Ekran Nasıl Ölçülür Ekran Nasıl Çalışır - Bu makaledeki notlar: inç nasıl ölçülür ekran nasıl ölçülür..
Monitörler Nasıl Çalışır
EKRANLAR
Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube), Alman bilim adamı Ferdinand Braun tarafından 1897 yılında bulunmuştur. Fakat 1940`da ilk televizyon yapılana kadar kullanılamamıştır. CRT monitörler, modern monitörlerde kullanılan modifikasyonlar ve gelişmiş resim kalitesini yansıtan monitörlerle aynı temel prensibe dayanır.
CRT monitörlerin PC sistemlerde kullanılması başlangıçta tahmin edilemezdi. Bilgisayar teknolojisi; LCD ekranlar gibi ve gaz plazmalı ekranlar gibi kendi çaplarında özel alanlar oluşturan monitörler yanında, masa üstü sistemler için düz ekran CRT monitörlerin kullanılmasına imkan sağlamıştır.
Günümüzde masaüstü sistemlerde kullandığımız monitörler genellikle Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube) tipi monitörlerdir. Monitörlerin temel bileşeni olan tüp, ekrandaki görüntülerin üzerinde oluştuğu en pahalı parçadır.
CRT MONİTÖR TİPLERİ
Monitörleri ayırırken sadece renkli ve monokrom olarak ayırmak yeterli değildir. Bunların sinyal standartları, video adaptörlerine uyumlulukları gibi özelliklerinden dolayı da farklılık gösterirler.
1. MONOKROM MONİTÖRLER
Monokrom monitörler, tek bir renk gösterme özelliğine sahiptirler. Bu, sahip oldukları crimson maddesine göredir:
Amber, yeşil, beyaz.
Bilgisayar monitörleri de televizyonlar gibi plastik muhafaza içinde gerekli elektronik devreleri, güç transformatörünü ve resim tüpünü içerir. Bu monitörün resim tüpü aynı bir televizyon tüpü gibi çalışır. Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube) denilen bu tüp, havası boşaltılmış mühürlenmiş bir cam konidir.
Koninin geniş tarafı düz ve dikdörtgen biçimindedir. Bu, monitörün ekranını oluşturan taraftır. Koninin öbür tarafı dardır ve katot levhaları ile küçük tel ızgaraları içerir. Bu katot levhaları ısıtıldığında tüpün içinde serbestçe dolaşan elektron bulutları oluştururlar.
Katot negatif olarak yüklenirken,dış kısmına pozitif bir yüksek gerilim (26000V) uygulanarak katot ışınlı tüpün anodu veya pozitif kutbu oluşturulur. Anot ve katot arasındaki büyük gerilim farkı, bu serbest elektronların ekrana doğru fırlatılmalarına neden olur.
Sabit olarak yerleştirilmiş odaklama elemanları, bu elektronları bir araya getirerek bir ışın halinde ekran üzerine odaklar. Bu, ekranın ortasında oldukça parlak bir nokta oluşturur.
Ancak anlaşılır bir resmin oluşturulması için bu noktaların birçoğu gerekir. Bunu için ışığı çevreleyecek şekilde dört kalın bobin yerleştirilmiştir. Bu bobinler ışını, ekranın her hangi bir yerine yönlendirebilir.
Ekranın iç kısmı, son nokta aydınlatılana kadar ilk aydınlatılan noktanın görünebilmesini sağlayan fosforlu bir maddeyle kaplıdır. Bu kaplamanın kalıcılığı, oluşan resmin daha yumuşak geçişli olmasını sağlar. Kalınlık çok uzunsa, resim bulanık olur. Resmin tamamı oluşturulduktan sonra elektron demeti, sol üst köşeye geri dönerek noktaları yeni bir elektron dizisiyle taramaya başlar.
Işın, monitör açık olduğu sürece ve grafik kartından işaret almaya devam ettiği sürece ekrandaki resmi yeniden çizer. Elektron demetinin, ekranı bir saniyede kaç defa taradığını belirleyen, grafik kartı tarafından oluşturulan düşey tarama frekansıdır.
Elektron demeti her seferinde tek noktanın üzerine düşer ve noktayı ya aydınlatır ya da aydınlatmaz. Buna göre aydınlatılan her piksel, ekranın içindeki fosforun rengini alır. İlk monokrom monitörler yeşil fosfor kullanırken daha sonra çıkanlarda amber renkli kaplama kullanıldı. Günümüz monokrom monitörlerinin neredeyse tamamının fosforu beyazdır.
Monokrom Monitör Çeşitleri
1.1. TTL Monokrom Monitörler
TTL Monokrom monitörler, dijital giriş sinyali ve yatay dikey senkronize sinyalleme işlemlerinin takibinde kullanılırlar. VGA desteği verirler. TTL monitörler, sadece siyah beyaz ve bazen de bir parlaklık işareti görüntüleyebilen monokrom monitörlerdir. TTL monitörler, bir sayısal monokrom işaret kullanırlar.
1.2. Composite Monokrom Monitörler
Composite monokrom monitörler, en düşük çözünürlüklerdeki monokrom sistemlere ulaşabilen PC`ler için aynı seviyede CGA desteği veren monitördür.
1.3. VGA Monokrom Monitörler
VGA monokrom monitörler; her hangi bir değişiklik yapmadan, VGA ekran kartıyla çalışabilme özelliğine sahiptirler.
1.4. Çok Taramalı Monokrom Monitörler
Çok taramalı monokrom monitörler, diğer monitörlere göre pek tercih edilmezler. VGA teknolojisini desteklerler.
2. RENKLİ MONİTÖRLER
Bir CRT monitör, havası boşaltılmış kapalı bir cam şişe olarak görülebilir. Bu şişe, çok dar bir boyunla başlar, oldukça geniş ve binlerce fosfor noktacığından (dot) oluşan bir monitör ekranıyla sona erer. Fosfor (Phosphor); elektron çarptığında ışığı emen ve yayan kimyasal bir maddedir. Elektron tabancası (elekctron gun)`dan gelen ışınları emerek, taranan renklerin görüntülenmesine yardım eder. Monitörler sahip oldukları elektron tabancaları sayesinde bu noktacıklara (dot) elektron dizilerini gönderir ve farklı fosforlar da bu elektronları farklı renkteki ışınlar halinde yayarlar. Her nokta, üç ayrı renkteki (kırmızı, yeşil, mavi) fosfor damlacığından oluşur.
Fosforun bu grupları bir araya gelerek piksel denilen yapıları oluşturur ve piksel`de ne yapıldığını belirler. Piksel; resim elemanının en küçük birimidir, en küçük adreslenebilen ve atanan renk ve parlaklıktır. Piksel, sayılarla ifade edilir. Monitör teknolojisinde gelişmelerin temelini, nokta yapılarının farklı yapılar kazanması oluşturur.
Tüpün boyun kısmında elektron tabancası (electron gun) vardır. Elektron tabancası, katottan ibarettir. Kaynağı ısıtarak, elementleri odaklar. Renkli monitörler, her bir fosfor rengi için üç tabancaya sahiptir. Farklı parlaklık kombinasyonlarındaki yeşil, mavi, kırmızı fosforlar; milyonlarca rengin oluşmasını sağlarlar. Bu, additive colour olarak isimlendirilir. Additive colour; yeşil, kırmızı ve mavi renk kombinasyonunun birleştirilmesiyle oluşan renklerdir. Additive colour, bütün renkli CRT monitörlerin temelidir. Elektron tabancasından elektron atılır, fosforlar birbirine yaklaştırılarak (converge) hangisinin daha kuvvetli olduğu belirlenir, bu gerçekleşirken fosfor tarafından tek bir renkte (doğru olan renk) ışık emilir. Covergence; renkli monitörlerde yeşil, kırmızı ve mavi fosforların elektron ışınını doğru zamanda işlemesidir. Tabancaların converge özelliklerinin iyi olması, resimlerin daha kesin görüntülenmesini sağlar. Eğer bir monitör düşük convergence gösteriyorsa, objelerin kenarları yeşil, kırmızı veya mavi renkte gözükür. Katot; yeteri kadar ısındığında, yani negatif şarj edildiğinde tabanca, elektron ışınları yayar. Bu ışın, odaklama elementleri tarafından daraltılır. Anod, pozitif şarj edildiğinde, elektronlar ekran yakınına konumlandırılırlar.
Fosfor grupları, insan gözünü bir piksel en orjinal görüntü verecek özelliktedir. Elektron ışını; fosfor noktalarından çıkmadan önce, fosforun ön kısmında yer alan yüzeye doğru giderler. Bu kısım gölge maskesi (shadow mask) olarak isimlendirilir. Gölge maskesi; elektron ışınını maskeler, tek bir fosfor noktasına çarpması için küçültür.
Elektron ışını, deflection yoke tarafından oluşturulan manyetik alan etrafında döner. CRT`nin boyun kısmında yer alan ve ışın taramada kullanılan küçük parçalara deflection yoke denir. Önden görüleceği üzere elektron, sol üstten başlar satır satır veya raster (dikdörtgen bir resim elemanında görüntü için sunulan veri) şeklinde devam eder. Raster işlemleri (ROPs), raster`in bir bölümünde veya tamamında gerçekleştirilebilir.
Ekranın üzerinde görüntü oluşturmak için, imaja it pikseller enerjik elektronlar tarafından fosfor üzerinde çarpışır. Bu çarpışmalar, enerjiyi ışığa çevirir, böylece bir işlem tamamlanır. Elektron ışını bir aşağıya kayar ve anlatılanlar tekrarlanır. Bu işlem ekranın en altına gidene kadar tekrarlanır. Bundan sonra elektron ışını bir en üste döner ve aynı işlemleri yapmaya tekrar başlar.
Monitör için en önemli şey, seçilen çözünürlük (resolution)`te ve renk paleti (colour palette)`nde düzgün görüntü vermesidir. Bir ekranın parazitli veya titrek görüntülü olması göz bozukluklarına, baş ve migren ağrılarına sebep olur. Bu, aynı zamanda grafik kartlarının performanslarının karşılaştırılmasında önemli bir karakteristik özelliktir. Yüksek performanslı bir grafik hızlandırıcısına sahip olunsa bile yüksek çözünürlükte ve tazeleme oranı (refresh rate)`nında monitör kullanılmıyorsa, bu titremeler engellenemez.
Çözünürlük (Resolation)
Çözünürlük, ekran kartının gönderdiği görüntüyü dikey ve yatay olarak ifade ederken kullandığı piksel sayısıdır. Standart VGA çözünürlüğü 640*480 pikseldir, SGVA çözünürlüğü 800*600 ve 1024*768 pikseldir.
Monitörün çözünürlüğü, görüntünün ayrıntılı şekilde görüntülenmesini sağlayan etkenlerdendir. Örneğin; 1024*768 çözünürlüğündeki bir CRT monitör, soldan sağa yatay olarak 1024 pikseli parlatır. Bu, ekranın kenarına ulaştığında durur ve sonraki satıra geçer. Işın, bu işlemi 768 satır sürene kadar tekrarlar. Işın en alta ulaştığında en üst satıra döner ve aynı işlemleri yapmaya tekrar başlar. 75 Hz tazeleme oranına sahip bir monitör, bu döngüyü saniyede 75 defa yapar. Eğer, CRT`nin tazelemesi çok yavaşsa gözlerimizi yoracak şekilde bir titreme görünür.
Ekranın fiziksel uzunluğunu ekranın boyutları belirler. 14 inc`lik bir monitörün genişliği yaklaşık olarak 11 inc`tir (28 cm). 14 inc`lik monitörlerin çoğu 0.28 mm nokta uzaklığında satılır.
Eğer 1024 tane deliği 0.28 mm aralıkla sıraya dizersek 28.67 cm uzunluğunda bir satır elde ederiz. Ancak ekran sadece 28 cm genişliğindedir. Ayrıca monitörler ekranın eninin ve boyunun tamamını kullanmazlar. Buna göre 14 inc`lik monitörler bu çözünürlüğü 0.28 nokta aralığıyla gösteremezler. Bu, 0.26 mm nokta aralıklı bile oldukça güçtür.
Bu monitörler, grafik kartı başka çözünürlük belirtse de bir resim üretirler. Monitör basitçe belirtilen çözünürlüğü kendi görüntüleyebileceği çözünürlüğe çevirir. Bu, çoğu zaman resim kalitesini fazla etkilemez. Ancak bu yöntem, ekran çözünürlüğünün doğruluğuna dayanan uygulamalarda uygun resimler üretmeyecektir. Daha yüksek çözünürlük basit olarak daha büyük bir monitör gerektirir, çünkü daha fazla bilgi görüntüleyebilmek için daha fazla alana ihtiyaç vardır.
Bir resim oluşturulurken ışın, bir grid veya raster oluşturabilmek için soldan sağa ve yukarıdan aşağı doğru hareket ederek tarar. Grid üzerindeki parlaklık arttırılıp azaltılarak imajın formu belirlenir.
Standart çözünürlükteki bir monitörde büyük “E” harfi yapmak:
Tazeleme Oranı (Refresh Rate)
Elektron tabancası, CRT`nin noktacıklarını üst sıradan başlayarak en alt sıraya kadar tarar. Bundan sonra elektron tabancası, grafik kartından kendisine gelen diğer ekran görüntüsünü CRT üzerinde oluşturmak üzere tarama işlemine devam eder. Bir tam ekran tarandıktan sonra yeni bir görüntü oluşturmak üzere tarama işleminin başlamasına ekranın tazelenmesi denir. Bu tazeleme olayının saniyede kaç kez tekrarlandığı ise tazeleme hızıyla ölçülür. Saniyede 60 Hz`lik tazeleme hızına sahip olan bir monitör, o sırada saniyede 60 ekran taramaktadır. Tazeleme hızı için belli başlı değerler aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.
Tazeleme Oranı Yorum
60 Hz Çoğu bilgisayar kullanıcısı için bu tazeleme oranında sorun yoktur; fakat bazı insanlar bu değerde titremelerin farkına varabilir.
75 Hz Bir çok insan için titreme olmadan çalışılabilecek bir tazeleme oranı
=>85 Hz Uzun saat bilgisayar başında çalışacak kullanıcılar için (Tam saat verilemez; çünkü bu, kişiden kişiye değişir)
Belli bir çözünürlükte belli bir tazeleme oranını seçebilmek için, hem monitör hem de grafik kartı tarafından bunun desteklenmesi gerekir. Örneğin; 17 inc`lik monitörümüzde 1280*1024`te çalıştığımızı varsayalım. Bu çözünürlükte 75 Hz`lik optimal bir tazeleme hızı istiyorsak, bu değerin kesinlikle monitör ve grafik kartı tarafından desteklenmelidir.
Günümüzde bir çok monitör “plug & play”uyumlu olarak üretilmektedir. Böylece, yeni monitörümüzü sistemimize taktığımızda monitörümüz algılanır. Bu durumun getirdiği avantajlar; Windows`un, monitörümüzün hangi çözünürlükte hangi tazeleme oranını desteklediğini bilmesi ve böylece hata yapılmasının önlenmesidir.
Bir bilgisayar grafiği, bir sinyal yardımı ile Windows`un masa üstü çözünürlük ve tazeleme oranında oluşturulur. Bu sinyal, yatay tarama frekansı (HSF)`dır ve KHz cinsinden ölçülür.
Düşey tarama frekansı, tüm ekranın saniyede kaç defa tarandığını gösterir. Bu değer Hertz (Hz) ile belirtilir. 70 Hz`in üzerindeki frekanslar, uzun bilgisayar çalışmaları için ergonomik veya kabul edilebilir.
Bir monitörün satır sayısı ile düşey tarama frekansının çarpımı yatay tarama frekansını verir. Bu, elektron demetinin, ekranın solundan sağına saniyede kaç defa gidileceğini gösterir. Buna göre 480 satır çözünürlüğünde ve 70 Hz düşey tarama frekansına sahip monitörün; 480*70 veya 33600 Hz (33.6 KHz)`dir. Bu durumda elektron demeti saniyede 33600 satırı tarayacaktır.
VGA monitörlerin çoğu maksimum 35 KHz yatay tarama frekansına göre tasarlanmıştır. Buna göre, 14 inc monitörlerin çoğu 70 Hz düşey tarama frekansında daha yüksek çözünürlükleri görüntüleyemez. 16 inc veya 20 inc diyagonale sahip monitörler genellikle daha yüksek çözünürlükte üretilirler. Bu nedenle bunlar, doğal olarak daha yüksek yatay tarama frekansları için tasarlanmışlardır.
Çözünürlüğün ve tazeleme oranının yükselmesi HFS sinyalinin artmasına bağlıdır. Çoklu tarama (multiscanning) veya otomatik tarama (autoscan) monitör, minimum ve maksimum HSF değerleri arasındaki bir sinyal değerinde işlem görür. Eğer sinyal monitörün değerinden düşükse bu, görüntülenemeyecektir. Multiscan; bir monitör farklı çözünürlüklerde görüntü verebilir. Tek taramalı monitör sadece belirli bir çözünürlükte görüntü verir. Autoscan; monitörlerde yer alan bir mikroişlemci tarafından yatay ve dikey frekansların otomatik senkronizasyon sağlanır. Bir autoscan monitör, gelişmiş video adaptörleri ile çalışabilir.
Geçmeli Tarama Kipi
Monitör, video denetleyicisinden seri olarak veya sırayla aldığı bilgileri işler. Buna göre pikseller tam grafik kartının gönderdiği verideki sıraya göre aydınlatılırlar. Bu nedenle normal şartlarda bir elektron demeti sol üst köşeden başlayarak ekranın sağ alt köşesine kadar bütün resmi oluşturacak biçimde gereken pikselleri sırayla aydınlatır.
Bu durumda her üç elektron demeti video denetleyicisine bağımlı aletler durumundadırlar. Asıl yönetici video denetleyicisi`dir; video RAM`dan aldığı bilgiye göre resmi oluşturup sıralamayı yapan denetleyicidir.
Her renkli VGA monitörü, bir VGA denetleyicisinin düşük çözünürlüğünde (480 satır) 70 Hz düşey frekans verebilir. Video denetleyicisinin gönderdiği tüm komutları uygular. Ancak daha yüksek çözünürlükte bu olanaksız hale gelebilir. VGA kartlarının çoğu daha yüksek çözünürlüklerde düşük frekanslar kullanırlar. Bu, monitöre ek satırları taramak için zaman kazandırır.
Ancak bu yöntem özellikle geniş parlak alanlar görüntülendiği zaman görünür bir kırpışmaya sebep olur. Geçmeli tarama yöntemi, grafik bağdaştırıcısının bu kırpışmayı kabul edilebilir düzeye indirebilmesini sağlar. Bu kipte denetleyici, monitöre her satırı ardı ardına göndermez, her iki satırdan ikincisini atlayarak gider. Bu şekilde bir seferde monitörün sadece yarısı taranır. Tek numaralı satırlar taranır.
İkinci ekran taranışında öbür yarı resmi oluşturan pikseller taranır. Yani çift numaralı satırlar taranır. denetleyici monitöre bu şekilde iki resmi dönüşümlü olarak gönderir. Bu resimlerden her biri bütün ekran resminin yarı bilgisini içerir. Monitör bu yarı resimleri 70 Hz`de bile rahatlıkla görüntüleyebilir. Çünkü bir seferde satırların yarısı taranmaktadır. Bu, ekranda daha fazla satır bulunsa da yapılabilir. Bu yöntemde de bir miktar kırpışma olur. Yalnız bunu uzun süre bilgisayar başında çalışırsak fark edebiliriz.
Bir çok monitör video denetleyicisiyle aynı hızda (düşey frekansta) çalışmamaktadır. Bunun sonucunda video denetleyicisi yavaşlamak sonunda kalmaktadır. Bu nedenle grafik kartlarının çoğu yüksek çözünürlüklerde ya düşük frekansta çalışacak şekilde veya geçmeli taramaya geçecek şekilde tasarlanmışlardır.
Kartların çoğu bu şekilde tasarlanmış olsa da yüksek çözünürlüklerde optimum tarama frekanslarında çalışmazlar.
Çok Taramalı Monitörler
Çok taramalı monitörler değişik grafik kartlarıyla çalışabilirler. Bu monitörler belirli bir yatay tarama frekansı aralığı içinde her hangi bir video işaretine senkronlanabilirler.
Çok taramalı monitörlerde, genellikle monitörü hem analog hem de sayısal grafik kartlarına uygun hale getiren bir analog/sayısal anahtar bulunur. “Multisync” terimi ilk defa NEC firmasının NEC2A monitöründe kullanıldığı için patent hakları nedeniyle diğer üreticiler tarafından kullanılamadı. Diğer üreticiler de monitörlerine “Multiscan” dediler. Her iki terim de değişik grafik kartlarını kapsayan bir dizi frekansla senkronize olabilen monitörler için kullanılır.
Çok frekanslı monitörler, tek frekanslı monitörlerden farklı olarak bir çok değişik frekansla senkronlanabilirler.
Değişik frekanslar genellikle monitör tarafından algılanır ve monitör otomatik olarak uygun senkronizasyon ayarını yapar. Bu yeteneklerinden ötürü bu monitörlere “otomatatik tanımalı (Autoscan ) monitör denir. Çok frekanslı monitörlerin özel bir tipi de “çift frekanslı (dual-frequecy) monitörlerdir. Monitör, kullanması gereken senkronizasyon tipini otomatik olarak tanır.
Nokta Aralığı (Dot Pitch)
Monitörün maksimum çözünürlüğü tarama frekansı (scanning frequencies)`nin yüksek olmasına bağlıdır. Bu, aynı zamanda fosfor grupları arasındaki uzaklık sınırlandırılarak da yapılabilir. Aynı renkteki iki nokta (dot)`nın, merkezleri arasındaki uzaklık nokta aralığı (dot pitch) olarak adlandırılır. Nokta aralığının bugünkü değerleri 0.25 mm ve 0.28 mm arasında değişir. “Nokta aralığı ne kadar küçük olursa, görüntü o kadar küçük olur.” Bununla birlikte monitörde piksel sayısını nokta aralığına dokunmadan arttırmaya çalışmak daha iyi ayrıntılar sağlar. Örneğin; ikon oluşturmak gibi.
Nokta aralığı düşük bir monitör, aynı ekran büyüklüğüne sahip ancak nokta aralığı değeri daha yüksek olan bir monitörden daha kaliteli, daha keskin ve daha canlı görüntüler üretir.
Eğer yüksek çözünürlüklerde çalışılmak isteniyorsa, kesinlikle nokta aralığı düşük bir değerde olan monitör kullanılmalıdır. Örneğin; 15 inc`lik bir monitörümüz varsa ve bu monitör 0.28 mm bir nokta aralığına sahipse, bu durumda bu monitörün 1024*768 çözünürlükte çalışması, görüntüde yer yer istenmeyen siyah ve beyaz çizgilerin oluşması ya da küçük yazıların iç içe girmesi (Moiri-effect) gibi ufak tefek bozulmalara neden olabilir. Bu monitör, 0.26 mm nokta aralığına sahip olsaydı 1024*768`de çalışması, verilen örneğe daha uygun olur. Moiri olayı; CRT üzerine gönderilen elektron demetinin çapının, fosfor üzerindeki noktacıklardan küçük olmasıyla birlikte oluşur. Dolayısıyla, ekran boyutumuz ve nokta aralığımıza göre çıkılabilecek en büyük çözünürlüğün üstünde çalışılmamaya dikkat edilmelidir.
EBAT Maksimum Çözünürlük Diyagonel Nokta Aralığı
14 inch 800*600 0.28 mm
15 inch 800*600 0.28 mm
15 inch 1024*768 0.26 mm
17 inch 1024*768 0.28 mm
17 inch 1280*1024 0.26 mm
19 inch 1280*1024 0.28 mm
21 inch 1280*1024 0.28 mm
21 inch 1280*1024 0.26 mm
21 inch 1800*1440 0.26 mm
Yukarıdaki tabloya göre örnek verecek olursak, 17 inch`lik ve 0.26 mm nokta aralığına sahip bir monitörde 1280*1024 çözünürlük idealdir. Diyagonel nokta aralığı değeri 0.28 mm iken yatay nokta aralığı değeri, 0.24 mm olabilir. Ayrıca iki ayrı monitörün diyagonal nokta aralıkları da aynı olabilirken, yatay nokta aralıkları ise faklı olabilir. Bu durumda yatay nokta aralığı daha düşük olan monitör, daha kaliteli görüntüler üretecektir. İyi monitörler 0.26 – 0.25 ve hatta 0.22 mm nokta aralıklarına sahip olabilirler.
Dot`ların ekran yapımındaki kullanımları bazı farklılıklar gösterir. Dot`lar üçgen, çizgisel, delikli maske ve geliştirilmiş nokta aralığı gibi değişik kullanımları ile, farklı çözünürlük ve tazeleme oranına sahip ekranlar yapılır.
Standart nokta maske (dot mask)`lerinde nokta aralığı, aynı renkteki komşu iki fosfor noktasının merkezden merkeze diyagonel uzaklığıdır. Noktalar arasındaki yatay uzaklık, noktalar arasındaki yatay uzaklık nokta aralığının 0.866 katıdır. Maskeler için bu aralık, yatay uzaklıkla eşittir. Bunun anlamı, standart dot mask bir CRT monitördeki nokta aralığı, diğer monitörlerin nokta aralıkları ile karşılaştırılırken nokta aralığı değerinin 0.866 ile çarpılması gerekir.
Bilgisayar monitörleri, çoğunlukla dairesel kümelerdeki fosfor ve üç açılı biçimde teknolojilidir. Bu gruplar, triads olarak adlandırılır ve bu düzenlemeye de dot trio dizayn denir. Dot trio, standart fosfor triad düzenlemesidir.
Dot trio yapısında gölge maskesi (shadow mask) adı verilen ve elektronları süzen yapı, fosfor katmanının tam önüne yerleştirilmiştir. Bunun sebebi, her ışın yayılışında fazladan yol alarak, gerekli olan elektronların kaybedilmesini önlemektir. Bu sayede, maskedeki her delik, üçgen yapıdaki triad`larla uyumlu hale gelir ve maske gereksiz elektronların ekrana yansımasını engeller. Yani, işe yaramayan elektronlar ayıklanır. Bu durum, resimlerin bulanıklaşmasını engelleyerek daha kaliteli resimlerin oluşmasını sağlamaktadır. Bu özellik, günümüzde daha da geliştirilerek Toshiba`nın Microfilter CRT monitörlerinde kullanılmaktadır.
Kaynak ve hedef arasındaki uzaklık kenarlardan daha küçük olmalıdır. Böylece, gölge maskesi daha çok ısınır. Distorsiyondan kurtulmak için ve elektronların doğru yolu bulması için invar denilen bir yol kullanılır. Invar, gölge maskesinde kullanılan metaldir. Invar, gölge maskesindeki eğriliği düzelterek, parlak görüntüleme sağlar. Geniş alan ekranlarında bu yol (invar) çok iyidir. Fakat, gölge maskesi dışında, ekran alanında geniş yer tutar. Maske parçalarının olduğu yerde ışığı arttırıcı, imajı kuvvetlendirici fosfor yoktur. Bu imajın parlaklığı tam hareketli video ve multimedya görüntülerinin artıp azalan özelliklerine göre değişen dot trio mask`ına bağlıdır. Bununla birlikte parlaklığı, kullanılan filtreler de etkiler. Son yıllardaki filtreler, parlaklığı maksimum seviyeye yakınlaştıracak şekilde arttırır. Toshiba`nın Microfilter CRT`si kullandığı filtreleme özelliği ile her bir fosfor noktasını mümkün olduğu kadar kullanarak farklı renkleri farklı noktalarda görüntüleyebilmektedir. Kırmızı noktalar üzerindeki filtreleme : örneğin; kırmızı ışığı parlak seviyeye getirelim, fakat bu renk aynı zamanda diğer renkler tarafından absorbe edileceğinden, ekrandaki görüntüyü etkilememesi için tek bir noktaya yönlendirilir. Bunun sonucu, parlak fakat fakir renkli görüntüdür. Diğer şirketler de benzer gelişmeler sergilemişlerdir. Panasonic Crystal Vision CRT`ler dye-encapsulated phosphor teknolojisi kullanırlar. Bu teknolojide, her bir fosforun içinde kendi filtresi vardır ve Viewsonic, bu fosfor parçalarını eşit kapasitede ekrana yayarak görüntü oluşturur.
Gölge Maskesi (Shadow Mask) ve Aperture Grille
Shadow mask ve aperture grille, monitörün çalışmasında görevli iki elemandır. Bunları görevi, elektron tabancasından çıkan üç ana renk demetinin CRT üzerinde bulunan fosfor tabakadaki doğru noktaları uyarmaktır. Örneğin; yeşil elektron ışın demetinin, CRT üzerindeki yeşil fosfor taneciklerini uyarması gerekir (mavi ya da kırmızıları değil!).
Aperture grille`nin shadow mask`tan farkı, yapısının daha çok bir ızgarayı andırıyor olmasıdır. Bu ızgara, monitör ekranını dikine bir çok çizgiyle böler. Bu tekniğin avantajı, elektron tabancasından gönderilen ışın demetinin daha fazlasının fosfor tabakaya geçmesi böylece, daha parlak ve daha canlı renkler elde edilmesidir. Bu teknik, Sony firmasının trinitron televizyonları ile uygulanmaya başlanmıştır. Bu tekniğin diğer bir avantajı da, ekranın tamamen düz olmasına izin vermesidir. Böylece, yansıma da daha az olur ve göz yorgunluğu ihtimali de azalır. Uygulamanın tek dezavantajı ise, bu dikine ızgaranın titreşim sorununun çözülmesi için kullanılan çok ince metal tellerin bazen ekranda görülmeleridir. Ancak bu, çok ender görülür. Dikey çizgiler arasındaki mesafe aperture grille pitch olarak adlandırılır. Sony`nin en yeni FD Trinitron özellikli CRT monitörlerinde aperture grille pitch değeri 0.22 mm`dir.
Gölge Maskesi (Shadow Mask)
Çok kullanılan bir teknolojidir. Orijinal gölge maskeli CRT, küre benzeri bir görünüştedir. Bu şekil ona, ısı yardımıyla daha iyi odaklama ve negatif etkileri yok etme imkanı verir. ChromaClear da gölge maskeli bir monitör tipidir. ChromaClear, maskede yuvarlak delikler kullanır.
Gölge maskeli CRT monitörlerin getirdiği avantajlar şunlardır:
1. Özellikle küçük boyutlu karakterlerde düzgün biçimleme.
2. Daha gerçekçi ve belirgin renk görüntüsü.
3. Daha ucuz olmasına rağmen performans yüksekliği.
4. Aperture grille monitörlerde bulunan yatay geçiş özelliğine sahip olması.
Aperture Grille
1960`lı yıllarda Sony, alternatif bir tüp teknolojisi olan trinitronu geliştimiştir. Sony`nin silindir yapıdaki eleğe benzettiği bu sistemde, tek bir kasa içerisine üç ayrı elektron tabancası konulmuştur. Trinitron tüpler, diğer geleneksel tüplerden farklı olarak, katmanlı küreler yerine, parçalı silindirler şeklindedir. Trinitron tüpler kullanılarak; kırmızı, yeşil ve mavi renkteki fosfor noktalarını üçgen halde gruplandırmak yerine, çok renkli fosforları dikey çizgiler halinde sıralamıştır. Böylece, her nokta için maske yerine, ayrı fosfor noktaları için ayrı maskeler kullanılmış ve bu da daha yararlı olmuştur. Aperture grille denilen bu düzen sayesinde, renk çeşitliliği artmış ve görüntü kalitesi üst seviyeye çıkmıştır.
Geleneksel fosfor nokta teknolojilerinin kullanılması, satırların yatay olarak gelinip gelinmediğinin bilinmesinde sorun oluşturur. Yani, üst ve alt kenar piksellerinin önceden bildirilmesi gerekir. Ekran alanının azlığında bu yana; maske tarafından fosfor, dikey olarak kesilemez. Bunun sonucunda, parlak ve canlı görüntüler gölgelenir. Aperture grille monitörlerde nokta aralıkları eşit ölçülmüştür ve bu ölçü stripe pitch olarak adlandırılmıştır.
Trinitron teknolojisinin dezavantajı, 17 inc üzerindeki ekranda çok verimli olmamasıdır. Bu nedenle 17 inc monitörlerde çift tüp kullanılması gerekir ve bu da fiyatı yukarı çekmektedir. Trinitron teknolojisinin son halkası, Mitsubishi tarafından üretilen trinitron benzeri Diamondtron tüplerdir.
Aperture grille CRT monitörlerin getirdiği avantajlar:
1. Daha az metal kullanılmıştır. Bu, fosforda bulunan enerji tasarrufunu azaltır ve monitörün daha az ısınmasını sağlar.
2. Fosfor için daha geniş alan sağlanmıştır. Böylece, verilen ışığa göre daha parlak görüntüler elde edilebilir.
3. Farklı kontrastlarda kullanılabilen daha koyu tüpü vardır.
4. Gölge maskesine göre, küre yerine silindirik yüzü vardır. Bu da yansılama etkilerini (reflection) önler.
Slotted Mask
NEC, gölge maskesi ve aperture grille dizaynlarının iyi yönlerini birleştirerek yeni bir televizyon monitör teknolojisi geliştirmiştir. Bu teknoloji, boşluklu maske düzenini getirmektedir (1970). Standart nokta dizaynlarından farklı olarak, daha fazla sayıda fosfor açığa çıkarmaktadır. Bu teknoloji, aperture grille tarafından tam parlak olmasa da daha stabil ve dot trio`dan daha parlak bir ekran görüntüsü verir. Bu teknoloji, ChromaClear monitörlerle birlikte piyasada gözükmüştür (1996).
Enhanced Dot Pitch (EDP,Geliştirilmiş Nokta Aralığı)
Hitachi`nin geliştirdiği bu teknoloji 1997`den beri vardır. EDP, noktalar arası uzaklığı azaltarak ekranın altında oluşan zigzagları ortadan kaldırmaktadır. Böylece, ekranda resimler daha net bir şekilde gözükmektedir. Bunu yaparken Hitachi, yatay fosforlar arasındaki mesafeyi azaltıp, bunlarla üçlü noktalar oluşturmuştur. EDP`nin tasarımının getirdiği asıl avantaj, dikey çizgilerin düzgün görüntü oluşturmasıdır. EDP`de pikseller, yatay olarak dikeye daha yakındır. Hitachi Diamond Pro 2040u`da EDP teknolojisi kullanmıştır.
Elektron Tabancası (Electron Gun)
Monochrome CRT`ler sürekli ışın yayan tek bir elektron tabancasına sahiptir. Çoğu renkli CRT`ler üç tabancaya sahiptirler. Fakat, bazı renkli televizyon ve monitörler tek tabancalı olabilirler. Tek tabancalı monitörlerde, üç elektron yayan ve bunları kontrol eden katot vardır. Üç katot, tek küçük bir aygıt olarak üretilmişlerdir. Bu katotlardan aynı anda tek bir ışın yayılır.
Üç tabancalı tüplerde, üçgen şeklinde üç tabanca vardır. Tek tabancalı tüpler, katotlarını tek bir yol üzerinden sıklıkla tazeleyerek görüntü oluştururlar. Teorik olarak tek hat üzerinden ışın yayma basit olmasına rağmen pratikte bu, problemlere sebep olur.
Üç tabancalı renkli monitörler, elektronlarını benzer olarak yayarlar ve bu üç ışın sonuçta, birlikte yoke tarafından işlenir. Her tabancanın çarptığı fosfor faklıdır ve yayılan ışınlar farklı noktalara dağılır. Böylece, hangi tabancada arıza olduğu kolaylıkla tespit edinilebilir.