-p08- Computermonitoren en videokaarten: een kijkje achter de schermen Jeroen Baldewijns Het gebruik van een computer door een slechtziend persoon staat of valt bij de kwaliteit van de monitor. Daarom vindt u in dit nummer een vergelijkende test van een aantal monitoren. We kunnen ons echter levendig indenken dat u zich afvraagt hoe zo'n monitor en videokaart nu eigenlijk werken en wat termen zoals "ge‹nterlini‰erd", "beeldpuntdichtheid" en "lage straling" eigenlijk betekenen. Met dit artikel willen we u dan ook letterlijk en figuurlijk een kijkje achter de schermen gunnen. Wij hebben er tevens naar gestreefd om zoveel mogelijk Nederlandstalige terminologie te gebruiken met eventuele vermelding, tussen haakjes, van de Engelse tegenhangers. 1. Computermonitoren 1.1. De beeldbuis Het hart van iedere computermonitor is de beeldbuis (Cathode Ray Tube of kortweg CRT). De beeldbuis is een trechtervormige glazen buis met aan de ene kant een elektronenkanon en aan de andere kant een glazen plaat waarop fosfordeeltjes zitten. Het elektronenkanon (ook kathode genoemd) schiet een elektronenstraal naar de fosfordeeltjes die hierdoor oplichten. Op die manier wordt het beeld gevormd. Het elektronenkanon werkt van links naar rechts en van boven naar beneden in een patroon dat het raster wordt genoemd, en vuurt de elektronen enkel naar die fosfordeeltjes die moeten oplichten om het gewenste beeld te verkrijgen. We willen een onderscheid maken tussen drie soorten beeldbuizen: * Oudere beeldbuizen hebben een bol oppervlak met als voornaamste nadelen: een verhoogde kans op lichtreflecties en beeldvervorming in de hoeken. * Recente beeldbuizen hebben meestal een vlakke voorkant (flat screen) zodat de zopas genoemde nadelen grotendeels vervallen. * Een Trinitron beeldbuis is een beeldbuis van hoge kwaliteit met een cilindervormige voorkant, dat een zeer scherp beeld geeft. Trinitron is een gedeponeerd handelsmerk van Sony Corporation, maar verschillende andere fabrikanten gebruiken deze beeldbuis ook. 1.2. De beeldfrequentie De fosfordeeltjes blijven niet zo erg lang gloeien, en moeten daarom regelmatig opnieuw aangevuurd worden door het elektronenkanon. Het aantal maal dat het elektronenkanon per seconde het volledige beeld opnieuw opbouwt, wordt de verticale beeldfrequentie of verversingsfrequentie (refresh rate) genoemd. Deze beeldfrequentie wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). Zo wordt bijvoorbeeld bij een monitor met een beeldfrequentie van 70 Hz het volledige beeld 70 keer per seconde opgebouwd. Bij een lage beeldfrequentie treedt beeldflikker op, die veroorzaakt wordt door de fosfordeeltjes die aan en uit gaan. Vanaf 72 Hz kan men spreken van een flikkervrij beeld, omdat de fosfordeeltjes dan bijna voortdurend oplichten. Bij toepassingen onder MS-DOS, waar het grootste deel van het scherm meestal zwart blijft, is beeldflikker doorgaans onzichtbaar. Bij grafische gebruikersomgevingen zoals MS-Windows wordt beeldflikker duidelijk zichtbaar bij een te lage beeldfrequentie. Er is ook een horizontale beeldfrequentie. Deze is minder belangrijk en zou ons te ver in detail leiden. 1.3. Interlini‰ring Er bestaan twee methodes om de elektronen naar de fosfordeeltjes af te vuren: ge‹nterlinieerd (interlaced) of niet-ge‹nterlinieerd (non- interlaced). Ge‹nterlinieerde monitoren bouwen het beeld op in twee stappen: eerst worden de oneven beeldlijnen opgebouwd, daarna de even beeldlijnen. Niet- ge‹nterlinieerde monitoren bouwen het volledige beeld lijn per lijn op. Bij ge‹nterlinieerde monitoren treedt veel vlugger beeldflikker op dan bij niet- ge‹nterlinieerde monitoren, omdat bij deze toestellen de beeldfrequentie slechts betrekking heeft op een half beeld (enkel de even beeldlijnen of enkel de oneven beeldlijnen). 1.4. Monochroom versus kleur Bij monochrome monitoren bestaan de fosfordeeltjes uit fosforescerend materiaal van slechts ‚‚n kleur. Meestal is dit wit, maar bij oudere monitoren kan dit ook groen of amber zijn. Bij kleurenmonitoren bestaat ‚‚n beeldpunt (pixel of dot) uit drie fosfordeeltjes die in een driehoek geplaatst zijn. Elk van deze fosfordeeltjes bestaat uit fosforescerend materiaal van een andere kleur: rood, groen en blauw. Een kleurenbeeldbuis heeft dan ook drie elektronenkanonnen die de drie fosfordeeltjes van ‚‚n beeldpunt belichten. Doordat de fosfordeeltjes met een variabele intensiteit en in verschillende combinaties belicht kunnen worden, is het mogelijk om zeer veel verschillende kleuren te genereren. 1.5. Het gebruik van maskers Een probleem bij een kleurenmonitor is dat de fosfordeeltjes zo dicht bij elkaar liggen dat het gevaar ontstaat dat ze door de verkeerde elektronenstraal kunnen belicht worden. Om dit te voorkomen wordt een masker gebruikt. Dit is een fijnmazig scherm dat zich tussen het elektronenkanon en de fosfordeeltjes bevindt en dat het overspringen van een elektronenstraal naar een verkeerd fosfordeeltje vermijdt. 1.6. De beeldpuntdichtheid De beeldpuntdichtheid (dot pitch) is de afstand tussen twee naast mekaar liggende beeldpunten en is dus een eerste bepalende factor voor de scherpte van het beeld. De beeldpuntdichtheid wordt gemeten in millimeters: 0,28 en 0,31 mm zijn standaardwaarden. Hoe kleiner de beeldpuntdichtheid, hoe scherper het beeld. De betere monitoren halen 0,25 of 0,26 mm. De beeldpuntdichtheid bepaalt tevens de nauwkeurigheid waarmee de elektronenkanonnen moeten werken. 1.7. Resoluties De resolutie geeft weer hoeveel beeldpunten een monitor in de breedte en in de hoogte kan tonen en is de tweede bepalende factor voor de scherpte van het beeld. We vatten de meest gangbare resoluties voor IBM- compatibele PC's samen in de volgende tabel. ===================================================================== Videostandaard Resolutie --------------------------------------------------------------------- VGA (Video Graphics Array)...........640 x 480 beeldpunten SVGA (Super-VGA).....................800 x 600 beeldpunten SVGA/XGA (Extended Graphics Array)...1024 x 768 beeldpunten Hoge resolutie.......................1280 x 1024 beeldpunten ===================================================================== De naamgeving van de videostandaarden is niet altijd even logisch en varieert van de ene tot de andere fabrikant. Vast staat echter dat de meest gebruikte VGA-standaard bij alle fabrikanten dezelfde resolutie geeft. De SVGA-standaard kent verschillende resoluties en voor de hoge resolutie in de tabel vinden we nergens een benaming terug. XGA is een standaard die door IBM in het leven geroepen is en overeenstemt met de hogere SVGA-resolutie. 1.8. Compatibiliteit met videokaarten Om de mogelijkheden van een monitor optimaal te benutten is het belangrijk dat de gebruikte videokaart deze mogelijkheden ondersteunt. Het is zinloos een monitor te kopen die een resolutie van 1024 x 768 beeldpunten kan weergeven als de videokaart slechts 640 x 480 punten aankan. Multiscan-monitoren (ook MultiSync of autoscan genoemd) bieden hier een goede oplossing. Dit zijn monitoren die verschillende signalen van een uiteenlopend gamma videokaarten aankunnen. Ongeveer 90 % van al de verkochte monitoren is in dat geval. MultiSync is een handelsmerk van de computer- en randapparatuurfabrikant NEC. 1.9. Monitorstraling Over de straling die monitoren produceren is al heel veel gezegd en geschreven en het enige dat we met absolute zekerheid kunnen stellen is dat de meningen zeer ver uiteenlopen, gaande van "kankerverwekkend" over "schadelijk voor de ogen" tot "absoluut onschadelijk". Er is met andere woorden nog geen definitief en wetenschappelijk gefundeerd antwoord op de vraag of monitorstraling al dan niet reden tot bezorgdheid moet geven. Wat er ook van zij, het kan nooit kwaad indien uw monitor het label "lage straling", "low radiation" of iets dergelijks opgekleefd krijgt. Vraag is dan wat dit label werkelijk inhoudt, want er bestaan verschillende stralingsnormen. Wij willen het houden bij een vermelding van de twee bekendste en strengste normen: MPR-II en TCO. Dit zijn beide Zweedse normen. 1.10. Ergonomie van monitoren De ergonomie van monitoren is een zeer uitgebreid onderwerp. We beperken ons tot het opsommen van een paar elementen die vooral voor slechtzienden van belang zijn: * Sommige beeldbuizen zijn voorzien van een anti-reflex en/of anti- statische coating. De eerste kan erg hinderlijke reflecties voorkomen wat zeker bijdraagt tot de ergonomie. * Een kantelbare voet die soepel beweegt is zeker geen overbodige luxe en draagt bij tot het vinden van de ideale werkhouding. * De bedieningsknoppen kunnen analoog (draaiknoppen) of digitaal (kleine druktoetsen) zijn. Belangrijk is dat ze logisch opgesteld zijn, goed leesbare opschriften hebben en eenvoudig te bedienen zijn. Daarnaast kunnen natuurlijk ook een aantal eerder opgesomde technische kenmerken bijdragen tot een ergonomische verantwoorde monitor: een vlakke beeldbuis, een niet ge‹nterlinieerde hoge beeldfrequentie en een kleine beeldpuntdichtheid. Tot slot is het nuttig te weten dat je als gebruiker een belangrijke bijdrage kan leveren aan een goede ergonomie van een monitor. Elementen die hierbij een rol spelen zijn: een goede zithouding, een degelijke werktafel met eventueel een in hoogte verstelbaar werkblad of een zwenkarm, een goede bureaustoel, een degelijke verlichting en een goed doordachte plaatsing van de monitor (op ooghoogte, inval van omgevingslicht vermijden). 2. Videokaarten 2.1. Wat is een videokaart ? De videokaart is een hardware-onderdeel (meestal in de vorm van een insteekkaart) dat het te vertonen beeld punt per punt opbouwt en dit beeldsignaal doorstuurt naar de monitor. Om dit te kunnen realiseren beschikt de videokaart over een eigen processor en RAM-geheugen. Bij sommige computers maakt de video-hardware deel uit van het moederbord van de computer. Dit is bijvoorbeeld het geval bij goedkopere instapmodellen van IBM, Apple en Compaq. Groot nadeel hiervan is dat de gebruiker niet de vrije keuze heeft in het ruime aanbod van videokaarten en bijhorende monitoren. Om dit probleem te ondervangen integreren verreweg de meeste computerfabrikanten geen video-hardware meer op hun moederbord, maar laten ze de keuze uit een apart gamma van videokaarten. 2.2. Resoluties Een definitie voor de term resolutie en een overzicht van de gangbare resoluties en videostandaarden werden reeds eerder in dit artikel gegeven. De VGA-resolutie is zowat een standaard die door de meeste programma's ondersteund wordt. Indien er behoefte bestaat om een videokaart met hogere resoluties te gebruiken wil dit echter niet zeggen dat er geen compatibiliteit met VGA meer vereist is. De VGA-resolutie blijft noodzakelijk om basissoftware zoals MS-DOS te kunnen draaien. In de praktijk betekent dit dat hoge resolutie-kaarten steeds neerwaarts compatibel zijn en dus de VGA-resolutie ondersteunen. Belangrijk bij de keuze van een videokaart is erop te letten dat de mogelijkheden van de kaart de mogelijkheden van de monitor niet overstijgen, want dan geef je meer geld uit dan nodig. 2.3. Aantal kleuren Een zeer belangrijk aspect is de kleurweergavemogelijkheden van de videokaart. Dit wordt aangegeven als het aantal "gelijktijdig toonbare kleuren", meestal in combinatie met de resolutie. Ter illustratie: een waarde van "640 x 480 x 16" staat voor 640 horizontale beeldpunten bij 480 verticale beeldpunten met maximaal 16 mogelijke kleuren per punt. Zonder al te veel in technische details te vervallen kunnen we stellen dat dit rechtstreeks afhankelijk is van het RAM-geheugen dat op de videokaart voorzien is. Om verwarring te voorkomen willen we benadrukken dat het hier niet om het RAM-geheugen van de computer gaat, maar om het RAM-geheugen dat exclusief aan de videokaart is toegewezen. Veel videokaarten worden met een standaard RAM-configuratie uitgerust die nadien nog uitbreidbaar is. In de volgende tabel geven we een overzicht van de benodigde hoeveelheid RAM-geheugen bij een bepaald aantal kleuren en een bepaalde resolutie. ======================================================================= Resolutie: 640 x 480 punten - 16 kleuren: 150 Kb - 256 kleuren: 300 Kb - 65.536 kleuren: 600 Kb - 16,8 milj. kleuren: 900 Kb ----------------------------------------------------------------------- Resolutie: 800 x 600 punten - 16 kleuren: 235 Kb - 256 kleuren: 470 Kb - 65.536 kleuren: 938 Kb - 16,8 milj. kleuren: 1.4 Mb ----------------------------------------------------------------------- Resolutie: 1024 x 768 punten - 16 kleuren: 384 Kb - 256 kleuren: 768 Kb - 65.536 kleuren: 1.5 Mb - 16,8 milj. kleuren: 2.3 Mb ----------------------------------------------------------------------- Resolutie: 1280 x 1024 punten - 16 kleuren: 640 Kb - 256 kleuren: 1.3 Mb - 65.536 kleuren: 2.9 Mb - 16,8 milj. kleuren: 3.8 Mb ======================================================================= Kaarten die een hoge resolutie met 16,8 miljoen kleuren combineren hebben niet alleen veel RAM-geheugen nodig maar ook een krachtige ge‹ntegreerde processor die borg moet staan voor een vlotte beeldafhandeling. Veel RAM-geheugen en een krachtige processor maken dit type videokaart erg duur. Sommige videokaarten krijgen het label "True-color" of "High-color" opgekleefd. True-color betekent dat bij hogere resoluties dan de VGA- resolutie (800 x 600 punten of 1024 x 768 punten) 32.768 of 65.536 kleuren kunnen worden weergegeven. High-color wil zeggen dat bij niet al te hoge resoluties (640 x 480 punten of 800 x 600 punten) 16,8 miljoen kleuren kunnen worden weergegeven. 2.4. De gebruikte busstandaard Een "bus" is een verzamelnaam voor de leidingen die dienen voor het parallelle transport van gegevens-, adres- en stuursignalen tussen de processor van de PC, het geheugen van de PC en de poorten van de randapparatuur. Iedere insteekkaart (dus ook een videokaart) wordt via een dergelijke bus aangesloten. Op dit ogenblik zijn er twee standaarden om videokaarten op een PC aan te sluiten: de ISA-bus en de VESA local-bus. Deze laatste is veel sneller (vooral wanneer er grafisch gewerkt wordt) omdat ze, in tegenstelling tot de ISA-bus, rechtstreeks in verbinding staat met de processor van de PC. In veel gevallen zal een ISA-bus echter nog voldoen. 2.5. Stuurprogramma's Opdat MS-Windows- of andere toepassingsprogramma's de resolutie- en kleurenmogelijkheden van de videokaart ten volle zouden kunnen benutten is de juiste aanstuursoftware (driver) nodig. Deze stuurprogramma's moeten met de kaart meegeleverd worden, maar op dit punt laten sommige verdelers wel eens een steekje vallen. Dit is erg jammer want in de praktijk betekent dit dan dat je als gebruiker zelf op zoek moet naar het recentste aanstuurprogramma om de mogelijkheden van je videokaart ten volle te kunnen benutten. Referentielijst: - Computer! Totaal, Januari 1994, "Viva Video" - Computer! Totaal, Maart 1994, "Bekijk het... tot in de puntjes" - DTP&P Magazine, November 1993, "Basisbegrippen van grafische kaarten" - DTP&P Magazine, Februari 1994, "Het doolhof van monitoren: hoe kiest u een nieuwe monitor ?" - DTP&P Magazine, Februari 1994, "Ergonomie van monitoren" - DTP&P Magazine, Mei 1994, Binnen in de CRT: "Monitor-technologie" - PC Magazine, Januari 1994, "PCM test 17 inch monitoren: Verruim de blik"