I dag er det nesten umulig å finne en person som fortsatt vil bruke en CRT-skjerm eller en gammel CRT-TV. Denne teknikken ble raskt og vellykket erstattet av LCD-modeller basert på flytende krystaller. Men matriser er ikke mindre viktige. Hva er flytende krystaller og matriser? Du vil lære alt dette fra artikkelen vår.
Backstory
For første gang lærte verden om flytende krystaller i 1888, da den berømte botanikeren Friedrich Reinitzer oppdaget eksistensen av merkelige stoffer i planter. Han var overrasket over at noen stoffer, som i utgangspunktet har en krystallinsk struktur, endrer egenskapene fullstendig når de varmes opp.
Så, ved en temperatur på 178 grader Celsius, ble stoffet først grumsete, og ble deretter fullstendig til en væske. Men oppdagelsene sluttet ikke der. Det viste seg at den merkelige væsken elektromagnetisk manifesterer seg som en krystall. Det var da begrepet "flytende krystall" dukket opp.
Hvordan LCD-matriser fungerer
Dette er dette matrisen er basert på. Hva er en matrise? dentvetydig begrep. En av betydningene er en bærbar skjerm, LCD-skjerm eller moderne TV-skjerm. Nå skal vi finne ut hva prinsippet for arbeidet deres er basert på.
Og den er basert på den vanlige polariseringen av lys. Hvis du husker skolens fysikkkurs, så forteller det bare at noen stoffer er i stand til å overføre lys av bare ett spektrum. Det er derfor to polarisatorer i en vinkel på 90 grader kanskje ikke sender lys i det hele tatt. I tilfelle når det er en enhet mellom dem som kan slå lyset, vil vi kunne justere lysstyrken på gløden og andre parametere. Generelt er dette den enkleste matrisen.
Forenklet matrisearrangement
En vanlig LCD-skjerm vil alltid bestå av flere permanente deler:
- Belysningslamper.
- Reflekser som sikrer ensartetheten til belysningen ovenfor.
- Polarisatorer.
- Glassunderlag med ledende kontakter.
- Noen mengde av de beryktede flytende krystallene.
- Enda en polarisator og substrat.
Hver piksel i en slik matrise er dannet av røde, grønne og blå prikker, og kombinasjonen av disse lar deg få hvilken som helst av de tilgjengelige fargene. Slår du på alle samtidig, blir resultatet hvitt. Forresten, hva er oppløsningen til matrisen? Dette er antall piksler på den (for eksempel 1280x1024).
Hva er matriser?
For å si det enkelt, de er passive (enkle) og aktive. Passiv - den enkleste, i dempiksler utløses sekvensielt, linje for linje. Følgelig, når man prøvde å etablere produksjon av skjermer med stor diagonal, viste det seg at det var nødvendig å øke lengden på lederne uforholdsmessig. Som et resultat økte ikke bare kostnadene betydelig, men spenningen økte også, noe som førte til en kraftig økning i antall forstyrrelser. Derfor kan passive matriser bare brukes i produksjon av rimelige skjermer med liten diagonal.
Aktive varianter av skjermer, TFT, lar deg kontrollere hver (!) av millioner av piksler separat. Faktum er at hver piksel styres av en separat transistor. For å forhindre at cellen mister ladningen for tidlig, legges en egen kondensator til den. På grunn av et slikt opplegg var det selvfølgelig mulig å redusere responstiden for hver piksel betydelig.
matematisk begrunnelse
I matematikk er en matrise et objekt skrevet som en tabell, hvis elementer er i skjæringspunktet mellom radene og kolonnene. Det skal bemerkes at matriser generelt er mye brukt i datamaskiner. Den samme visningen kan tolkes som en matrise. Siden hver piksel har visse koordinater. Dermed er ethvert bilde som dannes på den bærbare datamaskinens skjerm en matrise, hvis celler inneholder fargene til hver piksel.
Hver verdi tar opp nøyaktig 1 byte med minne. Litt? Akk, selv i dette tilfellet vil bare én FullHD-ramme (1920 × 1080) ta et par MB. Hvor mye plass trenger du for en 90 minutters film? Derforbildet er komprimert. I dette tilfellet er determinanten av stor betydning.
Forresten, hva er matrisedeterminanten? Det er et polynom som kombinerer elementene i en kvadratisk matrise på en slik måte at verdien bevares gjennom transposisjon og lineære kombinasjoner av rader eller kolonner. I dette tilfellet forstås en matrise som et matematisk uttrykk som beskriver arrangementet av piksler der fargene deres er kodet. Det kalles kvadrat fordi antallet rader og kolonner i det er det samme.
Hvorfor er dette så viktig? Faktum er at Haar-transformasjonen brukes i koding. I hovedsak handler Haar-transformasjonen om å rotere punkter på en slik måte at de enkelt og kompakt kan kodes. Som et resultat oppnås en ortogonal matrise, for dekodingen som determinanten brukes.
Nå skal vi se på hovedtypene av matrisen (vi har allerede funnet ut hva selve matrisen er).
TN+film
En av de billigste og vanligste skjermmodellene i dag. Den har relativt rask responstid, men heller dårlig fargegjengivelse. Problemet er at krystallene i denne matrisen er plassert slik at synsvinklene er ubetydelige. For å bekjempe dette fenomenet er det utviklet en spesiell film som gir mulighet for litt bredere innsynsvinkler.
Krystallene i denne matrisen er ordnet i en kolonne, og ligner dermed soldater på parade. Krystallene er vridd til en spiral, takket være hvilken de klamrer seg perfekt til hverandre. For at lagene skal feste seg godt til underlagene, spesielthakk.
En elektrode er koblet til hver krystall, som regulerer spenningen på den. Hvis det ikke er spenning, roterer krystallene 90 grader, som et resultat av at lys passerer fritt gjennom dem. Det viser seg den vanlige hvite pikselen til matrisen. Hva er rødt eller grønt? Hvordan fungerer det?
Så snart spenningen tilføres, komprimeres spiralen, og kompresjonsgraden avhenger direkte av strømmens styrke. Hvis verdien er maksimal, slutter krystallene generelt å sende lys, noe som resulterer i en svart bakgrunn. For å få gråfargen og dens nyanser justeres plasseringen av krystallene i spiralen slik at de slipper inn litt lys.
Forresten, som standard er alle farger alltid aktivert i disse matrisene, noe som resulterer i en hvit piksel. Derfor er det så enkelt å identifisere en brent piksel, som alltid vises som en lys prikk på skjermen. Gitt at matriser av denne typen alltid har problemer med fargegjengivelse, er det svært vanskelig å oppnå svart display også.
For på en eller annen måte å avhjelpe situasjonen, plasserte ingeniørene krystallene i en vinkel på 210°, noe som resulterte i forbedret fargekvalitet og responstid. Men selv i dette tilfellet var det noen overlappinger: i motsetning til de klassiske TN-matrisene, var det et problem med nyanser av hvitt, fargene viste seg å være utvasket. Slik ble DSTN-teknologien født. Essensen er at skjermen er delt inn i to halvdeler, som hver styres separat. Skjermkvaliteten har forbedret seg dramatisk, menøkte vekten og kostnadene for skjermer.
Dette er hva en matrise er i en bærbar PC av typen TN+film.
S-IPS
Hitachi, etter å ha lidd nok av manglene ved den forrige teknologien, bestemte seg for å ikke prøve å forbedre den lenger, men bare finne opp noe radik alt nytt. Dessuten fant Günter Baur i 1971 ut at krystaller ikke kan plasseres i form av vridde søyler, men legges parallelt med hverandre på et glassunderlag. I dette tilfellet er selvfølgelig også sendeelektrodene festet der.
Hvis det ikke er spenning på det første polarisasjonsfilteret, passerer lys fritt gjennom det, men beholdes på det andre substratet, hvis polariseringsplan alltid er i en vinkel på 90 grader i forhold til det første. På grunn av dette øker ikke bare responshastigheten til skjermen dramatisk, men den svarte fargen er virkelig svart, og ikke en variant av en mørk grå nyanse. I tillegg er de utvidede synsvinklene en stor fordel.
Flaws of technology
Akk, men rotasjonen av krystallene, som er parallelle med hverandre, tar mye mer tid. Og derfor nådde responstiden på eldre modeller en virkelig syklopisk verdi, 35-25 ms! Noen ganger var det til og med mulig å observere en loop fra markøren, og det var bedre for brukere å glemme dynamiske scener i leker og filmer.
Fordi elektrodene er på samme underlag, kreves det mye mer kraft for å snu krystallene i ønsket retning. Og derfor altIPS-skjermer tjener sjelden en Energy Star for økonomi. For å belyse underlaget kreves det selvfølgelig også bruk av kraftigere lamper, og dette forbedrer ikke situasjonen med økt strømforbruk.
Produserbarheten til slike matriser er høy, og derfor var de inntil nylig veldig, veldig dyre. Kort sagt, med alle fordelene og ulempene, er disse skjermene flotte for designere: fargekvaliteten deres er utmerket, og responstiden kan ofres i noen tilfeller.
Dette er hva et IPS-panel er.
MVA/PVA
Siden begge de ovennevnte sensortypene har feil som er praktisk t alt umulige å eliminere, har Fujitsu utviklet en ny teknologi. Faktisk er MVA / PVA en modifisert versjon av IPS. Hovedforskjellen er elektrodene. De er plassert på det andre underlaget i form av særegne trekanter. Denne løsningen lar krystaller reagere raskere på spenningsendringer, og fargegjengivelsen blir mye bedre.
Camera
Og hva er en matrise i et kamera? I dette tilfellet er dette navnet på lederkrystallen, som også er kjent som en ladningskoblet enhet (CCD). Jo flere celler i kameramatrisen, jo bedre er den. Når kameralukkeren åpnes, passerer en strøm av elektroner gjennom matrisen: jo flere det er, jo sterkere blir strømmen. Følgelig dannes det ingen strøm i de mørke delene. Områder av matrisen som er følsomme for visse farger, iresultat og danner et fullstendig bilde.
Hva er forresten størrelsen på matrisen hvis vi snakker om datamaskiner eller bærbare datamaskiner? Det er enkelt – dette er navnet på skjermdiagonalen.
