Matrix - čo to je? Typy matíc

Dnes je takmer nemožné nájsťosoba, ktorá by stále používala CRT monitor alebo starú kineskopskú televíziu. Táto technológia rýchlo a úspešne nahradila modely LCD, ktoré sú založené na kvapalných kryštáloch. Matrice však nie sú menej dôležité. Čo sú kvapalné kryštály a matrice? Všetko sa naučíte z nášho článku.

pravek

Svet sa najprv dozvedel o kvapalných kryštáloch v roku 1888rokom, kedy sa slávny botanik Friedrich Raynittser objavil existenciu podivných látok v rastlinách. Jeho prekvapený, že niektoré látky, pôvodne majúce kryštalickú štruktúru, kedy úplne zahrieva zmeniť ich vlastnosti.

Takže pri teplote 178 stupňov Celzialátka je najprv zakalená a potom úplne premenená na kvapalinu. Otvorenie v tejto veci však nekončilo. Ukázalo sa, že podivná kvapalina sa elektromagneticky prejavuje ako kryštál. Vtedy sa objavil pojem "tekutý kryštál".

Princíp LCD matíc

Toto je základom práce matice. Čo je matica? Toto je polysemantický pojem. Jedným z jeho významov je laptop displej, LCD monitor alebo moderný televízny displej. Teraz vieme, na čom je založená zásada ich práce.

A vychádza z bežnej polarizácie svetla. Ak si spomeniete na kurz fyziky v škole, jednoducho je povedané, že niektoré látky sú schopné prenášať svetlo len jedného spektra. Preto dva polarizátory pod uhlom 90 stupňov nemôžu vôbec prejsť svetlom. V prípade, že medzi nimi existuje nejaké zariadenie, ktoré dokáže zapnúť svetlo, budeme schopní nastaviť jas jasu a ďalšie parametre. Vo všeobecnosti je to najjednoduchšia matica.

Zariadenie so zjednodušenou maticou

Bežný LCD displej bude vždy pozostávať z niekoľkých trvalých častí:

• Svietidlá na osvetlenie.
• Reflektory, ktoré zabezpečujú jednotnosť vyššie uvedeného osvetlenia.
• Polarizátory.
• Podklad je vyrobený zo skla, na ktorom sú uložené vodivé kontakty.
• Niektoré známe kvapalné kryštály.
• Ďalší polarizátor a substrát.

Každý pixel takejto matice je vytvorený zčervenej, zelenej a modrej bodky, ktorých kombinácia vám umožňuje získať niektorú z dostupných farieb. Ak všetko zapnete súčasne, výsledok je biely. Mimochodom, aké je riešenie matice? Toto je počet pixelov na nej (napríklad 1280 x 1024).

Aké sú matrice?

Ak je to zjednodušujúce, potom sú pasívne (jednoduché)a aktívne. Pasívne - najjednoduchšie, v nich sú pixely spustené postupne, od linky po riadok. Preto sa pri pokuse o úpravu výroby displejov s veľkou uhlopriečkou ukázalo, že je potrebné neprimerane zvýšiť dĺžku vodičov. V dôsledku toho sa náklady značne zvýšili, ale aj napätie sa zvýšilo, čo viedlo k prudkému nárastu počtu rušenia. Preto môžu byť pasívne matrice použité len pri výrobe lacných monitorov s malou diagonálou.

Aktívne odrody monitorov, TFT, umožňujúspravujte každý (!) miliónov pixelov samostatne. Faktom je, že každý pixel je riadený samostatným tranzistorom. Aby sa zabránilo tomu, že bunka predčasne stratí svoj náboj, pridá sa k nej samostatný kondenzátor. Samozrejme, vďaka takejto schéme bolo možné skrátiť čas odozvy každého pixelu niekoľkokrát.

Matematické zdôvodnenie

V matematike sa objekt nazýva matica,napísané vo forme tabuľky, ktorej prvky sú na priesečníku jej riadkov a stĺpcov. Treba poznamenať, že matrice sú vo všeobecnosti bežne používané v počítačoch. Ten istý displej možno považovať za matricu. Pretože každý pixel má určité súradnice. Preto akýkoľvek obraz, ktorý je vytvorený na displeji prenosného počítača, je matrica, v bunkách, ktoré obsahujú farby každého pixelu.

Každá hodnota trvá presne 1 bajt pamäte. Trochu? Bohužiaľ, aj v tomto prípade bude mať len rám FullHD (1920 × 1080) niekoľko MB. A koľko miesta trvá, kým film trvá 90 minút? Preto je obraz komprimovaný. Determinant je v tomto prípade veľmi dôležitý.

Mimochodom, aký je determinant matice? Je to polynom, ktorý kombinuje prvky štvorcovej matice takým spôsobom, že jeho hodnota sa zachováva pri transpozícii a lineárnych kombináciách riadkov alebo stĺpcov. Matrica v tomto prípade je matematický výraz popisujúci usporiadanie pixlov, v ktorých sú zakódované ich farby. Nazýva sa štvorcový, pretože počet riadkov a stĺpcov v ňom je rovnaký.

Prečo je to tak dôležité? Ide o to, že transformácia Haar sa používa pri kódovaní. V skutočnosti, Haar transformácie - to je otočné body tak, aby mohli byť pohodlne a kompaktne kódovať. Výsledkom je ortogonálne matice, pre ktoré dekódovanie času sa používa ako determinant.

Teraz sa pozrieme na hlavné typy matice (čo je samo o sebe matrix, sme videli).

TN + film

Jeden z najlacnejších a najbežnejšíchdnes modely displejov. Je charakterizovaná pomerne rýchlou dobou odozvy, ale skôr nízkou farbou. Problém spočíva v tom, že kryštály v tejto matici sú usporiadané tak, že pozorovacie uhly sú malé. Na zvládnutie tohto javu bol vyvinutý špeciálny film, ktorý umožňuje mierne širší pozorovací uhol.

Kryštály v tejto matici sú usporiadané v stĺpcinajviac podobní vojaci v sprievode. Kryštály sú skrútené do špirály, takže sa perfektne dokonale držia. Aby sa vrstvy dobre prilepili k podkladom, na povrchu substrátov sa vytvárajú špeciálne zárezy.

Do každého kryštálu sa dodáva elektróda,regulačné napätie na ňom. Ak nie je žiadne napätie, kryštály sa otáčajú o 90 stupňov, takže svetlo ich voľne prechádza. Ukazuje sa obyčajná matica s bielymi pixelmi. Čo je červené alebo zelené? Ako to funguje?

Akonáhle je napätie aplikované, spirálaKompresný pomer závisí priamo od intenzity prúdu. Ak je hodnota maximálna, potom kryštály vo všeobecnosti neprenášajú svetlo, čo má za následok čierne pozadie. Aby sa získala šedá farba a jej odtiene, poloha kryštálov v špirále sa upraví tak, aby prešlo určitým množstvom svetla.

Mimochodom, štandardne v týchto maticiach vždyvšetky farby sú aktivované, čo vedie k bielemu pixelu. To je dôvod, prečo je ľahké určiť vypálený pixel, ktorý sa vždy objaví ako jasná bodka na monitore. Vzhľadom na to, že farebné zobrazovanie matíc tohto typu je vždy problémom, je tiež veľmi ťažké dosiahnuť mapovanie čiernou farbou.

Ak chcete nejako opraviť situáciu, inžinierikryštály sú umiestnené v uhle 210 °, pričom zvýšená kvalita farieb a doba odozvy. Ale v tomto prípade nebol bez podšívky: na rozdiel od klasickej TN-matic majú problém s odtieňmi bielej farby sú vyblednuté. Takže tam bola technológia DSTN. Jeho podstatou je, že displej je rozdelený na dve polovice, z ktorých každá je riadená samostatne. kvalitný displej sa výrazne zlepšila, ale zvýšená hmotnosť a náklady na monitoroch.

To je to, čo je matrica v notebooku typu TN +.

S-IPS

Hitachi, ako to malo byťnevýhodách predchádzajúcej technológie, sa rozhodla, že sa už nebude pokúšať o vylepšenie, ale jednoducho vymyslieť niečo radikálne nové. Navyše, v roku 1971 Gunther Baur zistil, že kryštály nemôžu byť umiestnené vo forme skrútených stĺpov, ale na sklenenom substráte sú navzájom rovnobežné. Samozrejme, v tomto prípade sú tu aj vysielacie elektródy.

Ak nie je prvý polarizačný filtersvetlo voľne prechádza cez svetlo, ale je oneskorené na druhom substráte, ktorého polarizácia je vždy umiestnená pod uhlom 90 stupňov vzhľadom na prvý. Z tohto dôvodu sa rýchlosť reakcie monitora výrazne zvýšila, ale aj čierna farba je naozaj čierna a nie variácia tmavosivého sfarbenia. Okrem toho veľkou výhodou sú rozšírené uhly pozorovania.

Nevýhody technológie

Bohužiaľ, ale prechod kryštálov, ktoréktoré sú umiestnené paralelne, trvá oveľa dlhšie. To je dôvod, prečo doba odozvy na starých modeloch dosiahla naozaj cyklopeanú hodnotu, 35-25 ms! Niekedy bolo možné pozorovať aj vlak z kurzora a je lepšie zabudnúť na dynamické scény v hračkách a filmoch.

Pretože sú elektródy umiestnené na rovnakom substráte,vyžaduje oveľa viac elektrickej energie, aby sa kryštály otočili v požadovanom smere. Preto všetky monitory založené na matriciach IPS zriedka získajú Star Energy Star pre hospodárnosť. Samozrejme, pre podsvietenie je tiež potrebné použiť silnejšie lampy, čo v žiadnom prípade nezlepšuje situáciu so zvýšenou spotrebou elektrickej energie.

Vyrobiteľnosť výroby takýchto matríc je vysoká,ale preto, že až donedávna boli veľmi, veľmi drahé. Skrátka, so všetkými výhodami a nevýhodami, takéto monitory sú pre dizajnérov skvelé: kvalita ich farieb je vynikajúca a v niektorých prípadoch môže byť odpoveď obetovaná.

To je to, čo je IPS matica.

MVA / PVA

Vzhľadom na to, že oba vyššie uvedené typy matiek majúnevýhody, ktoré nemožno odstrániť, spoločnosť Fujitsu vyvinula novú technológiu. Vlastne MVA / PVA je upravená verzia IPS. Hlavným rozdielom sú elektródy. Sú umiestnené na druhom substráte vo forme troch druhov trojúhelníkov. Toto riešenie vám umožní rýchlejšie reagovať na kryštály, aby ste zmenili napätie, a vykreslenie farieb je oveľa lepšie.

kamery

A aká je matica vo fotoaparáte? V tomto prípade je tiež známy takzvaný vodičový kryštál, ktorý je tiež známy ako zariadenie s nábojovým spojením (CCD). Čím viac článkov v matici kamery, tým lepšie. Po otvorení uzávierky fotoaparátu prechádza cez matricu tok elektrónov: čím viac je, tým väčší prúd je silnejší. Preto sa netvoria žiadne tmavé časti prúdu. Oblasti matice, ktoré sú citlivé na určité farby, v dôsledku toho tvoria úplný obraz.

Mimochodom, aká je veľkosť matice, ak hovoríme o počítačoch alebo prenosných počítačoch? Je to jednoduché - tzv. Diagonálne.