Saat ini hampir tidak mungkin menemukan orang yang masih menggunakan monitor CRT atau TV CRT lama. Teknik ini dengan cepat dan berhasil digantikan oleh model LCD berbasis kristal cair. Tapi matriks tidak kalah pentingnya. Apa itu kristal cair dan matriks? Anda akan mempelajari semua ini dari artikel kami.
Latar Belakang
Untuk pertama kalinya dunia mengetahui tentang kristal cair pada tahun 1888, ketika ahli botani terkenal Friedrich Reinitzer menemukan keberadaan zat aneh pada tumbuhan. Dia heran bahwa beberapa zat, yang awalnya memiliki struktur kristal, berubah sifat sepenuhnya ketika dipanaskan.
Jadi, pada suhu 178 derajat Celcius, zat tersebut mula-mula menjadi keruh, kemudian sepenuhnya berubah menjadi cair. Tapi penemuan tidak berakhir di situ. Ternyata cairan aneh itu secara elektromagnetik memanifestasikan dirinya sebagai kristal. Saat itulah istilah "kristal cair" muncul.
Cara kerja matriks LCD
Inilah yang menjadi dasar matriks. Apa itu matriks? diaistilah yang ambigu. Salah satu artinya adalah tampilan laptop, monitor LCD atau layar TV modern. Sekarang kita akan mencari tahu apa prinsip kerja mereka.
Dan ini didasarkan pada polarisasi cahaya biasa. Jika Anda ingat pelajaran fisika sekolah, maka itu hanya memberitahu bahwa beberapa zat mampu mentransmisikan cahaya hanya dari satu spektrum. Itulah sebabnya dua polarizer pada sudut 90 derajat mungkin tidak mentransmisikan cahaya sama sekali. Dalam kasus ketika ada beberapa perangkat di antara mereka yang dapat menyalakan lampu, kami akan dapat menyesuaikan kecerahan cahaya dan parameter lainnya. Secara umum, ini adalah matriks paling sederhana.
susunan matriks yang disederhanakan
Tampilan LCD normal akan selalu terdiri dari beberapa bagian permanen:
- Lampu iluminasi.
- Reflektor yang memastikan keseragaman iluminasi di atas.
- Polarizer.
- Substrat kaca dengan kontak konduktif.
- Beberapa kristal cair terkenal.
- Polarizer dan substrat lain.
Setiap piksel dari matriks semacam itu terbentuk dari titik-titik merah, hijau dan biru, kombinasi yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan warna yang tersedia. Jika Anda menyalakan semuanya secara bersamaan, hasilnya adalah putih. Omong-omong, apa resolusi matriks? Ini adalah jumlah piksel di dalamnya (1280x1024, misalnya).
Apa itu matriks?
Sederhananya, mereka pasif (sederhana) dan aktif. Pasif - yang paling sederhana, di dalamnyapiksel menyala secara berurutan, baris demi baris. Oleh karena itu, ketika mencoba membuat produksi layar dengan diagonal besar, ternyata perlu untuk meningkatkan panjang konduktor secara tidak proporsional. Akibatnya, biaya tidak hanya meningkat secara signifikan, tetapi tegangan juga meningkat, yang menyebabkan peningkatan tajam dalam jumlah gangguan. Oleh karena itu, matriks pasif hanya dapat digunakan dalam produksi monitor murah dengan diagonal kecil.
Variasi monitor aktif, TFT, memungkinkan Anda mengontrol setiap (!) Dari jutaan piksel secara terpisah. Faktanya adalah bahwa setiap piksel dikendalikan oleh transistor terpisah. Untuk mencegah sel kehilangan muatan sebelum waktunya, kapasitor terpisah ditambahkan ke dalamnya. Tentu saja, karena skema seperti itu, waktu respons setiap piksel dapat dikurangi secara signifikan.
Pembenaran matematis
Dalam matematika, matriks adalah suatu objek yang ditulis sebagai tabel, yang elemen-elemennya berada di persimpangan baris dan kolomnya. Perlu dicatat bahwa matriks umumnya banyak digunakan di komputer. Tampilan yang sama dapat diartikan sebagai matriks. Karena setiap piksel memiliki koordinat tertentu. Jadi, setiap gambar yang terbentuk pada layar laptop adalah matriks, yang sel-selnya berisi warna setiap piksel.
Setiap nilai membutuhkan tepat 1 byte memori. Sedikit? Sayangnya, bahkan dalam kasus ini, hanya satu bingkai FullHD (1920 × 1080) yang membutuhkan beberapa MB. Berapa banyak ruang yang Anda butuhkan untuk film berdurasi 90 menit? Itu sebabnyagambar dikompresi. Dalam hal ini, determinannya sangat penting.
Ngomong-ngomong, apa determinan matriksnya? Ini adalah polinomial yang menggabungkan elemen-elemen matriks persegi sedemikian rupa sehingga nilainya dipertahankan melalui transposisi dan kombinasi linier baris atau kolom. Dalam hal ini, matriks dipahami sebagai ekspresi matematis yang menggambarkan susunan piksel di mana warnanya dikodekan. Disebut persegi karena jumlah baris dan kolom di dalamnya sama.
Mengapa ini begitu penting? Faktanya adalah bahwa transformasi Haar digunakan dalam pengkodean. Pada dasarnya, transformasi Haar adalah tentang memutar titik sedemikian rupa sehingga mereka dapat dengan mudah dan kompak dikodekan. Akibatnya, matriks ortogonal diperoleh, untuk decoding yang determinannya digunakan.
Sekarang kita akan melihat tipe-tipe utama dari matriks (kita telah mengetahui apa itu matriks itu sendiri).
TN+film
Salah satu model tampilan termurah dan paling umum saat ini. Ini memiliki waktu respons yang relatif cepat, tetapi reproduksi warna yang buruk. Masalahnya adalah kristal dalam matriks ini terletak sedemikian rupa sehingga sudut pandangnya dapat diabaikan. Untuk mengatasi fenomena ini, film khusus telah dikembangkan yang memungkinkan sudut pandang sedikit lebih lebar.
Kristal dalam matriks ini disusun dalam kolom, sehingga menyerupai tentara yang sedang berparade. Kristal dipelintir menjadi spiral, berkat itu mereka saling menempel erat. Agar lapisan menempel dengan baik ke substrat, khusustakik.
Sebuah elektroda terhubung ke setiap kristal, yang mengatur tegangan di atasnya. Jika tidak ada tegangan, maka kristal berputar 90 derajat, akibatnya cahaya melewatinya dengan bebas. Ternyata piksel putih biasa dari matriks. Apa itu merah atau hijau? Bagaimana cara kerjanya?
Begitu tegangan diterapkan, spiral dikompresi, dan tingkat kompresi secara langsung tergantung pada kekuatan arus. Jika nilainya maksimum, maka kristal umumnya berhenti mengirimkan cahaya, menghasilkan latar belakang hitam. Untuk mendapatkan warna abu-abu dan gradasinya, posisi kristal dalam spiral diatur sedemikian rupa sehingga membiarkan sedikit cahaya masuk.
Omong-omong, secara default, semua warna selalu diaktifkan dalam matriks ini, menghasilkan piksel putih. Itulah mengapa sangat mudah untuk mengidentifikasi piksel yang terbakar, yang selalu muncul sebagai titik terang di monitor. Mengingat matriks jenis ini selalu memiliki masalah dengan reproduksi warna, sangat sulit untuk mendapatkan tampilan hitam juga.
Untuk memperbaiki situasi, para insinyur menempatkan kristal pada sudut 210 °, menghasilkan peningkatan kualitas warna dan waktu respons. Tetapi bahkan dalam kasus ini, ada beberapa tumpang tindih: tidak seperti matriks TN klasik, ada masalah dengan nuansa putih, warnanya menjadi pudar. Ini adalah bagaimana teknologi DSTN lahir. Esensinya adalah tampilan dibagi menjadi dua bagian, yang masing-masing dikontrol secara terpisah. Kualitas tampilan telah meningkat secara dramatis, tetapimenambah berat dan biaya monitor.
Inilah yang dimaksud matriks pada laptop tipe TN+film.
S-IPS
Hitachi, setelah cukup menderita dari kekurangan teknologi sebelumnya, memutuskan untuk tidak mencoba memperbaikinya lagi, tetapi hanya menciptakan sesuatu yang baru secara radikal. Selain itu, pada tahun 1971 Günter Baur menemukan bahwa kristal tidak dapat ditempatkan dalam bentuk kolom bengkok, tetapi diletakkan sejajar satu sama lain di atas substrat kaca. Tentu saja, dalam hal ini, elektroda pemancar juga dipasang di sana.
Jika tidak ada tegangan pada filter polarisasi pertama, cahaya melewatinya dengan bebas, tetapi tertahan pada substrat kedua, bidang polarisasinya selalu membentuk sudut 90 derajat terhadap substrat pertama. Karena itu, tidak hanya kecepatan respons monitor yang meningkat secara dramatis, tetapi warna hitamnya benar-benar hitam, dan bukan variasi warna abu-abu gelap. Selain itu, sudut pandang yang diperluas merupakan keuntungan besar.
Kelemahan teknologi
Sayangnya, tetapi rotasi kristal, yang sejajar satu sama lain, membutuhkan lebih banyak waktu. Dan oleh karena itu, waktu respons pada model lama mencapai nilai yang benar-benar cyclopean, 35-25 ms! Kadang-kadang bahkan mungkin untuk mengamati lingkaran dari kursor, dan lebih baik bagi pengguna untuk melupakan adegan dinamis dalam mainan dan film.
Karena elektroda berada pada substrat yang sama, lebih banyak daya yang diperlukan untuk memutar kristal ke arah yang diperlukan. Dan karena itu segalanyaMonitor IPS jarang mendapatkan Energy Star untuk ekonomi. Tentu saja, untuk menerangi media juga memerlukan penggunaan lampu yang lebih kuat, dan ini tidak memperbaiki situasi dengan peningkatan konsumsi daya.
Kemampuan manufaktur dari matriks tersebut tinggi, dan oleh karena itu, sampai saat ini, matriks tersebut sangat, sangat mahal. Singkatnya, dengan segala kelebihan dan kekurangannya, monitor ini sangat bagus untuk para desainer: kualitas warnanya sangat bagus, dan waktu respons dapat dikorbankan dalam beberapa kasus.
Inilah panel IPS.
MVA/PVA
Karena kedua jenis sensor di atas memiliki kekurangan yang hampir tidak mungkin dihilangkan, Fujitsu telah mengembangkan teknologi baru. Padahal, MVA/PVA adalah versi modifikasi dari IPS. Perbedaan utama adalah elektroda. Mereka terletak di substrat kedua dalam bentuk segitiga yang aneh. Solusi ini memungkinkan kristal untuk merespon lebih cepat terhadap perubahan tegangan, dan rendering warna menjadi jauh lebih baik.
Kamera
Dan apa itu matriks dalam kamera? Dalam hal ini, ini adalah nama kristal konduktor, yang juga dikenal sebagai perangkat charge-coupled (CCD). Semakin banyak sel dalam matriks kamera, semakin baik. Saat rana kamera terbuka, aliran elektron melewati matriks: semakin banyak, semakin kuat arus yang terjadi. Dengan demikian, tidak ada arus yang terbentuk di bagian gelap. Area matriks yang peka terhadap warna tertentu, dihasilkan dan bentuklah gambar yang utuh.
Ngomong-ngomong, berapa ukuran matriksnya, jika kita berbicara tentang komputer atau laptop? Sederhana - ini adalah nama diagonal layar.
