Matrice - kaj je to? Vrste matrik

Danes je skoraj nemogoče najti osebo, ki bi še vedno uporabljala monitor CRT ali staro kinematografsko televizijo. Ta tehnologija je hitro in uspešno zamenjala LCD-modele, ki temeljijo na tekočih kristalih. Toda matrike niso nič manj pomembne. Kakšni so tekoči kristali in matrice? Vse to se boste naučili iz našega članka.

Prazgodovina

Svet se je najprej naučil o tekočih kristalih leta 1888, ko je znani botanist Friedrich Rainitzer odkril obstoj čudnih snovi v rastlinah. Bil je presenečen, da nekatere snovi, ki imajo na začetku kristalno strukturo, popolnoma spremenijo svoje lastnosti pri segrevanju.

Torej, pri temperaturi 178 stopinj Celzija je snov najprej motna, nato pa popolnoma pretvorjena v tekočino. Toda odpiranje tega se ni končalo. Izkazalo se je, da se čudna tekočina elektromagnetno manifestira kot kristal. Takrat se je pojavil izraz "tekoči kristal".

Načelo LCD matrik

To je osnova za delo matrike. Kaj je matrika? To je polisemantičen izraz. Eden od pomenov je laptop zaslon, LCD monitor ali sodoben TV zaslon. Zdaj vemo, na čem temelji načelo njihovega dela.

In temelji na običajni polarizacija svetlobe. Če se spomnite tečaja šole fizike, potem je samo povedano, da so nekatere snovi sposobne prenesti svetlobo samo enega spektra. Zato dve polarizatorji pod kotom 90 stopinj ne morejo preiti svetlobe. V primeru, da med njima obstaja naprava, ki lahko obrača svetlobo, bomo lahko prilagodili svetlost sijaja in druge parametre. Na splošno je to najpreprostejša matrika.

Poenostavljena matrična naprava

Običajni LCD zaslon bo vedno sestavljen iz več stalnih delov:

• Svetilke za osvetljevanje.
• Reflektorji, ki zagotavljajo enotnost zgornje osvetlitve.
• Polarizatorji.
• Podlaga je izdelana iz stekla, na katerem so odloženi prevodni kontakti.
• Nekateri razvpiti tekoči kristali.
• Drug polarizator in substrat.

Vsaka slikovna pika te matrike je sestavljena iz rdeče, zelene in modre pike, katere kombinacija vam omogoča, da sprejemate katero koli od razpoložljivih barv. Če hkrati vklopite, je rezultat bele barve. Mimogrede, kakšna je rešitev matrike? To je število slikovnih pik na njem (na primer 1280x1024).

Katere matrike?

Če je poenostavljeno, potem so pasivne (preproste) in aktivne. Pasivna - najpreprostejša, v njih se pik sprožijo zaporedno, od vrstice do črte. Zato se je pri poskusu prilagajanja proizvodnje zaslonov z veliko diagonalo izkazalo, da je treba nesorazmerno povečati dolžino prevodnikov. Posledično se stroški niso bistveno povečali, ampak se je povečala tudi napetost, kar je povzročilo močno povečanje števila motenj. Zato se pasivne matrice lahko uporabljajo le pri izdelavi cenovno ugodnih monitorjev z majhno diagonalo.

Aktivne sorte monitorjev, TFT, vam omogočajo nadzor vsakega (!) Milijonov slikovnih pik ločeno. Dejstvo je, da vsak piksel nadzira ločen tranzistor. Da bi preprečili, da bi celica predčasno izgubila napolnjenost, ji dodamo ločen kondenzator. Seveda je zaradi takšne sheme večkrat mogoče zmanjšati odzivni čas vsakega piksla.

Matematična utemeljitev

V matematiki se predmet imenuje matrika, napisana v obliki tabele, katere elementi so na presečišču njegovih vrstic in stolpcev. Treba je opozoriti, da se matrice na splošno pogosto uporabljajo v računalnikih. Enak zaslon se lahko obravnava kot matrika. Ker ima vsaka piksel določene koordinate. Tako je vsaka slika, ki je oblikovana na zaslonu prenosnika, v matrični celici, ki vsebuje barve vsakega piksla, obstaja matrika.

Vsaka vrednost traja točno 1 bajt pomnilnika. Malo? Žal, tudi v tem primeru, bo le okvir FullHD (1920 × 1080) zasedel nekaj MB. In koliko prostora traja film, ki traja 90 minut? Zato je slika stisnjena. Odločilec je v tem primeru zelo pomemben.

Mimogrede, kakšen je determinant matrike? To je polinom, ki združuje elemente kvadratne matrike na tak način, da se njegova vrednost ohranja pri prenosu in linearne kombinacije vrstic ali stolpcev. Matrika v tem primeru je matematični izraz, ki opisuje razporeditev pikslov, v katerih so njihove barve kodirane. Imenuje se kvadrat, ker je število vrstic in stolpcev v njej enako.

Zakaj je tako pomembno? Bistvo je, da se pri kodiranju uporablja Haarova transformacija. Dejansko je preoblikovanje Haarja rotacija točk na tak način, da jih je mogoče udobno in kompaktno kodirati. Posledično dobimo ortogonalno matriko, za dekodiranje katerega uporabimo determinant.

Zdaj bomo preučili glavno matrične vrste (kar je matrika sama, smo že ugotovili).

TN + film

Eden najcenejših in najpogostejših modelov zaslonov danes. Zanj je značilen relativno hiter odzivni čas, a slaba barvna izročitev. Težava je v tem, da so kristali v tej matriki razporejeni tako, da so koti gledanja majhni. Za boj proti temu pojavu je bil razvit poseben film, ki omogoča nekoliko širši kot gledanja.

Kristali v tej matriki so postavljeni v kolono in tako opozarjajo vojake na paradi. Kristali so zasukani v spiralo, tako da se odlično držijo med seboj. Da se plasti dobro držijo substrata, so na površini podlag izdelane posebne zareze.

Vsaka elektroda je opremljena z elektrodo, ki regulira napetost na njej. Če ni napetosti, se kristali vrtijo 90 stopinj, tako da svetloba svobodno prehaja skozi njih. Izkazalo se je običajno matriko belega piksla. Kaj je rdeče ali zeleno? Kako deluje?

Takoj, ko se napetost začne uporabljati, se spiralna vezava in kompresijsko razmerje neposredno odvisna od jakosti. Če je vrednost največja, kristali na splošno ne oddajajo svetlobe, kar ima za posledico črno ozadje. Da bi dobili sivo barvo in njene odtenke, se položaj kristalov v spiralo prilagodi tako, da prehaja nekaj svetlobe.

Mimogrede, v teh matrikah so privzeto vedno aktivirane vse barve, kar ima za posledico belo sliko. Zato je tako enostavno prepoznati zapisano piksel, ki se vedno prikaže kot svetla pika na monitorju. Glede na to, da je barvna reprodukcija takšnih matrik vedno problem, je tudi zelo težko doseči črno barvno kartiranje.

Da bi nekako popravili situacijo, so inženirji postavili kristale pod kotom 210 °, zaradi česar se je povečala kakovost barvne reprodukcije in odzivni čas. Toda v tem primeru ni bil brez prekrivanja: za razliko od klasičnih TN-matrik je prišlo do težave z belimi odtenki, barve pa so bile nejasne. Torej je bila tehnologija DSTN. Bistvo je, da se zaslon razdeli na dve polovici, od katerih je vsak posebej nadzorovan. Kakovost zaslona se je dramatično izboljšala, vendar so se povečale teža in stroški monitorjev.

To je tisto, kar je matrica v TN + prenosnem računalniku.

S-IPS

Podjetje Hitachi, pravilno obrabljen pomanjkljivosti prejšnjega tehnologije, odločila, da ne bi poskušali izboljšati, vendar le izumiti nekaj radikalno novega. Še posebej, da Gunther Baur leta 1971 ugotovili, da lahko kristale lahko postavi ni v obliki zvitih stolpcev in jih medsebojno vzporedno na stekleni substrat. Seveda, v tem primeru so tam tudi oddajne elektrode.

Če je prvi polarizacijski filter ni napetosti, svetloba svobodno prehaja skozi njo, a se odloži na drugem substratu, katerega ravnina polarizacije je vedno postavljena pod kotom 90 stopinj glede na prvo. Zaradi tega se hitrost odziva monitorja močno poveča, vendar je tudi črna barva črna, ne pa sprememba temno sive barve. Poleg tega je veliko dostojanstvo podaljšani koti pregled.

Slabosti tehnologije

Žal pa je kroženje kristalov, ki so vzporedne drug drugemu, trajalo veliko dlje. Zato je odzivni čas na starih modelih dosegel resnično ciklonsko vrednost, 35-25 ms! Včasih je bilo mogoče opazovati celo vlak iz kazalca, zato je bolje pozabiti na dinamične prizore v igračah in filmih.

Ker so elektrode nameščene na istem substratu, potrebuje veliko več elektrike, da se kristali obrnejo v želeni smeri. Zato vsi monitorji na osnovi IPS matrik redko dobijo Star Energy Star za gospodarstvo. Seveda, za osvetlitev ozadja je potrebno uporabiti tudi močnejše svetilke, kar nikakor ne izboljša situacije z večjo porabo električne energije.

Proizvodljivost izdelave takšnih matrik je visoka, zato so bili do nedavnega zelo, zelo dragi. Skratka, z vsemi prednostmi in slabostmi teh monitorjev so idealne za oblikovalce: barva kakovosti imajo odlično in odzivni čas v nekaterih primerih lahko prispevam.

To je matrika IPS.

MVA / PVA

Ker obe vrsti matrik imajo napake, ki jih ni mogoče odpraviti, je Fujitsu razvil novo tehnologijo. Pravzaprav je MVA / PVA modificirana različica IPS. Glavna razlika je elektroda. Nahajajo se na drugem substratu v obliki nekakšnih trikotnikov. Ta rešitev vam omogoča, da hitreje reagirate na kristale, da spremenite napetost, barvni upodabljanje pa je veliko boljše.

Kamere

In kakšna je matrika v fotoaparatu? V tem primeru je znan tudi kristalni kristal, ki je znana tudi kot napajalna vezana naprava (CCD). Več celic v matriki fotoaparata, bolje. Ko se odpre zaslon za kamero, skozi matriko prehaja pretok elektronov: več jih je, več je tokov močnejši. Skladno s tem se ne tvorijo temni deli toka. Območja matriksa, ki so občutljiva na določene barve, zato oblikujejo popolno sliko.

Mimogrede, in kaj je velikost matrike, če govorimo o računalnikih ali prenosnih računalnikih? To je preprosto - tako imenovano zaslonsko diagonalo.