Смагин М.С. Вычислительные машины, системы и сети (1088253), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Суть технологии, как понятно из названия, заключается втом, что система кристаллов представляет собой плоскую структуру, котораяменяет свою ориентацию под действием электрического поля. В открытомсостоянии ориентация системы совпадает с направлением поляризации второго поляризационного экрана. Свет, идущий от источника, проходит черезпервый экран, дальше его поляризация меняется в системе жидких кристаллов на перпендикулярную, − так что он свободно проходит через второй поляризационный экран. Управляя ориентацией плоскости кристаллов, можноуправлять яркостью субпикселя.151Рис.64 Субпиксели IPS-матрицы в открытом состоянииВ закрытом состоянии ориентация плоскостной системы кристалловсовпадает с направлением поляризации первого экрана.
Свет проходит черезсистему кристаллов, не меняя направления поляризации, и целиком задерживается вторым экраном.Рис.65 Субпиксели IPS-матрицы в закрытом состоянииТретий тип матриц, MVA, занимает промежуточное положение междупервыми двумя. С одной стороны, он обеспечивает более качественную цветопередачу, чем TN-матрицы, с другой стороны выигрывает у IPS-матриц повремени отклика. Дополнительным достоинством этого типа матриц являетсяих высокая контрастность, что делает их наиболее привлекательными длярешения задач обработки текста, или в работе с системами автоматизированного проектирования.152Аббревиатура MVA расшифровывается как Multi-Domain VerticalAlignment (мультидоменные матрицы с вертикальной ориентацией). Главнымотличием данного типа матриц является использование другого типа жидкихкристаллов, по сравнению с первыми двумя типами матриц.
Если TN и IPSматрицы, как уже было сказано выше, используют так называемые нематические жидкие кристаллы, то MVA матрицы используют другой тип жидкихкристаллов – смектические. Не вдаваясь в нюансы физики, отметим их главное отличие. Если управление нематическими кристаллами осуществлялось вплоскости горизонтальной относительно экрана монитора, то для смектических кристаллов эта плоскость вертикальна. То есть, вращение кристалловосуществляется в плоскости, перпендикулярной плоскости экрана, а степеньих поворота определяется напряжённостью электрического поля. Использование кристаллов с вертикальной, относительно плоскости монитора, ориентацией и дало название этому типу матриц.Когда субпиксель MVA матрицы находится в закрытом состоянии,кристаллы ориентированы строго перпендикулярно плоскости экрана.Рис.67 Субпиксель с вертикальной ориентацией в закрытом состоянииТем самым они никак не влияют на поляризацию света, прошедшегочерез первый поляризационный экран.
Он полностью задерживается вторымэкраном, и такой субпиксель имеет насыщенный чёрный цвет.153Если же субпиксель находится в открытом состоянии, то кристаллывыстраиваются параллельно плоскости экрана. Свет, прошедший через них,меняет свою поляризацию, и субпиксель светится.Рис.66 Субпиксель с вертикальной ориентацией в открытом состоянииОсновным недостатком системы с вертикальной ориентацией кристаллов является то, что изображение приемлемого качества будет наблюдатьсятолько в пределах небольшого угла обзора.
Для устранения этого недостаткав каждый субпиксель стали встраивать не одну, а несколько систем кристаллов, каждая из которых обеспечивала качественное изображение для определённого угла зрения. Использование нескольких систем кристаллов в одномсубпикселе и привело к тому, что матрицы такого типа стали называть«мультидоменнынными».Рис.68 Мультидоменный субпиксель в открытом состоянии154Техническая реализация мультидоменных структур может быть выполнена несколькими различными способами, каждый из которых являетсяинтеллектуальной собственностью различных фирм-производителей.
Этопривело к тому, что MVA-матрицы выпускаются также под аббревиатуройPVA и ещё рядом других.Подводя итог данному разделу, следует свести основные характеристики матриц и наиболее предпочтительные сферы их использования в единую таблицу, приведённую ниже.ТипматрицВремяреакцииКонтрастностьЦветопередачаПредпочтительныезадачиTNВысокоеНизкаяНизкаяIPSНизкоеСредняяВысокаяMVAСреднееВысокаяСредняяВидеоигры,динамичное киноОбработкафотографийОбработка текста,визуальноепроектированиеТрёхмерные устройства отображения информацииОтдельного рассмотрения требуют столь модные ныне трёхмерныесредства отображения информации.
Прежде чем описывать их техническоеустройство и принцип работы, необходимо напомнить о том, как устроеночеловеческое зрение и почему мы воспринимаем мир в трёх измерениях.Как известно, большую часть информации, порядка 75 процентов, человек воспринимает визуально, с помощью глаз.
Рассмотрим схему организации человеческого зрения.155Рис.69 Схема восприятия человекомзрительной информацииУ нормального человека два глаза и физически они размещены вместе,но всё же на небольшом расстоянии друг от друга. Это расстояние называется базой. Таким образом, в каждый момент времени мы одновременно воспринимаем две картинки, несколько смещённые друг относительно друга.
Тоесть, на каждый предмет мы смотрим одновременно как бы с двух ракурсов,получая две разных двумерных картинки одного и того же объекта. Наш мозгвыполняет задачу, сложную даже для многих современных компьютеров, −по двум проекциям он восстанавливает трёхмерную картинку, которую ужевоспринимает наше сознание.Из этой схемы становится понятным и принцип, пользуясь которымможно создать у человека иллюзию восприятия трёхмерной информации.156Необходимо, чтобы изображения сцены подавались отдельно на каждый глази, при этом, представляли соответствующие ракурсы для левого и правогоглаза. Изображение воспринимается человеком как трёхмерное, когда на нёмнаблюдается параллакс, − явление изменения видимого положения объектаотносительно неподвижного фона в зависимости от положения наблюдателя.Так что фактически задачу представления трёхмерного изображения сводится к вызыванию у человека впечатления о наличии параллаксного эффекта.Следует сказать, что попытки решения данной задачи предпринимаются уже довольно давно.
Первый в истории стереокиносеанс был проведён 27сентября 1922 года. Первый в России стереофильм был показан в Москве, вкинотеатре «Художественный» в 1940 году. Впоследствии популярность стереокино то сходила на нет, то снова начинала расти. В настоящее время стереокинематограф переживает очередной всплеск интереса. Предыдущий подобный всплеск популярности стереокино, названный «золотым веком стереокинематографа», был в США в 50-е годы ХХ века.Способы технической реализации 3D-технологий в кинематографе и ввычислительной технике в целом сходны.
Однако прежде, чем перейти кописанию этих способов, необходимо сделать одну очень важную оговорку.Далее в тексте при упоминании систем отображения информации, вызывающих у пользователя иллюзию объёмного представления данных, мы будемиспользовать обозначение 3D. Их следует отличать от истинных трёхмерныхсистем представления информации, действительно представляющих данныев виде объёмных образов. 3D-системы лишь создают иллюзию такого представления.Компьютерные 3D-системы отображения информации бывают двухтипов – очковые и безочковые.В очковых системах, как можно понять из названия, для просмотра 3Dинформации требуются специальные очки.
Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются два типа очковых систем – поляризационные и затворные.157Рис.70 Поляризационная 3D-системаДля построения поляризационной 3D-системы потребуется стандартная видеокарта, специальный монитор и специальные очки. Особенностьстроения мониторов для поляризационных 3D-систем состоит в том, что поверх матрицы субпиксельных светофильтров в них размещен поляризационный фильтр, придающий проходящему свету круговую поляризацию.
Особенность данного фильтра в том, что он поделён на участки, соответствующие строкам пикселей на экране. Участки, соответствующие нечётным строкам, придают проходящему свету круговую поляризацию, закрученную почасовой стрелке, а соответствующие чётным, – против часовой.При работе в 3D-режиме все нечётные строки используются для демонстрации изображения для первого глаза, а все чётные – для второго. Длянормального восприятия такого изображения необходимы специальные очки,окуляры которых также представляют собой поляризационные фильтры скруговой поляризацией. Окуляр, соответствующий первому глазу, пропускает только свет с круговой поляризацией, закрученной по часовой стрелке, аокуляр, соответствующий второму глазу, − только с поляризацией, закрученной против часовой стрелки.
Таким образом, на экране одновременно демонстрируются изображения для обоих глаз, но каждый глаз воспринимает только то изображение, которое для него предназначено.158Подобные мониторы могут использоваться и для просмотра обычных«плоских» изображений. В этом случае каждая строка пикселей будет изображать разные элементы изображения, и поляризационные очки, соответственно, тоже не понадобятся.Затворные системы построены по другому принципу.
Их можно построить на основе специальной видеокарты, обычного монитора и специальных очков. Работает данная система по следующему принципу.Специальная видеокарта последовательно выдаёт на экран монитораизображения для первого и для второго глаза. Одновременно, она выдаётспециальные управляющие сигналы на устройство, которое называется синхронизатором.
Синхронизатор оправляет этот сигнал по радио стереоочкам.В окуляры очков вставлены жидкокристаллические матрицы, управлениепрозрачностью которых осуществляется по радиосигналам, в соответствии скоторыми жидкокристаллическая матрица в одном из окуляров очков делается прозрачной, а в другом – непрозрачной. Соответственно, в каждый моментвремени изображение на экране видит только один глаз, и глаза постоянночередуются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
