Telefoner.ru » Статьи » Articles-gadzhet » Принцип формирования изображения на LCD мониторе

Принцип формирования изображения на LCD мониторе

Открыть PDF | Просмотр для Печати
by: Ramon
Просмотров: 50
Кол-во слов: 6027
Дата: 05.05.18 Time: 12:33.

Изображение на экране монитора - это иллюзия. На самом деле мы видим только прямоугольный массив из рядов и столбцов, плотно прилегающих друг к другу пикселей - квадратиков, каждый из которых светится своим цветом. Но плотность расположения пикселей настолько велика, что в сочетании с их количеством (сотни тысяч и миллионы) человеческий глаз воспринимает их единый массив, изображающий предметы и объекты, а не как дискретный набор светящихся лампочек.

Каждый пиксель, в свою очередь, складывается из трёх субпикселей основных цветов. Это, грубо говоря, три лампочки - красного, зелёного и синего цвета. С помощью комбинаций разных яркостей этих трёх лампочек можно получить любой цвет видимого спектра любой яркости (от нулевой до максимальной физической яркости монитора).

Так, популярное на сегодняшний 2015й год разрешение мониторов FullHD равняется 1920 точкам по горизонтали и 1080 по вертикали, то есть суммарно 1920х1080=2073600 пикселей. Больше двух миллионов. И набирает обороты производство телевизоров и мониторов с разрешением 4К, в котором количество пикселей достигает уже более восьми миллионов. В пересчёте на субпиксели получим почти 25 миллионов разноцветных лампочек - все на одном прямоугольном экранчике.

Однако, несмотря на огромные цифры, принцип действия монитора прост. Всё начинается с подсветки обычного белого цвета. Свет излучают ртутные лампы подсветки, опоясывающие периметр монитора - они тонкие и длинные. Светорассеивающая подложка равномерно распределяет свечение по всей площади экрана, от краёв до центра. Затем свет проходит последовательно через следующие слои: поляризационный фильтр (подготовка света для обработки), жидкий кристалл (управляющий яркостью субпикселя с помощью изменения его поляризации) и еще один поляризационный фильтр (преобразующий угол поляризации света в соответствующую яркость субпикселя).

ремонт мониторов КиевЛампы подсветки имеют ограниченный ресурс использования, и через некоторое время (5-10 лет) они могут перегореть. Если уж такое случилось, это не настолько страшно, замена ламп подсветки - несложная процедура. Правда, без сервисного центра не обойтись - так что смело набираем в любимом Гугле/Яндексе "ремонт мониторов Киев" (или соответственно вашему городу) и выбираем любой понравившийся. Стоимость новых ламп вместе с работой обычно составляет 10-15% стоимости нового монитора, так что выгода очевидна.

Итак, подложка светится постоянно и равномерно. Но одни субпиксели светятся, а другие нет. Так где же зарыта собака и почему так происходит?

Собака зарыта в поляризационных фильтрах. Любой элементарный пучок света имеет свой угол поляризации. Видимый свет от солнца, от лампочек, от огня и, в том числе, и от ламп подсветки, состоит из пучков с разной поляризацией. Поляризационный фильтр же пропускает пучки разной поляризации с разной интенсивностью. Говоря научным языком, он отсеивает все составляющие вектора направленности поляризации, кроме тех составляющих, которые параллельны его решётке. Эффект от этого следующий: при прохождении неполяризованного (то есть хаотично поляризованного) света через фильтр от всего светового потока остается только та его часть, которая поляризована строго в одном направлении. Например, горизонтально.

Жидкие кристаллы под воздействием электрического поля изменяют угол поляризации проходящего светового потока. Возьмём три разных субпикселя: к жидкому кристаллу одного приложено напряжение 1, ко второму - 0,5, а к третьему - ноль. Поляризация светового пучка при прохождении через первый субпиксель повернулась на 90 градусов и стала вертикально поляризованной; второй - повернулась на 45 градусов, третий - осталась прежней.

Теперь при прохождении этих пучков через второй поляризатор свет из первого субпикселя отсеется полностью, так как его поляризация противоположна направлению решётки фильтра. Второй субпиксель светится на половине яркости, а третий - на полную яркость. Соответственно: красная составляющая пикселя отсутствует, зелёная - 50%, синяя - 100%. Все три вместе они составляют небесно-голубой цвет.

Жидкий кристалл каждого субпикселя - это как лампочка наоборот. Когда к нему приложено напряжение, этот субпиксель непрозрачен; когда напряжения нет - он пропускает свет. И, так же как и лампочка, он подсоединяется к схеме двумя контактами, между которыми может быть приложено управляющее напряжение. Один контакт соединён с вертикальным проводком №Х на матрице, другой - с горизонтальным проводком №У. Контроллер монитора поочерёдно прикладывает определённый уровень напряжения к каждой комбинации Х и У, и соответственно светится или не светится субпиксель с координатами Х и У на плоскости экрана. Частота обновления изображения обычного монитора - 60 кадров в секунду, поэтому мы не замечаем, как пробегает строку за строкой развёртка экрана - это просто слишком быстро чтобы человек мог это заметить.

Итак: из субпикселей формируется пиксель определённого цвета и яркости, из строк и столбцов пикселей формируется один кадр, из последовательности быстро сменяемых кадров создаётся иллюзия движимого изображения на экране монитора.

Последовательность цветов пикселей формируется видеокартой компьютера в соответствии с запрограммированным графическим отображением выполняемой в данный момент программы. Видеокарта преобразует информацию о геометрических фигурах, которые нужно отобразить на экране, в готовый кадр, и затем зашифровывает его в последовательность сигналов для построчного отображения пикселей на экране. Эта последовательность пересылается по видеокабелю к монитору, на котором уже известным нам образом формируется изображение.

Бывает, что компьютер включился, а изображения на мониторе нет. Это значит, что где-то в цепочке формирования изображения появился неисправный элемент. Функционально эта цепочка выглядит следующим образом:

  • Процессор - источник видеоинформации;
  • Разъём PCIe (или другой), соединяющий процесор на материнской плате с видеокартой;
  • Видеокарта, формирующая изображение и кодирующая видеосигнал (иногда роль видеокарты исполняет чип северного моста материнской платы);
  • Разъём видеовыхода видеокарты, видеокабель, разъём видеовхода монитора;
  • Процессор монитора, определяющий используемый видеовход, синхронизирующий сигнал, определяющий разрешение в точках (количество пикселей в изображении по горизонтали и вертикали) и перекодирующий сигнал в родное разрешение матрицы монитора;
  • Контроллер монитора, выполняющий непосредственную раскодировку сигнала и прикладывающий соответствующие напряжения к каждому отдельному пикселю и субпикселю;
  • Пиксели матрицы.

ремонт мониторов КиевС помощью проверки каждого элемента цепочки на работоспособность и их комбинирования можно определить неисправный узел и заменить или отремонтировать его. Если доступные методы проверки не дали результата (подключение другого монитора или видеокабеля), то, снова-таки, лезем в интернет с запросом "ремонт видеокарт Киев". Скорее всего, в таком случае проблема именно в ней. Это вычислительный элемент, работающий постоянно под большой нагрузкой, и является одним из наиболее горячих элементов компьютера при активной работе, особенно при работе 3D-приложений или 3D-игр. Что сказывается на его сроке работы.

Об авторе:

Ramon


Рейтинг: Еще нет оценки