Вход в Зоопарк
gps мониторинг автотранспорта и мобильных сотрудников.
Вход > Периферия > Январь 1999г.
--
1 Января 1999г.

Видеть или не видеть

версия для печати
Экран компьютера -- это окно в мир. Та его часть, через которую человек встречает компьютер лицом к лицу. Лицом к интерфейсу, если быть точнее. И это верно как для десктопов, так и для ручных и карманных компьютеров…

На этом собственно сходство и заканчивается, так как хотя экраны настольных и ручных компьютеров имеют много схожего, у них есть несколько значительных различий. Более того, индивидуальные особенности есть у разных типов экранов для ручных компьютеров. Особенности, которые могут сильно повлиять на решение покупателя ручного ПК.

Достаточно посмотреть на ручные компьютеры, чтобы понять, что это значит. Есть много обозначений для РПК, начиная от TN и STN до TFT и от "трансмиссивного "рефлективного". Что эти могут сказать покупателю? Итак, попытаюсь объяснить.

Почувствуйте разницу -- CRT против LCD
Большинство настольных компьютеров -- как и телевизоров -- используют электронно-лучевую трубку (Cathode-Ray Tube -- CRT), появившуюся несколько десятилетий назад. ЭЛТ представляет собой стеклянную трубку, внутри которой находится электронно-лучевая пушка, посылающая пучки электронов к экрану слева направо и сверху вниз. На экране находятся так называемые точки люминофора, состоящие из трех фосфоресцирующих точек: красной, зеленой и синей (Red, Green, Blue -- RGB). Точки люминофора, при попадании на них пучка электронов, принимают определенный цвет, формируя изображение. Поток электронов постоянно перерисовывает экран, двигаясь так быстро, что его не может уловить человеческий глаз.

LCD дисплей: жидкий или твердый?
Ручные компьютеры, так или иначе, предъявляют другие требования в отношении дисплеев (по сравнению с настольными). Здесь необходим тонкий, легкий экран, потребляющий мало электроэнергии и с чувствительной к нажатиям поверхностью (touch-sensitive). Электронно-лучевая трубка тут, понятно, не подходит. Во-первых, такие мониторы обычно имеют глубину, равную диагонали экрана (представляете себе ручной компьютер толщиной в восемь-десять сантиметров?). Во-вторых, если вам приходилось поднимать ваш монитор, вы знаете, насколько он может быть тяжелым. Далее, обычный монитор потребляет большое количество электроэнергии, что конечно незаметно, когда он подключен к розетке, а если нет… (И тележка с аккумуляторами :).

Для удовлетворения этих требований, производители РПК воспользовались более новой технологией экранов на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display -- LCD). Эти экраны состоят из молекул изменяемой формы, называемых жидкими кристаллами.

Жидкие кристаллы
Жидкие кристаллы -- вещества с изменяемой кристаллической решеткой, которое не совсем твердое, но и не жидкое. Они были открыты австрийским ботаником Райницером (Rheinitzer) в 1888 году, но прошло три четверти века, прежде чем им смогли найти практическое применение.

В 1963 году ученый по фамилии Williams, работавший в RCA, открыл, что жидкие кристаллы в нормальном состоянии способны пропускать через себя свет. Но если кристаллам сообщить электрический заряд, они начинают отражать или поглощать свет.

Это открытие показало, что ЖК можно использовать в новых видах дисплеев. Кроме того, были очевидны два факта: они маленькие, следовательно, монитор, основанный на них, потенциально может быть очень тонким; затем, дисплеи, использующие ЖК, будут неизлучающими (non-emissive). Другими словами, они не создают свой свет. Напротив, они могут использовать внешнее освещение, включая окружающий, рассеянный свет. Следовательно, они будут потреблять мало электроэнергии.

Искаженные жидкие кристаллы (Nematic Film)
Фото © проф. O.Д. Лаврентович
Следующие несколько лет внесли в технологию ряд дополнений. Во-первых, встал вопрос о том, а как сделать экран из жидких кристаллов. Компания Dai-Nippon Screening разработала метод выстраивания кристаллов между двумя стеклами, предварительно покрывая стекло пленкой на полиамидной основе. Затем были добавлены поляризующие фильтры. Эти фильтры работают наподобие затвора фотообъектива, пропуская или блокируя свет, в зависимости от угла его падения. Важно напомнить, что одним из основных свойств ЖК является способность отражать свет. И наконец, было открыто, что чем больше кристалл искажается, тем выше контрастность экрана. При искажении на 90% (называется TN -- Twisted Nematic) контраст улучшается. При искажении кристалла на 140% (называется STN -- Super-Twisted Nematic) контрастность становиться еще выше.

В 1968 году в RCA создали прототип ЖК-дисплея (LCD). Однако используемые кристаллы были слишком нестабильными для начала промышленного производства. Однако, вскоре профессор английского университета в Гуле (Hull University) открыл бифенил (Biphenyl) -- очень стойкое жидкокристаллическое вещество. С тех пор технология намного продвинулась, но именно бифенил позволил начать широкомасштабное производство ЖК дисплеев.

Дальнейшее развитие технологии поддержал Sharp, "родивший" в 1973 году первый бытовой прибор с LCD экраном -- электронный калькулятор EL-8025. Произошло это незадолго до того, как другие компании, включая Seiko, Hitachi, Hosiden, NEC, Sanyo, Matsushita (Panasonic) и Sony начали развитие ЖК технологии для компьютерных дисплеев.

И сейчас, спустя век после открытия жидких кристаллов, некоторые промышленные аналитики считают, что LCD-технология в недалеком будущем заменит мониторы на электроннолучевых трубках.


TFT, DSTN и другое
Ну что ж, теперь мы знаем разницу между ЭЛТ и ЖК-дисплеями и по пути "прогрузились" историей. Давайте получше рассмотрим LCD-технологии, используемые в ручных компьютерах.

Активные и Пассивные дисплеи
Цветные ЖК-дисплеи делятся на два вида: активные и пассивные. Активные экраны, используемые чаще всего, основаны на тонкопленочном транзисторе (Thin Film Transistor -- TFT). Они обладают более четким, чистым изображением и большим углом видимости, чем пассивные. Достигается это за счет, помимо прочих вещей, более высокой частотой обновления. В них используются собственный транзистор для управления каждой точкой экрана, в то время как в пассивных дисплеях используется сетка вертикальных и горизонтальных связей.
Первые устройства с активной матрицей -- часы и 1,5" цветной телевизор были представлены в 1980 году компанией Seiko-Epson.
Недостаток активной матрицы заключается в том, что цветной экран обычного карманного ПК (320x240 точек, или четверть VGA -- Quarter-VGA (QVGA)) содержит более 200000 транзисторов, что делает производство более дорогим, чем для пассивных дисплеев. Но, видимо, оно того стоит. В конце концов, экраны с активной матрицей намного лучше. Именно поэтому Casio использует TFT LCD дисплеи Sharp, называемые FSTN (Film Super-Twisted Nematic) в своих популярных цветных Cassiopeia`ях.
Cassiopeia E-100
text<:div:>Так или иначе, новые пассивные дисплеи, использующие DSTN и CSTN технологии или еще более новую технологию Высокопроизводительной Адресации (High Performance Addressing -- HPA), отображают четкие цвета, способные конкурировать с активными дисплеями. И опять же, пассивные намного дешевле.

DSTN (Double-layer Super-Twisted Nematic) -- технология пассивного дисплея, использующая двухслойное отображение. Это решает проблему смещения цветов, типичного для дисплеев с супер-искажением (Super-twisted nematic - STN). И все же, DSTN считается не таким четким, как TFT. DSTN используется Philps в цветном Nino.

text<:div:>Philips Nino 500
CSTN (Color Super-Twisted Nematic) -- технология, разработанная в Sharp и использумая в КПК Hewlett Packard Jornada. Хотя у первых CSTN дисплеев, появившихся в начале 90`х был очень медленный отклик и ghosting (появление посторонних изображений, наводок), последние достижения в CSTN сделали технологию альтернативной активным дисплеям. Последние CSTN дисплеи предоставляют отличное время отклика, широкий угол видимости и высококачественные цвета, не уступающие TFT экранам, при стоимости в два раза меньше последних.

Сейчас активные дисплеи составляют 75% рынка LCD и, до недавних пор казалось, что они захватят и оставшуюся четверть. Однако, с новыми возможностями и более низкой ценой, пассивные дисплеи еще могут вернуться.

text<:div:>text<:div:>HP Jornada 430
Освещение
Одним из основных параметров LCD является подсветка. Существует два метода, используемых для освещения LCD: трансмиссивный (или излучающий) и рефлективный (или отражающий).

В трансмиссивных экранах обычно используют источник света, расположенный за дисплеем (Backlight) и называемый задней подсветкой. Такой подход работает очень хорошо в помещении при нормальном или тусклом освещении, но довольно плохо на улице, особенно в солнечные дни. Кроме того, подсветка экрана съедает много энергии.
Рефлективные экраны, наоборот, используют внешний источник света. Это может быть рассеянный окружающий свет или, как в некоторых ноутбуках, фронтальная подсветка. Так или иначе, для рефлективных экранов нельзя использовать заднюю подсветку. Поэтому, хотя они и хороши на улице и в хорошо освещенных помещениях, они не такие яркие, как трансмиссивные в обычных помещениях. Все же большой их плюс -- то, что они потребляют намного меньше энергии, чем дисплеи с задней подсветкой. Однако некоторые КПК, например Compaq Aero, используют гибридные LCD, называемые трансфлективными (transflective), в которых используется полупрозрачная, отражающая подкладка, которая отражает некоторое количество внешнего света, но может также пропускать и задний свет. Некоторые люди считают такое решение отличным компромиссом, другие полагают, что это ни то ни се и является просто коммерческим трюком.
text<:div:>Compaq Aero 2100
Плюсы и минусы
Хотя LCD отличаются замечательными качествами, в мире существует серьезная нехватка цветных дисплеев. И это при том, что рынок LCD значительно уступает рынку полупроводников в условиях роста. Следовательно, поскольку требования к ноутбукам, ручным и карманным компьютерам, да даже к игровым приставкам растут, эта ситуация будет сохраняться и дальше. Проще говоря, в индустрии изготовления цветных ЖК-дисплеев не хватает производственных мощностей, чтобы удовлетворить все требования.

Далее, существует такая вещь, как экранные дефекты или испорченные ячейки. Экраны LCD, как и мониторов с электронно-лучевой трубкой, состоят из пикселов. Каждый пиксел цветного ЖК-дисплея состоит из трех ячеек или точек -- красной, зеленой и синей. Почти любой LCD несовершенен, вы просто этого не замечаете. У большинства LCD есть от одной до шести "поврежденных" ячеек. Эти ячейки могут быть либо включены, либо выключены, и могут производить соответственно эффект яркой или темной точки. Хороший способ проверить ваш дисплей -- сделать абсолютно белый экран и посмотреть, есть ли выделяющиеся точки. И тоже самое -- для абсолютно черного экрана. Однако сами понимаете -- из 200 тыс. дюжина "плохих ячеек" -- не должна вызывать особого беспокойства.

Кроме того, можно наблюдать гостинг (Ghosting) и мерцание (Streaking), вызываемые частично светлыми или темными изображениями, которые влияют на смежные области экрана.

А поскольку жидкие кристаллы преломляют свет, существует проблема с углами видимости. Если вы смотрите на экран под углом, изображение может пропасть или выглядеть инвертированным. Эта проблема более типична для пассивных экранов, чем для активных.

Кроме того, у пассивных дисплеев бывает состояние, когда курсор исчезает на несколько мгновений (submarining). Если вы с этим встречались, то знаете, как это нервирует.

И, наконец, изображение на экране может искажаться (Jitter), в результате интерференции сильно выделяющихся областей изображения.

Теперь о приятном. Технологии жидких кристаллов и поляризации быстро развиваются, что выражается в появлении новых, более ярких и четких экранов, с большим углом обзора.

В целом, LCD обладают более четким изображением, и меньше подвержены фликам, чем электронно-лучевые мониторы. Причины просты. Во-первых, пучок электронов, испускаемый электронно-лучевой пушкой, несмотря на современные технологии, не удается точно направить на нужную точку на экране, кроме того, он частично рассеивается. Из-за этого изображение на экране становиться менее четким. Затем, частота, с которой происходит перерисовка экрана, может вызвать появление фликов.

В LCD, напротив, для создания точки используются отдельные ячейки для красного, зеленого и синего. Каждая ячейка связана либо управляется отдельным транзистором. И каждая ячейка либо включена, либо выключена. Не надо направлять электроны, нет обновления, нет фликов.

Будущее маленьких экранов
Тем временем производители ищут пути повышения производительности и снижения энергопотребления LCD. Они уже преуспели в создании более практичных устройств, с пониженным потреблением энергии, более эффективном использовании подсветки, в создании экранов со сверхчетким изображением и более широким углом видимости.

Кроме того, существует также несколько других перспективных технологий, соперничающих с LCD, и предназначенных для замены древних электронно-лучевых мониторов. Вот некоторые из них:

Электролюминесцентные дисплеи (Electroluminescent display -- El) обладают высокой частотой обновления, высокой надежностью и отличной яркостью, но требуют большого количества электроэнергии. Не самое подходящий вариант для ручных устройств.
Trident EL Displaytext<:div:>
Field emission Display (FED) -- технология плоской электронно-лучевой трубки, выглядит весьма многообещающей. Эти экраны обладают отличной контрастностью, богатыми цветами, не имеют ограничения по углу видимости и потребляют намного меньше электроэнергии, чем обычные ЭЛ-дисплеи.
Motorola Flat Panel Displaytext<:div:>
Органический LED (OLED) используют материалы, излучающие свет (тогда как обычный LED поглощает свет). В скором времени ожидается появление сотовых телефонов, использующих эту технологию.
OLED от Universal Display Corporationtext<:div:>
Плазменные дисплеи (Plasma Display Panels -- PDP) сверхсовременная высокая технология, но пока что слишком дорогостоящая для рынка КПК.
Плазменный дисплей Pioneer 501text<:div:>
И вакуумные флуоресцентные дисплеи (Vacuum Fluorescent Display -- VFD) потребляют мало энергии, но ограничены низким разрешением, не подходящим для ручных компьютеров.
Вакуумный дисплей от HVW Technologiestext<:div:>
Ну и наконец, головные микродисплеи (Head mounted microdisplays) Colorado MicroDisplay и новые экраны, основанные на технологии гибких транзисторов IBM.

Головные дисплеи напоминают собой обычные очки, потребляют мало энергии, обладают высоким качеством изображения, довольно легки и удобны для использования даже на улице.

Colorado MicroDisplaytext<:div:>
А технология гибких транзисторов позволит производителям создавать дисплеи, которые можно будет сворачивать, когда они не нужны и носить их, обернув вокруг запястья.
Прототип дисплея на гибких транзисторахtext<:div:>



Обсудить на Базаре ручных компьютеровОбсудить на Базаре ручных компьютеров



’витырь Љенгуратора



--
Просим при воспроизведении материалов этого сайта делать ссылку на Зоопарк ручных компьютеров
Copyright © 1999-2016 Зоопарк ручных компьютеров