Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ





БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА

 

 

Кафедра ТОР

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

к методическим указаниям по лабораторной работе № 6

по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ LCD И PDP МОНИТОРОВ

 

 

 

Калининград 2008


Жидкие кристаллы - среднее состояние

Жидкие кристаллы – это вещество, которое обладает свойствами как жидкости, так и твердого тела. Одно из самых важных свойств жидких кристаллов (именно оно используется в ЖК-дисплеях) - возможность изменять свою ориентацию в пространстве в зависимости от прикладываемого напряжения.

Взглянем на историю открытия жидких кристаллов, поскольку она весьма интересна. Как обычно и происходит в науке, жидкие кристаллы были открыты случайно.

В 1888 году Фридрих Рейницер (Friedrich Reinitzer), австрийский ботаник, изучал роль холестерина в растениях. Один из экспериментов заключался в нагреве холестерилбензоата. Ученый обнаружил, что кристаллы становятся мутными и текут при 145,5°, а далее кристаллы превращаются в жидкость при 178,5°. Фридрих поделился открытием с Отто Леманном (Otto Lehmann), немецким физиком, который обнаружил у жидкости свойства кристалла в отношении реакции на свет. С тех пор и пошло название "жидкие кристаллы".

На иллюстрации показана молекула, обладающая свойствами кристалла - метоксибензидин бутиланалин (methoxybenzilidene butylanaline).

 

Увеличенное изображение жидкого кристалла

 

Однако долгое время они не только практически не использовались в технических целях, но и воспринимались не иначе, как любопытный научный курьез. Первые серийные устройства с использованием жидких кристаллов появились лишь только в начале семидесятых годов прошлого века. Это были небольшие монохромные сегментные индикаторы для цифровых часов и калькуляторов. Следующим важным шагом в развитии ЖК-технологии стал переход от сегментных индикаторов к дискретным матрицам, состоящим из набора точек, расположенных вплотную друг к другу. Впервые подобный дисплей был использован корпорацией Sharp в карманном монохромном телевизоре. В дальнейшем новая технология быстро прижилась в портативных ПК, открыв жидким кристаллам дорогу на компьютерный рынок.



IPS (In-Pane Switching или Super-TFT)

Иллюстрация: если приложено напряжение, молекулы выстраиваются параллельно подложке.

Схема устройства IPS-матрицы

 

Технология IPS была разработана Hitachi и NEC. Она стала одной из первых ЖК технологий, призванных сгладить недостатки TN+film. Но, несмотря на расширения угла обзора до 170°, остальные функции не сдвинулись с места. Время реакции этих дисплеев изменяется от 16 до 50 мс, а отображение цветов - посредственное.

Если к IPS не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы не поворачиваются. Ось поляризации второго фильтра всегда перпендикулярна оси первого, так что свет в такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует практически безупречный черный цвет. Так что в этой области IPS имеет явное преимущество перед TN+film дисплеями - если сгорает транзистор, то "мертвый" пиксель будет не ярким, а черным.

 

Параметры времени отклика ЖК-мониторов

И стандарты их оценки

 

С момента появления LCD-мониторов поль­зователям стало известно об их главном не­достатке — длительном времени отклика то­чек матрицы. В видеосигнале графических карт кадровая развертка составляет 60 Гц и более. Но из-за «замедленной» реакции яче­ек матрицы трудно добиться плавности ди­намической «картинки», характерной для дисплеев с электронно-лучевой трубкой. Возникали артефакты: за счет остаточного свечения точек вокруг ярких объектов обра­зовывались светлые ореолы или тени во­круг темных объектов, появлялась смазанность или «зазубренность» контуров, наблю­дался эффект «наложения кадров». Сегодня с развитием технологий LCD поддержива­ют кадровую развертку 60—85 Гц и более. Поэтому для адекватного воспроизведения движущихся изображений матрицы должны обладать временем отклика точек не выше 17-12 мс (1/60-1/85 с).

Системы управления мониторами позво­ляют зафиксировать положение ЖК-частиц в 256 различных положениях. Соответ­ственно этому каждая из точек может иметь до 256 градаций яркости. В зарубеж­ных источниках их обычно называют «уровнями серого» (Grey Level, GL), невзи­рая на цветность: от 0 GL (чисто черный) до 255 GL (яркий белый). Цвет элементов изображения задается графической кар­той. А управление субпикселами матрицы осуществляет контроллер монитора, опре­деляющий необходимый для этого уровень яркости и соответствующее значение на­пряжения, прилагаемого к ЖК-ячейкам. Процесс «обновления» каждой из них син­хронизирован с помощью кадровой и строчной разверток.

При воспроизведении изображения каждый субпиксел сначала «включается», т.е. происходит открытие ЖК-ячейки, или переход от черного к белому (0 GL — 255 GL). При гашении точки процесс меняется на обратный. Происходит ее «вы­ключение», т.е закрытие ЖК-ячейки, или переход от белого к черному (255 GL — О GL). Для завершения обеих фаз требуется время.

Измерение времени отклика по методу Biack-White-Black. Слева включение ячейки, справа – выключение

Суммарный ин­тервал, затрачиваемый на оба этих пере­хода, получил название Black-White-Black («черный–белый–черный»).Его называ­ют стандартизированным временем реак­ции (или отклика), так как он сертифици­рован Всемирной организацией стандар­тов (ISO 13406-2). В этом документе указа­но, что под временем включения понима­ется период, необходимый для изменения яркости в диапазоне от 0 до 90% (а не до 100%, как можно было ожидать), а под временем выключения — промежуток, требуемый для снижения яркости со 100 до 10%. Эти показатели могут отличаться весьма существенно. Например, первый – 30 мс, второй – 4 мс.

То, что для определения времени отклика су­ществует стандарт ISO, неплохо. Но сам по себе он не слишком адекватно отражает ди­намику воспроизведения изображения на эк­ране. В самом деле, означает ли это, что мо­нитор со временем реакции 20 мс вдвое лучше с точки зрения потребительских качеств, чем его конкурент с 40 мс? Будет ли у перво­го более «плавная» и четкая «картинка», а у второго – «рваная» и смазанная? На практи­ке нечасто встречаеются с тем, что на дис­плее воспроизводятся быстро меняющиеся изображения, состоящие лишь из черного и белого. Во множестве случаев (игра, видео­фильм) большее значение приобретает быс­трота смены более близких полутонов раз­ных цветов.

Выходит, что упомянутый стандарт ISO 13406-2 немногое скажет потребителю. Что же можно использовать вместо него для оценки динамики монитора? Очевидно, время переключения между полутонами, или «уровнями серого». Их определяют в единицах от 0 до 255. Однако число возмож­ных комбинаций таких переходов для трех базовых цветов (красного, зеленого, синего) составляет 2563, т.е. 16777216 вариантов. По­пытка учесть их все создаст чрезвычайные сложности для трактовки результатов и не­избежно приведет к путанице. Поэтому с це­лью упрощения используют «средний» пока­затель. Он получил название Grey-to-Grey (GTG, «от серого к серому»).

В отличие от предыдущего принципа из­мерения, этот не стандартизирован. Про­ще говоря, каждый из производителей LCD-мониторов использует свой собствен­ный метод, поэтому сравнивать показатели времени отклика пикселов у мониторов разных компаний зачастую невозможно.

Во-первых, производители выбирают разное число измерений. Могут учитывать­ся размеры матриц полутонов, время пере­ключения между которыми измеряется, равные 4x4, 8x8 и т.д. Во-вторых, отлича­ются и собственно значения GL в этих опорных точках». В-третьих, могут учиты­ваться разные области трехмерного графи­ка GTG. Например, компания ViewSonic в технических характеристиках своих изде­лий указывает время отклика 4 мс. Это га­рантирует, что 90% полученных результа­тов оказываются не хуже этого значения.

Для того, чтобы нам, потребителям, мож­но было сравнивать показатели, приводи­мые разными компаниями, требуется стан­дарт. Пока его, к сожалению, не существует.


Плазменная панель Fujitsu

 

Яркость экрана последней разработки – 320 кД на кв.м при контрастности 3000:1. Профессиональный компьютерный монитор даёт 350 кД, а телевизор – от 200 до 270 кД на кв.м при контрастности 150...200:1.


Устройство PDP-панели

 

Заключение

 

ЭЛТ-мониторы ещё в течение ближайшего года-двух будут оставаться хорошим выбором для точной работы с цветом, геймеров и желающих сэкономить покупателей, но век этой технологии подходит к концу. Основные недостатки заключаются в больших габаритах и архаичной концепции формирования изображения методом строчной развёртки. Рынок дисплеев уже сделал свой выбор в пользу компактных цифровых матриц с персональным управлением каждого пикселя и технология TFT-LCD находится на переднем крае этого направления. Технология PDP еще не столь широко применяется в мониторах для персональных компьютеров и, скорее всего, не будет применяться в этом качестве в том виде, в каком она существует на данный момент. Развитие концепций объединения домашних мультимедиа устройств и компьютерных систем (таких как Intel ViiV, AMD Live!) уже сделали технологию PDP применимой в домашних условиях.

Не смотря на все достоинства, LCD и PDP имеют ряд недостатков, ограничивающих применение данных технологий. Поэтому дальнейшее развитие плоскопанельных дисплеев будет направлено на объединение технологий LCD и PDP, а также ликвидацию недостатков.

Список литературы

1. HARD’n’SOFT № 2(140) Февраль 2006. Ежемесячный научно-популярный журнал.

2. http://www.sony-plasma.ru

3. Алзу, Винсет. Tom’s Hardware Guide Russia. Сравнение 15" ЖК мониторов, 2005

4. Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для Вузов-СПб.: Питер, 2006.-718 с.:ил.

5. Мураховский В. Железо ПК. Новые возможности . -СПб.: Питер, 2005.- 592с.: ил.

6. Мюллер, Скотт. Модернизация и ремонт ПК, 14-е издание.: Пер. с англ.—М.: Издательский дом "Вильяме", 2003,—1148 с.: ил.-Парал. тит. англ.

7. Эл. газета "Компьютер-Информ" http://www.ci.ru/

 

 


[1] Число ламп невелико в дешевых моделях, в дорогих же используется до четырех. На самом деле использование двух (или больше) неоновых ламп не всегда улучшает качество изображения. Просто вторая лампа служит для обеспечения отказоустойчивости монитора при поломке первой. Таким образом, продляется жизнь монитора, поскольку неоновая лампа может работать только 50 000 часов, в то время как электроника способна выдержать от 100 000 до 150 000 часов.

 

БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА

 

 

Кафедра ТОР

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

к методическим указаниям по лабораторной работе № 6

по дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

 

 

 









ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.