Tài liệu Màn hình máy tính ppt

Màn hình máy tính
Màn hình máy tính (Computer display, Visual display unit hoặc hay bị gọi là Monitor) là
thiết bị điện tử kết nối với máy tính với mục đích hiển thị và phục vụ cho quá trình giao
tiếp giữa người sử dụng với máy tính.
Đối với các máy tính cá nhân (PC), màn hình máy tính là một bộ phận tách rời. Đối với
máy tính xách tay màn hình là một bộ phận gắn chung không thể tách rời. Đặc biệt màn
hình có thể được dùng chung (hoặc không sử dụng) đối với một số hệ máy chủ.
THẾ NÀO LÀ HÌNH ẢNH
Hình ảnh là gì? Đó là...những gì mà ta nhìn thấy. Bạn đi ra đường và nhìn thấy những thứ
xung quanh mình đang chuyển động, bạn nhìn thấy một bông hoa đang nở trong vườn,
nhìn thấy một cô gái đẹp nào đó và cảm thấy rung động để rồi ngơ ngẩn tập toẹ làm
thơ...Và bạn đang nhìn thấy những dòng chữ này trên màn hình máy tính. Thật đơn giản
cho những hình ảnh mà bạn nhìn thấy ở ngoài đời, nhưng còn những hình ảnh mà bạn đang
nhìn thấy trên màn hình máy tính ngay trước mặt bạn thì sao? Có bao giờ bạn tự hỏi tại sao
hình ảnh lại xuất hiện được trên màn hình máy tính với rất nhiều màu sắc gần giống như
hình ảnh của thiên nhiên, lại còn động đậy được nữa chứ.
Thử coi hình ảnh là các mảnh nhỏ
Chúng ta thử tư duy thế này về hình ảnh: Mọi thứ hình ảnh mà ta nhìn thấy được đều có
thể được cắt vụn ra thành các mảnh nhỏ có kích thước đều nhau. Sau đó ghép chúng lại -
đó tạo lên hình ảnh. Có vẻ cách nói này là hợp lý đấy. Bây giờ thì đơn giản hơn nếu như
chúng ta kẻ các ô vuông (hoặc hình tổ ong gì đó) lên một bức ảnh thì sẽ thấy rằng bức ảnh
được ghép lại bởi nhiều phần tử nhỏ. Vậy thì khi mà ta cắt nó thành các mảnh nhỏ nữa - có
nghĩa rằng rất nhỏ thì sao? Khi ghép chúng lại theo đúng thứ tự, đúng vị trí thì chúng vẫn
tạo ra một hình ảnh. Và như vậy thì đến đây chúng ta đã giả thiết xong một điều giống như
là sự ngớ ngẩn: Mọi hình ảnh đều được cắt nhỏ xíu thành các hình bé tí ti để rồi ghép
chúng lại thành ra hình ảnh nguyên bản.
Tại sao lại phải giả sử như vậy khi mà hình ảnh thì không như thế. Đúng là mọi thứ đều
Sự ghép nôi những hình đơn sắc rời rạc sẽ cho ta cảm nhận về hình ảnh [Nguồn ảnh:
Wikimedia commons]
không được phân tách ra thành từng ô nhỏ như vậy, một ví dụ đơn giản rằng một đồ vật
nào đó như là cái màn hình trước mặt bạn thì không thể được cắt ra thành từng mảnh nhỏ

để rồi chúng ta nhìn thấy các mảnh nhỏ đó ghép lại với nhau thành đầy đủ hình ảnh như nó
chưa từng bị cắt ra.
Cho dù mắt con người được coi là một thứ thiết bị quang học cực kỳ hoàn hảo thì chúng
cũng phải được cảm nhận các hình ảnh bằng các đầu dây thần kinh thị giác (cũng giống
như cảm biến của các loại máy ảnh vậy). Chính đây là điều mà tôi khó giải thích ở phía
trên khi muốn nói rằng hình ảnh được phân tách ra thành từng khối nhỏ để có thể mỗi khối
đó tác động vào một đầu dây thần kinh trên võng mạc, rồi từ đó mới có thể truyền tín hiệu
về não bộ và tái hiện hình ảnh lại cho ta có thể cảm nhận được hình ảnh và xử lý chúng
theo ý của chúng ta.
Thật là thừa khi sự vòng vo ở bên trên chỉ để so sánh với một điều rằng: Các màn hình máy
tính cũng chỉ hiển thị các hình ảnh dựa trên các khối nhỏ, chúng ghép lại với nhau để thành
một hình ảnh hoàn chỉnh. Tuy nhiên các khối nhỏ này thì có kích thước lớn hơn nhiều so
với kích thước các dây thần kinh ở mắt con người, nên chúng ta có thể nhìn kỹ được các
khối nhỏ hình ảnh đó trên màn hình. Nếu bạn thử ghé sát mắt vào màn hình, bạn sẽ thấy
các khối nhỏ xíu đó thật buồn cười.
Và mỗi một điểm ảnh nhỏ xíu ở trên màn hình máy tính được gọi là một pixel. Khái niệm
pixel này không chỉ sử dụng ở màn hình máy tính, mà bạn còn gặp chúng rất nhiều nữa
trong công nghệ thông tin: Ví dụ như các bức ảnh, bộ cảm biến máy ảnh số, khả năng của
máy in...hầu như chúng thì có liên quan chút gì đến hình ảnh.
Màu sắc của hình ảnh hiển thị trên màn hình
Trong tự nhiên thì màu sắc được phân tách từ ba màu gốc cơ bản là đỏ, xanh nước biển và
xanh lá cây (dịch thế không biết có đúng hay không, nhưng những từ tương tự trong tiếng
Anh thì là Red-Blue và Green, tôi viết đậm các chữ đầu, bởi vì chúng dễ nhớ cho cụm từ
RBG mà có lẽ rằng bạn sẽ quen nhớ sau này). Tất cả các màu còn lại đều chỉ là sự phối
hợp của ba màu cơ bản này. Trong màn hình cũng như vậy, chúng có các màu cơ bản như
thế để tạo ra rất nhiều màu sắc khác nhau.
Từ ba màu này mà máy in trước đây chỉ gồm ba hộp màu cơ bản trên, để in màu đen thì các máy in này in cả
ba màu với cường độ cao để pha trộn sao cho ra màu đen (chứ khôn gphải là màu trắng như trong hình
này). Nhận thấy rằng các bản in có thành phần màu đen cũng chiếm đáng kể, do đó sau này các máy in được
cải tiến sử dụng một hộp màu đen riêng. Còn cải tiến hơn nữa khi mà một số máy in không chỉ sử dụng bốn

hộp mực mà chúng còn sử dụng nhiều hộp mực hơn nữa để phối màu, đảm bảo chất lượng cao hơn.
Cũng về máy in thì trước đây các hộp mực màu của chúng sử dụng chung nhau thành một khối, nhưng nhận
thấy sự sử dụng các màu không đồng đền nên người ta lại chế tạo các màu riêng biệt thành các hộp riêng,
điều đó có thể làm tiết kiệm hơn nhiều khi tận dụng in được đến các giọt mực gần cuối cùng của mỗi hộp.
Bạn nhận thấy qua điều này thế nào? Có vẻ như nếu chúng ta nhận được ra các điều cải tiến ngay từ đầu sẽ
giúp cho không có các giai đoạn sản xuất rồi cải tiến thêm - điều đơn giản như vậy mà trước đây người ta
không nghĩ ra ?! Đó chính là giá trị của chất xám - nếu như người ta phát triển thiết bị vượt qua công nghệ
kế tiếp thì có nghĩa là một hãng/công ty nào đó đã vượt qua đối thủ - và do đó thì người ta thường rất coi
trọng chất xám trong khoa học công nghệ.
Vậy thì để hiển thị màu trắng thì sao? Bạn nghĩ rằng ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy hàng
ngày ngày thì có màu trắng? Không phải như vậy, chúng được tạo bởi rất nhiều màu. Thí
nghiệm bằng hình ảnh ở dưới đây sẽ cho ta thấy điều đó khi chiếu ánh sáng trắng qua một
Ba màu cơ bản có thể phối hợp với nhau để ra đầy đủ các
loại màu sắc khác nhau. [Nguồn ảnh: Wikimedia
commons]
lăng kính.
Ánh sáng trắng khi qua lăng kính được tách thành các tia đơn sắc khác nhau. [Nguồn ảnh: Wikimedia
Commons, ảnh gốc của NASA]. (Lưu ý: Hình bên trái là chụp thực tế, hình bên phải là mô phỏng trên máy
tính)
Qua lăng kính thì bạn sẽ thấy ánh sáng được tách ra thành nhiều màu rất đẹp. Hiện tượng
này đã được tự nhiên ứng dụng để tạo ra các hiệu ứng hình ảnh mà bạn thỉnh thoảng bắt
gặp là "cầu vồng". Cầu vồng thì tạo bởi ánh sáng mặt trời chiếu qua các đám mây và các
khối không khí vô tình tạo thành một cái lăng kính khổng lồ. Khi đám mây bay đi hoặc góc
chiếu của mặt trời thay đổi thì cầu vồng biến mất.
Cũng qua lăng kính như vậy thì tôi còn nhớ một câu "Nhìn đời qua lăng kính" tức là thấy
cái gì cũng đẹp.
Và chính do đó mà trên các màn hình máy tính thì một điểm ảnh màu trắng sẽ là tổng hợp
của cả ba màu, tức là lúc này thì cả ba màu đều sáng với cường độ bằng nhau.
Những điều này thì chỉ đúng đối với các loại màn hình màu, còn đối với màn hình đen-
trắng xịn, tức là các loại màn hình giống như ti vi thủa trước đây thì lại không đúng bởi vì

chúng không lấy đâu ra các màu để có thể tổng hợp thành màu trắng từ các màu đó. Hiển
nhiên là như vậy rồi, và lúc đó thì màu trắng là do sự phát ánh sáng của huỳnh quang màu
trắng, và chúng thì gần giống như các loại đèn tuýp bình thường vậy thôi, và ánh sáng của
chúng thì chúng ta cảm nhận được là màu trắng.
Đến đây thì tôi lại muốn nói đến hiệu ứng cảm giác về màu sắc mà ta cảm nhận được bởi
các điểm màu nhỏ xíu đứng gần nhau.
Ở trên thì bạn biết rằng các màu được phối trộn với nhau để tạo ra đầy đủ các màu. Ứng
dụng này được sử dụng trong đời sống bằng cách pha trộn các màu để vẽ ra các bức tranh,
hoặc như là dùng các loại bút chì màu để có thể vẽ phối với nhau rồi ra các màu khác biệt.
Hồi bé, tôi có sử dụng các hộp sáp 12 màu để có thể tô với nhau mà tạo ra các màu mới
hơn, chẳng hạn chọn một màu xanh lá cây nào đó để phớt thêm các màu vàng vào cho
thêm độ tươi xanh, sống động của lá, hoặc như ngọn lửa được pha trộn giữa màu đỏ và
màu vàng cho sống động như thật.
Nếu như chúng ta chỉ sử dụng ba màu gốc cơ bản để chấm gần nhau thành các điểm chấm
rất nhỏ thì sao nhỉ? Đối với các tỷ lệ về cường độ khác nhau mà chúng sẽ cho chúng ta một
sự cảm nhận về màu sắc khác nhau. Bạn hãy nhìn vào hình đầu tiên của entry này, với các
kích thước nhỏ đi cho dần đến thực tế thì sự ghép các khối màu gần nhau sẽ cho chúng ta
cảm giác về màu sắc mà nó muốn hiển thị.
Có lẽ chỉ thế thôi, mục này chủ yếu muốn nói rằng trên các màn hình máy tính thì các điểm
màu cơ bản nhỏ xíu ghép lại với nhau thành các hình ảnh hiển thị. Điều đơn giản này lại
quan trọng trong việc trình bày các nguyên lý làm việc của các màn hình ở các mục dưới
đây.
_____________
MÀN HÌNH CRT
CRT là cụm viết tắt của Cathode-Ray Tube, có nghĩa là ống phóng điện tử chân không.
Chính cụm viết tắt này đã giúp ta phân biệt các loại màn hình khác nhau khi nói đến chúng.
Sau khi hiểu được nguyên lý làm việc thì bạn có thể hình dung được ngay loại nào là màn
hình nào khi nói tắt rằng "màn hình CRT" hay là "màn hình LCD".
Nguyên lý hoạt động
Màn hình CRT sử dụng phần màn huỳnh quang dùng để hiển thị các điểm ảnh, để các

điểm ảnh phát sáng theo đúng màu sắc cần hiển thị cần các tia điện tử tác động vào chúng
để tạo ra sự phát xạ ánh sáng. Ống phóng CRT sẽ tạo ra các tia điện tử đập vào màn huỳnh
quang để hiển thị các điểm ảnh theo mong muốn. Tất nhiên đây là những tóm tắt về
nguyên lý làm việc của chúng, chi tiết hơn xin xem phần dưới đây:
Sơ đồ nguyên lý đèn hình CRT. [Nguồn ảnh: Wikimedia commons]
Màn hình CRT được cấu tạo từ một ống phóng điện tử và cụm màn hình (6) bằng thuỷ
tinh. Toàn bộ phần bên trong được hút chân không để đảm bảo rằng không có không khí
thông thường.
Cụm đầu phóng điện tử bao gồm ống phóng các chùm tia điện tử (1). Ở đây có ba ống để
phục vụ cho ba màu khác nhau. Trong mỗi ống có một sợi đốt (kiểu giống dây tóc bóng
đèn sợi đốt mà chúng ta thường thấy, nhưng tóc sợi đốt ở đây thì có hình dạng đặc biệt hơn
nhiều). Khi làm việc thì sợi đốt được nung nóng đến nhiệt độ nhất định để các điện tử tự
do trong kim loại của sợi dây tóc nhảy khỏi bề mặt. Khi các điện tử nhảy ra thì chúng đã
được nằm trong một điện trường có hiệu điện thế rất lớn giữa (1) và (5)) thì bị hút vào điện
trường đó thành các chùm tia điện tử (2).
Để tạo ra một tia điện tử có thể hội tụ tại mặt nạ của màn hình (7), ống CRT có cụm thấu
kính từ (3) (hệ thấu kính từ này không giống như các thấu kinh quang học đâu nhé). Để lái
các tia điện tử đến các điểm mong muốn thì ống CRT có các cuộn lái tia theo hai phương
(ngang và đứng) điều khiển tia này đến các vị trí trên màn huỳnh quang (4).
Các chùm tia điện tử đã được điều khiển theo các toạ độ khác nhau bởi các cuộn lái tia thì
sẽ hội tụ tại các điểm lỗ của mặt nạ (7), xuyên qua các lỗ này thì chúng đập vào lớp phốt
pho (8) mà ở đó sẽ hiển thị đối với các màu sắc khác nhau. Mỗi lỗ trên mặt nạ là một điểm
ảnh, tương ứng với ba màu đỏ-xanh lục-xanh lam.
Mặt nạ của màn hình thì không đơn thuần chỉ có một kiểu là các lỗ đục sẵn theo như hình
minh hoạ ở phía trên. Các hãng sản xuất khác nhau đã cho ra đời các công nghệ hiển thị
trên màn hình theo cách khác nhau để có thể tạo ra chất lượng hình ảnh tốt nhất. Dưới đây
là hình ảnh minh hoạ ba loại công nghệ đã được sử dụng trong các loại màn hình CRT
trong TV và màn hình máy tính.
Ba công nghệ hiển thị hình ảnh khác nhau và cách tính kích thước điểm ảnh trên màn hình CRT. Phần mũi
tên màu trắng là biểu thị cách tính "dot pitch" [Nguồn ảnh: Wikimedia commons]

Đến đây thì bạn đã hiểu về nguyên lý hoạt động của loại màn hình CRT (mà chúng cũng
giống như các loại ti vi hiện nay) không nhỉ? Tôi thấy chưa đầy đủ, đó mới là làm cho các
điểm ảnh được xuất hiện tại vị trí mong muốn, còn lại thì có thể thắc mắc của bạn sẽ là:
Thế thì hình ảnh được hiển thị thế nào trên màn hình?
Bạn có thể nghĩ rằng: Quá đơn giản, khi các tia được phát ra bởi các ống thông qua các lỗ
mặt nạ (ở đây thì tôi vẫn tiếp tục sử dụng với công nghệ mặt nạ thông thường) để hiển thị
ra các điểm ảnh. Các điểm ảnh này đã được nói ở phần trên rồi, có nghĩa là chúng sẽ hiển
thị ra hình ảnh bằng cách ghép nhiều điểm ảnh lại với nhau.
Đúng là thế đấy! Tôi cũng nghĩ như vậy.
Nhưng thực ra có một điểm vô lý ở đây: Chỉ có ba ống phóng, có một hệ thấu kính từ và
một hệ thống lái tia, vậy thì làm sao mà tạo ra được tất cả điểm ảnh trên khắp màn hình
được. Nếu như một màn hình có độ phân giải 1280x1024 thì có nghĩa rằng chúng có
1280x1024=1.310.720 điểm ảnh, và để điều khiển chúng đồng thời hiển thị trong một lúc
thì cũng cần có từng đó hệ thấu kính, bỏ đi hệ lái tia, nhưng có đến gấp 3 lần như vậy là
các ống phóng. Đó là một sự kinh hoàng cho ý tưởng chế tạo một ống CRT như vậy.
Nếu không thể làm được điều đó thì có nghĩa rằng trong một thời điểm thì chỉ có thể làm
cho một điểm ảnh xuất hiện mà thôi. Đúng như thế đấy, chỉ có điều đó mới chế tạo được
ống CRT phát hình màu với 3 ống phóng điện tử, một hệ thấu kính và một hệ thống lái tia.
Vậy thì làm thế nào đây.
Tôi có một ý nghĩ so sánh khá thú vị rằng khi tôi đang gõ những dòng chữ này, và sau một
thời gian nữa thì bạn cũng đang đọc dòng chữ này. Chúng ta có điểm nào giống nhau? Một
người viết, và một người đọc? Không biết được. Tôi thì rõ ràng là một gã đàn ông có một
vợ và hai con như đã nói ở lề trái blog này rồi, còn bạn thì là ai: nam/nữ, già/trẻ...tôi không
có biết. Nhưng tôi cam đoan rằng chúng ta có một thứ chung khi đang gõ chữ và đọc chữ
trên màn hình máy tính: Đó là nhìn theo từng con chữ từ trái sang phải, hết một hàng thì lại
xuống, cho đến khi hết entry này thì đều là: Trái sang phải, trên xuống dưới, mỗi một thời
khắc chỉ đọc một chữ mà thôi - không thể nhìn một cái là đọc hết toàn bộ nội dung, hoặc
không thể thao tác một vài nhát là chữ hiện đầy ra màn hình theo mong muốn.
Đó là cách thức mà chỉ một điểm ảnh xuất hiện một thời điểm nhưng lại có thể tạo ra một
hình ảnh hoàn chỉnh. Một hình ảnh nào đó đã được chia cắt thành nhiều điểm ảnh, nhưng

lại xuất hiện dần dần theo thời gian: Trái sang phải (hoặc ngược lại), trên xuống dưới (tôi
nghĩ thì điều này đúng là từ trên xuống dưới chứ không có ngược lại) và hình như là quét
theo các bán ảnh chẵn và bán ảnh lẻ (tôi nhớ không rõ lắm từ khi đọc tài liệu trước đây vào
Hệ đa màn hình này sử dụng các màn hình CRT.
khoảng năm học lớp 11 gì đó, nếu thời gian cho phép thì tôi sẽ bổ sung thêm về những
điều này cho đầy đủ hơn, nhưng chưa cần nó thì bạn đã hiểu được tổng quát rồi, vấn đề
bán ảnh chẵn/lẻ chỉ là đi sâu về mặt công nghệ mà thôi - mà cái đó dành cho người chuyên
nghiệp thì hợp lý hơn).
Vậy tại sao ta không có cảm giác rằng hình ảnh được hiển thị như vậy, vẫn cứ thấy một
bức tranh đẹp đẽ trên màn hình mà? Làm gì thấy chạy chạy từ trên xuống dưới đâu?. Thức
tế thì tia quét vẫn là như vậy, nhưng sự cảm nhận của con người là chậm chạp so với thực
tế mà thôi. Có những tính chất này có thể giúp ích cho sự hiển thị hình ảnh như vậy khiến
cho chúng ta không cảm nhận được hình ảnh được hiển thị dần dần: Thứ nhất là sự phát
sáng của các lớp màu sẽ không thể tắt đi nhanh sau khi được tia điện tử kích thích chúng,
do vậy tia điện tử đã quét đến các điểm ảnh ở xa nó rồi thì nó vẫn còn sáng; Thứ hai là hiện
tượng lưu ảnh trong võng mạc của con người (mà tôi đã có dịp nói đến nó trong entry về
ánh sáng đèn tuýp - đó là khi ta vung vẩy một chiếc đũa dưới ánh sáng đèn tuýp loại sử
dụng chấn lưu dây quấn thông thường thì sẽ nhìn thấy bóng của nó có vệt sáng vệt tối vậy).
Như vậy thì ta biết rằng ở màn hình CRT mỗi hình ảnh được hiển thị không tức thời, mà từ
phía trên xuống phía dưới. Nếu dùng máy ảnh chụp ảnh màn hình CRT với tốc độ nhanh sẽ
nhận thấy các hình ảnh xuất hiện theo từng khối ngang màn hình. Nếu quay phim bằng
những sự khác nhau thì sẽ thấy các khối hình nhảy nhảy từ trên xuống dưới. Đây là điều
mà bạn thường nhìn thấy khi mà xem một chương trình nào đó có quay phim về một màn
hình máy tính loại CRT đang hoạt động: Bạn sẽ nhìn thấy chúng có các sọc đen chuyển từ
trên xuống dưới một cách đều đặn. Thực tế thì khi quan sát bằng mắt thường sẽ không
nhận ra điều này.
Sự hiển thị như vậy đối với màn hình CRT sẽ gây cảm giác rung hình, mắt mệt mỏi, ngồi
lâu sẽ thấy nhức đầu. Những nhược điểm này thì không hạn chế được, chỉ có cách thiết lập
chế độ làm việc của chúng đúng như thiết kế với sự tối ưu nhất để giảm hiện tượng này mà
thôi.

Khó khăn công nghệ
Có nhiều sự khó khăn phức tạp trong công nghệ sản xuất màn hình CRT nhưng ở đây thì
tôi muốn giải thích một chút với sự hiểu biết của mình vì những điều này liên quan đến sự
phát triển của chúng.
Cầu-cong-phẳng
Trước đây thì màn hình loại CRT thường có dạng cầu, tức là bề mặt hiển thị của chúng
Một màn hình LCD có kích thước lớn lắp tại các sân vận động. [Nguồn ảnh: Wikimedia
commons]