Bugungi kunda CRT monitor yoki eski CRT televizoridan foydalanadigan odamni topish deyarli mumkin emas. Ushbu uslub tez va muvaffaqiyatli suyuq kristallarga asoslangan LCD modellari bilan almashtirildi. Ammo matritsalar bundan kam ahamiyatga ega emas. Suyuq kristallar va matritsalar nima? Bularning barchasini bizning maqolamizdan bilib olasiz.
Backstory
Dunyo birinchi marta suyuq kristallar haqida 1888 yilda mashhur botanik Fridrix Reynitser o'simliklarda g'alati moddalar mavjudligini aniqlaganida bilib oldi. Dastlab kristall tuzilishga ega bo'lgan ba'zi moddalar qizdirilganda o'z xususiyatlarini butunlay o'zgartirishi uni hayratda qoldirdi.
Shunday qilib, 178 daraja Selsiy haroratda modda avval bulutli bo'lib, keyin butunlay suyuqlikka aylandi. Ammo kashfiyotlar shu bilan tugamadi. Ma'lum bo'lishicha, g'alati suyuqlik elektromagnit jihatdan kristal sifatida namoyon bo'ladi. Aynan o'sha paytda "suyuq kristall" atamasi paydo bo'ldi.
LCD matritsalari qanday ishlaydi
Matritsaning asosi shu. Matritsa nima? bunoaniq atama. Uning ma'nolaridan biri noutbuk displeyi, LCD monitor yoki zamonaviy televizor ekranidir. Endi biz ularning ish printsipi nimaga asoslanganligini bilib olamiz.
Va u yorug'likning odatiy polarizatsiyasiga asoslangan. Agar siz maktab fizikasi kursini eslayotgan bo'lsangiz, unda ba'zi moddalar faqat bitta spektrdagi yorug'likni o'tkazishga qodir ekanligini aytadi. Shuning uchun 90 daraja burchak ostida joylashgan ikkita polarizator yorug'likni umuman o'tkazmasligi mumkin. Agar ular orasida yorug'likni aylantira oladigan qurilma bo'lsa, biz yorug'likning yorqinligini va boshqa parametrlarni sozlashimiz mumkin. Umuman olganda, bu eng oddiy matritsa.
Soddalashtirilgan matritsa tartibi
Oddiy LCD displey har doim bir nechta doimiy qismlardan iborat bo'ladi:
- Yorituvchi lampalar.
- Yuqoridagi yoritishning bir xilligini ta'minlovchi reflektorlar.
- Polarizatorlar.
- Oʻtkazuvchan kontaktli shisha taglik.
- Mashhur suyuq kristallarning bir qismi.
- Boshqa polarizator va substrat.
Bunday matritsaning har bir pikseli qizil, yashil va koʻk nuqtalardan tashkil topgan boʻlib, ularning kombinatsiyasi mavjud ranglarning istalganini olish imkonini beradi. Agar siz ularning barchasini bir vaqtning o'zida yoqsangiz, natija oq bo'ladi. Aytgancha, matritsaning o'lchamlari qanday? Bu undagi piksellar soni (masalan, 1280x1024).
Matritsalar nima?
Oddiy qilib aytganda, ular passiv (oddiy) va faol. Passiv - eng oddiy, ulardapiksellar ketma-ket yonadi. Shunga ko'ra, katta diagonalli displeylar ishlab chiqarishni yo'lga qo'yishga urinayotganda, o'tkazgichlarning uzunligini nomutanosib ravishda oshirish kerakligi ma'lum bo'ldi. Natijada, nafaqat xarajatlar sezilarli darajada oshdi, balki kuchlanish ham oshdi, bu esa shovqinlar sonining keskin o'sishiga olib keldi. Shuning uchun passiv matritsalardan faqat diagonali kichik bo'lgan arzon monitorlarni ishlab chiqarishda foydalanish mumkin.
Monitorlarning faol turlari, TFT, millionlab piksellarning har birini (!) alohida boshqarish imkonini beradi. Gap shundaki, har bir piksel alohida tranzistor tomonidan boshqariladi. Hujayra zaryadini muddatidan oldin yo'qotmaslik uchun unga alohida kondansatör qo'shiladi. Albatta, bunday sxema tufayli har bir pikselning javob vaqtini sezilarli darajada qisqartirish mumkin edi.
Matematik asoslash
Matematikada matritsa - bu jadval shaklida yozilgan ob'ekt bo'lib, uning elementlari uning satrlari va ustunlari kesishmasida joylashgan. Shuni ta'kidlash kerakki, matritsalar odatda kompyuterlarda keng qo'llaniladi. Xuddi shu displey matritsa sifatida talqin qilinishi mumkin. Chunki har bir piksel ma'lum koordinatalarga ega. Shunday qilib, noutbuk displeyida hosil bo'lgan har qanday tasvir matritsa bo'lib, uning hujayralari har bir pikselning ranglarini o'z ichiga oladi.
Har bir qiymat aniq 1 bayt xotirani egallaydi. Ozgina? Afsuski, bu holatda ham faqat bitta FullHD kadr (1920 × 1080) bir necha MB oladi. 90 daqiqalik film uchun qancha joy kerak? Shunung uchuntasvir siqilgan. Bunda determinant katta ahamiyatga ega.
Aytgancha, matritsa determinanti nima? Bu kvadrat matritsaning elementlarini shunday birlashtirgan polinom bo'lib, uning qiymati satrlar yoki ustunlarning transpozitsiyasi va chiziqli birikmalari orqali saqlanib qoladi. Bunday holda, matritsa ranglari kodlangan piksellarning joylashishini tavsiflovchi matematik ifoda sifatida tushuniladi. U kvadrat deb ataladi, chunki undagi qatorlar va ustunlar soni bir xil.
Nega bu juda muhim? Gap shundaki, kodlashda Haar transformatsiyasi qo'llaniladi. Aslida, Haar transformatsiyasi nuqtalarni qulay va ixcham kodlash mumkin bo'lgan tarzda aylantirish haqidadir. Natijada ortogonal matritsa olinadi, uni dekodlash uchun determinant ishlatiladi.
Endi biz matritsaning asosiy turlarini koʻrib chiqamiz (biz matritsaning oʻzi nima ekanligini allaqachon bilib oldik).
TN+film
Hozirgi kunda eng arzon va keng tarqalgan displey modellaridan biri. U nisbatan tez javob berish vaqtiga ega, ammo ranglarni ko'paytirish juda yomon. Muammo shundaki, ushbu matritsadagi kristallar ko'rish burchaklari ahamiyatsiz bo'lishi uchun joylashgan. Ushbu hodisaga qarshi kurashish uchun biroz kengroq ko'rish burchaklariga imkon beruvchi maxsus film ishlab chiqilgan.
Ushbu matritsadagi kristallar ustun shaklida joylashtirilgan, shuning uchun paraddagi askarlarga o'xshaydi. Kristallar spiralga o'ralgan, buning natijasida ular bir-biriga mahkam yopishadi. Qatlamlar substratlarga yaxshi yopishishi uchun maxsusçentik.
Har bir kristalga elektrod ulangan, u undagi kuchlanishni tartibga soladi. Agar kuchlanish bo'lmasa, u holda kristallar 90 daraja aylanadi, buning natijasida yorug'lik ular orqali erkin o'tadi. Bu matritsaning odatiy oq pikseli bo'lib chiqadi. Qizil yoki yashil nima? Bu qanday ishlaydi?
Kuchlanish qoʻllanilishi bilanoq spiral siqiladi va siqilish darajasi toʻgʻridan-toʻgʻri oqim kuchiga bogʻliq. Agar qiymat maksimal bo'lsa, kristallar odatda yorug'likni o'tkazishni to'xtatadilar, natijada qora fon paydo bo'ladi. Kulrang rang va uning soyalarini olish uchun spiraldagi kristallarning joylashuvi ular biroz yorug'lik kiritishi uchun o'rnatiladi.
Aytgancha, sukut boʻyicha bu matritsalarda barcha ranglar doimo faollashtiriladi, natijada oq piksel paydo boʻladi. Shuning uchun monitorda doimo yorqin nuqta sifatida ko'rinadigan yonib ketgan pikselni aniqlash juda oson. Ushbu turdagi matritsalar har doim ranglarni ko'paytirish bilan bog'liq muammolarga duch kelishini hisobga olsak, qora displeyga erishish juda qiyin.
Vaziyatni qandaydir tarzda tuzatish uchun muhandislar kristallarni 210° burchak ostida joylashtirdilar, natijada rang sifati va javob vaqti yaxshilandi. Ammo bu holatda ham, ba'zi bir o'xshashliklar mavjud edi: klassik TN-matritsalardan farqli o'laroq, oq soyalar bilan bog'liq muammo bor edi, ranglar yuvilib ketdi. DSTN texnologiyasi shunday tug'ilgan. Uning mohiyati shundaki, displey ikkita yarmiga bo'lingan, ularning har biri alohida boshqariladi. Displey sifati keskin yaxshilandi, lekinmonitorlarning vazni va narxi oshdi.
TN+film tipidagi noutbukda matritsa shu.
S-IPS
Hitachi avvalgi texnologiyaning kamchiliklaridan yetarlicha azob chekib, uni endi yaxshilashga urinmaslikka qaror qildi, shunchaki tubdan yangi narsani ixtiro qildi. Bundan tashqari, 1971 yilda Gyunter Baur kristallarni o'ralgan ustunlar shaklida emas, balki shisha substratda bir-biriga parallel ravishda joylashtirish mumkinligini aniqladi. Albatta, bu holda uzatuvchi elektrodlar ham u yerga biriktirilgan.
Agar birinchi polarizatsiya filtrida kuchlanish bo'lmasa, yorug'lik u orqali erkin o'tadi, lekin qutblanish tekisligi birinchisiga nisbatan doimo 90 gradus burchak ostida bo'lgan ikkinchi substratda saqlanadi. Shu sababli, monitorning javob tezligi nafaqat keskin oshadi, balki qora rang haqiqatan ham qora bo'lib, quyuq kulrang rangning o'zgarishi emas. Bundan tashqari, kengaytirilgan ko'rish burchaklari katta afzallikdir.
Texnologiya kamchiliklari
Afsuski, bir-biriga parallel boʻlgan kristallarning aylanishi koʻproq vaqt talab etadi. Shunday qilib, eski modellarda javob vaqti 35-25 ms ga yetdi! Ba'zida kursordan aylanishni kuzatish ham mumkin edi va foydalanuvchilar o'yinchoqlar va filmlardagi dinamik sahnalarni unutganlari ma'qul.
Elektrodlar bir xil substratda bo'lgani uchun kristallarni kerakli yo'nalishga aylantirish uchun ko'proq quvvat talab qilinadi. Va shuning uchun hamma narsaIPS monitorlari kamdan-kam hollarda iqtisod uchun Energy Starni qo'lga kiritadilar. Albatta, substratni yoritish uchun ham kuchliroq lampalardan foydalanish talab etiladi va bu quvvat sarfini oshirish bilan vaziyatni yaxshilamaydi.
Bunday matritsalarning ishlab chiqarish qobiliyati yuqori va shuning uchun yaqin vaqtgacha ular juda va juda qimmat edi. Muxtasar qilib aytganda, barcha afzalliklari va kamchiliklari bilan ushbu monitorlar dizaynerlar uchun juda yaxshi: ularning rang sifati a'lo darajada va ba'zi hollarda javob berish vaqtini qurbon qilish mumkin.
Bu IPS paneli.
MVA/PVA
Yuqoridagi ikkala turdagi datchiklarda deyarli bartaraf etishning iloji boʻlmagan kamchiliklari boʻlgani uchun Fujitsu yangi texnologiyani ishlab chiqdi. Aslida, MVA / PVA IPS ning o'zgartirilgan versiyasidir. Asosiy farq elektrodlardir. Ular ikkinchi substratda o'ziga xos uchburchaklar shaklida joylashgan. Bu yechim kristallarga kuchlanish o‘zgarishlariga tezroq javob berishga imkon beradi va ranglarni ko‘rsatish ancha yaxshilanadi.
Kamera
Kamerada matritsa nima? Bunday holda, bu zaryad bilan bog'langan qurilma (CCD) sifatida ham tanilgan o'tkazgich kristalining nomi. Kamera matritsasidagi hujayralar qancha ko'p bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Kamera qopqog'i ochilganda, elektronlar oqimi matritsadan o'tadi: qancha ko'p bo'lsa, paydo bo'ladigan oqim kuchayadi. Shunga ko'ra, qorong'u qismlarda oqim hosil bo'lmaydi. Matritsaning ma'lum ranglarga sezgir bo'lgan joylari, innatija va toʻliq tasvir hosil qiling.
Aytgancha, agar kompyuterlar yoki noutbuklar haqida gapiradigan bo'lsak, matritsaning o'lchami qanday? Hammasi oddiy - bu ekran diagonali nomi.
