شرح كامل لشاشات الكمبيوتر

بســـــــــــــــــــــــــــــــم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الـــــــــــــــــــــــــــــه

الشاشة هي الأساس لكل كمبيوتر وإستخدامنا الدائم لها يوجب علينا معرفة أبسط ما قد يتعلق بها.

معظم الشاشات المستخدمه هي إما LCD مختصر liquid crystal display والتي تعني العرض البلوري السائل .. أو من نوع CRT مختصر cathode ray tube والتي تعني إنبوب أشعة القطب السالب.

ما هو الـ Resolution؟

يشير إلى عدد النقاط الفردية للألوان وتسمى pixels .
وهو يوضح عدد نقاط الشاشة على المحور الأفقي والعدد على المحور العمودي (صفوف X أعمدة)
(columns X rows) كمثال 600X800.

الـ Resolution يتأثر بعدة عوامل من أهمها حجم الشاشة .. مع العلم أن الشاشات في الفترة الأخيرة إزداد حجمها مما كان لذلك أثر مؤثر على الـ Resolution .. إضافة للشاشات العريضة widescreen والتي لها إستخدامات عدة من أهمها عرض الملتيميديا والمونتاج وغيره من الإستخدامات التي تتطلب مزيداً من المساحة العرضية.

XGA هو إختصار لـ Extended Graphics Array ويعني صفوف الرسومات الممتدة.

SXGA هو إختصار لـ Super Extended Graphics Array ويعني صفوف الرسومات الممتدة الممتازة.

وعلى نفس الخطى هناك UXGA وتعني (Ultra XGA)
و QXGA وتعني (Quad XGA)
و WXGA وتعني (Wide XGA)
و WSXGA+ وتعني (Wide SXGA plus)
و WUXGA وتعني (Wide Ultra XGA)

الجدول التالي يوضح أحجام الشاشة والدقة المستخدمة



إضافة إلى حجم الشاشة يعتمد الـ Resolution إلى ما يسمى aspect ratio (نسبة طول العرض).

نظام العرض في شاشة الكمبيوتر مشابه لنظام العرض في شاشات التلفاز

فمثلاً نسبة طول العرض (aspect ratio) هو 4:3 فهذا يعني أن العرض X الإرتفاع هو 4 إلى 3 .

بالنسبة لشاشات LCD العريضة (widescreen LCD) فالـ aspect ratio هو 16:9 وأحياناً 16:10 أو 15:9.

الشاشات العريضة مفيدة في مشاهدة الأفلام ولهواة الألعاب كما بالإمكان إستغلال المساحة لعرض العديد من النوافذ وبعضها يمكنه عرض صور التلفاز بجودة عالية (HDTV) ويستخدم أيضاً نسبة الطول للعرض.

يقاس حجم الشاشة بالبوصة والتي يتم تحديدها من أقصى الشاشة إلى أدنى الشاشة بمسار مائل (من اليمين إلى اليسار أو العكس) كما هو موضح في الصورة التالية .. وهو نفس المعتمد بالنسبة لقياسات شاشات التلفاز.

ومن المثير للإنتباه وقد لا تعرف الغالبية ذلك هو أن قياس شاشات LCD مختلف تماماً عن CRT.

ففي CRT يتم قياس الشاشة مع الإطار الخارجي ليشمل ذلك المساحة التي يتم الإعلان عنها.

أما في شاشات الـ LCD فيتم قياس حجم الشاشة الفعلي بدون إضافة الإطار الخارجي من ضمن الحجم .كما هو موضح بالصورة حجم الشاشة هو السهم الأحمر بينما السهم الإخضر هو ما يشير للحجم الفعلي للشاشة .


في شاشات الـ LCD لا يتضمن حجم الشاشة الإطار الخارجي



بسبب الإختلاف في المقاسات المعتمدة نجد أن شاشة بحجم 17 انش LCD توازي شاشة بمقاس CRT بحجم 19 انش.

أحجام الشاشات الأكثر إنتشاراً هو 17 و 19 و 21 و 22 انش على نطاق الإستخدام الشخصي وقد يصل حجم الشاشة إلى 40 انش وهذا بطبيعة الحال يعتمد على طبيعة الإستخدامات من تطبيقات إحترافية إلى محطات عمل إنتاجية ويعود للمستخدم الإختيار.
أما بالنسبة للكمبيوترات المحمولة فمن 12 إلى 17 انش ..

وبالتالي يتبين لنا مدى تأثير الحجم على الـ resolution إضافة إلى الـ pixel
فنفس عدد نقاط الشاشة الموجود على البوصة المربعة لشلشة بقياس 17 انش هو نفس الموجود على البوصة المربعة لشاشة بحجم 20 انش.

وهذا ما يؤكد سبب ضبابية وعدم وضوح شاشات 20 انش عند الضبط على 800X600 كمثال بينما نفس الضبط على شاشة 17 بوصة سيكون أكثر وضوحاً من الشاشة الأكبر.

ونستنج مما سبق أن لكل شاشة حجم عرض مغاير عن عن الشاشة التي تخالفها بالمساحة.

(نقاء الصورة يعتمد على كارت الشاشة وكلما زاد حجم الشاشة كلما زاد الضغط على كارت الشاشة)

الوصلات الخاصة بالشاشات (Connections)
يتم إرسال المعلومات للشاشة عبر كيبل من كارت الشاشة ويكون إما أنالوج أو ديجيتال (analog or digital).

Analog (VGA) Connection

أغلب الشاشات وحتى وقت قريب ما زالت تستخدم تتطلب إشارة أنالوج analog (الإشارات أو الموجات الكهربائية المستمرة) وليست إشارات ديجيتل digital (النبضات المتكافئة الثنائية 1و0).

تعمل الكمبيوترات بشكل رقمي ويقوم كارت الشاشة تحديداً بتحويل البيانات الرقمية إلى إشارات تناظرية يتم إرسالها إلى الشاشة بواسطة الكيبل الموصول بوصلة تناظرية (أنالوج) يعرف بمسمى D-Sub connector وهو يحتوي على 15 سن (15Pin) كما في الصورة التالية



مما سبق يتبين لنا أن هناك ثلاثة ألةان منفصلة للأخضر والأحمر والأزرق وخطان للإشارات المصاحبة العمودية والأفقية (horizontal and vertical sync) بينما في التلفاز العادي كل تلك الإشارات مشتركة في إشارة مركبة وحيدة.

أحد أهم أسباب تعدد الإشارات في شاشات الحواسيب هو إمكاناته لتقبل العديد من نقاط الشاشة في البوصة الواحدة pixels بعدد يفوق أي تلفاز .

ولأن الوصلة التناظرية لم تكن تدعم الترقية لتكون ديجتال لذا كانت الترقية إلى وصلات (DVI) المختصرة من Digital Video Interface .

وصلات DVI Connection

تنقل وصلات DVI البيانات بهيئتها الديجيتال من كارت الشاشة إلى الشاشة بدون التحويل من الهيئة الرقمية إلى الهيئة التناظرية .. شاشات LCD تعمل بشكل رقمي وتدعم صيغة DVI مع العلم أن بعضها يتقبل الإشارة التناظرية والتي يتم تحويلها فيما بعد لإشارة رقمية .. مع العلم أنك بالإشارة الرقمية ستحصل على جودة أعلى من الإشارة التناظرية وذلك في حال المقارنة بين الإشارة التناظرية والرقمية (لم أجد صور لتوضيح ذلك) مع العلم أن تقنية الإشارات التناظرية تحسنت كثيراً إلا أنها لم ترقى للإشارة الرقمية.

إن أساسيات DVI تستند على صور السيلكون وذلك بواسطة تقليل الإنتقال لإشارات التفاضل (TMDS) Transition Minimized Differential Signaling عن طريق وصلة رقمية سريعة .. يقوم كارت الشاشة بإرسال المعلومات الرقمية إلى المستقبل في الشاشة .. TMDS يأخذ الإشارة من وصلة الفيديو ويقوم بتغيير الـ resolution وتهيئته على حسب الدرجة المستخدمة في الشاشة ويُقسم الإشارة على الموجات المتوفرة لتحسين نقل البيانات التي تصله للشاشة.

كوابل DVI يمكن أن تكون كيبل وحيد تستخدم المرسل TMDS أو قد تكون وصلة ثنائية بمرسلين.

كيبل DVI الواحد يدعم 1920x1080 صورة أما الكيبل الثنائي فيدعم 2048x1536 صورة.

صور توضح الفرق بين الكيبل الوحيد والكيبل الثنائي لوصلات DVI




يوجد نوعان من وصلات DVI

1- DVI-digital

ويختصر بـ (DVI-D) ويعتمد على صيغة رقمية وحيدة يتطلب وصلة فيديو تدعم DVI-D إضافة لشاشة تدعم مدخل الـ DVI-D.
يحتوي على 24 مسمار (24Pin) عبارة عن ثلاث صفوف في 8 أعمدة إضافة لشق المعلومات الأساسية لوصلة الدعم الثنائي أما بالنسبة للكيبل الوحيد فيحتوي الموصل على 18مسمار.

2- DVI-integrated

ويختصر بـ (DVI-I) يدعم كلا النوعين (الإرسال التناظري والإرسال الرقمي) وهذا يمنحنا الخيار لإختيار الشاشة التي تدعم الوصلة التناظرية أو الوصلة الرقمية .. بالإضافة للدبابيس الموجودة في DVI-D للدعم الرقمي توجد كذلك بوصلة DVI-I عدد 4 دبابيس تستخدم لدعم الإشارة التناظرية.

عمق الألوان Color Depth

يعتمد نظام العرض على إمكانات كارت الشاشة إضافة لحجم الألوان التي تتمكن الشاشة من عرضها فمثلاً الشاشة التي تعتمد على وصلات (SVGA) من الممكن أن تعرض 16,777,216 لون حوالي 16.8 مليون والسبب إمكانية معالجة 24-bit على الحزمة العريضة لنقاط الشاشة pixel .

أرقام الـ bits تلك تشير لعمق صف نقاط الشاشة .. عدد 8 bits تضيف الألوان الأساسية الثلاث (الأحمر - الأخضر - الأزرق) وعمق القطعة هو ما يشير للون الحقيقي والذي بدوره يمكن أن ينتج 10,000,000 لون تتقبل رؤيتها عين الإنسان بينما عرض القطعة 16-bit والألوان التي يمكن أن تنتجها هي 65,536 وقفزت إلى 24-bit لأن زيادة هذه الـ 8 bits يجعل العمل أكثر دقة خاصة للتصميم والبرمجة .
لذا يعتمد عمق الألوان على رقم الـ bits المستخدم لصف الألوان في النقطة الوحدة (pixel).

ويحدد عمق البت بعدد الألوان الذي يتمكن من عرضه فمثلاً
1bit = ألوان 2 أحادي (monochrome)
2bit = ألوان 4 (CGA)
4bit = ألوان 16 (EGA)
8bit = ألوان 256 (VGA)
16bit = ألوان 65,536 (High Color, XGA)
24bit = ألوان 16,777,216 (True Color, SVGA)
32bit = ألوان 16,777,216 (True Color + Alpha Channel)