Matrix – was ist das? Arten von Matrizen

Heute ist es fast unmöglich, jemanden zu finden, der einen CRT-Monitor noch genossen würde oder einen alten CRT-Fernseher. Diese Technik schnell und erfolgreich die LCD-Modelle verdrängt, die auf Flüssigkristallen basieren. Aber nicht weniger wichtig Matrix. Was ist die Flüssigkristalle und die Matrix? All dies werden Sie von diesem Artikel erfahren.

Vorgeschichte

Zum ersten Mal auf der Flüssigkristalle an, erfuhr die Welt im Jahr 1888, als der berühmte Botaniker Friedrich Raynittser die Existenz fremder Substanzen in Pflanzen entdeckt. Seine erstaunt, dass einige Substanzen, zunächst mit einer kristallinen Struktur, wenn sie vollständig erhitzt ihre Eigenschaften ändern.

Somit ist die erste Substanz mutnelo bei einer Temperatur von 178 Grad Celsius und dann vollständig in Flüssigkeit umgewandelt. Aber die Entdeckung noch nicht zu Ende. Es wurde festgestellt, dass seltsame Flüssigkeit in elektromagnetische Beziehung manifestiert sich als Kristall. Es war dann, dass der Begriff ‚Flüssigkristall‘.

Das Funktionsprinzip einer LCD-Matrix

In dieser Arbeit und Matrix auf. Was ist die Matrix? Dieser mehrwertige Begriff. Eines seiner Werte – Notebook-Panel, LCD-Monitor oder der Bildschirm des modernen TV. Jetzt finden wir heraus, auf denen das Prinzip ihrer Arbeit.

Und es basiert auf einem herkömmlichen Lichtpolarisation. Wenn Sie High-School-Physik erinnern, es sagt nur, dass einige Substanzen, die Licht nur ein Spektrum zu übertragen. Deshalb sind die beiden Polarisatoren 90 Grad im Allgemeinen kein Licht übertragen kann. Für den Fall, dass zwischen einem Gerät, das dem Licht drehen kann, werden wir in der Lage sein, um die Helligkeit und andere Parameter befindet. In der Regel ist dies eine einfache Matrix.

Vereinfachte Geräte Matrizen

Herkömmliche LCD wird immer besteht aus mehreren permanenten Sektionen:

• Hintergrundbeleuchtung.
• Reflektoren, die Gleichförmigkeit der Beleuchtung liefern oben erwähnt.
• Polarisatoren.
• Das Substrat aus Glas, auf denen die leitenden Kontakte.
• Eine Menge von Flüssigkristall berüchtigt.
• Ein weiterer Polarisator und das Substrat.

Jedes Pixel einer solchen Matrix aus roten, grünen und blauen Pixel gebildet wird, wobei die Kombination davon erzeugt jede der verfügbaren Farben. Wenn Sie auf einmal drehen, ist das Ergebnis weiß. By the way, was ist die Auflösung der Matrix? Diese Anzahl von darin enthaltenen Pixeln (1280×1024, zum Beispiel).

Was ist die Matrix?

In einer vereinfachten Form, sie sind passive (einfach) und aktiv. Passive – die einfach in ihren Pixel in der Reihenfolge aktiviert werden, von Zeile zu Zeile. Dementsprechend wird bei Versuchen, die Produktion von Displays mit großen Diagonale zu etablieren bekannt, dass überproportionalen Anstieg hat die Länge des Leiters. Als Ergebnis erhöht sich nicht nur erheblich die Kosten, sondern auch Spannung zu erhöhen, zu starken Anstieg der Störungen führt. Eine passive Matrix kann daher nur bei der Herstellung von kostengünstigen Displays mit einer kleinen Diagonale verwendet werden.

Aktive Spezies Monitore, TFT, können Sie sich verwalten (!) Millionen Pixel einzeln. Die Tatsache, dass jedes Pixel einen separaten Transistor arbeitet. Zelle vorzeitig Ladung zu verlieren, zu denen einen separaten Kondensator hinzugefügt. Natürlich auf Kosten eines solchen Systems es wiederholt versäumt, die Antwortzeit jedes Pixels zu reduzieren.

mathematische Begründung

In der Mathematik ist eine Matrix, ein Objekt in einer Tabelle, deren Einträge aufgezeichnet sind am Schnittpunkt der Zeilen und Spalten angeordnet. Es soll beachtet werden, dass die Matrizen im allgemeinen in Computern weit verbreitet. Die gleiche Anzeige kann als Matrix interpretiert werden. Da jedes Pixel hat bestimmte Koordinaten. Somit jedes Bild, das auf einem Laptop-Display ausgebildet ist, in dem eine Matrix, die Zellen Farbe jeden Pixel enthalten ist.

Jeder Wert nimmt genau 1 Byte Speicher. Ein wenig? Ach, aber auch in diesem Fall nur ein Rahmen FullHD (1920 × 1080) wird ein Paar MB belegen. Und wie viel Speicherplatz benötigen Sie für den Film bis 90 Minuten? Deshalb ist das Bild komprimiert wird. Sehr große Bedeutung ist bestimmend.

By the way, was ist die Determinante der Matrix? Dieses Polynom Element einer quadratischen Matrix kombiniert, so dass sein Wert bei der Umsetzung und Linearkombinationen von Zeilen oder Spalten gespeichert ist. Unter der Matrix in diesem Fall ist es den mathematischen Ausdruck beschreibt, die die Anordnung von Pixeln verstanden, bei dem die Farbe kodiert. Quadrieren, weil die Anzahl der Zeilen und Spalten in ihm ebenso genannt wird.

Warum ist das so wichtig? Die Tatsache, dass die Codierung verwendete Haar-Transformation. In der Tat, Transformation Haar – es ist, die Wendepunkte, so dass sie bequem sein kann und kompakt kodieren. Das Ergebnis ist eine orthogonale Matrix, für die Decodierung der Zeit als Determinante verwendet wird.

Nun betrachten wir die wichtigsten Arten von Matrix (dh die Matrix selbst, wir haben gesehen).

TN + Film

Einer der häufigsten und billig zeigt nun Modelle. Es hat eine relativ schnelle Reaktionszeit, sondern eine schlechte Farbwiedergabe. Das Problem ist, dass die Kristalle in der Matrix angeordnet ist, so dass die Betrachtungswinkel vernachlässigbar erhalten werden. Um dieses Phänomen zu bekämpfen, haben wir eine spezielle Folie, die die Anzahl der Blickwinkel erweitern läßt.

Die Kristalle in der Matrix ist in einer Spalte angeordnet, wodurch die Soldaten auf Parade erinnert. Die Kristalle werden in eine Spirale verdreht, so perfekt klammern sich eng aneinander. Die Schichten sind auch angrenzend an das Substrat, auf der Oberfläche des letzteren eine besondere Aussparung macht.

Jeder Kristall gebracht wird Elektrode die Spannung über sie zu regulieren. Wenn keine Spannung vorhanden ist, werden die Kristalle um 90 Grad gedreht, wodurch das Licht ungehindert durch sie hindurchgeht. Es stellt sich eine normale weiße Pixelmatrix. Was ist rot oder grün? Wie sich herausstellt?

Sobald Energie versorgt wird , komprimiert helix, das Verdichtungsverhältnis ist abhängig von der Stromstärke. Wenn der Maximalwert ist, hört die Kristalle im allgemeinen Licht zu übertragen, was zu einem schwarzen Hintergrund. Um eine graue Farbe und Schattierungen, die Lage der Kristalle in der Spirale erhalten wird so eingestellt, dass eine bestimmte Menge an Licht, das sie übergaben.

By the way, ist die Standardeinstellung in dieser Matrizen immer alle Farben aktiviert ist, in einem weißen Pixel führt. Deshalb ist es so einfach, die verbrannt Pixel zu identifizieren, die manifestiert sich immer in Form von hellen Punkten auf dem Monitor. Da eine Farbwiedergabe der Matrizen dieser Art ist immer ein Problem, ist es sehr schwer zu erreichen und schwarz angezeigt werden soll.

Um irgendwie richtige Position, Ingenieure Kristalle in einem Winkel von 210 °, wobei die Farbqualität und Reaktionszeit erhöht positioniert. Aber in diesem Fall ist, ohne Futter nicht gewesen: Im Gegensatz zu den klassischen TN-Matrizen haben ein Problem mit Schattierungen von Weiß, die Farben verwaschen. So eine DSTN-Technologie. Sein Wesen besteht darin, dass das Display in zwei Hälften geteilt ist, die jeweils separat gesteuert wird. Die Anzeigequalität hat sich dramatisch verbessert, aber Gewicht und die Kosten der Monitore erhöht.

Das ist, was die Matrix ist in dem Laptop TN + Film-Typ.

S-IPS

Firma Hitachi, richtig die Mängel der bisherigen Technik verschleißen, beschlossen, nicht zu versuchen, sie zu verbessern, sondern einfach etwas radikal Neues zu erfinden. Vor allem, dass Gunther Baur fand im Jahr 1971, dass die Kristalle nicht in der Form von gewundenen Säulen angeordnet werden kann, und legte die parallel zueinander auf einem Glassubstrat. Natürlich sind in diesem Fall an die Sendeelektroden befestigt.

Wenn der erste Polarisationsfilter, keine Spannung ist, Licht frei durch ihn geht, aber durch das zweite Substrat verzögert wird , erstreckt sich die Polarisationsebene , die immer in einem Winkel von 90 Grad in Bezug auf die erste. Als Ergebnis erhöht sich nicht nur dramatisch die Geschwindigkeit des Betriebs des Monitors, aber schwarz – wirklich schwarz, und nicht eine Variation eines dunkelgraue Farbe. Darüber hinaus ist der große Vorteil der detaillierte Winkel Blickwinkel.

Technologie Mängel

Ach, wiederum Kristalle, die parallel zueinander angeordnet sind, dauert es viel mehr Zeit. Und damit die Reaktionszeit auf dem alten Modell erreicht eine wirklich cyclopean Werte von 35 bis 25 ms! Manchmal kann es sogar von der Spur des Cursors zu sehen, geschweige denn die dynamischen Szenen in Spielzeug und Filme für die Nutzer besser zu vergessen.

Da die Elektroden auf dem gleichen Substrat angeordnet sind, erfordert es viel mehr Energie um die Kristalle in einer gewünschten Richtung zu drehen. Und weil alle Monitore auf der Basis von IPS-Matrix erhalten selten Energy Star-Stern für Effizienz. Natürlich ist das Substrat zu beleuchten auch leistungsstärkere Lampen zu verwenden, erforderlich, und es ist nicht die Situation mit einem hohen Stromverbrauch zu verbessern.

Umformbarkeit Herstellung solcher Matrizen ist hoch, und deshalb waren sie bis vor kurzem sehr, sehr teuer. Kurz gesagt, mit allen Vor- und Nachteile solcher Monitore sind ideal für Designer: die Farbqualität sie in einigen Fällen ausgezeichnet und Reaktionszeit haben, können Sie spenden.

Das ist, was die IPS-Matrix.

MVA / PVA

Da beide der oben genannten Arten von Matrizen haben Nachteile, die praktisch unmöglich, in der neuen Fujitsu Technology beseitigen entwickelt wurde. In der Tat, MVA / PVA ist eine modifizierte Version des IPS. Der Hauptunterschied – die Elektroden. Sie sind auf dem zweiten Substrat in der Form von ursprünglichen Dreiecke befindet. Diese Lösung macht es leichter reagieren auf die Kristalle in Spannung zu ändern, und die Farbwiedergabe wird viel besser.

Kameras

Und was ist die Matrix in der Kamera? In diesem Fall wird es so genannten Kristallleiter, der auch als ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) bekannt ist. Als die Kameramatrix mehr Zellen, desto besser ist es. Wenn der Verschluss geöffnet wird, durchläuft den Matrixelektronenfluss: je mehr desto stärker Strom entstehen. Dementsprechend wird in den dunklen Teilen des Stroms gebildet. Land Matrix empfindlich auf bestimmte Farben, und als Ergebnis ein vollständiges Bild erzeugen.

By the way, was ist die Größe der Matrix, wenn wir über Computer oder Laptops sprechen? Es ist einfach – die so genannten Bildschirmdiagonale.