2. GÖRÜNTÜLEME BİRİMLERİ

2. GÖRÜNTÜLEME BİRİMLERİ

2.1. Monitör
Monitör, bilgisayar içerisindeki bilgilerin kullanıcıya aktarılması amacıyla kullanılır.

Resim 2.1: Solda CRT Monitör, Sağda LCD Monitör

2.1.1. Monitör çeşitleri

Monitörler yapılarına göre CRT (Cathode Ray Tube), LCD (Liquid Crystal Display),
plazma ve LED olmak üzere 4’e ayrılır. Bilgisayar monitörlerinde genellikle CRT ve LCD
ekranlar kullanılırken Plazma ve LED ekranlar daha çok televizyon ekranı olarak
kullanılmaktadır. Ancak özellikle yeni üretilen laptop modellerinde LED ekranlar da
kullanılmaktadır.

 CRT (cathode ray tube) monitörler:

Küçük boyutlarda binlerce kırmızı, yeĢil ve mavi fosfor kaplı tabakadan oluĢan bir
ekrana, elektron demetinin çarptırılmasıyla görüntü oluĢturulur. Elektron demeti fosfor
tabakaya çarpmadan önce ince metal bir maskeden (shadow mask veya aperture grill)
geçirilir. Amaç elektronları aynı noktaya odaklamak ve baĢıboĢ elektronların ekran üzerinde
görüntüyü bozmalarını engellemektir. Shadow mask, küçük deliklerden oluĢan Ģekildeki ince
film tabakadır. Üreticiler tarafından shadow mask a rakip olarak çıkarılmış maske
yöntemidir. DüĢey doğrultuda küçük tellerden oluĢur.
Burada daha az bozulma olmaktadır. Birçok aperture gril ekran düz (flat) Ģeklindedir.
AĢağıdaki Ģekilde CRT monitörlerin çalıĢma prensibi gösterilmektedir.

 LCD (liquid crystal display):

LCD ekran, plastik bir tabaka içindeki sıvı kristalin ışığı yansıtması ilkesi ile çalışır.
LCD ekranlarda kullanılan sıvı kristaller, gerilim uygulandığında düz biçimde sıralanır.

Gerilim verilmediğinde ise sıvı kristallerin en üst tabakası ile en alt tabaka, 90 derece kıvrılmış şekilde dizilmiştir. Bu duruma twisted nematics (TN) denir. TN durumdaki sıvı kristaller içerisinden geçen ıĢık, polarizatör içerisinden geçebilir. Polarizatörün görevi kendisine gelen ıĢığı duruma (yatay veya dikey) göre geçirmek veya absorbe etmektir. ġekilde a polarizatörü dikey, b polarizatörü de yatay ıĢık demetlerini geçirmektedir. Elektrotlara gerilim uygulandığında ise TN yapı bozularak dikey ışık demeti yatay forma girmediğinden polarizatör üzerinden karşı tarafa geçemeyecektir.

 Plazma ekranlar:

CRT monitörlerin çalımasına benzer bir yöntem kullanırlar. Ġki cam arasında düzgün dağılmıĢ, içerisinde xenon ve neon gazlarının bulunduğu binlerce fosfor kaplı hücreler vardır. Elektrotların farklı gerilimle Ģarj edilmeleriyle hücre içerisine, iyonize edilmiĢ gaz üzerinden akım giriĢi olur. Bu akım UV fotonlarının oluĢmasına neden olan, yüksek hıza sahip yüklü parçacık hareketine neden olur. UV fotonlar fosfor tabakaya çarparak fosfor atomlarını yüksek enerji ile yükler. Bu enerji atomların ısınmasına neden olur. Sonrasında ise atomlar görülebilir sahip olduğu enerjiyi, ıĢık fotonu şeklinde ortama yayar.

 LED ekranlar:

LED ekranlar aslında LCD ekran olarak da düĢünülebilir. Light-emitting dioedes (LEDs) olarak da bilinen LED ekranlar arkadan aydınlatmalı bir LCD ekrandır.

LED TV’lerdeki büyük yenilik aslında ekran teknolojisinde ya da görüntü sinyalini ileten elektronik ekipmanlarda değil, arka aydınlatma sisteminde gerçekleşmiştir.

LED TV’lerde, LCD ekranlarda arka aydınlatma olarak kullanılan floresan lamba yerine bir dizi LED (light-emitting dioede / ıĢık yayan diyot) kullanılır. Ekrandaki görüntüyü oluĢturan her bir piksel için ıĢık, bu LED’ler aracılığıyla gönderilir. Bu nedenle de daha net ve aydınlık bir görüntü sunmaktadır.
LED TV’lerde arka aydınlatma olarak kullanılan LED’lerin bulundukları yerlere göre LED TV’lerin ikiye ayrıldığını söyleyebiliriz. Bunlar doğrudan aydınlatma ve kenardan aydınlatma olarak bilinir.
Her iki teknolojinin de kendisine özel avantajları bulunur. Doğrudan aydınlatma kullanıldığında çok yüksek kontrast oranlarına ulaĢılabiliyorken kenardan aydınlatma teknolojisinde de çok ince tasarımlar yapabilmek mümkündür.
Doğrudan aydınlatma teknolojisini kullanan LED TV’lerde kullanılan LED sayısı ve kontrol ettikleri bölgenin büyüklüğü, görüntü kalitesini doğrudan etkiler. Kenardan aydınlatma teknolojisi maliyetleri düĢürdüğü için bu teknolojiyi kullanan LED TV’lerin fiyatı daha uygundur.
Sonuçta her iki aydınlatma teknolojisi de standart LCD TV’lerin çok üstünde bir görüntüleme performansı ve enerji tasarrufu sunar.

2.1.1.1. Ekranların birbiri ile karĢılaĢtırması:

CRT ekranların en büyük dezavantajları kapladığı alan, gözleri fazla yorması ve harcadığı güçtür. Bu gibi dezavantajlarından dolayı ekran boyutları artırılmak istendiğinde CRT monitörler hiç de iyi seçim olmayacaktır.
17
 LCD ekranların CRT ekranlara göre avantajlarını Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 CRT ekranlara göre daha parlak ve yüksek çözünürlükte görüntü sunar.
 LCD ekranlarda ekranın nokta aralıklarını göremezsiniz.
 LCD televizyonlar göz yormazlar, aksine odaklama sorunu olmadığından daha keskin ve net görüntü sunarlar.
 LCD ekranların dezavantajlarını ise Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 Ġzleme açıları dardır. En iyi izleme açısı için tam karĢıdan bakmak gerekir. Yan açılardan bakıldığında renkler değiĢir, siyah kısımlar parlama yapar.
 Gerçek kontrast oranları düĢüktür. Bu nedenle beyaz ve siyah arasındaki renk geçiĢleri iyi değildir.
 Siyah rengi hiçbir zaman tam siyah olarak göstermezler. Görüntüyü detaylı göstermez. Bu yüzden karanlıkta geçen filmleri izlemek keyif vermez.
 Hareketli görüntülerde hareket eden kısımda netliğin bozulması sorunu ile karĢılaĢılabilir.
 Plazmalara oranla çok daha az renk tonu verir. Tam insan ten rengini yakalayamaması gibi.
 Yüksek ıĢıklı ortamlarda ekran yansıma yapabilir.
 Plazma ekranların avantajlarını Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 Sınırsız izleme açısı vardır. Yan açılardan dahi mükemmel netlikte izleme imkânı sunar.
 LCD ve LED ekranlarda olmayan, gerçek kontrast oranına sahiptir. Gerçek siyah renkler, çok detaylı görüntü gibi.
 LCD ve LED ekranlardan daha fazla renk sayısına sahiptir.
 Hareketli sahnelerde anlık resim yenileme ve tepki süresiyle LED ve LCD Tv’lerden 1000 kat daha hızlıdır.
 Ortam ıĢığında ve güneĢli havalarda LCD ve Led TV’lerden çok dahi iyi görüntü verirler.
 600 Hz’e varan görüntü yenileme hızına sahiptir (Led ve Lcd TV’lerde maksimum yapay olarak 200 Hz’dir.).
 Tepki süresi 0,001 (Led ve Lcd TV’lerden 1000 kat daha hızlı görüntü oluĢturma)dir. Bu nedenle hareketli görüntülerde asla bulanıklaĢma olmaz. Bilgisayar oyunu meraklıları için en iyi seçim plazma TV’lerdir.
 Parlaklık plazma ekranlarda 1.500 cd/m² iken Led ve Lcd Tv’lerde 500 cd/m² civarındadır.
 Plazma ekranların dezavantajlarını ise Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 Güç tüketimleri diğer ekran türlerine göre daha yüksektir.
 Kullanım ömürleri LCD ekranlara göre daha düĢüktür.
 Plazma ekranlarda, ekrandaki görüntü sabit kaldığında fosfor maddesinde oluĢan iyon etkisi plazmanın parlaklık ömrünü azaltır. Bunu önlemek için alınan ISM adındaki koruyucu önlem ile sabit bir görüntü ekrana uzun süre yansıdığında aktifleĢerek ekran parlaklığını kademe kademe düĢürüyor. Bu iĢlem devam ederse 10 dakika içinde ekran parlaklığı yarı yarıya düĢüyor. Ancak iĢlem yavaĢ gerçekleĢtiği için göz bu durumu algılayamıyor. ISM teknolojisi sayesinde plazma ekranların kullanım ömrü uzuyor.

 LED ekranların avantajlarını Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 LED kullanımının ilk büyük avantajı, gelen görüntü bilgisinde siyah olan bölgelere ıĢık sağlayan LED’lerin kapatılarak tam siyah görüntü elde etmek için önemli bir baĢarı elde edilmesidir.
 LED ekranların ikinci büyük avantajı gösterilen renk miktarındaki artıĢtır. Standart LCD TV’lerde mevcut renklerin % 70 ile % 75’i gösterilebilirken LED TV’lerde bu oran % 85’e kadar çıkabilmektedir. Bu da daha canlı görüntüler elde edilmesi için büyük bir avantaj sağlar.
 LED ekranların üçüncü önemli avantajı ise enerji tasarrufu konusundaki baĢarısıdır. IĢık kaynağı görüntüye göre kontrol edilebildiği ve açılıp kapatılabildiği için çok ciddi boyutlarda enerji tasarrufu sağlanır. Örnek vermek gerekirse 106 ekran bir LCD ekran ortalama 200 watt güç tüketirken aynı boyuttaki bir LED ekranda bu rakam ortalama 80–90 watt civarına kadar düĢebilir.
 Ekrana yansıtılacak olan görüntüde siyah bölgelere ait LED’ler kapatılarak çok yüksek kontrast oranlarına ulaĢılabilir. Bu da görüntü netliğinde belirgin bir artıĢ elde edilmesini sağlar.
 Standart bir LCD ekranda 1:10.000 ile 1:50.000 arasında kontrast oranları elde edilirken bir LED ekranda 1:2.000.000 ile 1:5.000.000 arasında kontrast elde edilebilir.
 LED ekranların dezavantajlarını ise Ģu Ģekilde sıralayabiliriz:
 Led ekranlar diğer ekran türlerine göre daha pahalıdır.
 Kullanım ömürleri ekran türlerine göre daha düĢüktür.

2.1.2. Monitör Bağlantıları

Ekranlar, ekran kartlarına bağlandığına göre bağlantı noktaları arasında uyumluluk olması gerekir. Günümüzde DVI ve D-SUB tipi çıkıĢlar vardır. Ekran kartı DVI çıkıĢa sahipse daha iyi resim kalitesi sunduğu için DVI çıkıĢlı bir ekran karı alınmalıdır. Çünkü DVI dijital olarak çalıĢır ve dolayısı ile analog çevrime gerek kalmaz. Bilinmelidir ki analogdan dijitale veya dijitalden analoga çevrim yapılırken veriler azda olsa bozulmaktadır. S Video çıkıĢı televizyon, video, DVD player gibi cihazların bağlanması amacı ile kullanılmaktadır. HDMI standardı, geliĢmiĢ ve yüksek tanımlı video ile çok kanallı ses sinyallerinin tek kablo üzerinden taĢınmasını destekler. HDMI giriĢine uydu alıcınızı, “DVD player”ınızı, müzik ve ses sistemlerinizi, televizyonlarınızı bağlayabilir ve yüksek kalite ses ile görüntü aktarımı sağlayabilirsiniz.
Resim 2.4: Ekran çıkıĢ portu tipleri

2.1.3. Monitörlerle Ġlgili Temel Kavramlar

 Çözünürlük
Ekranların çıktıları (resim, video, program ara yüzü…) gösterirken kullanacağı nokta sayısını gösterir. Bu noktalara piksel denmektedir. Örneğin gösterilecek bir resim için ekranın çözünürlüğü ne kadar büyük olursa resim daha fazla ayrıntıyla gösterilir. Yaygın çözünürlük değerlerinden 800x600, 1024x768, 1280x1024 değerleri vardır. Masaüstü bilgisayarlarda yaygın olarak 800x600 ve 1024x768 değerleri kullanılmaktadır. Çözünürlük azaldıkça ekrandaki resimler daha büyük ve kalitesiz görülecektir.

 Ekran boyutu
Ekranın köĢegen uzunluğunu (bir köĢesinden diğer köĢesine olan uzaklığını) gösterir. inç olarak ifade edilir. 17, 19, 21, 23, 101… gibi değerler vardır. Ekran boyutu için LCD ekranlarda görülebilir alan (kasa hariç) kastedilirken CRT ekranlarda kasa dâhil edilmektedir.
Not: 1 inç = 2.54 cm değerindedir.
 Ġki piksel arası uzaklık (dot pitch)
Ekranda iki piksel arası en yakın uzaklığı belirler. Uzaklığın az olması daha fark edilebilir, keskin renk geçiĢlerinin olduğu görüntüler anlamına gelir. Günümüzde 0.21, 0.24, 0.25, 0.27, 0.28 mm gibi değerler vardır.

 En/boy oranı (aspect ratio)
Ekranın en ve boy oranlarını gösterir. Genelde bu oran 4:3’tür. Mesela 1024x768 çözünürlüğe sahip bilgisayarda en boy oranı 4:3’tür. Ama günümüzde 16:9, 16:10 gibi oranlar da mevcuttur. 16:9 oranına “widescreen” (geniĢ ekran) ekran denilmektedir.

 Ekran tazeleme oranı (refresh rate)
Ekranın baĢtan aĢağıya saniyede taranma sayısını gösterir. BaĢka bir deyiĢle ekrandaki görüntünün saniyedeki oluĢturulma sayısıdır. DüĢük orana sahip ekrandaki görüntüler titrer ve dolayısıyla kullanıcının gözünü yorar. Günümüzdeki hemen tüm CRT ekranlar NEC firmasına ait MultiSync özelliğine sahiptir. Bu özellik ekranın farklı tazeleme ve çözünürlük değerlerine sahip olabileceğini gösterir. Ekran tazeleme oranı hertz türünden ifade edilir. Örneğin 70 hertz değeri, ekranın saniyede 70 defa tarandığını ya da diğer bir ifade ile ekrandaki görüntünün saniyede 70 defa tekrarlandığını belirtir.
 Ölü pikseller
Ölü pikseller görüntü değiĢtiği hâlde rengi değiĢmeyen ekran üstündeki noktalardır (piksel). Özellikle LCD ekranlarda bazı pikseller özelliğini üretim aĢamasında yitirebilmektedir. Bu durumda ekranın belirli noktaları görüntü içerisinde göze batmaktadır. Birçok üretici ölü piksellerin birkaç adedini garanti kapsamına dahi almamaktadır. LCD ekran almadan önce mutlaka ölü pikseller açısından kontrol etmek yararlı olur.

 Tepki süresi
Özellikle LCD ekranların seçiminde önemlidir. Bir pikselin istenen rengi alması için geçen süre onun tepki süresidir. Ekranlardan bu sürenin az olması istenir. Tepki süresi hızlı değiĢen video ve oyun sahnelerinde hayalet görüntülerin oluĢmaması için önemlidir. Daha net görüntüler elde etmek için düĢük tepki süresine sahip LCD ekranlar alınması gerekir.

 GörüĢ açısı
Ekrana belirli bir açıdan bakıldığında oluĢan renk kaybıdır. CRT ve plazma ekranlarda görüĢ açısı daha iyidir.

2.2. Projeksiyon Cihazları
Bilgisayar veya televizyon ekranındaki görüntüyü daha da büyüterek perdeye ya da duvara yansıtan görüntü cihazlarıdır. Genelde sunum ve ev sinema sistemlerinde kullanılır. Film keyfi ve daha çok kiĢi ile iletiĢim kurmak için bulunmaz bir imkândır.
23
Resim 2.10: Projeksiyon cihazı önden görünüĢ

2.2.1. Projeksiyon Cihazı ÇeĢitleri

Projeksiyon cihazları LCD, LED ve DLP diye üç farklı yapıya sahiptir. Yaygın olarak üretilen ve kullanılan tipler LCD ve DLP çeĢitleridir. Projeksiyon cihazlarında duvardaki görüntüyü oluĢturmak için kullanılan ıĢık kaynağı yüksek güçlü lambadan oluĢur. Kullanılan lambanın ömrü ve gücü, projeksiyon cihazı seçimi açısından önemlidir.
Resim 2.11: Solda, DMD’nin yapısını gösterir temsilî resim. Sağda DLP projeksiyon mimarisi
 LCD
LCD projeksiyon cihazlarının yapısında, RGB için 3 adet cam LCD panel vardır. Üç adet (RGB) LCD panellerden geçen ıĢık, dikroik prizma ile tekrar görüntü, lens üzerinden duvara yansıtılır. Yapıda kullanılan dikroik (iki renkli) ayna lambanın ıĢığını kırmızı, yeĢil ve mavi bileĢenlere ayırmak için kullanılır. Renk ve görüntü, kırmızı ve mavi ıĢığın yansıması ve yeĢil ıĢığın aynen geçirilmesi ile oluĢturulur. Bu üç aynanın taban camı, sadece çok özel bir dalga uzunluğunun ıĢığını yansıtan ince bir film ile kaplanmıĢtır. Dikroik prizma ise ıĢığı kırmızı, yeĢil ve mavi bileĢenlere ayıran bir prizmadır. Bu prizma, dikdörtgen bir cisim oluĢturmak için dört üçgen çokgenin bir araya getirilmesinden oluĢturulur.

 DLP
DLP (digital light processing) cihazları ise optik yarı iletken diye bilinen DMD (digital micromirror device) teknolojiyi kullanır. DMD chipleri resimdeki her bir piksele karĢılık resim oluĢturmak için ıĢığı yansıtabilen binlerce küçük alüminyum ayna parçacıklarından oluĢur. Aynalar ±10-12o kendi baĢlarına hareket edebilmektedir. Burada amaç gelen ıĢığı lense veya lens dıĢına göndermektir. Resim sanki küçük karelerden oluĢmuĢ bir yapıya bürünür. Her bir resim parçası (piksel), ayrı bir ayna parçasının üzerindedir. Ayna parçalarının sayısı çözünürlüğü belirler. Siyah beyaz bir resim oluĢturulurken ıĢık kaynağından gelen ıĢığı, birim zamanda daha çok yansıtan ayna beyaz bir noktanın, daha az yansıtan ayna ise koyu bir noktanın oluĢumuna sebebiyet vermektedir. Renkli bir resim oluĢturulurken hızla dönen renk filtresinden geçen ıĢık renklere (RGB) ayrılarak DMD yardımıyla lens üzerine yansıtılır.
 Led projeksiyon:
Led projeksiyon teknolojisinin görünen en büyük avantajı uzun projeksiyon lamba ömrüdür. Led projeksiyon cihazlarına biçilen ortalama lamba ömrü 30.000 saattir. Bu LCD ve DLP projeksiyon cihazlarındaki 3.000-4.000 saatlik ortalama değerler düĢünüldüğünde inanılmaz bir avantaj olarak gözüküyor (Hele ki 250 Eur’lardan baĢlayan projeksiyon yedek lamba fiyatlarıyla birlikte ele alındığında.). LED projeksiyon teknolojisinin bahsedebileceğimiz diğer avantajı ise projektörün oldukça küçük olan boyutları olabilir. Lambanın ısınma sorunu olmadığından güçlü bir fana ihtiyaç duyulmamakta, bu da cihazın boyutlarının oldukça küçülebilmesine olanak sağlamaktadır.
Led projeksiyon teknolojisinin dezavantajlarına bakacak olursak: Çok düĢük olan ıĢık gücü değerinden söz etmemiz gerekir. ġu anda satılmakta olan LED projektörlerin 150-160 ansi lümen gibi ıĢık gücü değerleri bulunmakta ki bu da 2000 ansi lümenden baĢlayan LCd ve DLP projeksiyonlara çok düĢük kalmaktadır. Bu seviyelerdeki bir ıĢık gücü ile ancak çok karanlık ortamlarda ve çok büyük olmayan ebatlarda sağlıklı görüntü alınabilmektedir. Bu da çok önemli bir eksik olarak ortaya çıkmaktadır. Bir diğer konu da maliyetlerin aynı seviyelerdeki DLP ve LCD projektörlere göre biraz daha yüksek olmasıdır. Ama bu lamba maliyeti göz önüne alındığında rahtlıkla kapatılacak bir fark olarak gözüküyor.

LCD ve DLP projeksiyonları karĢılaĢtıracak olursak;
DLP projeksiyon cihazları; pikseller arası yakın olduğu için pikseller arası koyu noktaların olmadığı daha iyi bir görüntüye, daha iyi kontrasta sahiptir; daha az bakım (tozlanmaya karĢı) ister ve daha portatiftir. Bunun yanında renk doygunluğu düĢüktür. Ayrıca DLP mimariye sahip projeksiyon cihazları genelde daha hafif ve daha küçük boyutlara sahiptir.
LCD projeksiyonlar ise renk doygunluğu daha iyi, renk geçiĢleri keskindir. Fakat ölü pikseller, biraz daha kabadır ve görüntüde meydana gelen pikseller arası boĢluklar dezavantajlarıdır.
Resim 2.13: LCD ve DLP görüntü farkları
2.2.2. Projeksiyon Cihazının Bağlantıları
Bir projeksiyon cihazında bilgisayara bağlanması için VGA çıkıĢı, televizyon ya da kamera gibi aygıtlara bağlamak için S-Video çıkıĢı, ses çıkıĢları, USB cihaz bağlamak için USB bağlantı noktası, network ortamından cihaza eriĢim için ethernet çıkıĢı, dijital kamera,
26
fotoğraf makinası gibi cihazların bağlanması için RCA Audio / Video çıkıĢları gibi pek çok çıkıĢ bulunmaktadır.
Resim 2.14: Projeksiyon cihazı bağlantı noktaları

2.2.3. Projeksiyon Cihazı ile Ġlgili Temel Kavramlar

 Çözünürlük
Ekranda gösterilecek grafik ya da filmlerin gösterim kalitesini doğrudan etkileyen bir özelliktir. Görüntünün kaç noktadan oluĢacağını belirler. Görüntüyü oluĢturan nokta miktarı arttıkça daha çok ayrıntı gösterilebilir. Böylece çözünürlük arttıkça görüntü kalitesi artar. Günümüzde 1920x1080, 1280x1024, 1024x768, 800x600 gibi çözünürlük değerlerine sahip projeksiyon cihazları bulunmaktadır.
 Lamba (ampul) ömrü
Gerekli aydınlatmayı sağlayan ampulün belirli bir ömrü vardır. Ampul iĢlevini yitirirse yenisi ile değiĢtirilmek zorundadır. Ampul, toplam projeksiyon maliyetinin yaklaĢık yarısı olduğu için önemlidir. Uzun ömürlü olması her zaman iyidir. Günümüzde 1000-10000 saat arası ampul ömrüne sahip projeksiyon cihazları vardır.
 Parlaklık (ıĢık Ģiddeti)
Projeksiyon cihazının yaydığı görülebilir ıĢık miktarı ile ölçülür. Birimi ANSI lümendir. Gerekli ıĢık miktarını belirlemek için salon büyüklüğü, izleyici sayısı, ortamdaki
ıĢık gibi durumlar parlaklık seçimi açısından önemlidir. Günümüzde 700- 5000 ANSI lümen ıĢık Ģiddetine sahip projeksiyon cihazları bulunmaktadır.