Matricat - çfarë është? Llojet e matricave

Sot është pothuajse e pamundur të gjesh një person që ende do të përdorte një monitor KRRT ose një televizor të vjetër kinescope. Kjo teknologji shpejt dhe me sukses ka zëvendësuar modele LCD, të cilat janë të bazuara në kristale të lëngëta. Por matricat nuk janë më pak të rëndësishme. Cilat janë kristalet dhe matricat e lëngëta? Ju do të mësoni të gjithë këtë nga artikulli ynë.

parahistorinë

Bota mësoi për kristalet e lëngëta më 1888, kur botanisti i famshëm Friedrich Rainitzer zbuloi ekzistencën e substancave të çuditshme në bimë. Ai ishte i habitur që disa substanca, fillimisht që posedojnë një strukturë kristalore, ndryshojnë tërësisht pronat e tyre kur nxehen.

Pra, në një temperaturë prej 178 gradë Celsius, substanca në fillim është e turbullt dhe pastaj transformohet tërësisht në lëng. Por hapja nuk përfundoi atje. Doli se një lëng i çuditshëm manifestohet elektromagnetikisht si kristal. Ishte atëherë kur shfaqet termi "kristal i lëngët".

Parimi i matricave LCD

Kjo është baza për punën e matricës. Çfarë është një matricë? Ky është një term polisemant. Një nga vlerat e saj është një ekran laptop, monitor LCD ose një ekran modern televiziv. Tani e dimë se në çfarë baze është parimi i punës së tyre.

Dhe bazohet në polarizimin e zakonshëm të dritës. Nëse mban mend kursin e fizikës në shkollë, atëherë thuhet vetëm se disa substanca janë të afta të transmetojnë dritën e vetëm një spektri. Kjo është arsyeja pse dy polarizues në një kënd prej 90 gradë nuk mund të kalojnë fare dritë. Në rastin kur ka një pajisje ndërmjet tyre që mund të kthejnë dritën, ne do të jemi në gjendje të rregullojmë shkëlqimin e shkëlqimit dhe parametrave të tjerë. Në përgjithësi, kjo është matrica më e thjeshtë.

Device Simplified Matrix

Shfaqja e zakonshme LCD gjithmonë do të përbëhet nga disa pjesë të përhershme:

• Llamba për ndriçim.
• Reflektorët që sigurojnë uniformitetin e ndriçimit të mësipërm.
• Polarizers.
• Nënshtresa është bërë prej qelqi, në të cilën janë depozituar kontaktet përçuese.
• Disa prej kristaleve famëkeq të lëngshëm.
• Një tjetër polarizues dhe substrate.

Çdo piksel i kësaj matrice është formuar nga pikat e kuqe, jeshile dhe blu, kombinimi i të cilit ju lejon të merrni ndonjë nga ngjyrat e disponueshme. Nëse e ktheni gjithçka në të njëjtën kohë, rezultati është i bardhë. Nga rruga, cila është zgjidhja e matricës? Ky është numri i pikseve në të (1280x1024, për shembull).

Cilat janë matricat?

Thjeshtuar, ato janë pasive (të thjeshta) dhe aktive. Pasiv - më e thjeshtë, në to piksele shkaktohen në mënyrë sekuenciale, nga rreshti në linjë. Prandaj, kur u përpoqën të krijonin prodhimin e ekraneve me një diagonale të madhe, doli që është e nevojshme të rritet gjatësia e përçuesve në mënyrë joproporcionale. Si rezultat, jo vetëm vlera u rrit ndjeshëm, por edhe rritja e tensionit, 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.

Varietetet aktive të vëzhguesve, TFT, ju lejojnë të kontrolloni secilën nga miliona piksele veç e veç. Fakti është se çdo piksel kontrollohet nga një tranzistor i veçantë. Për të parandaluar që qeliza të humbasë parakalimin e saj, një kondensator i veçantë i shtohet atij. Sigurisht, për shkak të një skeme të tillë, ishte e mundur të zvogëlohej koha e reagimit të çdo pixel disa herë.

Arsyetimi matematik

Në matematikë, një objekt quhet një matricë, e shkruar në formën e një tabele elementet e të cilëve janë në kryqëzimin e rreshtave dhe kolonave të tij. Duhet të theksohet se matricat në përgjithësi përdoren gjerësisht në kompjutera. E njëjta ekran mund të trajtohet si një matricë. Sepse çdo pixel ka disa koordinata. Kështu, çdo imazh që formohet në ekranin e laptopit, ekziston një matricë, në qelizat që përmbajnë ngjyrat e çdo pixel.

Çdo vlerë merr saktësisht 1 bajt memorie. Pak? Mjerisht, edhe në këtë rast, vetëm një kuadër FullHD (1920 × 1080) do të zërë disa MB. Dhe sa hapësirë keni nevojë për një film për 90 minuta? Kjo është arsyeja pse imazhi është i ngjeshur. Përcaktuesi është i një rëndësie të madhe në këtë rast.

Nga rruga, cila është një përcaktues i një matrice? Është një polinom që kombinon elementet e një matrice katrore në një mënyrë të tillë që vlera e saj të ruhet gjatë transpozimit dhe kombinime lineare të rreshtave ose kolonave. Një matricë në këtë rast është një shprehje matematikore që përshkruan rregullimin e pikseleve në të cilat ngjyrat e tyre janë të koduara. Quhet katror sepse numri i rreshtave dhe kolonave në të është i njëjtë.

Pse është kaq e rëndësishme? Pika është se transformimi Haar është përdorur në kodim. Në fakt, transformimi Haar është rotacioni i pikave në mënyrë të tillë që ato të mund të kodohen në mënyrë të përshtatshme dhe kompakt. Si rezultat, ne marrim një matricë ortogonale, për dekodimin e të cilit përcaktohet përdoruesi.

Tani ne i konsiderojmë llojet themelore të matricës (çfarë është vetë matrica, ne kemi gjetur tashmë).

TN + film

Një nga modelet më të lira dhe më të zakonshme të ekraneve sot. Ajo karakterizohet nga një kohë përgjigjeje relativisht e shpejtë, por në renditje e dobët e ngjyrave. Problemi është se kristalet në këtë matricë janë të rregulluar në mënyrë që këndet e shikimit të jenë të papërfillshme. Për të luftuar këtë fenomen, është zhvilluar një film i veçantë, i cili na lejon të zgjerojmë këndet e shikimit disi.

Kristalët në këtë matricë janë të rreshtuar në një kolonë, duke i kujtuar kështu ushtarët në paradë. Kristalët janë të shtrembëruar në një spirale, kështu që ata përkulen përkryer me njëri-tjetrin në mënyrë perfekte. Për të siguruar që shtresat të përmbahen mirë në substrate, në sipërfaqe të nënshtresave bëhen hapa të posaçme.

Një elektrodë që rregullon tensionin në të është furnizuar për çdo kristal. Nëse nuk ka tension, atëherë kristalet rrotullohen 90 gradë, në mënyrë që drita të kalojë lirshëm përmes tyre. Rezulton një matricë e zakonshme e bardhë e pikselës. Çfarë është e kuqe apo jeshile? Si funksionon kjo?

Sapo të aplikohet voltazh, spiralja është e ngjeshur, dhe raporti i compressionit varet drejtpërdrejt nga amperazhi. Nëse vlera është maksimale, atëherë kristalet në përgjithësi nuk transmetojnë dritë, duke rezultuar në një sfond të zi. Për të marrë një ngjyrë gri dhe ngjyrimet e saj, pozicioni i kristaleve në spirale është rregulluar në mënyrë që disa sasi të dritës të kalojnë.

Nga rruga, sipas paracaktimit, të gjitha ngjyrat janë gjithmonë të aktivizuara në këto matrica, si rezultat i së cilës pixel është i bardhë. Kjo është arsyeja pse është kaq e lehtë të identifikosh një piksel të djegur që gjithmonë shfaqet si një pikë e ndritshme në monitor. Duke pasur parasysh se interpretimi me ngjyra i matricave të këtij lloji është gjithmonë një problem, është gjithashtu shumë e vështirë të arrihet shfaqja e zezë.

Për ta rregulluar disi situatën, inxhinierët i vendosën kristalet në një kënd prej 210 °, si rezultat i të cilave rritet cilësia e interpretimit të ngjyrave dhe koha e reagimit. Por edhe në këtë rast, ka pasur mbivendosje: ndryshe nga matricat klasike TN, një problem u ngrit me hije të bardhë, ngjyrat doli të jenë të paqarta. Pra ka pasur teknologji DSTN. Thelbi i saj është se shfaqja është e ndarë në dy gjysma, secila prej të cilave kontrollohet ndaras. Cilësia e ekranit u përmirësua në mënyrë dramatike, por pesha dhe kostoja e vëzhguesve u rritën.

Kjo është ajo që një matricë në një fletore të tipit TN + është.

S-IPS

Hitachi, ashtu siç duhet të kishte vuajtur nga të metat e teknologjisë së mëparshme, vendosi të mos përpiqet të përmirësojë më, por thjesht të shpik diçka radikalisht të re. Për më tepër, në vitin 1971, Gunther Baur zbuloi se kristalet mund të vendosen jo në formën e shtyllave të shtrembëruara, por të vendosura paralelisht me njëri-tjetrin në një substrate qelqi. Natyrisht, në këtë rast, elektroda transmetuese gjithashtu janë fikse atje.

Nëse nuk ka tension në filtrin e parë të polarizimit , drita kalon lirshëm, por vazhdon në substratin e dytë, plani polarizimi i të cilit është gjithnjë në një kënd prej 90 gradë në krahasim me atë të parë. Për shkak të kësaj, jo vetëm shpejtësia e përgjigjes së monitorit është rritur ndjeshëm, por edhe ngjyra e zezë është me të vërtetë e zezë, dhe jo ndryshimi i ngjyrës gri të errët. Përveç kësaj, një përparësi e madhe është këndi i zgjeruar i shikimit.

Disavantazhet e teknologjisë

Mjerisht, rotacioni i kristaleve, të cilat janë paralele me njëri-tjetrin, kërkon shumë më shumë. Dhe për shkak se koha e reagimit në modelet më të vjetra arriti një vlerë të vërtetë ciklopik, 35-25 ms! Ndonjëherë ishte e mundur të vëzhgohej edhe një tren nga kursori, dhe është më mirë të harrosh skenat dinamike në lodra dhe filma.

Meqenëse elektrodat ndodhen në të njëjtën substrate, nevojitet më shumë energji elektrike për të kthyer kristalet në drejtimin e dëshiruar. Kjo është arsyeja pse të gjithë monitorët e bazuar në matricat IPS rrallë marrin yllin e Energy Star për ekonomi. Natyrisht, për backlighting, është gjithashtu e nevojshme të përdoren llampat më të fuqishme, dhe kjo në asnjë mënyrë nuk përmirëson situatën me rritjen e konsumit të energjisë elektrike.

Prodhueshmëria e prodhimit të matricave të tilla është e lartë, dhe për këtë arsye deri vonë ato ishin shumë, shumë të shtrenjta. Shkurtimisht, me të gjitha avantazhet dhe disavantazhet, vëzhgues të tillë janë të shkëlqyera për dizajnerët: cilësia e interpretimit të tyre me ngjyra është e shkëlqyeshme dhe në disa raste, përgjigjja mund të sakrifikohet.

Kjo është ajo që një matricë IPS është.

MVA / PVA

Meqenëse të dy llojet e lartpërmendura të matricave kanë të meta, të cilat praktikisht janë të pamundura për t'u eliminuar, Fujitsu ka zhvilluar një teknologji të re. Aktualisht MVA / PVA është një version i modifikuar i SPI-së. Dallimi kryesor është elektroda. Ato janë të vendosura në substratin e dytë në formën e një lloj trekëndësish. Kjo zgjidhje ju lejon të reagoni më shpejt ndaj kristaleve për të ndryshuar tensionin, dhe paraqitja me ngjyra është shumë më e mirë.

kamera

Dhe çfarë është matrica në kamera? Në këtë rast është i njohur edhe i ashtuquajturi kristal i dirigjentit, i cili njihet edhe si një pajisje e lidhur me ngarkesë (CCD). Sa më shumë qeliza në matricën e kamerës , aq më mirë. Kur çelësi i kamerës hapet, një rrjedhë e elektroneve kalon përmes matricës: sa më shumë prej tyre, aq më shumë e tanishme është më e fortë. Prandaj, në pjesët e errëta të rrymës nuk është formuar. Pjesët e matricës që janë të ndjeshme ndaj ngjyrave të caktuara, si rezultat, formojnë një imazh të plotë.

Nga rruga, cila është madhësia e një matricë, nëse flasim për kompjuterë apo laptopë? Është e thjeshtë - ashtuquajtur diagonale e ekranit.