Sot është pothuajse e pamundur të gjesh një person që do të përdorte ende një monitor CRT ose një TV të vjetër CRT. Kjo teknikë u zëvendësua shpejt dhe me sukses nga modelet LCD të bazuara në kristale të lëngëta. Por matricat nuk janë më pak të rëndësishme. Çfarë janë kristalet dhe matricat e lëngëta? Të gjitha këto do t'i mësoni nga artikulli ynë.
Backstory
Për herë të parë bota mësoi për kristalet e lëngëta në vitin 1888, kur botanisti i famshëm Friedrich Reinitzer zbuloi ekzistencën e substancave të çuditshme në bimë. Ai ishte i habitur që disa substanca, të cilat fillimisht kanë një strukturë kristalore, ndryshojnë plotësisht vetitë e tyre kur nxehen.
Pra, në një temperaturë prej 178 gradë Celsius, substanca fillimisht u bë e turbullt, dhe më pas u shndërrua plotësisht në një lëng. Por zbulimet nuk mbaruan me kaq. Doli se lëngu i çuditshëm elektromagnetikisht shfaqet si një kristal. Ishte atëherë që u shfaq termi "kristal i lëngshëm".
Si funksionojnë matricat LCD
Kjo është ajo në të cilën bazohet matrica. Çfarë është një matricë? atëterm i paqartë. Një nga kuptimet e tij është një ekran laptop, monitor LCD ose ekran modern i televizorit. Tani do të zbulojmë se në çfarë bazohet parimi i punës së tyre.
Dhe bazohet në polarizimin e zakonshëm të dritës. Nëse ju kujtohet kursi i fizikës në shkollë, atëherë ai thjesht tregon se disa substanca janë të afta të transmetojnë dritë të vetëm një spektri. Kjo është arsyeja pse dy polarizues në një kënd prej 90 gradë mund të mos transmetojnë fare dritë. Në rastin kur midis tyre ka ndonjë pajisje që mund të ndezë dritën, ne do të jemi në gjendje të rregullojmë shkëlqimin e shkëlqimit dhe parametrat e tjerë. Në përgjithësi, kjo është matrica më e thjeshtë.
Rregullimi i thjeshtuar i matricës
Një ekran normal LCD gjithmonë do të përbëhet nga disa pjesë të përhershme:
- Llambat ndriçuese.
- Reflektorët që sigurojnë uniformitetin e ndriçimit të mësipërm.
- Polarizues.
- Substrate qelqi me kontakte përcjellëse.
- Disa sasi e kristaleve të lëngshme famëkeqe.
- Një tjetër polarizues dhe substrat.
Çdo piksel i një matrice të tillë formohet nga pika të kuqe, jeshile dhe blu, kombinimi i të cilave ju lejon të merrni ndonjë nga ngjyrat e disponueshme. Nëse i ndizni të gjitha në të njëjtën kohë, rezultati është i bardhë. Nga rruga, cila është rezolucioni i matricës? Ky është numri i pikselëve në të (1280x1024, për shembull).
Çfarë janë matricat?
Për ta thënë thjesht, ato janë pasive (të thjeshta) dhe aktive. Pasive - më e thjeshta, në topiksele ndizen radhazi, rresht pas rreshti. Prandaj, kur u përpoq të krijonte prodhimin e ekraneve me një diagonale të madhe, doli se ishte e nevojshme të rritej në mënyrë disproporcionale gjatësia e përçuesve. Si rezultat, jo vetëm që kostoja u rrit ndjeshëm, por u rrit edhe tensioni, gjë që çoi në një rritje të mprehtë të numrit të ndërhyrjeve. Prandaj, matricat pasive mund të përdoren vetëm në prodhimin e monitorëve të lirë me një diagonale të vogël.
Llojet aktive të monitorëve, TFT, ju lejojnë të kontrolloni secilin (!) nga miliona pikselë veç e veç. Fakti është se çdo piksel kontrollohet nga një transistor i veçantë. Për të parandaluar që qeliza të humbasë ngarkesën para kohe, i shtohet një kondensator i veçantë. Natyrisht, për shkak të një skeme të tillë, ishte e mundur të reduktohej ndjeshëm koha e përgjigjes së çdo piksel.
Justifikimi matematik
Në matematikë, një matricë është një objekt i shkruar si një tabelë, elementët e të cilit janë në kryqëzimin e rreshtave dhe kolonave të saj. Duhet të theksohet se matricat në përgjithësi përdoren gjerësisht në kompjuterë. I njëjti ekran mund të interpretohet si një matricë. Meqenëse çdo piksel ka koordinata të caktuara. Kështu, çdo imazh që formohet në ekranin e laptopit është një matricë, qelizat e së cilës përmbajnë ngjyrat e secilit piksel.
Çdo vlerë zë saktësisht 1 bajt memorie. Pak? Mjerisht, edhe në këtë rast, vetëm një kornizë FullHD (1920 × 1080) do të marrë disa MB. Sa hapësirë ju nevojitet për një film 90 minutësh? Kjo është arsyeja pseimazhi është i ngjeshur. Në këtë rast, përcaktori ka një rëndësi të madhe.
Meqë ra fjala, cila është përcaktori i matricës? Është një polinom që kombinon elementet e një matrice katrore në mënyrë të tillë që vlera e saj të ruhet përmes transpozimit dhe kombinimeve lineare të rreshtave ose kolonave. Në këtë rast, një matricë kuptohet si një shprehje matematikore që përshkruan renditjen e pikselave në të cilat janë të koduara ngjyrat e tyre. Quhet katror sepse numri i rreshtave dhe kolonave në të është i njëjtë.
Pse është kaq e rëndësishme? Fakti është se transformimi Haar përdoret në kodim. Në thelb, transformimi Haar ka të bëjë me pikat rrotulluese në një mënyrë të tillë që ato të mund të kodohen në mënyrë të përshtatshme dhe kompakte. Si rezultat, fitohet një matricë ortogonale, për dekodimin e së cilës përdoret përcaktorja.
Tani do të shikojmë llojet kryesore të matricës (ne kemi zbuluar tashmë se çfarë është vetë matrica).
TN+film
Një nga modelet më të lira dhe më të zakonshme të ekranit sot. Ka një kohë reagimi relativisht të shpejtë, por riprodhim mjaft të dobët të ngjyrave. Problemi është se kristalet në këtë matricë janë të vendosura në mënyrë që këndet e shikimit të jenë të papërfillshme. Për të luftuar këtë fenomen, është krijuar një film i veçantë që lejon kënde pak më të gjera shikimi.
Kristalet në këtë matricë janë të renditur në një kolonë, duke u ngjan kështu ushtarëve në paradë. Kristalet janë të përdredhur në një spirale, falë së cilës ata ngjiten fort me njëri-tjetrin. Në mënyrë që shtresat të ngjiten mirë në nënshtresa, të veçantanota.
Një elektrodë lidhet me çdo kristal, e cila rregullon tensionin në të. Nëse nuk ka tension, atëherë kristalet rrotullohen 90 gradë, si rezultat i të cilave drita kalon lirshëm nëpër to. Rezulton piksel i zakonshëm i bardhë i matricës. Çfarë është e kuqe apo jeshile? Si funksionon?
Sapo të aplikohet tensioni, spiralja kompresohet dhe shkalla e ngjeshjes varet drejtpërdrejt nga forca e rrymës. Nëse vlera është maksimale, atëherë kristalet në përgjithësi pushojnë së transmetuari dritë, duke rezultuar në një sfond të zi. Për të marrë ngjyrën gri dhe nuancat e saj, pozicioni i kristaleve në spirale është rregulluar në mënyrë që ato të lënë pak dritë.
Meqë ra fjala, si parazgjedhje, të gjitha ngjyrat aktivizohen gjithmonë në këto matrica, duke rezultuar në një piksel të bardhë. Kjo është arsyeja pse është kaq e lehtë të identifikosh një piksel të djegur, i cili gjithmonë shfaqet si një pikë e ndritshme në monitor. Duke qenë se matricat e këtij lloji kanë gjithmonë probleme me riprodhimin e ngjyrave, është shumë e vështirë të arrihet edhe shfaqja e zezë.
Për të korrigjuar disi situatën, inxhinierët vendosën kristalet në një kënd prej 210°, duke rezultuar në përmirësim të cilësisë së ngjyrave dhe kohës së reagimit. Por edhe në këtë rast, kishte disa mbivendosje: ndryshe nga matricat klasike TN, kishte një problem me nuancat e së bardhës, ngjyrat doli të ishin larë. Kështu lindi teknologjia DSTN. Thelbi i tij është se ekrani është i ndarë në dy gjysma, secila prej të cilave kontrollohet veçmas. Cilësia e ekranit është përmirësuar në mënyrë dramatike, porrriti peshën dhe koston e monitorëve.
Kjo është ajo që është një matricë në një laptop të tipit TN+film.
S-IPS
Hitachi, pasi kishte vuajtur mjaftueshëm nga mangësitë e teknologjisë së mëparshme, vendosi të mos përpiqet ta përmirësojë më atë, por thjesht të shpikë diçka rrënjësisht të re. Për më tepër, në vitin 1971 Günter Baur zbuloi se kristalet mund të vendosen jo në formën e kolonave të përdredhura, por të vendosen paralelisht me njëri-tjetrin në një nënshtresë xhami. Natyrisht, në këtë rast, aty janë ngjitur edhe elektrodat transmetuese.
Nëse nuk ka tension në filtrin e parë polarizues, drita kalon lirshëm nëpër të, por mbahet në nënshtresën e dytë, rrafshi i polarizimit të të cilit është gjithmonë në një kënd prej 90 gradë në lidhje me të parën. Për shkak të kësaj, jo vetëm që shpejtësia e përgjigjes së monitorit rritet në mënyrë dramatike, por ngjyra e zezë është me të vërtetë e zezë, dhe jo një ndryshim i një ngjyre gri të errët. Përveç kësaj, këndet e zgjeruara të shikimit janë një avantazh i madh.
Difekte të teknologjisë
Mjerisht, por rrotullimi i kristaleve, të cilët janë paralel me njëri-tjetrin, kërkon shumë më tepër kohë. Prandaj, koha e përgjigjes në modelet më të vjetra arriti një vlerë vërtet ciklopike, 35-25 ms! Ndonjëherë madje ishte e mundur të vëzhgohej një lak nga kursori dhe ishte më mirë që përdoruesit të harronin skenat dinamike në lodra dhe filma.
Për shkak se elektrodat janë në të njëjtën nënshtresë, nevojitet shumë më tepër fuqi për t'i kthyer kristalet në drejtimin e kërkuar. Dhe për këtë arsye gjithçkaMonitorët IPS rrallë fitojnë një yll të energjisë për ekonominë. Natyrisht, për të ndriçuar nënshtresën kërkohet edhe përdorimi i llambave më të fuqishme dhe kjo nuk e përmirëson situatën me rritjen e konsumit të energjisë.
Prodhueshmëria e matricave të tilla është e lartë, dhe për këtë arsye, deri vonë, ato ishin shumë, shumë të shtrenjta. Me pak fjalë, me të gjitha avantazhet dhe disavantazhet, këta monitorë janë të shkëlqyer për dizajnerët: cilësia e tyre e ngjyrave është e shkëlqyer dhe koha e përgjigjes mund të sakrifikohet në disa raste.
Ky është një panel IPS.
MVA/PVA
Meqenëse të dy llojet e sensorëve të mësipërm kanë të meta që është praktikisht e pamundur të eliminohen, Fujitsu ka zhvilluar një teknologji të re. Në fakt, MVA / PVA është një version i modifikuar i IPS. Dallimi kryesor është elektroda. Ato janë të vendosura në nënshtresën e dytë në formën e trekëndëshave të veçantë. Kjo zgjidhje lejon që kristalet të përgjigjen më shpejt ndaj ndryshimeve të tensionit dhe interpretimi i ngjyrave bëhet shumë më i mirë.
Kamera
Dhe çfarë është një matricë në një aparat fotografik? Në këtë rast, ky është emri i kristalit të përcjellësit, i cili njihet edhe si një pajisje e lidhur me ngarkesë (CCD). Sa më shumë qeliza në matricën e kamerës, aq më mirë është. Kur hapet kapaku i kamerës, një rrymë elektronesh kalon nëpër matricë: sa më shumë të ketë, aq më e fortë është rryma që ndodh. Prandaj, nuk formohet asnjë rrymë në pjesët e errëta. Zonat e matricës që janë të ndjeshme ndaj ngjyrave të caktuara, nërezultati dhe formoni një imazh të plotë.
Meqë ra fjala, sa është madhësia e matricës, nëse flasim për kompjuterë apo laptopë? Është e thjeshtë - ky është emri i diagonales së ekranit.
