Matrizes – o que é isso? Tipos de matrizes

Hoje é quase impossível encontrar uma pessoa que ainda use um monitor CRT ou uma velha TV com kinescope. Esta tecnologia substituiu rápida e exitosamente os modelos LCD, baseados em cristais líquidos. Mas as matrizes não são menos importantes. Quais são os cristais líquidos e as matrizes? Você aprenderá tudo isso em nosso artigo.

Pré-história

O mundo primeiro aprendeu sobre cristais líquidos em 1888, quando o famoso botânico Friedrich Rainitzer descobriu a existência de substâncias estranhas nas plantas. Ele ficou surpreso com o fato de que algumas substâncias, inicialmente possuindo uma estrutura cristalina, mudam completamente suas propriedades quando aquecidas.

Assim, a uma temperatura de 178 graus Celsius, a substância é inicialmente turva e depois completamente transformada em líquido. Mas a abertura não terminou lá. Descobriu-se que um líquido estranho é eletromagneticamente manifestado como um cristal. Foi então que apareceu o termo "cristal líquido".

O princípio das matrizes LCD

Esta é a base para o trabalho da matriz. O que é uma matriz? Este é um termo polysemântico. Um dos seus valores é uma tela de laptop, monitor LCD ou uma tela de TV moderna. Agora sabemos qual é o princípio do seu trabalho.

E é baseado na polarização usual da luz. Se você se lembra do curso de física da escola, então apenas é dito que algumas substâncias são capazes de transmitir luz de apenas um espectro. É por isso que dois polarizadores com um ângulo de 90 graus não podem transmitir luz. No caso de haver algum dispositivo entre eles que possa girar a luz, poderemos ajustar o brilho do brilho e outros parâmetros. Em geral, esta é a matriz mais simples.

Dispositivo Matrix Simplificado

O display LCD habitual sempre consistirá em várias peças permanentes:

• Luminárias para iluminação.
• Refletores que garantem a uniformidade da iluminação acima.
• Polarizadores.
• O substrato é feito de vidro, no qual os contatos condutores são depositados.
• Alguns dos cristais líquidos notórios.
• Outro polarizador e substrato.

Cada pixel desta matriz é formado a partir de pontos vermelhos, verdes e azuis, cuja combinação permite que você receba qualquer uma das cores disponíveis. Se você ativar tudo ao mesmo tempo, o resultado é branco. Por sinal, qual é a resolução da matriz? Este é o número de pixels nele (1280×1024, por exemplo).

Quais são as matrizes?

Simplificados, são passivos (simples) e ativos. Passivo – o mais simples, neles os pixels são disparados sequencialmente, de linha a linha. Conseqüentemente, ao tentar estabelecer a produção de displays com uma grande diagonal, descobriu-se que é necessário aumentar o comprimento dos condutores desproporcionalmente. Como resultado, não só o valor aumentou significativamente, mas a tensão também aumentou, o que levou a um aumento acentuado no número de interferências. Portanto, as matrizes passivas podem ser usadas apenas na fabricação de monitores baratos com uma pequena diagonal.

Variedades ativas de monitores, TFT, permitem que você controle cada (!) De milhões de pixels separadamente. O fato é que cada pixel é controlado por um transistor separado. Para evitar que a célula perca prematuramente sua carga, um capacitor separado é adicionado a ele. Claro, devido a tal esquema, foi possível reduzir o tempo de resposta de cada pixel várias vezes.

Justificação matemática

Em matemática, um objeto é chamado de matriz, escrita sob a forma de uma tabela cujos elementos estão na interseção de suas linhas e colunas. Deve-se notar que as matrizes geralmente são amplamente utilizadas em computadores. A mesma exibição pode ser tratada como uma matriz. Porque cada pixel possui certas coordenadas. Assim, qualquer imagem que é formada na exibição do laptop, há uma matriz, em células que contêm as cores de cada pixel.

Cada valor leva exatamente 1 byte de memória. Um pouco? Infelizmente, mesmo neste caso, apenas um quadro FullHD (1920 × 1080) ocupará um par de MB. E quanto espaço você precisa para um filme por 90 minutos? É por isso que a imagem está comprimida. O determinante é de grande importância neste caso.

Por sinal, o que é determinante de uma matriz? É um polinômio que combina os elementos de uma matriz quadrada de tal forma que seu valor é preservado ao transpor e combinações lineares de linhas ou colunas. Uma matriz neste caso é uma expressão matemática que descreve a disposição de pixels em que suas cores são codificadas. É chamado de quadrado porque o número de linhas e colunas nele é o mesmo.

Por que é tão importante? O ponto é que a transformação Haar é usada na codificação. Na verdade, a transformação de Haar é a rotação de pontos de forma a que eles possam ser codificados de forma conveniente e compacta. Como resultado, obtemos uma matriz ortogonal, para decodificar qual o determinante utilizado.

Agora consideramos os tipos básicos da matriz (o que é a própria matriz, já descobrimos).

TN + filme

Um dos modelos mais baratos e mais comuns de displays hoje. Caracteriza-se por um tempo de resposta relativamente rápido, mas sim por uma rendição de cores fraca. O problema é que os cristais nesta matriz estão dispostos de modo que os ângulos de visão sejam insignificantes. Para combater este fenômeno, um filme especial foi desenvolvido, o que nos permite expandir um pouco os ângulos de visão.

Os cristais nesta matriz estão alinhados em uma coluna, lembrando assim os soldados no desfile. Os cristais são torcidos em uma espiral, de modo que eles perfeitamente se agarram perfeitamente. Para que as camadas adiram bem aos substratos, são feitos entalhes especiais na superfície dos substratos.

Um eletrodo que regula a tensão sobre ele é fornecido a cada cristal. Se não houver tensão, então os cristais rodam 90 graus, de modo que a luz passe livremente através deles. Acontece uma matriz de pixels branca comum. O que é vermelho ou verde? Como funciona?

Assim que a tensão é aplicada, a espiral é comprimida e a taxa de compressão depende diretamente da amperagem. Se o valor for máximo, então os cristais geralmente não transmitem luz, resultando em um fundo preto. Para obter uma cor cinza e seus matizes, a posição dos cristais na espiral é ajustada de modo que uma certa quantidade de luz passa.

Por sinal, por padrão, todas as cores são sempre ativadas nessas matrizes, pelo que o pixel é branco. É por isso que é tão fácil identificar um pixel queimado que sempre aparece como um ponto brilhante no monitor. Considerando que a interpretação de cores de matrizes desse tipo é sempre um problema, também é muito difícil conseguir exibição em preto.

De certa forma, corrigiria a situação, os engenheiros colocaram os cristais em um ângulo de 210 °, pelo que a qualidade da renderização de cores e o tempo de resposta aumentaram. Mas, neste caso, também havia sobreposições: ao contrário das matrizes TN clássicas, surgiu um problema com tons de branco, as cores acabaram por ficar turvas. Então, havia tecnologia DSTN. A essência disso é que a exibição é dividida em duas metades, cada uma das quais é controlada separadamente. A qualidade da exibição melhorou drasticamente, mas o peso e o custo dos monitores aumentaram.

Isso é o que é uma matriz em um caderno do tipo de filme TN +.

S-IPS

A Hitachi, como deveria ter sofrido com as deficiências da tecnologia anterior, decidiu não tentar melhorá-la, mas simplesmente inventar algo radicalmente novo. Além disso, em 1971, Gunther Baur descobriu que os cristais podem ser colocados não sob a forma de colunas torcidas, mas empilhados paralelos entre si em um substrato de vidro. Claro, neste caso, os eletrodos transmissores também são fixados ali.

Se não houver tensão no primeiro filtro de polarização , a luz passa por ele livremente, mas permanece no segundo substrato, cujo plano de polarização está sempre em ângulo de 90 graus em relação ao primeiro. Devido a isso, não só a velocidade da resposta do monitor é amplamente aumentada, mas também a cor preta é realmente preta, e não a variação da tonalidade cinza escuro. Além disso, uma grande vantagem é o ângulo de visão expandido .

Desvantagens da tecnologia

Infelizmente, a rotação dos cristais, que são paralelas entre si, leva muito mais tempo. E porque o tempo de resposta em modelos mais antigos atingiu um valor verdadeiramente ciclópico, 35-25 ms! Às vezes, era possível observar até um trem a partir do cursor, e é melhor esquecer as cenas dinâmicas em brinquedos e filmes.

Uma vez que os eletrodos estão localizados no mesmo substrato, é necessário muito mais eletricidade para girar os cristais na direção desejada. É por isso que todos os monitores baseados em matrizes IPS raramente recebem a estrela da Energy Star para a economia. Claro, para a iluminação de fundo, também é necessário usar lâmpadas mais poderosas, e isso não melhora a situação com o aumento do consumo de eletricidade.

A fabricação de fabricação de tais matrizes é alta e, portanto, até recentemente elas eram muito, muito caras. Em suma, com todas as vantagens e desvantagens, tais monitores são ótimos para designers: a qualidade da interpretação de cores é excelente e, em alguns casos, a resposta pode ser sacrificada.

Isso é o que é uma matriz IPS.

MVA / PVA

Uma vez que ambos os tipos de matrizes acima têm falhas, o que é praticamente impossível de eliminar, a Fujitsu desenvolveu uma nova tecnologia. Na verdade, MVA / PVA é uma versão modificada do IPS. A principal diferença é o eletrodo. Eles estão localizados no segundo substrato sob a forma de um tipo de triângulos. Esta solução permite que você reaja mais rápido aos cristais para mudar a tensão e a renderização de cores é muito melhor.

Câmeras

E qual é a matriz na câmera? Neste caso, também é conhecido o chamado cristal de condutor, que também é conhecido como um dispositivo de acoplamento de carga (CCD). Quanto mais células na matriz da câmera , melhor. Quando o obturador da câmera se abre, um fluxo de elétrons passa pela matriz: quanto mais, mais a corrente é mais forte. Consequentemente, nas partes escuras da corrente não é formada. As partes da matriz que são sensíveis a certas cores, como resultado, formam uma imagem completa.

Por sinal, qual é o tamanho de uma matriz, se falamos de computadores ou laptops? É simples – a chamada diagonal.