マトリックス - それは何ですか？行列の種類

今日は見つけるのがほとんど不可能ですそれでもCRTモニターや古いキネスコープテレビを使用する人。この技術は、液晶をベースにしたLCDモデルに迅速かつ成功裏に置き換わりました。しかし、行列はあまり重要ではありません。液晶とマトリックスとは何ですか？あなたは私達の記事からすべてを学ぶでしょう。

先史時代

世界は1888年に液晶について最初に学んだ有名な植物学者、フリードリッヒ・レイニッツァー（Friedrich Rainitzer）が植物に奇妙な物質が存在することを発見した年。彼は、最初に結晶構造を保有する物質のいくつかは、加熱するとその性質が完全に変化することに驚いていました。

したがって、摂氏178度の温度でその物質はまず濁っていて、完全に液体に変わってしまいます。しかし、これのオープニングは終わらなかった。奇妙な液体が結晶として電磁気的に現れることが判明した。「液晶」という言葉が現れました。

LCDマトリクスの原理

これがマトリックスの仕事の基礎です。マトリックスとは何ですか？これは多義的な言葉です。その意味の1つは、ラップトップ型ディスプレイ、LCDモニタまたは現代のテレビ画面である。今、私たちは彼らの仕事の原則が何を基礎にしているかを知っています。

そしてそれは光の通常の偏光に基づいています。学校の物理学のコースを覚えていれば、ある種の物質が1つのスペクトルのみの光を透過できると言われています。それで、90度の角度の2つの偏光子が光を全く通過させることができない理由である。その間に光を回すことができるデバイスがある場合は、グローの明るさなどのパラメータを調整することができます。一般に、これは最も単純な行列です。

簡略化されたマトリックスデバイス

通常のLCDディスプレイは、常にいくつかの永久的な部品で構成されます：

イルミネーションランプ。
上記照明の均一性を保証する反射板。
偏光子。
基板はガラス製であり、その上に導電性接点が堆積される。
いくつかの悪名高い液晶。
別の偏光子および基板。

このようなマトリクスの各画素は、赤色、緑色、青色のドットを組み合わせることで、使用可能な色のいずれかを受け取ることができます。同時にすべてをオンにすると、結果は白です。ところで、マトリックスの解像度は？これは、その上のピクセル数です（たとえば、1280x1024）。

行列は何ですか？

それが単純であれば、受動的（単純）であり、アクティブです。パッシブ - 最も簡単なのは、ピクセルがラインごとに順次トリガーされることです。したがって、対角線の大きいディスプレイの製造を調整しようとすると、導体の長さを不均衡に増加させる必要があることが判明した。その結果、コストが大幅に増加するだけでなく、電圧も増加し、干渉の数が急激に増加しました。したがって、パッシブマトリクスは、小さな対角線を有する安価なモニタの製造においてのみ使用することができる。

アクティブなモニタの種類、TFT、許可何百万個ものピクセルをそれぞれ別々に管理します（！）。事実、各画素は別個のトランジスタによって制御される。セルの充電が途絶えるのを防ぐために、別のコンデンサを追加します。もちろん、このような方式により、各ピクセルの応答時間を数回減らすことが可能であった。

数学的正当化

数学では、オブジェクトは行列と呼ばれ、その要素が行と列の交点にある表形式で書かれています。行列は一般にコンピュータで広く使用されていることに留意すべきである。同じディスプレイをマトリックスとして扱うことができます。各ピクセルは特定の座標を持つためです。したがって、ラップトップのディスプレイ上に形成される任意の画像は、各画素の色を含むセル内にマトリックスが存在する。

各値は、正確に1バイトのメモリを使用します。少しですか？悲しいかな、この場合でさえ、FullHDフレーム（1920×1080）だけが数MBを占有します。映画が90分続くのにどれくらいのスペースが必要ですか？それが画像が圧縮されている理由です。この場合、行列式は非常に重要です。

ところで、行列の行列式は何ですか？行または列の転置および線形結合の際にその値が保持されるように、正方行列の要素を結合する多項式です。この場合のマトリクスは、その色が符号化されている画素の配列を記述する数式である。これは、行と列の数が同じであるため、四角形と呼ばれます。

なぜそれはとても重要ですか？ポイントは、Haar変換がコーディングで使用されることです。実際、Haar変換は便利でコンパクトにエンコードできるような方法で点を回転させることです。その結果、我々は、その行列式の復号化のために、直交行列を得る。

ここでは、行列の基本型（行列自体は何か、すでに分かっている）を見ていきます。

TN +フィルム

最も安価で一般的なものの1つ今日のディスプレイモデル。応答時間が比較的速いが、色再現性が悪い。問題は、このマトリックス中の結晶が、視角が重要でないように配置されていることである。この現象に対処するために、特殊なフィルムが開発され、視野角をわずかに広げることができます。

このマトリックスの結晶は、順番に並んでいますほとんどがパレードの兵士のようです。クリスタルは螺旋状に捻られ、お互いにしっかりと密着しています。これらの層を基板に良好にフィットさせるために、特別な溝が基板の表面上に形成される。

電極は各結晶に取り付けられている。その上の電圧を調整する。電圧がない場合、結晶は90度回転し、その結果光は自由に通過します。行列の通常の白のピクセルが分かります。赤色または緑色とは何ですか？彼はどのようにしていますか？

電圧が印加されるとすぐに、スパイラル圧縮の程度は、電流の強さに直接依存する。値が最大値である場合、結晶は一般に光の透過を停止し、黒色の背景をもたらす。灰色およびその色合いを得るために、螺旋内の結晶の位置は、それらが一定量の光を通すように調整される。

ところで、これらの行列のデフォルトは常にすべての色がアクティブになり、ピクセルが白になります。そのため、焼けたピクセルを識別することは非常に簡単で、モニタには常に明るい点として表示されます。このタイプのマトリクスの色再現が常に問題であることを考慮すると、黒色表示を達成することも非常に困難である。

何らかの形で状況を修正するために、エンジニア結晶を210°の角度で置いた結果、色の質および応答時間が増加した。しかし、この場合、オーバーレイなしではありませんでした。古典的なTNマトリックスとは異なり、色合いが白く、色がぼやけていました。これがDSTN技術のあり方です。その本質は、ディスプレイが2つの半分に分割され、それぞれが別々に制御されることである。表示品質は飛躍的に向上しましたが、モニターの重量とコストが増加しました。

これは、TN +フィルムタイプのラップトップのマトリックスです。

S-ips

日立の会社、それは苦痛を伴うべきである以前の技術の欠点は、もはやそれを改善しようとはせず、根本的に新しいものを発明することにしました。さらに、1971年にGunter Baurは、結晶がねじれた柱の形態ではなく、ガラス基板上に互いに平行に配置されることを見出した。もちろん、この場合、送信電極もそこに取り付けられる。

第1の偏光フィルタが光は自由に通過するが、偏光面は常に第1の基板に対して90度の角度に位置する第2の基板上で遅延される。このため、モニターの応答速度が劇的に向上するだけでなく、黒色は実際に黒色であり、濃い灰色の変化ではありません。加えて、拡大された視野角が大きな利点である。

テクノロジーの欠陥

悲しいかな、結晶の回転には、相互に平行であれば、はるかに多くの時間が必要となる。そのため、古いモデルの応答時間は本当にサイクロプス値35-25 msに達しました！時には、カーソルからループを観察することも可能であり、ユーザーがおもちゃや映画の動的シーンを忘れた方がよい場合もありました。

電極は同じ基板上に配置されているので、必要な方向に結晶を回転させるためにはるかに多くの電気が必要です。そのため、IPSベースのすべてのモニタでは、コスト効率の面でエナジースターを受けることはほとんどありません。もちろん、基板を照らすためには、より強力なランプの使用も必要とされ、これは消費電力の増加による状況を改善しない。

このようなマトリックスの製造可能性は高く、最近まで非常に高価だったからです。要するに、長所と短所のすべてを抱えるこのようなモニターは、優れた色品質を持ち、場合によっては応答時間を犠牲にすることができます。

これがIPSマトリクスです。

MVA / PVA

上記の両方の行列型は実質的に排除することが不可能である欠陥は、富士通が新しい技術を開発しました。実際、MVA / PVAはIPSの修正版です。主な違いは電極です。それらは一種の三角形の形で第２の基板上に配置されている。この解決策は、結晶が電圧変化に対してより速く反応することを可能にし、そして演色性はずっと良くなる。

カメラ

そして、カメラのマトリックスは何ですか？この場合、電荷結合素子（ＣＣＤ）としても知られる、いわゆる導体結晶。カメラマトリックス内のセルが多いほど、それは優れています。カメラのシャッターが開くと、電子の流れがマトリックスを通過します。電子の数が多いほど、得られる電流は強くなります。従って、暗部では電流が形成されない。結果として、特定の色に敏感なマトリックスの領域は、本格的な画像を形成します。

ところで、コンピュータやラップトップについて話をすると、マトリックスのサイズはいくらですか？それは簡単です - いわゆるスクリーン対角線。