Matrice - što je to? Vrste matrica

Danas je gotovo nemoguće naći osobu koja bi i dalje koristila CRT monitor ili stari televizijski kinescope. Ova tehnologija brzo i uspješno zamijenila LCD modele koji se temelje na tekućim kristalima. Ali matrice nisu ništa manje važne. Što su tekući kristali i matrice? To ćete sve naučiti iz našeg članka.

prapovijest

Svijet je prvi put saznao o tekućim kristalima 1888., kada je poznati botaničar Friedrich Rainitzer otkrio postojanje čudnih tvari u biljkama. Bio je zadivljen da neke tvari, u početku posjeduju kristalnu strukturu, potpuno mijenjaju svojstva kada se zagrijavaju.

Dakle, na temperaturi od 178 Celzijevih stupnjeva tvar je prvo oblačno, a potom potpuno pretvorena u tekućinu. Ali otvaranje na ovom nije završilo. Pokazalo se da se čudna tekućina elektromagnetski očituje kao kristal. Tada se pojavio izraz "tekući kristal".

Načelo LCD matrica

To je temelj rada matrice. Što je matrica? Ovo je polisemantni pojam. Jedno od njegovih značenja je prijenosni zaslon, LCD zaslon ili moderni TV zaslon. Sada znamo kako se zasnivaju načela njihovog rada.

I temelji se na uobičajenom polarizacija svjetlosti. Ako se sjećate školskog tečaja fizike, onda se samo kaže da neke tvari mogu prenijeti svjetlo samo jednog spektra. Zato se dva polarizira pod kutom od 90 stupnjeva ne mogu proći svjetlost. U slučaju da između njih postoji neki uređaj koji može uključiti svjetlo, moći ćemo podesiti svjetlinu svjetla i drugih parametara. Općenito, ovo je najjednostavnija matrica.

Pojednostavljeni matrični uređaj

Uobičajeni LCD zaslon uvijek će se sastojati od nekoliko stalnih dijelova:

• Svjetiljke za osvjetljenje.
• Reflektori koji osiguravaju ujednačenost gore navedenog osvjetljenja.
• Polarizatorima.
• Podloga je izrađena od stakla, na kojem se deponiraju vodljivi kontakti.
• Neki od zloglasnih tekućih kristala.
• Još jedan polarizator i supstrat.

Svaki piksel ove matrice formira se iz crvene, zelene i plave točkice, čija kombinacija omogućuje primanje bilo koje dostupne boje. Ukoliko sve uključite istovremeno, rezultat je bijeli. Usput, koja je rezolucija matrice? To je broj piksela na njemu (na primjer, 1280x1024).

Koje su matrice?

Ako je pojednostavljeno, onda su pasivni (jednostavni) i aktivni. Pasivno - najjednostavnije, u njima pikseli se pokreću sekvencijalno, od linije do linije. Prema tome, prilikom pokušaja prilagodbe izrade zaslona s velikom dijagonalom, pokazalo se da je nužno neproporcionalno povećati duljinu vodiča. Kao rezultat toga, ne samo da su troškovi znatno porasli, nego je i napon porastao, što je dovelo do oštrog povećanja broja smetnji. Stoga se pasivne matrice mogu koristiti samo u proizvodnji jeftinih monitora s malom dijagonalom.

Aktivne vrste monitora, TFT, omogućuju vam kontrolu svake (!) Milijune piksela zasebno. Činjenica je da svaki piksel kontrolira zaseban tranzistor. Kako bi spriječili da stanica preuranjeno gubi naboj, dodaje se odvojen kondenzator. Naravno, zbog takve sheme moguće je nekoliko puta smanjiti vrijeme odaziva svakog piksela.

Matematičko opravdanje

U matematici se objekt naziva matrica, napisana u obliku tablice čiji su elementi na presjeku njegovih redaka i stupaca. Valja napomenuti da su matrice općenito široko korištene u računalima. Isti zaslon može se tretirati kao matrica. Zato što svaki piksel ima određene koordinate. Dakle, svaka slika koja se formira na zaslonu prijenosnog računala, postoji matrica, u ćelijama koje sadrže boje svakog piksela.

Svaka vrijednost zauzima točno 1 bajt memorije. Malo? Jao, čak i u ovom slučaju, samo FullHD okvir (1920 × 1080) zauzima par MB. Koliko prostora traje 90 minuta za film? Zato je slika komprimirana. Određivača je od velike važnosti u ovom slučaju.

Usput, koja je odrednica matrice? To je polinom koji kombinira elemente kvadratne matrice na takav način da se njegova vrijednost očuva pri transponiranju i linearnim kombinacijama redaka ili stupaca. Matrica u ovom slučaju je matematički izraz koji opisuje raspored piksela u kojima su njihove boje kodirane. Zove se kvadrat jer je broj redaka i stupaca u njemu isti.

Zašto je tako važno? Bitno je da se kodiranje koristi Haarova transformacija. Zapravo, Haarova transformacija je rotacija bodova na takav način da se mogu jednostavno i kompaktno kodirati. Kao rezultat toga dobivamo ortogonalnu matricu, za dekodiranje čija se determinanta koristi.

Sad ćemo razmotriti glavnu vrste matrica (što je sama matrica, već smo saznali).

TN + film

Jedan od najjeftinijih i najčešćih modela zaslona danas. Karakterizira ga relativno brzo vrijeme odziva, ali slaba isporuka boja. Problem je u tome što su kristali u ovoj matrici postavljeni tako da su kutovi gledanja mali. Za borbu protiv ovog fenomena razvijen je poseban film, koji omogućava malo širi kut gledanja.

Kristali u ovoj matrici poredani su u stupac, tako da podsjećaju vojnike na paradu. Kristali su upleteni u spiralu, tako da se savršeno prikluku jedni drugima. Da bi se slojevi dobro prianjali na podloge, na površini supstrata izrađuju se posebni urezi.

Svaka elektroda dobiva se s elektrodom koja regulira napon na njemu. Ako nema napona, kristali se okreću za 90 stupnjeva, tako da svjetlost slobodno prolazi kroz njih. Ispada običnu bijelu matricu piksela. Što je crveno ili zeleno? Kako to radi?

Čim se napona primjeni, spiralni ugovori, i omjer kompresije izravno ovisi o struji. Ako je vrijednost maksimalna, onda kristali uglavnom ne prenose svjetlost, što rezultira crnom pozadinom. Da biste dobili sive boje i nijanse, položaj kristala u spirali se prilagođava tako da neka količina svjetlosti prođe.

Usput, prema zadanim postavkama, u tim matricama sve boje su uvijek aktivirane, što rezultira bijelim pikselom. Zato je tako lako prepoznati paljenog piksela koji se uvijek prikazuje kao svijetla točka na monitoru. S obzirom na to da je uzbudljivost matrica ove vrste uvijek problem, također je vrlo teško postići mapiranje crne boje.

Da bi nekako ispravili situaciju, inženjeri su postavili kristale pod kutom od 210 °, što je rezultiralo povećanjem kvalitete izvođenja boja i vremena odziva. Ali u ovom slučaju nije bilo bez preklapanja: za razliku od klasičnih TN-matrica, došlo je do problema s nijansama bijelih, boje su se isparile. Tako je postojala tehnologija DSTN. Bit je da je zaslon podijeljen na dvije polovice, od kojih se svaka kontrolira odvojeno. Kvaliteta zaslona dramatično se poboljšala, no težina i trošak monitora povećali su se.

To je ono što matrica u TN + filma bilježnica.

S-IPS

Tvrtka Hitachi, pravilno istrošeni nedostatke prethodne tehnologije, odlučio je ne pokušati poboljšati, ali samo da izmisle nešto radikalno novo. Pogotovo da Gunther Baur 1971. otkrili da su kristali mogu biti smješteni ne u obliku upletena stupova, i postavio paralelno jedni druge na staklenu podlogu. Naravno, u ovom slučaju, na emitira se u prilogu elektrode.

Ako je prvi polarizacijski filtar nema napona, svjetlost ga slobodno prolazi, ali se odgađa na drugom podlogama, čija se ravnina polarizacije uvijek nalazi pod kutom od 90 stupnjeva u odnosu na prvi. Zbog toga se brzina odgovora monitora značajno povećava, ali crna boja je zapravo crna, a ne varijacija tamnosive boje. Osim toga, veliko su dostojanstvo prošireni kutovi pregled.

Nedostaci tehnologije

Jao, rotacija kristala, koja su međusobno paralelna, traje mnogo dulje. Zato je vrijeme reagiranja na stare modele doseglo istinski cikloponu vrijednost, 35-25 ms! Ponekad je bilo moguće pratiti čak i vlak iz pokazivača, a bolje je zaboraviti na dinamične prizore igračaka i filmova.

Budući da se elektrode nalaze na istoj podlozi, potrebno je mnogo više struje da kristali budu u željenom smjeru. Zato svi monitori na temelju IPS matrica rijetko dobivaju Star Energy Star za ekonomiju. Naravno, za pozadinsko osvjetljenje, također je potrebno koristiti snažnije svjetiljke i to ni na koji način ne poboljšava situaciju s povećanom potrošnjom električne energije.

Obradivost proizvodnja takvih matrica je visoka, a time i do nedavno su bili vrlo, vrlo skupo. Ukratko, sa svim prednostima i nedostacima takvih monitora su idealni za dizajnere: kvaliteta boje imaju odličnu i vrijeme odziva u nekim slučajevima, možete donirati.

To je ono što je IPS matrica.

MVA / PVA

Budući da obje gore navedene vrste matrica imaju nedostatke koji se ne mogu otkloniti, Fujitsu je razvio novu tehnologiju. Zapravo, MVA / PVA je izmijenjena inačica IPS-a. Glavna razlika je elektroda. Oni se nalaze na drugom podlogama u obliku nekog trokuta. Ovo rješenje omogućuje vam da brže reagirate na kristale kako biste izmijenili napon, a obrada boja je puno bolja.

kamere

A što je matrica u kameri? U ovom slučaju poznat je takozvani kristal konduktera, koji je također poznat kao uređaj s nabojom povezan (CCD). Što više stanica u matrici kamere, to bolje. Kad se zatvarač fotoaparata otvori, protok elektrona prolazi kroz matricu: što više njih, to je jača struja. Sukladno tome, nema tamnih dijelova struje. Područja matrice koja su osjetljiva na određene boje, kao rezultat toga, čine cjelovitu sliku.

Usput, i što je veličinu matrice, ako govorimo o računalima ili prijenosnim računalima? Jednostavno je - tzv dijagonalni zaslon.