Этот мир мы придумали сами
Эрнст Долгий
«Экспресс-Электроника», #10/2003
Согласитесь, мы слишком часто слышим громкое слово «революция». То там, то тут наперебой кричат: «Эврика! Свершилось!». Однако и по сей день можно увидеть ископаемых мира высоких технологий, которым суждено остаться на пыльных полках истории вместе с веком прошедшим. Монитор — вот камень нашего преткновения. На глазах пользователя революция уже свершилась — на смену старому ЭЛТ-монитору пришел его потомок — жидкокристаллическая панель. Но эта революция произошла скорее в головах производителей, поскольку до сих пор большинство использует старые мониторы, не планируя их заменять. Впрочем, производители обещают очередную технологическую революцию. Давайте посмотрим зачем она пользователю?
Первая революция в области технологий отображения информации была связана с выходом на рынок мониторов на базе жидкокристаллической технологии, которая и по сей день не исчерпала своих возможностей в плане качества отображения информации. В настоящее время совершенствование жидкокристаллической технологии идет по двум направлениям: улучшение качества отображения и снижение конечной стоимости готовых устройств на ее базе. Именно второе направление и заставляет разработчиков искать новые методики и технологии, ведь стоимость ЖК-технологии вряд ли способна значительно сократиться. В последнее время сразу несколько компаний представили ряд усовершенствований, касающихся не только снижения себестоимости производства, но и улучшения качества изображения ЖК-дисплеев. Так, например, известный производитель компонентов для создания различных устройств отображения — компания Mitsubishi Electric объявила на конференции Windows Hardware Engineering Conference ’2003 о разработке двух новых технологий для производства ЖК-дисплеев — одну для улучшенной передачи динамичных изображений, другую — для более качественной и естественной передачи цветовой палитры.
Первая технология, названная Compression Feed-forward Driving (cFFD), позволяет уменьшить эффект смазывания изображения при просмотре быстро перемещающихся объектов отображаемой картинки. Как известно, снижения этого эффекта добиваются, главным образом, сокращая время отклика. Новая технология основана на управлении ускоряющим напряжением с помощью небольшого буфера памяти в сочетании с собственной технологией сжатия картинки. По сути, это происходит при синхронизации картинки со временем отклика пикселей, когда наиболее динамичные участки видеофрагмента попросту выбрасываются из транслируемого на матрицу изображения, путем снижения контрастности участков картинки, где они располагаются. В результате, описанная методика и дает эффект, схожий с дополнительным сокращением времени отклика. Необходимо отметить, что предложенная технология, несмотря на кажущуюся сложность реализации, уже получила распространение в некоторых новых продуктах компании, поступающих вскоре в продажу.
Вторую известную проблему ЖК-панелей — сложность в устранении различий между передачей разных систем отображения цвета — Mitsubishi предлагает решить при помощи технологии управления цветом Natural Color Matrix (NCM), позволяющей упростить переход от одной системы представления цвета к другой. По мнению специалистов компании, воспроизведение оригинального цвета при обработке изображений в режиме реального времени практически невозможно на уровне программного обеспечения. В связи с этим инженеры Mitsubishi Electric решили создать технологию, которая бы решала данную проблему на аппаратном уровне.
Существуют две технологии обработки цвета: матричная (Matrix Calculation) и трехмерная (3D Look-up Table). Первая использует простой алгоритм, позволяющий обрабатывать цвета быстродвижущихся изображений, однако качество цветопередачи при этом является весьма посредственным. Трехмерная технология 3D Look-up Table обеспечивает хороший уровень цветопередачи, но требует большого объема буферной памяти и очень сложна с точки зрения аппаратной реализации. Новая же технология японских инженеров, являясь попыткой совместить лучшие черты обеих технологий за счет использования шести опорных цветовых осей (R (красный), G (зеленый), B (синий), C (голубой), M (пурпурный) и Y (желтый)) при расчете параметров цвета, позволяет добиться более точной цветопередачи. Новый алгоритм не использует трехмерную систему обработки цвета, из-за чего отпадает необходимость в больших объемах памяти. В результате появляется возможность сделать ЖК-мониторы и проекторы более компактных размеров, с более качественной цветопередачей, даже при отображении динамичных сцен.
Конкурентной разработкой располагает компания Samsung Electronics. Технология, о которой пойдет речь дальше, еще проще в реализации. Корейские разработчики продемонстрировали первую, согласно их заявлению, в индустрии технологию TFT, предполагающую использование четырех цветовых каналов. В дополнение к традиционным красному, зеленому и синему субпикселям в дисплеях, использующих новый метод, добавляется четвертый белый субпиксель. Как отмечают разработчики, подобный подход позволяет добиться увеличения яркости изображения на 30–70% при таком же уровне энергопотребления, что и у нынешних TFT-панелей. На сегодняшний день компанией Samsung разработан обширный набор прототипов TFT-дисплеев на основе новой технологии, начиная с 2-дюймовых устройств с качеством QVGA и заканчивая 17-дюймовыми панелями для телевизоров.
Отметим еще одно достижение корейской компании. Не так давно Samsung представила самую большую, по ее утверждению, TFT-панель, в которой применяется технология низкотемпературного поликристаллического кремния (Low Temperature Poly-Silicon — LTPS), — размер ее диагонали составляет 21,3 дюйма. Панель изготовлена с помощью передового метода кристаллизации тонких пленок, известного как Sequential Lateral Solidification, который значительно упрощает размещение управляющих цепей непосредственно на стеклянной подложке, а также заметно снижает стоимость производства. Продемонстрированная панель на базе новой технологии имеет разрешение 1600x1200 RGB-пикселей, поддерживает 16 млн цветов, обеспечивает уровень контрастности 500:1 и отличается широкими углами обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Конкурентная разработка в области компенсации временных задержек и улучшения качества отображения динамичных объектов, несколько отличная от технологии Mitsubishi cFFD имеется и в активе фирмы National Semiconductor. С помощью средств цифровой сигнальной обработки она устраняет задержки между прохождением управляющих сигналов и изменением оптических свойств жидкого кристалла в ячейках, отвечающих в данный момент за воспроизведение полутонов. Упомянутая технология уже применяется компанией HannStar Display при изготовлении 23-дюймовых панелей для ЖК-телевизоров.
Интересным развитием функциональных возможностей ЖК-технологии стала разработка компании Toshiba Matsushita Display Technology, которая оснастила свои ЖК-дисплеи функцией захвата экрана. 3,5-дюймовый Input Display обеспечивает отображение информации с качеством QVGA (320x240). Использование низкотемпературного поликристаллического кремния явилось ключом к новому уровню функциональности устройства. Подвижность жидких кристаллов в LTPS-панелях позволила уменьшить размеры пиксельных транзисторов и разместить рядом с каждым из них оптический сенсор. Благодаря этому панель способна работать как сканер и получать монохромное цифровое изображение поверхности находящегося с ней в контакте объекта с разрешением до 960x240 пикселей. Компания-разработчик рассчитывает в дальнейшем использовать данную технологию в различных решениях для бизнеса и домашнего применения, в частности, в системах безопасности, основанных на распознавании отпечатков пальцев.
