Matrixes - ինչ է դա: Մաթրիսների տեսակները

Այսօր գրեթե անհնար է գտնել այն մարդը, որը դեռեւս օգտագործում է CRT մոնիտոր կամ հին կինոնկոֆ հեռուստացույց: Այս տեխնոլոգիան արագ եւ հաջողությամբ փոխարինեց LCD մոդելները, որոնք հիմնված են հեղուկ բյուրեղների վրա: Բայց մաթեմատիկան պակաս կարեւոր չէ: Ինչպիսին են հեղուկ բյուրեղները եւ մաթրիտները: Դուք կստանաք այս ամենը մեր հոդվածից:

Նախապատմություն

Աշխարհը առաջինը ծանոթացավ հեղուկ բյուրեղների մասին 1888 թվականին, երբ հայտնի բուսաբան Ֆրիդրիխ Ռեյնջիտերը հայտնաբերեց բույսերի տարօրինակ նյութերի առկայությունը: Նա զարմանում էր, որ որոշ նյութեր, որոնք սկզբում ունեին բյուրեղային կառուցվածք, ամբողջովին փոխում են իրենց հատկությունները, երբ ջեռուցվում են:

Այսպիսով, 178 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում, նյութը առաջին լարումն է, ապա ամբողջովին փոխակերպվում է հեղուկ: Սակայն բացումը չի ավարտվել: Պարզվեց, որ տարօրինակ հեղուկը էլեկտրամագնիսական կերպով արտահայտում է որպես բյուրեղյա: Այն ժամանակ այն ժամանակ հայտնվեց «հեղուկ բյուրեղ» տերմինը:

LCD- մաթրիսների սկզբունքը

Սա մատրիցիայի աշխատանքի հիմքն է: Ինչ է մատրիցը: Սա պոլիսեմանտական տերմին է: Նրա արժեքներից մեկը նոութբուքի էկրանն է, LCD- մոնիտորը կամ ժամանակակից հեռուստացույցը: Այժմ մենք գիտենք, թե ինչի վրա է հիմնված իրենց աշխատանքի սկզբունքը:

Եվ դա հիմնված է լույսի սովորական բեւեռացման վրա: Եթե հիշում եք դպրոցի ֆիզիկայի դասընթացը, ապա պարզապես ասվում է, որ որոշ նյութեր ունակ են միայն մեկ սպեկտրի լույսը փոխանցելու համար: Դրա համար էլ 90 աստիճանի անկյունում երկու polarizers չի կարող անցնել լույսը: Այն դեպքում, երբ նրանց միջեւ կա մի սարք, որը կարող է լույսը դարձնել, մենք կկարողանանք հարմարեցնել լուսավորության եւ այլ պարամետրերի պայծառությունը: Ընդհանուր առմամբ սա ամենապարզ մատրիցն է:

Պարզեցված Matrix սարքը

Սովորական LCD էկրանը միշտ բաղկացած է մի քանի մշտական մասերից.

• Լամպերի լուսավորման համար:
• Ռեֆլեկտորները, որոնք ապահովում են վերը նշված լուսավորության միատեսակությունը:
• Polarizers.
• Սալը պատրաստված է ապակուց, որի վրա անցկացվում են հաղորդակցական շփումները:
• Որոշ հեղինակային հեղուկ բյուրեղներ:
• Մեկ այլ բեւեռացնող եւ ենթաշերտ:

Այս մատրիցայի յուրաքանչյուր փիքսելը ձեւավորվում է կարմիր, կանաչ եւ կապույտ կետերից, որոնց համադրությունը թույլ է տալիս ստանալ ցանկացած մատչելի գույներ: Եթե դուք ամեն ինչ միացնում եք միեւնույն ժամանակ, արդյունքը սպիտակ է: Ի դեպ, ինչ է մատրիցիայի լուծումը: Սա թվային պատկերների թվին է (1280x1024, օրինակ):

Ինչ են մաթեմատիկան:

Պարզեցված են նրանք պասիվ (պարզ) եւ ակտիվ: Պասիվ - ամենապարզ, նրանց մեջ պիքսելները հերթականությամբ են սկսվում, գծից մինչեւ գծի: Համապատասխանաբար, երբ մեծ դիակաձեւով ցուցադրման արտադրանքը փորձելու համար պարզել է, որ անհրաժեշտ է մեծացնել դիրիժորների երկարությունը անհամաչափ: Արդյունքում ոչ միայն զգալիորեն ավելացել է արժեքը, այլեւ ավելացել է լարումը, ինչը հանգեցրեց միջամտության քանակի կտրուկ աճին: Հետեւաբար, պասիվ մաթրսիսները կարող են օգտագործվել միայն փոքրիկ անկյունագծով անսահման մոնիտորների արտադրության մեջ:

Մոնիտորների, TFT- ի ակտիվ սորտերը թույլ են տալիս Ձեզ վերահսկել յուրաքանչյուրը (!) Միլիոնավոր պիքսելների առանձին: Փաստն այն է, որ յուրաքանչյուր փիքսելը վերահսկվում է առանձին տրանզիստորի կողմից: Բջիջը վաղաժամ կորցնելու մեղադրանքը կանխելու համար ավելացվում է առանձին կոնդենսատոր: Իհարկե, նման սխեմայի շնորհիվ հնարավոր է նվազեցնել յուրաքանչյուր փիքսելի արձագանքման ժամանակը մի քանի անգամ:

Մաթեմատիկական հիմնավորում

Մաթեմատիկայում օբյեկտը կոչվում է մատրիցա, որը գրված է սեղանի ձեւով, որի տարրերը գտնվում են իր տողերի եւ սյունակների խաչմերուկում: Պետք է նշել, որ համակարգիչները սովորաբար տարածվում են համակարգչում: Նույն դրույթը կարելի է դիտարկել որպես մատրիցա: Քանի որ յուրաքանչյուր պիքսել ունի որոշակի կոորդինատներ: Այսպիսով, ցանկացած պատկեր, որը ձեւավորվում է նոութբուքի էկրանին, կա մատրիցա, բջիջներում, որոնք պարունակում են յուրաքանչյուր փիքսելի գույները:

Յուրաքանչյուր արժեքը տեւում է ընդամենը 1 բայտ: Մի քիչ: Վատ, նույնիսկ այս դեպքում միայն FullHD շրջանակը (1920 × 1080) կստանա մի քանի ՄԲ: Իսկ 90 րոպեի համար որքան տարածք է հարկավոր ֆիլմի համար: Դրա համար էլ պատկերը սեղմված է: Այս դեպքում մեծ նշանակություն ունի որոշիչը:

Ի դեպ, ինչ է որոշում matrix- ի: Դա բազմակողմանի է, որը միավորում է քառակուսի մատրիցայի տարրերը այնպես, որ դրա արժեքը պահպանվի, երբ տատանվում եւ տողերի կամ սյունակների գծային համակցությունները: Այս դեպքում մատրիցան մաթեմատիկական արտահայտություն է, որը նկարագրում է պիքսելների պայմանավորվածությունը, որտեղ դրանց գույնը կոդավորված է: Այն կոչվում է քառակուսի, քանի որ այն շարքերում եւ սյունակներում նույնն է:

Ինչու է դա այդքան կարեւոր: Բանն այն է, որ Haar- ի վերափոխումը օգտագործվում է կոդավորման մեջ: Իրականում, Haar- ի վերափոխումը կետերի ռոտացիան այնպես է, որ դրանք կարող են հարմար եւ կոմպակտ կերպով կոդավորվել: Արդյունքում ստացվում է ուղղահայաց մատրիցիա, որը որոշիչն օգտագործվում է վերծանման համար:

Այժմ մենք համարում ենք matrix- ի հիմնական տիպերը (ինչ է մատրիցը, մենք արդեն պարզել ենք):

TN + ֆիլմը

Այսօրվա ամենաթանկ եւ ամենատարածված մոդելներից մեկը: Այն բնութագրվում է համեմատաբար արագ արձագանքման ժամանակով, բայց բավականին վատ գունային դրսեւորմամբ: Խնդիրն այն է, որ այս մատրիցայի բյուրեղները կազմված են այնպես, որ դիտողական անկյունները աննշան լինեն: Այս երեւույթի դեմ պայքարելու համար հատուկ ֆիլմ է մշակվել, որը թույլ է տալիս մի փոքր ընդլայնել դիտարկումների անկյունները:

Այս մատրիցայի բյուրեղները շարադրված են սյունակում, ուստի հիշեցնում զինվորներին շքերթում: Բյուրեղները խեղաթյուրված են պարույրով, այնպես որ նրանք միանգամայն լավ են կապում միմյանց: Ապահովել, որ շերտերը լավ տեղադրվեն սուբստրատի վրա, հատուկ աղյուսակները պատրաստվում են սալերի մակերեսին:

Ամեն մի բյուրեղին մատակարարվում է էլեկտրոդ, որը կարգավորում է լարումը: Եթե լարվածություն չկա, ապա բյուրեղները 90 աստիճան պտտվում են, ուստի լույսը ազատորեն անցնում է: Ստացվում է սովորական սպիտակ փիքսելային մատրից: Ինչ է կարմիր կամ կանաչ: Ինչպես է այն աշխատում:

Երբ լարման կիրառվում է, պարույրը սեղմվում է, եւ սեղմման գործակիցը անմիջապես կախված է amperage- ից: Եթե արժեքը առավելագույնն է, ապա բյուրեղները սովորաբար չեն փոխանցում լույսը, ինչի արդյունքում սեւ ֆոն է: Մոխրագույն գույն եւ գորշ գույն ստանալու համար պարուրաձեւ բյուրեղների դիրքը ճշգրտվում է այնպես, որ որոշակի լույսի անցնում են:

Ի դեպ, ըստ ստանդարտի, բոլոր գույները միշտ ակտիվացված են այս նյութերի մեջ, որի արդյունքում էլփոստը սպիտակ է: Ահա թե ինչու է այդքան հեշտ պարզել այրված փիքսելը, որը մշտապես հայտնվում է որպես վառ կետ: Հաշվի առնելով, որ այս տեսակի մաթրսերի գույնի ներկայացումը միշտ էլ խնդիր է, այնուամենայնիվ շատ դժվար է հասնել սեւ ցուցադրությանը:

Իրավիճակը որոշակիորեն կարգավորելու համար ինժեներները բյուրեղները տեղադրեցին 210 ° անկյունով, որի արդյունքում գունային թողարկման որակը եւ պատասխան ժամանակը ավելացան: Բայց այս դեպքում նույնպես կա համընկնումներ. Ի տարբերություն դասական TN- մաթրիսների, խնդիր առաջացավ սպիտակ ստվերներով, գույները հայտնվեցին բծախնդրության: Այսպիսով, գոյություն ունեցավ DSTN տեխնոլոգիան: Դրա էությունը այն է, որ ցուցադրումը բաժանված է երկու կիսաեզրափակիչ, որոնցից յուրաքանչյուրը վերահսկվում է առանձին: Ցուցադրման որակը զգալիորեն բարելավվել է, սակայն մոնիտորների քաշը եւ արժեքը մեծացել է:

Դա այն է, ինչ TN + ֆիլմի տեսակի նոթատետրում կա մատրից:

S-IPS- ը

Հիտաչին, քանի որ այն պետք է տուժի նախորդ տեխնոլոգիայի թերությունների պատճառով, որոշեց չմտածել այն այլեւս ոչ թե բարելավելու, այլ պարզապես արմատապես նոր բան հորինել: Ավելին, 1971 թ. Գյունտեր Բաուրը պարզել է, որ բյուրեղները կարող են տեղադրվել ոչ թե կոտրված սյուների տեսքով, այլ միմյանց զուգահեռաբար ապակե սալիկի վրա: Իհարկե, այս դեպքում էլ փոխանցման էլեկտրոդները նույնպես ամրագրված են:

Եթե առաջին բեւեռացման ֆիլտրում լարվածություն չկա, լույսն անցնում է ազատորեն, բայց այն երկրորդ ենթատեքստում կախված է, որի բեւեռացման հարթությունը միշտ գտնվում է 90 աստիճանի անկյան տակ, առաջինի նկատմամբ: Դրա շնորհիվ ոչ միայն մոնիտորի արձագանքի արագությունը կտրուկ ավելացել է, այլեւ սեւ գույնը իսկապես սեւ է, եւ ոչ թե մուգ մոխրագույն երանգի տատանումները: Բացի այդ, մեծ առավելություն է ընդլայնված դիտարկումների անկյունները :

Տեխնոլոգիայի թերությունները

Ահա, բյուրեղների ռոտացիան, որոնք զուգահեռ են միմյանց հետ, շատ ավելի երկար են տեւում: Եվ քանի որ հին մոդելների արձագանքման ժամանակը հասել է իսկապես ցիկլոպյան արժեք, 35-25 ms! Երբեմն կարելի էր դիտել նույնիսկ կուրսորը հետեւել գնացքը, եւ ավելի լավ է մոռանալ խաղալիքների եւ ֆիլմերի դինամիկ տեսարանների մասին:

Քանի որ էլեկտրոդները տեղակայված են միեւնույն սալերից, բյուրեղները ցանկալի ուղղությամբ շրջելու համար անհրաժեշտ է ավելի շատ էլեկտրականություն: Ահա թե ինչու IPS-մատրիցաների վրա հիմնված բոլոր մոնիտորները հազվադեպ են ստանում Energy Star աստղը տնտեսության համար: Իհարկե, լուսավորության համար անհրաժեշտ է նաեւ ավելի հզոր լամպեր օգտագործել, եւ դա ոչ մի կերպ չի բարելավում վիճակը էլեկտրաէներգիայի ավելացման հետ կապված:

Նմանատիպ նյութերի արտադրության արտադրողականությունը բարձր է, եւ, հետեւաբար, մինչեւ վերջերս դրանք շատ, շատ թանկ են: Կարճ ասած, բոլոր առավելություններն ու թերությունները, այդպիսի մոնիտորները մեծ են դիզայներների համար: գույնի վերափոխման որակը գերազանց է, եւ որոշ դեպքերում պատասխանը կարող է զոհաբերվել:

Ահա թե ինչ է IPS մատրիցը:

MVA / PVA

Քանի որ վերոնշյալ երկու տեսակի matris- ները ունեն թերություններ, որոնք փաստորեն անհնարին են վերացնել, Fujitsu- ն մշակել է նոր տեխնոլոգիա: Փաստորեն MVA / PVA- ը IPS- ի փոփոխված տարբերակն է: Հիմնական տարբերությունը էլեկտրոդներն են: Նրանք գտնվում են երկրորդ հատակին, մի տեսակ եռանկյունների տեսքով: Այս լուծումը թույլ է տալիս ավելի արագ արձագանքել բյուրեղներին, փոխելու լարումը եւ գունային մատուցումը շատ ավելի լավ է:

Տեսախցիկներ

Եվ ինչ է տեսախցիկի մատրիցը: Այս դեպքում հայտնի է նաեւ այսպես կոչված դիրիժորի բյուրեղը, որը նաեւ հայտնի է որպես լիցքավորող սարք (CCD): Տեսախցիկի մատրիցայինում ավելի շատ բջիջներ, այնքան լավ: Երբ տեսախցիկի կափարիչը բացվում է, էլեկտրոնների հոսքը անցնում է մատրիցով. Նրանցից ավելին, այնքան ավելի ուժեղ է: Հետեւաբար, ներկայիս մութ մասերում չի ձեւավորվում: Մատրիկի մասերը, որոնք որոշակի գույնի զգայուն են, արդյունքում, ամբողջական պատկեր են կազմում:

Ի դեպ, ինչ է մատրիցայի չափը, եթե խոսենք համակարգիչների կամ նոութբուքերի մասին: Դա պարզ է, այսպես կոչված, էկրանին շեղանկյուն: