuje slika 3.3.32a.

Slika** 3.3.32 Standardne i široke rezolucije

U početku LCD zasloni prijenosnika i monitora do uglavnom su podržavali odnos prikaza slike 4:3, ali preko rezolucije 1024x768(XGA) piksela često se koristi rezolucija prikaza od 1280x1024 (SXGA) s odnosom stranica prikazane slike od 5:4. Ovaj odnos stranica je vrlo blizu XGA rezoluciji (4:3=1.33; 5:4=1.25) te većina korisnika eventualnu anomaliju u prikazu slike ne primjećuje. Ako se ne instaliraju dobri upravljački programi grafičke kartice koji će znati prepoznati osobitosti monitora ukomponirane u operativni sustav prikazana slika je malo jajolika. Ovo malo izobličenje neće se dogoditi ako je fizički odnos stranica zaslona monitora 5:4, odnosno ako je izrađen upravo za prikaz sadržaja u SXGA rezoluciji. Osobitosti monitora operativni sustav prepoznaje po instalaciji .inf, .cat, .icm i ostale pripadnih datoteka s priloženog mu instalacijskog medija. Grafička kartica mora moći opslužiti monitor s rezolucijama prikaza slike koje odgovaraju njegovim fizičkim odnosima stranica.

Kad je postala popularna uporaba računala za prikaz filmskih sadržaja, počeli su se koristiti široki monitori kojima je fizički odnos stranica bliži filmskom platnu (slika 3.3.32b), što je osobitost i novijih TV prijamnika. Tada je nastala cijela zbrka oko prikaza slike na zaslonu te se koriste prikazi kojima odnos stranica 16:9 ili 16:10 pa čak i davno korišteni odnos 3:2. Ako se navedenom pridruže foto aparati i video kamere zbrka je potpuna. Bez dobrih upravljačkih programa grafičke kartice i monitora može se vrlo lako dogoditi da se prikaz slike na zaslonu ne može uskladiti s fizičkim dimenzijama zaslona. Bez obzira kakva se rezolucija koristila za prikaz slike na zaslonu mora se prilagoditi fizičkom odnosu stranica zaslona da bi se krug sa slike 3.3.32c prikazao ispravno. Najgora moguća situacija je da po instalaciji upravljačkih programa grafičke kartice i monitora slika 3.3.32c prikazuje elipsu u Internet pregledniku, a program za obradu fotografija koji zna prepoznati pravo stanje daje krug.

Ovaj problem posebno može biti značajan kod igara. Ako grafički mehanizam kreiranja slike u igri nije predviđen za monitor koji se koristi, nema pomoći. Stoga ne čudi da većina korisnika još uvijek preferira monitore kojima je fizički odnos stranica zaslona 4:3 i koriste rezolucije prikaza s tim odnosom. U prethodnim slikama nijanse zelene boje prikazuju koje se rezolucije prikaza najviše koriste prilikom gledanja stranica 'Informatičke abecede' (svjetlija nijansa znači veći broj korisnika). SXGA prikazi zauzimaju drugo mjesto, no autor ovih stranica nije uvjeren da će se krug sa slike 3.3.32c kod većine korisnika ispravno prikazati. Ako se još prikaz na zaslonu monitora želi tiskati zbrka koja može nastati je potpuna. Pravci na slici 3.3.32c prikazuju najčešće korištene fizičke odnose stranica zaslona, odnosno međusobni položaj dijagonala zaslona za različite odnose stranica, analogno čemu treba izabrati rezoluciju prikaza slike na zaslonu monitora.

Iz dosad navedenog jasno je da za ispravnu reprodukciju HDTv slike po standardu HD1080, zaslon ekrana mora imati najmanje 1920 fizičkih piksela po horizontali. Ako je broj fizičkih piksela zaslona manji treba 'prevesti' originalnu rezoluciju u rezoluciju koju ima monitor pri čemu se dio originalnih sadržaja slike prilikom promjena dimenzija gubi. Obrnuto, ako su sadržaji po vlastitoj rezoluciji manji od rezolucije zaslona monitora, a žele se prikazani u punoj širini zaslona, mora se izvršiti interpolacija između piksela slike na način da se između dva susjedna piksela slike 'ubaci' više njih slične boje te poveća originalna slika. Ovaj postupka prilagođavanja video ili foto zapisa punoj rezoluciji zaslona monitora naziva se SKALIRANJE slike. Postupci skaliranja različiti su i od njih u velikoj mjeri zavisi kakav će biti konačan ishod prikaza.

TIPKOVNICA je najčešći ulazni uređaj računala opće namjene. Tipkovnica je kao uređaj za unos podataka 'meta' je svakodnevnog rada. Predstavlja uz miša osnovni ulazni uređaj za komunikaciji s računalom opće namijene kao što je PC. Uopćeno, predstavlja elektromehanički pretvarač koji mehaničke pokrete jedne tipke ili kombinacije više tipki pretvara u slijed električnih impulsa. S računalom tipkovnica se uglavnom spaja preko DIN priključka, PS/2 priključka, USB priključka i infracrvenog ili radio primo-predajnika. Čini se da će USB prevladati kao nekakva standardna konfiguracija.

Raspored slova na tipkovnici može se programski kontrolirati sa za tu svrhu kreiranim programima tzv. DRIVER-ima (pogonitelj ili upravljač - u ovom slučaju za tipkovnicu).

Sam raspored tipki svrstan je u četiri grupe:

     1.) Tipke SLOVIŠTA, slova, znamenke i posebni znakovi.
     2.) NUMERIČKE tipke, izdvojene desno od slovišta.
     3.) FUNKCIJSKE tipke, povrh tipki slovišta (F1-F12).
     4.) Tipke UPRAVLJANJA, između slovišta i numeričkih tipki.

Slika 3.3.33 Standardna tipkovnica PC računala.

Postoje i drugačije verzije rasporeda tipki, no verzija prikazana na slici 3.3.33 najčešće je u uporabi. Prikazana verzija može u ovisnosti o izvedbi sadržavati 104 ili 105 tipki, ovisno o tržištu (standardu) za koje je namijenjena tipkovnica. Pritiskom tipke tipkovnice ostvaruje se električni kontakt u mreži vodiča sličnoj organizaciji ROM-a, temeljem čega logička kola tipkovnice prepoznaju o kojoj je tipki riječ i šalju odgovarajuću kodnu kombinaciju upravljaču tipkovnice u računalu. Kod je prilagođen za rad s tipkovnicom i nije nijedan od dosad navedenih. Sam upravljač tipkovnice povremeno očitava izlaz logičkih sklopova tipkovnice da utvrdi ima li za njega kakvih promjena. Upravljač tipkovnice i njegov U/I kanal dio su matične ploče računala. Novije tipkovnice imaju dodatni set tipki za gašenje računala i još poneke zadaće od kojih je interesantna tipka koja numeričkom setu dodaje nove funkcije za aktiviranje programske potpore za poštu, kalkulator u drugo. To su uglavnom odnosi na Windows programsku potporu.

Raspored tipki prikazan na slici 3.3.33 naziva se QWERTY (QWERTZ), prema znakovima u jednom od redova slovišta. Ovaj raspored je nastao sa ciljem usporavanja tipkanja jer su se prvi mehanički pisaći strojevi često zaglavljivali. Razvojem pisaćih strojeva i elektroničkih računala navedeno usporavanje postalo je nedostatak i smetnja bržem pisanju. Usprkos tome navika uporabe ovog rasporeda tipki na tipkovnici je prevladala. Mnogo povoljniji raspored tipki glede brzine tipkanja je DVORAK (naziv prema jednom od autora - August Dvorak i William Dealey), postavljen tako da su učestalije korišteni znakovi smješteni bliže jedan drugom, prema Engleskom jeziku, naravno. Tako se na mjestu znakova q,w,e,r,t,y nalaze znakovi ",<,>,p,y,f, a na mjestu znakova a,s,d,f,g nalaze znakovi a,o,e,u,i. No svoju implementaciju ovaj raspored nije zasad doživio unatoč bržem tipkanju čak do 75%. Standard je uspostavljen još u prvoj polovini prošlog stoljeća. Rezultati istraživanja pokazali su da ruka daktilografa u prosječnom dnevnom radu na QWERTY tipkovnici napravi put između 25km i 30km, dok na Dvorakovoj tipkovnici napravi put manji od 2km. Autor ovih redaka ovaj raspored tipki vidio je u primjeni samo jednom na prijenosnom računalu firme Apple; znakovi na tipkama nisu bili otisnuti kao alternativne oznake. Znati koristiti računalo vjerojatno ne podrazumijeva i znati brzo tipkati.

Većina operativnih sustava ima osobitost da se pomoću uporabe kombinacije određenih tipki može ostvariti neka radnja kao izvršavanje neke komande ili slično. Kombinacije tipki u ovu svrhu nazivaju se TIPKOVNIČKE KRATICE (keyboard shortcut) i najosnovnije su objašnjene u prilogu h). Iako su kombinacije tipki od vrlo velike pomoći, učinkovito korištenje računala današnjice nezamislivo je bez MIŠA (mouse).

Osnovna zadaća MIŠA je da se u skladu s njegovim pomicanjem pomiče strelica-pokazivač (pointer) na zaslonu monitora i kad se pokazivač poklopi s prikazanim likom na zaslonu moguće je ostvariti nekakvu akciju pritiskom na jedni od tipki miša; lijevu (L), srednju s kotačićem (K) ili desnu (D). Miš prema računalu šalje nekakve podatke te se stoga svrstava u grupu ulaznih uređaja računala. S računalom miš se može spojiti na razne načine, preko serijskog priključka (COM), PS/2 priključka, USB priključka i infracrvenog ili radio primo-predajnika, ali je izgledno da će USB prevladati kao nekakva standardna konfiguracija. Mehanizam prijenosa podataka o kretanju miša prenosi se pomoću senzora pokreta za praćenje dva smjera kretanja, kako prikazuje presjek na narednoj slici.

Slika 3.3.34* Presjek miša s kuglicom-touchpad.

Pokretanjem miša okreće se je kugla koja svoje okretanje prenosi na dva valjka koji na osovini imaju disk s rupicama. Kako se disk okreće svjetleća dioda (LED) osvjetljava senzor i ugrađena elektronika na osnovu podataka primljenih od senzora prepoznaje kojom brzinom i u kojem smjeru se okreće disk s rupicama. Jednim senzorom prati se vertikalna os zaslona a drugim horizontalna os. Obrađene podatke elektronički sklop šalje računalu. Nedostatak prikazane koncepcija je često prljanje valjaka i potreba za ujednačenom i prikladnom podlogom po kojoj se miš pomiče kako bi se ostvarilo bolje trenje između kugle i podloge.

Nova generacija miševa za detekciju kretanja koriste kameru koja analizira sliku podloge i prati u kom smjeru se odvijaju promjene. Elektronički sklop je složeniji, ali u eri sve minijaturnije i moćnije elektronike ovo rješenje je posve jeftino. Obrađene podatke elektronički sklop šalje računalu u istoj formi kao u prethodnom slučaju s kuglicom. Ovakav 'optički' miš obično ima i nekakvo osvjetljenje podloge da bi slika koju kamera dobiva bila uporabljivija. Optički miševi ne zahtijevaju posebne podloge, ali im smeta reflektirajuća podloga poput stakla. No za igrače se izrađuju posebne podloge i miševi s još dodatnih tipki, što u suštini ne mijenja koncepciju.

U uporabi se još koristi TRACKBALL, mehanizam s kuglom koji se montira na tipkovnicu, pokretno računalo (laptop) ili u zasebno kućište što je ustvari koncept izvrnutog miša s kuglom. No za prijenosno računalo ovo nije praktično rješenje te se u posljednje vrijeme ugrađuju površine osjetljive na dodir (TOUCHPAD) uz koje se pridodaju potrebne tipke, kako je prikazano u primjeru prikazanom na slici 3.3.34b. Ima rješenja koja u potpunosti sliče na malu igraču palicu. Igrača palica ili igrača konzola također spadaju u ulazne uređaje računala.