В этом материале мы опишем методику, которую используем для тестирования экранов смартфонов и планшетов, а также расскажем, как по тем графикам, которые мы приводим, понять, насколько хорош дисплей того или иного гаджета...
В обзорах смартфонов и планшетов мы уделяем достаточно много внимания дисплеям и технологиям, по которым они производятся. Немудрено — сенсорные экраны занимают 90% фронтальной поверхности мобильных устройств и являются основным управляющим элементом. Во избежание повторов в обзорах мы решили опубликовать небольшой гид по современным мобильным дисплеям, снабдив его фотографиями, полученными с помощью оптического микроскопа...
Серию телевизоров Panasonic VIERA V можно назвать "золотой серединой". Обладая практически всеми достоинствами "топовой" серии VIERA Z, за исключением сверхтонкого профиля, модели семейства VIERA V отличаются значительно лучшим соотношением функциональность/цена...
LED TV - следующий этап развития ЖК-телевизоров. Мы уже привыкли, что каждая новая ступень технологии приближает нас к идеалу, но действительно ли все так хорошо на самом деле? В этом обзоре мы попробуем разобраться, какие преимущества реальны, а чему верить не стоит...
Пока рынок нетбуков ширится и пополняется новыми производителями и моделями, первопроходец Eee PC пробует себя в новой роли, трансформировавшись в моноблочный компьютер или неттоп...
Microsoft Research совместно с Вашингтонским университетом работает над новой технологией, которая позволит создавать дисплеи со временем отклика менее 1,5 мс, высоким разрешением, яркостью, контрастностью и эффективностью подсветки, а также относительно небольшой себестоимостью. Сможет ли она потеснить LCD с лидерских позиций?...
Автор: Cергей КнигинВОЛЮМЕТРИЧЕСКИЕ (VOLUMETRIC) 3D ДИСПЛЕИВолюметрические 3D дисплеи (далее V3D) существенно отличаются от всех рассмотренных выше типов 3D дисплеев, формирующих изображение с помощью элементов, расположенных в одной плоскости. ПРИНЦИП: воспроизведение объемного изображения в виде вокселов или векторов, реально разнесенных в рабочем объеме дисплея (объеме воспроизведения), четко ограниченном его конструкцией. Для V3D нам потребуется дополнительная классификация, поскольку это самая многочисленная по разнообразным технологиям группа. Примем за основу классификации три параметра: наличие в конструкции движущихся частей, тип источника изображения, заполнение объема воспроизведения. Естественно, такая классификация условна и не претендует на полноту и окончательность. В таблице приведены некоторые примеры технологий V3D. По большому счету, для V3D существует всего два способа воспроизвести изображение воксела в заданной точке пространства: Поместить в эту точку вещество, способное рассеивать свет и осветить его;Поместить в эту точку вещество, способное излучать свет и заставить его светитьсяОба способа предполагают, что объем воспроизведения должен быть заполнен подходящим веществом, поскольку воксел может располагаться в любой точке этого объема по определению.Причем, для первого способа сразу возникает противоречие: если вещество рассеивает свет, то оно не может быть прозрачным и нельзя увидеть вокселы, располагающиеся в его глубине. И здесь в очередной раз спасает инерционность зрительного аппарата человека. Сплошной объем вещества заменяется тонким рассеивающим экраном, который периодически "сканирует" объем воспроизведения так, что за один цикл поверхность экрана проходит через все точки этого объема.Форма поверхности экрана интересует нас лишь постольку, поскольку для воспроизведения 3D объектов с минимальными геометрическими искажениями требуется учитывать ее при пересчете компьютерной модели в реальные координаты. Насколько разной может быть форма поверхности, видно из сравнения двух моделей V3D: FELIX 3D и Perspecta.Пример 1Проект FELIX 3D использует экран в виде одного витка спирали для проецирования лучей трех твердотельных лазеров основных цветов. Перемещение по осям X и Y обеспечивается механической зеркальной разверткой, а по Z - положением экрана в момент включения лазеров. В каждый момент времени формируется изображение только одного воксела, а всего за 1 оборот - около 10 000 вокселов при скорости вращения экрана 20Гц. Такое небольшое количество вокселов ограничивает сферу применения FELIX 3D векторными приложениями, например в системах CAD/CAM.Компания Actuality Systems использует в модели Perspecta плоский экран, вращающийся вместе с системой зеркал для проецирования изображения размером 768х768 пикселов одновременно. DLP проектор успевает сформировать за время одного оборота (при частоте вращения 24Гц) 198 плоских изображений (1 бит на цвет), составляющих "нарезку" (slices) 3D сцены. Таким образом, общее количество формируемых вокселов превышает 100 миллионов, что является пока абсолютным рекордом. Проблемой подготовки информации является необходимость поворота формируемого на экране проектора изображения синхронно с вращением экрана и рассчет "нарезки". Для этого используется DSP процессор производительностью 1600 MIPS и 6 Gb DDRAM.Пример 2Нужно сказать, что идея V3D с вращающимся экраном давно привлекала внимание разработчиков. Вот, например, оригинальная конструкция, в которой покрытый фосфором стеклянный диск помещался внутрь электронно- лучевой трубки и приводился в движение электромотором, ротор которого располагался внутри колбы, а статор снаружи. Изображение получали, управляя отклонением электронного луча. Однако, практического применения эта конструкция, как и сотни подобных, не нашла, поскольку формирование сигналов, необходимых для получения объемного изображения, оказалось непосильной задачей. Действительно, даже с помощью современных мощных компьютеров не так просто вычислить положение точки пересечения наклонного луча и вращающейся плоскости в реальном времени. В плане простоты расчетов, гораздо удобнее конструкции, в которых экран или монитор движутся возвратно-поступательно, но в них очень сложно совместить высокую скорость перемещения с хорошей линейностью и отсутствием вибраций.Пример 3Новым толчком к развитию V3D послужило появление светодиодов и персональных компьютеров.Появилась возможность заменить вращающийся экран светодиодной панелью, благодаря чему положение вокселов в объеме воспроизведения оказалось жестко заданным и достаточно легко вычисляемым, чтобы изготовить вполне работоспособный прототип, что и было сделано впервые в 1979 году. Простые расчеты показывают, что современная элементная база позволяет создать по этой схеме V3D, воспроизводящие более миллиона цветных вокселов, но, к сожалению, информация о таких разработках отсутствует.Пример 4Модель VIZTA3D Z20/20 - пример удачной реализации известной схемы с неподвижным проектором и линейно движущимся экраном на новом технологическом уровне.Физически движущийся экран заменен в нем пакетом жидкокристаллических пластин - экранов, прозрачность которых меняется под воздействием управляющего напряжения. Пакет состоит из 20 пластин диагональю 20 дюймов, что отражено в названии модели. В одном состоянии каждая из пластин прозрачна и пропускает свет, в другом мутнеет и становится просветным рассеивающим экраном. Установленный за пакетом DLP проектор формирует изображения "срезов" 3D сцены синхронно с переключением прозрачности пластин. Сглаживание изображения по глубине достигается специальной программной обработкой.Пример 5Известно несколько прототипов V3D, использующих эффект транслюминесценции, то есть способность некоторых кристаллов и газов излучать свет с определенной длиной волны под воздействием излучения с другой длиной волны, например, видимый красный свет под воздействием невидимого инфракрасного излучения. Лучи двух инфракрасных полупроводниковых лазеров отклоняются таким образом, что пересекаются в заданной точке объема воспроизведения, заполненного активным веществом. Транслюминофоры имеют определенный энергетический порог возбуждения. Мощности лазеров подбирают таким образом, чтобы энергия одного луча была ниже этого порога и не вызывала свечения, а суммарная энергия двух лучей превышала этот порог. Таким образом, свечение возникает только в точке пересечения лучей. Управляя отклонением лучей с помощью зеркал или акустооптических элементов, добиваются сканирования всего объема воспроизведения, а модулируя один из лучей засвечивают нужные вокселы. Пример 6Одна из тех конструкций, которые, вероятно, никогда не будут реализованы на практике.Объем воспроизведения заполнен пластиковыми шариками, к каждому из которых подведена нить оптоволокна. Освещая противоположные торцы нитей, собранные в упорядоченный оптоволоконный кабель, можно заставить светиться отдельные шарики-"вокселы". Для этого каждая нить сопряжена с отдельной ячейкой оптического модулятора. Сложность только в том, что шарики должны были бы рассеивать свет, поступающий через оптоволокно, но, в то же время, свободно пропускать свет от других шариков. Пример 7Если шарики- "вокселы" из предыдущего примера заменить на светодиоды, получится еще одна конструкция, которая имеет шансы на развитие в будущем. Достаточная прозрачность объема воспроизведения в этом случае легко достижима, поскольку сами излучающие кристаллы светодиодов имеют размер примерно 0.3х0.3мм2, а шаг между ними может быть выбран намного больше. Существующие прототипы имеют очень скромное количество вокселов (на фото куб 10х10х10 = 1000 вокселов), но единственным реальным препятствием к созданию серьезных V3D по этой технологии является цена светодиодов. Полноцветный дисплей с миллионом вокселов (100х100х100) обойдется примерно в миллион долларов! Для сравнения, большие светодиодные экраны, которые можно видеть на улицах многих крупных городов, содержат примерно такое же количество светодиодов и стоят примерно столько же. Итог третьей части:ПЛЮСЫ:Истинно объемное изображение, обеспечивающее естественную связь между конвергенцией и аккомодацией, динамический параллакс и другие пространственные эффектыБольшой угол обзора, вплоть до 360 градусов по горизонтали и 270 градусов по вертикалиМИНУСЫ:невозможность отображения непрозрачных объектов, нельзя отобразить реалистичную графику и видео.объем воспроизведения закрыт физически, невозможно совмещение с реальными объектамитребуется очень большая скорость потока данныхочень высокая стоимость, от многих десятков но нескольких сотен тысяч долларовЗаключение Тема 3D дисплеев очень интересна, поскольку назрела необходимость их применения во многих сферах деятельности человека. Ежедневно в этой области появляется новая информация, поэтому прочитанный вами материал можно рассматривать только как историческую справку (да и то не полную), отражающую состояние "здесь и сейчас". Что мы увидим завтра своими глазами?...
Автор: Cергей КнигинМУЛЬТИВИДОВЫЕ (MULTIVIEW) 3D ДИСПЛЕИ Как следует из определения, данного в первой части статьи, мультивидовые 3D дисплеи (далее, для краткости М3D) воспроизводят объемное изображение в виде нескольких последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.ПРИНЦИП: Разделение объема воспроизведения несколькими условными вертикальными плоскостями, проходящими через центр экрана. В каждой части разбитого плоскостями пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены. Поскольку M3D являются развитием идеи стереодисплея, то для их построения применимы те же технологии параллакс-барьеров и линзовых растров, только за каждой линзой должно располагаться столько пикселов, сколько ракурсов изображения мы хотим получить. Очевидно, что существующие сегодня LCD панели не позволяют получить по такой схеме приличный M3D. Возьмем 17" монитор, имеющий 1280х1024 пиксела размером 0,27мм. Если мы хотим получить 5 ракурсов, придется взять линзовый растр с шагом 1,35мм, а горизонтальное разрешение станет аж целых 256 пикселов! Не впечатляет…Но есть технология, позволяющая использовать массив пикселов лучшим способом. Это голографические оптические элементы (Holographic Optical Elements - HOE ). Перед LCD панелью помещается пленка, состоящая из миниатюрных голограмм, каждая из которых закрывает один пиксел и направляет проходящий свет в одном из заданных направлений. Голограммы, формирующие столько различных направлений, сколько нужно ракурсов, объединяются в патерн, повторяющийся по всей поверхности экрана. Для получения четырех ракурсов используются группы 2х2 пиксела, для девяти ракурсов - 3х3, т.е. для того же 17" монитора разрешение будет 640х512 и 427х341 пиксел соответственно. Конечно, для работы с текстом такой монитор уже не годится, а вот графика и видео будут выглядеть вполне прилично (для сравнения: видеомагнитофон формата VHS воспроизводит изображение с разрешением примерно 384х288 пикселов). Учитывая, что разрешение LCD панелей непрерывно растет, а производство голографической пленки реально уже сейчас, можно ожидать появление серийных моделей M3D в недалеком будущем. Но вот действительно важный вопрос: а сколько ракурсов необходимо? Ответ зависит от конкретного назначения M3D и поддается точному рассчету. Для комфортного просмотра видео бывает достаточно 4-6 ракурсов, тогда как для серьезных применений, таких как 3D-томография и рентген, графические рабочие станции CAD/CAM, отображение оперативной обстановки (авиадиспетчерские, аварийно-спасательные службы) и т.д., может, понадобится от 40 до 150 ракурсов. Известно несколько прототипов M3D с числом ракурсов более 40. В одном из них электромеханическая зеркальная система разворачивает пакет лучей от 48 полупроводниковых лазеров, по одному на каждый ракурс, в другом около 100 ракурсов формируются с помощью оптических волокон толщиной 10 микрон, соединенных в упорядоченный оптический кабель, по которому изображение от нескольких серийных видеопроекторов подводится к линзовому растру. Проблема M3D состоит не столько в изготовлении самого устройства (например, можно взять сколько нужно проекторов и экран из двух совмещенных линзовых растров - очень старый патент), сколько в получении необходимой для отображения информации. Даже стереовидеокамеры до сих пор остаются экзотикой, восьмиракурсная видеокамера применялась в прототипе многоракурсной телевизионной системы НИКФИ, а видеокамеру с большим числом ракурсов представить сложно. Настолько же проблематична запись и передача по каналам связи такого сигнала. Разрабатываются два диаметрально противоположных подхода к этой проблеме. Первый предполагает сжатие многоракурсной информации на основе межракурсных разностей (практически та же MPEG-технология) с последующей распаковкой при воспроизведении, второй - восстановление промежуточных ракурсов из стереопары.Прототип системы второго типа с четырьмя видеопроекторами, ретрорефлективным экраном и компьютером, вычисляющим промежуточные ракурсы с помощью нейросетевых алгоритмов был разработан и успешно продемонстрирован компанией НейрОК Оптикс. Восстановление большего числа ракурсов требует существенных вычислительных мощностей. Еще большие ресурсы необходимы для построения множества ракурсов 3D сцены, описанной набором векторов или массивом вокселов. ПЛЮСЫ: широкая зона стереоэффекта; большая глубина объема воспроизведения; возможность "оглядывания" и динамического параллакса; наличие контента (потенциально); возможность отображения непрозрачных объектов, т.е., потенциально, реалистичная графика и видеоМИНУСЫ: техническая сложность и себестоимость быстро возрастают с увеличением числа воспроизводимых ракурсов; небольшой угол обзора (от 24 до 50 градусов против 160 и более у обычных мониторов); требуется большая скорость потока данных (кратное числу ракурсов увеличение от моно) или существенный объем вычислений для кодирования и декодирования данных; отсутствует программное обеспечениеВряд ли в ближайшие год - два стоит ожидать появления недорогих серийных моделей мультивидовых 3D дисплеев "для дома, для семьи", хотя многие серьезные производители дисплеев имеют свои прототипы . Например, линейка дисплеев с 3, 5, 7, и 9-ю ракурсами у Philips, шестнадцатиракурсный дисплей у Samsung.ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ 3D ДИСПЛЕИВ первой части мы определили, что голографические 3D дисплеи (далее H3D) воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены. Однако, современная техника немыслима без цифровой обработки сигналов, стало быть, любая непрерывная функция с некоторой точностью апроксимируется рядом дискретных значений. Световое поле не исключение, поэтому H3D можно рассматривать как дальнейшее развитие мультивидовых дисплеев с очень большим количеством воспроизводимых ракурсов.ПРИНЦИП: Разделение объема воспроизведения множеством условных вертикальных плоскостей, проходящих через центр экрана. В каждой части разбитого плоскостями пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены. Обычно, когда речь заходит о H3D, имеют в виду устройство, способное воспроизводить на некоемом материале подобие традиционной голограммы, то есть вычислять и отображать фиксируемую ей в виде дифракционных структур интерференционную картину светового поля, причем делать это в реальном времени. Такой подход не учитывает, что каждый малый участок голограммы представляет из себя дифракционную решетку, выполняющую роль отклоняющего элемента и нет нужды каждый раз, когда нужно изменить угол отклонения луча, рассчитывать и отображать ее. Самое удивительное, что есть ученые, разрабатывающие это финансово и информационно сверхзатратное направление. Например, американцы из Массачусетского технологического разработали прототип, в котором воспроизводится изображение, рассчитанное на компьютере. Голограмма формируется с помощью акустооптического модулятора: луч лазера модулируется акустическими колебаниями, воздействующими на кристалл, который расположен перед фокусирующей линзой. Прорисовка изображения выполняется механической зеркальной разверткой. Для монохромной картинки размером 15 x 15 x 20 см требуется поток данных около 2 гигапикселов в секунду. Японцы пытаются воспроизводить голограммы с помощью проекционных LCD матриц (используются в видеопроекторах), каждая из которых воспроизводит небольшой отдельный участок голограммы. Поскольку диагональ таких матриц не превышает 1,8 дюйма, для получения голограммы нужной площади пришлось использовать множественные конфигурации и устройства сведения для объединения различных частей голограммы. Поток данных, требуемый для воссоздания полноценного образа, достигает приблизительно одного терабайта в секунду. Монохроматическая голограмма с площадью проекции 1 кв.см - это пока максимум, чего удалось добиться исследователям. Интересна разработка, названная ее авторами "офисный голографический принтер". Хотя это устройство не имеет непосредственного отношения к 3D дисплеям, полученные результаты могут быть использованы в будущем для создания H3D. Принтер позволяет печатать на фоточувствительном материале однопроходные голограммы, качество которых во многих случаях превосходит качество традиционных голограмм. Голограмма получается путем последовательной экспозиции узких полосок фотоматериала через щелевую маску. На каждой полоске по традиционной технологии получения голограмм фиксируется образ цилиндрической линзы, за которой располагается LCD матрица с выведенным на нее специально подготовленным изображением. В результате получается голограмма линзового растра очень высокого разрешения (до 250 lpi), идеально совмещенного с изображением, содержащим до 150 ракурсов предварительно отснятой или смоделированной на компьютере 3D сцены. Исследования, проведенные при разработке голографического принтера, показали, что голограмма 3D объекта может быть рассчитана как совокупность голографических образов составляющих его вокселей. Образ вокселя представляет из себя фиксированный паттерн, зависящий только от "глубины залегания", т.е. Z-координаты вокселя и не зависящий от координат X и Y. Паттерны для всего диапазона значений Z могут быть рассчитаны заранее и помещены в таблицу, откуда будут извлекаться при выводе в реальном времени с минимальным количеством вычислительных операций. Паттерны для систем на основе линзовых растров имеют простейший вид группы вертикальных штрихов и могут рассчитываться непосредственно в процессе вывода изображения.Отличие данного метода от классической голограммы состоит в том, что формируются изображения, имеющие только горизонтальный параллакс (как, впрочем, и у всех дисплеев, описанных выше). Принцип формирования образа вокселя P из опорного пучка света S классической голограммой показан ниже. Можно заметить, что чем дальше от поверхности находится воксель, тем большая площадь голограммы принимает участие в его формировании. ПЛЮСЫ: самое реалистичное 3D изображение, обладающее всеми оптическими свойствами отображаемого реального объектаМИНУСЫ: техническая сложность на пределе современных возможностей аппаратуры, вычислительных мощностей хватает только для статических изображенийКак говорил классик в другом месте и по другому поводу " Узок круг этих революционеров. Страшно далеки они от народа". Именно так обстоит дело с голографическими 3D дисплеями. К счастью, для определенного круга задач существуют другие решения, позволяющие получить реальное 3D. Это волюметрические 3D дисплеи, о которых пойдет речь в заключительной части статьи...
Автор: Сергей КнигинВ последнее время о 3D дисплеях много пишут, но, как правило, речь идет о какой-либо конкретной модели или модельном ряде конкретного производителя. Немногочисленные же обзорные статьи содержат описания случайного набора из очков, шлемов и, собственно, 3D дисплеев. Практически отсутствует классификация существующих 3D дисплеев, что приводит к запутанной терминологии. Даже солидные фирмы-производители зачастую называют свои изделия не тем, что они есть на самом деле. В этой статье предпринята попытка систематизировать накопленный автором обширный материал по технологиям воспроизведения 3D, одно только перечисление которых заняло бы несколько страниц. Правда, большая их часть существует в виде патентов и описаний, гораздо меньше "живых" прототипов, и уж совсем малая часть реализована... Начнем с терминов: Во-первых, 3D дисплеем мы будем называть любое устройство, способное вывести изображение, воспринимаемое человеком как объемное, без очков или других дополнительных устройств. Во-вторых, назовем пространство, в котором можно наблюдать изображение, формируемое 3D дисплеем, объемом воспроизведения, а пространство, в котором находится зритель - объемом наблюдения. Только находясь внутри объема наблюдения человек вправе рассчитывать на восприятие неискаженного объемного изображения, заключенного в объем воспроизведения. И в-третьих, поделим все 3D дисплеи на группы, по способности отображения 3D информации: Стереоскопические. Воспроизводят два ракурса объемной сцены, один из которых предназначен для левого, а другой - для правого глаза. Мультивидовые. Воспроизводят несколько последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.Голографические. Воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены. Волюметрические. Воспроизводят изображение в виде набора точек (вокселей) или векторов, физически разнесенных в ограниченном рабочем пространстве дисплея (объеме воспроизведения). Каким образом человек воспринимает мир в объеме? На самом деле, это очень непростой вопрос. Два глаза? Тогда закройте один глаз и посмотрите вокруг. Можно заметить, что картина не поменялась радикально, изображение не стало плоским! Все дело в том, что объемный образ мира виртуален, он вычисляется мозгом с помощью алгоритмов, учитывающих множество факторов, среди которых различие между изображениями, воспринимаемыми левым и правым глазом (параллакс) является важным, но отнюдь не единственным. При наблюдении реальных трехмерных сцен эти факторы связаны между собой вполне определенным образом, что зафиксировано в нашем опыте. Соответственно, 3D дисплей должен формировать изображение с учетом различных факторов и их взаимосвязей. Исходя из этого, можно проанализировать перечисленные выше типы 3D дисплеев и выделить их достоинства и недостатки. При этом, мы не станем вдаваться в технические тонкости конкретных технологий (кстати, иногда тщательно скрываемые производителями), достаточно будет установить, к какому из перечисленных типов относится конкретное устройство.Для каждого типа будет выделен ПРИНЦИП работы, ПЛЮСЫ и МИНУСЫ.СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЕ 3D ДИСПЛЕИ Сразу отметим, что на сегодняшний день к этому типу относятся практически все серийно выпускаемые устройства, какими бы эпитетами вроде "реальное 3D", "суперобъемный", "ошеломляюще реалистичный", "голографический" и пр. не украшались их рекламные буклеты и пресс-релизы.ПРИНЦИП. Разделение объема воспроизведения на две части условной вертикальной плоскостью, перпендикулярной плоскости экрана и проходящей через его центр .Слева от плоскости наблюдается изображение для левого глаза, справа - для правого. Очевидно, что для наблюдения стереоизображения человек должен располагать голову так, чтобы каждый глаз находился в "своем" пространстве, а это несколько утомительно. "Однопользовательскую" конфигурацию легко дополнить автоматикой, которая поворачивает разделительную плоскость вслед за движением головы пользователя (tracking). Технически для производства стереоскопических 3D дисплеев лучше всего подходят LCD или плазменные панели, поскольку пикселы в них жестко привязаны к месту, в отличии от CRT мониторов, где изображение может слегка сдвигаться и изменять свой масштаб. Параллакс-барьер, самый простой способ разделения стереоракурсов (осуществимый даже в "домашних" условиях, если у вас есть LCD монитор). Нужно напечатать на прозрачной пленке рисунок, состоящий из вертикальных черных полосок с шагом в два пиксела вашего монитора, такой ширины, чтобы между ними остались узкие прозрачные полоски. Если наложить полученный растр на экран, с определенной позиции будут видны только четные пикселы, а с другой - только нечетные.Обратите внимание на зазор между растром и панелью, обеспечивающий необходимый угол обзора. Осталось вывести на экран специально подготовленное изображение, в котором чередуются пикселы левого (L) и правого (R) ракурсов. Подробнее о щелевых растрах можно прочесть в статье Е. Вазенмиллер "Щелевые растры". Недостатком щелевого растра является существенное снижение яркости монитора, поскольку часть световой энергии поглощается черными полосками. Естественным развитием щелевых растров являются линзовые растры, так же, как объектив фотоаппарата является развитием маленького отверстия камеры-обскуры. Существенным недостатком метода параллакс-барьера, независимо от его технической реализации, является то, что он формирует не одну условную плоскость, а несколько. В разделяемых ими областях наблюдения чередуются L и R ракурсы, так, что при смещении наблюдателя на некоторый угол от главной плоскости возникает неприятный эффект, называемый "псевдоскопическим", когда правый глаз видит левую картинку и наоборот. Следующий недостаток - снижение горизонтального разрешения 3D дисплея вдвое по сравнению с моно, ведь пикселы нужно делить между двумя ракурсами стереоизображения. Определенные усилия разработчиков направлены на возможность полного использования разрешения 3D дисплея в моно-режиме. Щелевые растры делают электрически отключаемыми, например, на основе жидких кристаллов. Естественно, что линзовый растр отключить невозможно. Другой вариацией на тему параллакс-барьера является метод параллаксного освещения. LCD панель освещается набором тонких вертикальных источников света. Включением второго набора источников (на рисунке обозначены голубым цветом) дисплей переводится в режим моно. И, наконец, самый главный недостаток. Стереоизображение недаром называют самой большой иллюзией в истории человечества. Когда вы видите стереокартинку, ваш мозг легко впадает в заблуждение, что перед вами истинно объемное изображение. Но лишь до тех пор, пока вы неподвижны. Стоит чуть наклонить голову или переместиться, как изображение претерпевает искажения, совершенно не свойственные реальным предметам, поскольку каждый глаз по-прежнему видит изображение, полученное соответствующей ему камерой из фиксированной точки пространства. Строго говоря, изображение, сформированное стереодисплеем, воспринимается без искажений лишь в одной точке наблюдения, когда положение каждого глаза наблюдателя точно соотносится с положением камер при съемке. По той же причине невозможны такие эффекты, как "оглядывание" и динамический параллакс. Как ни перемещайся перед стереодисплеем, если мы даже не выходим из зоны стереоэффекта, то картинку все равно видим ту же самую, а если закрыть один глаз, все ухищрения разработчиков и вовсе пропадут даром - ничего, кроме моноизображения, мы не увидим. Так почему же при таком количестве серьезных недостатков идея стереоскопического 3D дисплея столь популярна? Все определяется доступностью той или иной технологии при данном уровне развития техники. Для стереодисплея сегодня существует вся технологическая цепочка УСТРОЙСТВО-ДРАЙВЕР-ПРОГРАММА-КОНТЕНТ. Проще говоря, стереодисплей есть куда включить, есть чем согласовать, есть что и с помощью чего увидеть. Это видеоадаптеры с двумя и более видеовыходами, стереодрайверы, множество игр и немного (пока) стереофильмов. Маховик индустрии уже раскручивается, наличие контента создает спрос на устройства, наличие устройств создает спрос на контент. Цены на стереоскопические 3D дисплеи достаточно высоки (примерно от $1500 и выше), хотя себестоимость собственно "железа" не очень существенно отличается от обычных LCD мониторов. Все дело лишь в незначительном пока объеме выпуска, так что не за горами тот день, когда и мы с вами сможем себе позволить покупку стереомонитора. Подведем итог первой части. ПЛЮСЫ: относительная простота изготовления, есть серийно выпускаемые модели; невысокая себестоимость, возможно снижение цены в обозримом будущем; реально достижимая скорость потока данных (двукратное увеличение от моно); наличие контента, драйверов, программМИНУСЫ: невозможность "оглядывания" и динамического параллакса; очень ограниченная зона стереоэффекта; наличие зон "неправильного" псевдоскопического эффекта; вдвое меньшее горизонтальное разрешение в стереорежимеЕстественно, не все из сказанного выше верно для любого конкретного дисплея, существует множество способов преодоления того или иного недостатка, но главный недостаток можно устранить только в 3D дисплеях, относящихся к другим группам. О них пойдет речь в следующих статьях цикла...
Автор: Константин АфанасьевПро различные устройства виртуальной реальности писали уже не раз - тут и объемные мониторы, и VR-шлемы, и компьютерные перчатки, обеспечивающие обратную связь между виртуальными объектами и рукой пользователя. Но это все устройства в большинстве своем компактные и предназначенные, так сказать, для сидячей работы в виртуальном пространстве. А вот об устройствах для виртуального передвижения практически ничего не пишут. Между тем, перемещение в виртуальном пространстве происходит отнюдь неестественным для человека образом - с помощью руки, управляющей мышкой или клавиатурой. Намного лучше было бы ходить своими ногами. Думаете, это невозможно? Как бы не так! Называется такая штука Locomotion Interface (то бишь, двигательный интерфейс), а разработки на эту тематику ведутся уже не один год.Об одном подобном устройстве вскоре после последнего SigGraph'а много писали в новостях- это виртуальный пол CirculaFloor, разработанный в лаборатории виртуальной реальности университета Цукуба (Tsukuba University VRLab). Устройство состоит из четырех плиток, которые могут перемещаться друг относительно друга. Движение стоящего на плитках человека отслеживаются сенсорами, и каждый раз под его ногу подъезжает новая плитка. Одновременно с этим та плитка, на которой человек уже стоял и с которой он делает шаг, отъезжает назад. Получается эдакая ходьба на месте, скорость и направление которой можно легко связать с передвижением пользователя в виртуальном пространстве. Сами плитки имеют размер 568x568x92 мм, весят 16 кг и могут перемещаться со скоростью до 120 сантиметров в секунду. На самом деле это даже совсем не плитки, а мобильные роботы Vmax Carrier, разработанные совсем другой японской лабораторией для других целей. Впрочем, они очень даже подошли для использования в CirculaFloor. Управляет движением роботов-плиток компьютер, который анализирует движения человека и взаимное расположение всех плиток на полу. При этом пользователь отслеживается лазерным дальномером, а положение плиток - ультразвуковыми сенсорами. CirculaFloor был успешно продемонстрирован на выставке Siggraph 2004. Ходить по нему вполне можно, только пока очень медленно. Не знаю, удастся ли японцам довести свою разработку до ума - уж очень много в ней движущихся частей.Система виртуального движения CurculaFloorА так выглядят роботы-плитки Vmax CarrierНо на самом деле работа по созданию подобных устройств для передвижения в виртуальности идет уже давно. Например, несколько американских фирм - в частности, Virtual Space Devices, CGSD и Sarcos Research Corporation - еще в 1996-1998 годах занимались разработкой всенаправленных бегущих дорожек (omni-directional treadmill). Понятно, что обычная бегущая дорожка позволяет двигаться в одну сторону и используется, скажем, для тренировок в закрытых помещениях. Всенаправленная дорожка может двигаться в любом направлении и позволяет свободно перемещаться в виртуальном пространстве, обеспечивая при этом нормальную нагрузку на ноги и все сопутствующие ощущения. Надо сказать, что устройство это довольно хитрое - дорожка Virtual Space Devices, например, состояла из 3400 стальных роликов, объединенных в два замкнутых перпендикулярных кольца. Каждое кольцо приводилось в движение мотором, причем скорость движения оценивалась исходя из перемещения пользователя. Верхний слой роликов, по которому, собственно, и шел человек, двигался как единое целое в одну сторону, и мог вращаться в перпендикулярном направлении (его приводил в движение нижний слой роликов). В результате по этой бегущей дорожке можно было идти в любую сторону (со скоростью до 3 метров в секунду), а соответствующий виртуальный пейзаж выводился на четыре проекционных дисплея вокруг установки. Принимавшие разработку военные чины устройство похвалили (а разрабатывалось оно, как и аналоги от CGSD и Sarcos, именно для военных), после чего информация о нем больше не появлялась...
В последнее время во многих голливудских фантастических фильмах стали появляться причудливые устройства, которыми герои картины управляют посредством собственных рук. Например:Фрагмент из кинофильма "Шестой День" ("Six Day")Фрагмент из кинофильма "Степфорские Жены" ("The Stepford Wives")Фрагмент из кинофильма "Степфорские Жены" ("The Stepford Wives")За рубежом сенсорные технологии уже вовсю используются в различных продуктах, например таких как: информационные сенсорные киоски, торговые терминалы, автомобильные мультимедийные системы, планшетные ПК, КПК и другие устройства.Эта технология распространена и в России, я не имею в виду наладонные компьютеры, которые продаются на территории нашей страны. Скорость её распространения, по всей видимости, ограничена высокой розничной стоимостью готовых продуктов.В настоящее время в этой области работает около десятка компаний, у одной из них мне удалось заполучить на тест - "сенсорный набор". Возможно ли сделать сенсорный монитор своими руками, который обладал бы еще и низкой стоимостью? Прочитав этот обзор Вы с уверенностью скажете "Да".Сенсорная панель и контроллерСенсорная панель, которая была предоставлена на тест, выпускается тайваньской компанией Apex Material Technology Corporation (AMT), одним из самых крупных азиатских производителей сенсорных компонентов. Головной офис и производственные мощности AMT расположены в Тайпее на Тайване (Taipei, Taiwan).Существует несколько типов сенсорных панелей - резистивные, емкостные, инфракрасные и экраны на поверхностных акустических волнах. AMT9102 относится к классу аналоговых резистивных сенсорных экранов. Но и резистивные панели бывают, многослойными и 4/5/8 проводными, данная модель - двухслойная четырех - проводная.Технические характеристики AMT9102:Размеры панели: 332,6 x 257,5 мм; Толщина панели: 3,3 мм; Активная область: 304,1 x 228,1 мм; Толщина чувствительного слоя: 0,188 мм; Электротехническая спецификация: Сопротивление участка цепи (отжато): 10 МОм; Сопротивление участка цепи (нажато): 2 КОм; Время отклика на нажатие: 10 мс; Сопротивление слоя: Аналоговое: 200~800 Ом/м2; Рабочее напряжение: 5В; Рабочая температура: от -10°C до 60°C; Температура хранения: от -20°C до 80°C; Влажность: не более 90%; Сила нажатия стилусом или пальцем: от 10 до 80 граммов; Плотность поверхности: 3H; Долговечность: 10 млн. точечных нажатий; Прозрачность: 80%. Резистивная технология основывается на методе замера электрического сопротивления части системы в момент прикосновения. Для определения координат X и Y используются специальные чувствительные слои, между которыми находится еще один, "нейтральный".Когда верхний слой соприкасается с нижним, электрическая цепь замыкается и контроллер получает информацию о координатах X и Y с верхнего и нижнего слоев соответственно. Для того, чтобы контроллер мог отличать сигналы, токи верхнего слоя текут в перпендикулярном направлении по отношение к нижнему.По сравнению с другими типами "точ-скринов", резистивный обладает высокой разрешающей способностью (300 точек/дюйм), большим ресурсом (10 млн. касаний), небольшим временем отклика (около 10 мс) и низкой стоимостью. Но помимо плюсов есть и минусы, например такие, как 20% потеря светового потока.Контроллер был взят того же производителя - PenMount 9026. Модель 9026 совместима с четырех и восьми проводными конструкциями. Контроллер предназначен для установки внутри корпуса монитора и имеет RS-232 интерфейс подключения.Технические характеристики PenMount 9026:Интерфейс подключения: RS-232; Plug & Play: полная поддержка; Максимальное разрешение: 1024 x 1024 пикселей; Скорость передачи сигнала до порта: 19,200 бод; Потребляемая мощность: от 5В до 12В; Индикаторы: встроенный в контроллер LED; Габаритные размеры: длина 65 мм x ширина 25 мм x толщина 2,5 мм. Комплект поставкиСенсорная панель обтянута защитной пленкой и упакована в пакет, в котором еще можно обнаружить восемь самоклеющихся полосок разной длинны. На этом о комплекте поставки AMT9102 можно закончить.Контроллер PenMount 9026 также запакован в целлофан и поставляется вместе с интерфейсными кабелями и компакт-диском с драйверами и программным обеспечением.Выбор монитора для модернизацииМы имеем 15" сенсорную панель, следующий шаг заключается в выборе подходящего монитора. Установить сенсорный экран можно далеко не в каждый дисплей, если с CRT монитором все более или менее понятно, то подходящий LCD придется поискать, а мы будем имплантировать "точ-скрин" именно в ЖК - монитор.Первоначально планировалось использовать одну из двух 15" моделей - Philips 150B2B или EIZO FlexScan L355. Дело в том, что эти мониторы имеют встроенный блок питания и очень ограниченное свободное пространство, что свойственно многим фирменным дисплеям. Поэтому установить контроллер и панель, в данном случае, практически невозможно.Как показала практика, для установки AMT9102 необходимо около 5 мм расстояния между лицевой панелью и LCD матрицей монитора. Почему 5 мм, если толщина сенсорного экрана 3,3 мм, спросите вы. Для соединения "точ-скрина" с ЖК матрицей используются специальные демпферные самоклеющиеся прокладки, толщина которых 0,85 мм. Вот из всего этого и получается дополнительные 5 мм.После неудачной попытки интегрировать сенсорный экран в Philips 150B2B и EIZO FlexScan L355, было принято решение искать монитор с внешним блоком питания. Такой дисплей долго искать не пришлось так, как на компьютерном рынке полно моделей от "noname" производителей.Выбор пал на 15" LCD от неизвестного производителя, который продается под названием "SoCool", что в прямом переводе означает "Так Круто". Посмотрим, действительно ли он так хорош.В SoCool применяется 15,1" ЖК панель CHUNGHWA CLAA150XH01 толщиной всего 6 мм, а платы монтируются на заднюю стенку монитора, поэтому места оказалось предостаточно...
Уже в самом названии OLED (Organic Light Emitting Diode) содержатся два кардинальных отличия от LCD технологии - "органический" и "светоизлучающий". Стоит поподробнее остановиться на каждом из этих двух пунктов, чтобы понять, почему эта технология столь интересна и почему именно она оказалась следующим этапом после LCD. Начиная с 60-х годов, микроэлектроника основывается исключительно на неорганических материалах: кремний, германий, арсенид галлия, металлические проводники из алюминия или меди, различные диэлектрики, типа того же диоксида кремния. Здесь все уже отточено от и до, расписано на десять лет вперед, и все всем известно. Тем не менее, все это время не прекращалась исследовательская работа по органическим материалам - полимерам и олигомерам, а также гибридным органическим-неорганическим соединениям. По всему спектру параметров: проводимость, полупроводниковые качества, светоизлучение. Не говоря уже о том, что органика обладает рядом интересных качеств, вроде более мягких требований к температуре окружающей среды, зачастую выдающейся гибкостью, и т.д., что открывает перед производителями электронных устройств ряд совершенно новых применений. Впрочем, можно возразить, что органические материалы используются даже в производстве центральных процессоров в течение последних лет, и, в какой-то мере, это действительно будет справедливым: проводящие органические соединения используются в упаковке процессоров, для Intel - начиная еще с OLGA (Organic Land Grid Array), да и в литографии, в качестве фоторезистивных материалов. Имеются небезуспешные опыты использования их в качестве диэлектриков. Но это все не вспомогательные функции - транзисторы, диоды, конденсаторы: там вы органики сегодня не увидите.Однако, с ростом проблем, встающих сегодня перед традиционной неорганической микроэлектроникой, часть из которых уже описана в нашем обзоре современных техпроцессов, вероятность того, что производители начнут обращать все больше внимания на органику, становится все выше и выше. Однако, если начать вдаваться в подробности, то на это спокойно может уйти две-три статьи, а сейчас нас больше интересует один конкретный аспект таких материалов, а именно - тех, что обладают светоизлучающими свойствами. Пионером в их исследовании стал Eastman Kodak, чьи ученые, Chin Tang и Steve VanSlyke, еще в 1987 году издали статью "Organic electroluminiscent diodes", описывающую новый класс тонкопленочных устройств на базе органических материалов, обладающих электролюминисцентными качествами, заметно превосходящими все, что было создано в этой области ранее. Впервые предложенная Kodak схема с двумя слоями органики между электродами вместо одного и сегодня остается основным вариантом, используемым для создания OLED устройств. Вот как она выглядела в оригинале, со стороны зрителя, слой за слоем. Естественно, все закрыто стеклом, покрытым со стороны OLED тончайшим слоем indium-tin-oxid, выступающим в роли анода. Непосредственно к нему прилегает первый органический слой, порядка 750 ангстрем (75 нм) ароматического диамина, следом идет основной, светоизлучающий слой из пленки, состоящей из соединения, принадлежащего к классу fluoriscent metal chelate комплексов. Например, 8-hydroxyquinoline aluminium. И, наконец, последним слоем в этом сэндвиче является катод, состоящий из смеси магния с серебром с атомным соотношением 10:1. Вся эта система имеет толщину менее 500 нм, вместе с задней подсветкой, каковой она, помимо всего прочего, сама и является!При прохождении тока напряжением от 2.5 В, базовый слой начинает излучать фотоны, чей поток становится все более интенсивным по мере увеличения силы тока, усиливаясь практически линейно, и позволяя при напряжении менее 10 В получить яркость более 1000 Кд на квадратный метр, что минимум в два раза превышает соответствующий показатель сегодняшних LCD экранов (максимум же - свыше 100 000 Кд на квадратный метр). Пик интенсивности спектра приходится на 550 нм длину волны, что соответствует зеленому цвету. Естественно, кроме явных плюсов, были и минусы. Тут и долговечность, точнее, ее отсутствие - в первоначальных опытах светимость при постоянном напряжении падала вдвое уже после 100 часов непрерывной работы, и проблемы с отдельными участками спектра, в частности, с голубым. Тем не менее, прорыв был очевиден, учитывая, что до этого для получения более-менее нормальной светимости требовалось напряжение порядка 100 В. К решению оставшихся проблем присоединилось множество фирм (на сегодняшний день OLED занимаются порядка восьми десятков компаний и университетов), и большинство из них в той или иной мере сегодня уже можно считать решенными. Новые OLED материалы представляют из себя куда более сложные комбинации веществ, чем это было на заре их истории. Новые химические формулы базовых слоев, отдельные обогащающие добавки, отвечающие каждая за свою часть спектра - красную, синюю, зеленую...Успехи более чем впечатляют: хотя в синем спектре последние перспективные OLED материалы и остаются наименее долговечными, тем не менее, даже в условиях синей светимости их срок жизни достигает до 10 тысяч часов. Красный и зеленый цвета дают до 40 тысяч, универсальный белый - 20 тысяч часов. Уже прилично, учитывая, что для тех же цифровых камер, к примеру, среднее время жизни экрана считается нормальным от 1000 часов. К тому же в коммерческих продуктах речь очевидно будет идти о классической схеме используемой в LCD, когда экран состоит из сплошных белых OLED излучателей, с цветными фильтрами, отвечающими за придание цвета конкретным пикселам. Но все же здесь еще есть над чем серьезно поработать. Ко всему прочему, новые основные материалы значительно повышают и физические параметры OLED. В частности, повышая верхнюю планку диапазона рабочих температур более чем до 100 градусов по Цельсию, с прицелом на использование в автомобильной электронике и тому подобных устройствах.Как в традиционных CRT экранах, OLED экран представляет из себя матрицу состоящую из комбинаций ячеек трех основных цветов - красного, синего, зеленого. В соответствии от того, какой цвет от него требуется - регулируется уровень напряжения на каждой из ячеек матрицы в результате чего смешением трех получившихся оттенков и получается требуемый результат. Схема до боли знакомая и привычная, но по видимому до сих пор ничего более простого и эффективного так и не придумано. В своем развитии, OLED экраны полностью повторяют путь пройденный их предшественниками, LCD также поначалу четко делился на экраны с пассивной и активной матрицей, но потом, по мере совершенствования технологий, пассивная матрица осталась лишь в узком классе устройств с небольшой диагональю, где просто-напросто не требуется качественное изображение. OLED экраны также начали с пассивных матриц, которые прекрасно подходят, например, для экранов автомагнитол или дешевых сотовых телефонов. Такая матрица представляет из себя простейший двухмерный массив пикселов в виде пересекающихся строк и колонок. Каждое такое пересечение является OLED диодом. Чтобы подсветить его, управляющие сигналы подаются на соответствующие строку и колонку. Чем больше подано напряжение, тем ярче будет светимость пиксела. Напряжение требуется достаточно высокое, вдобавок, подобная схема не позволяет создавать эффективные экраны, состоящие более чем из миллиона пикселов. Когда у первых ноутбуков курсор мыши, двигающийся по экрану, оставлял за собой длинный, угасающий след - вот это и есть пример пассивной матрицы. Весьма схожи между собой у LCD и OLED принципы работы активной матрицы. Все тот же двухмерный массив из пересекающихся колонок и линий, но на сей раз каждое из их пересечений представляет из себя не только светоизлучающий элемент, жидкокристаллическую ячейку или OLED диод, но и управляющий им транзистор. Управляющий сигнал посылается уже на него, он запоминает какой уровень светимости от ячейки требуется и пока не будет дана другая команда будет исправно поддерживать этот уровень тока. И напряжение в этом случае требуется куда ниже и ячейка куда быстрее реагирует на изменение ситуации. Понятно, что транзисторы здесь требуются не совсем обычные - они должны лечь еще одним ровным тонким слоем на все это хозяйство. Исходя из этой задачи и появился новый класс устройств - тонкопленочные транзисторы - TFT. Естественно, что как и их старшие собратья делались они из сугубо неорганических материалов, а именно - из того же привычного кремния. Немного другого разумеется: hydrogenated amorphous silicon, за счет своей физической структуры более медленного чем привычный нам по чипам однокристальный кремний, но - тут уж ничего не сделаешь. Максимум, что еще применяют для высококачественных активных матриц - это транзисторы на базе поликристального кремния. Все это по своим механическим качествам конечно лучше чем однокристальный кремний, но все же: Идеал наступит тогда, когда до ума доведут еще одно свойство органических веществ о котором упоминалось выше - их способность образовывать полупроводниковые структуры. Хотя конечно вряд ли в обозримом будущем подобный прорыв светит для чистой органики - уж очень она медленная. Но вот органические-неорганические гибридные соединения на эту роль уже начинают претендовать. И вот это будет уже совсем другой разговор: спереди, вместо стекла - прозрачный пластик сзади вместо кварцевого субстрата характерного для кремниевых транзисторов - транзисторы органические, которые хоть на бумаге можно печатать. Благо, что их можно действительно печатать, в отличие от того же аморфного кремния, который осаживается на поверхность при 360 градусах по Цельсию. Впрочем, о будущем мы все же поговорим чуть-чуть попозже. Так вот, свое наступление на рынок OLED экраны начали с пассивных матриц диагональю в пару дюймов и соответствующей направленностью. Разрешение мизерное, цветовая гамма близка к нулю: Не самый плохой вариант между прочим, учитывая, что в большинстве экранов подобных размеров ничего большего просто и не требуется. Вспомните какой-нибудь пульт управления кондиционером или музыкальным центром, да даже экран автомагнитолы, в конце-концов - у изображения там чисто утилитарные задачи, в подавляющем большинстве случаев дело сводится к отображению текста, но даже когда и используется графика - то это простенькие пиктограммы в пару цветов. В общем, тот случай когда лишние навороты соответствующим образом отражающиеся на цене попросту не требуются, а вот некоторые качества OLED, вроде повышенной яркости или насыщенных цветов, могут оказаться именно тем что надо. И не больше.Впрочем, человек - существо которому любой степени совершенства будет мало, а даже если и достаточно, то продавцы которым требуется продавать свою продукцию ему объяснят, что на достигнутом успокаиваться не стоит. Так что размеры экранов в набирающих все большую и большую популярность портативных устройствах неуклонно увеличиваются, а разрешение их и цветность - столь же неуклонно растут. Причем - при одновременном снижении цены!В результате, одновременно с распространением своего влияния на традиционные рынки где используются небольшие плоские экраны, OLED становится идеальным кандидатом для вновь появляющихся устройств. Впрочем, в Tablet PC по прежнему пока используется LCD, но можно смело предполагать, что со временем его там заменит OLED: ведь его применение позволит весьма серьезно снизить толщину, вес, и энергопотребление этих устройств, что для них весьма критично, а то, что OLED не стал использоваться в них сразу - дело даже не столько в его технических параметрах, сколько в том, что ему все же требуется еще год-другой, чтобы начался массовый выпуск и соответствующее падение цен. Что же касается новых классов устройств, то OLED экраны вполне могут возродить такую незаслуженно забытую вещь, как шлемы виртуальной реальности. В свое время они оказались слишком дорогими, тяжелыми и со слишком маленьким разрешением, а также вообще не слишком блестящим качеством изображения. Новая технология позволит преодолеть если не все, то большинство из этих проблем. (Разве что по поводу цены нельзя дать однозначного ответа, но она будет падать). Более того, для микроэкранов носимых экранов предназначенных для просмотра "на просвет", когда информация проецируется на окружающий мир залитый солнечным светом, позволяя видеть и ее и все вокруг OLED может стать просто незаменимым, учитывая требования по яркости, измеряемые в тысячах Кд/кв. м.Еще одним классом устройств, являющихся несомненными кандидатами на роль безоговорочных поклонников OLED, являются современные мобильные телефоны, в функции которых входит работа с изображениями (т.е. - GPRS и 3G). Сравнивать качество фотографии на маленьком LCD экране и его OLED аналоге попросту бессмысленно даже на сегодняшних OLED матрицах, использующих по сути лишь первое поколение светоизлучающей органики. Потому и демонстрируются производителями телефонов модели с OLED экранами, а производители этих экранов, совсем недавно вообще не имевшие в своем ассортименте подобное направление только на этот год планируют объемы продаж в миллионах штук.Впрочем это все - лишь эволюция уже существующих сегодня применений плоских экранов, тогда как OLED имеет потенциал и для революционных изменений в этой сфере. Да, сегодня OLED экраны производятся на подложке из кремния, причем зачастую из кристаллического, для обеспечения требуемой производительности соединений, отвечающих за управление матрицей. Но производительность органических транзисторов постоянно растет и вот уже некоторые компании ведущие разработки в области OLED экранов, заявляют о своей долговременной ориентации исключительно на гибкие пластиковые экраны.Хотя пока, более актуальным остается вопрос по тому, что продается в настоящее время: плоскопанельные компьютерные мониторы. Благо что OLED, уже фактически, достиг той стадии когда он может вторгнуться и на этот рынок. Своеобразным прорывом стал продемонстрированный International Display Technology (IDTech), являющейся совместным предприятием между японской IBM и крупнейшим тайваньским производителем мониторов Chi Mai прототип 20'' полноцветного монитора на базе OLED. Компания особо подчеркивает тот факт, что ей удалось создать матрицу с управляющими структурами на базе аморфного, а не поликристаллического кремния - во-первых, относительно дешевого, по крайней мере по сравнению с поликристаллическим и уж тем более однокристальным кремнием, а во-вторых, широко использующегося сегодня при производстве LCD экранов, что дает возможность воспользоваться уже имеющимися линиями по их производству, а следовательно добиться, чтобы цена OLED экранов была примерно того же порядка. Некоторые плюсы очевидны уже сегодня: это и энергопотребление, составляющее всего 25 Вт при светимости в 300 Кд/кв. м и цветопередача превосходящая по своему уровню качества даже некоторые CRT мониторы, не говоря уже о LCD. Единственный факт, по которому прототип серьезно отстает от выпускающихся сегодня LCD экранов - это, конечно, разрешение матрицы: 1280х768 пикселов для 20'' диагонали явно маловато. Тем не менее, радует сам факт достижения подобных размеров, пусть даже на уровне прототипов - ведь совсем недавно еще подобная диагональ была чем-то совершенно фантастическим. А сегодня - уже прототип и Chi Mei у которой уже в следующем году будет возможность производить такие матрицы в коммерческих объемах. Впрочем одна Chi Mei с неизвестно какими производственными мощностями выделенными под такое дело - еще не показатель, а вот то что в следующем году сразу несколько крупных производителей будут в состоянии производить 15-17'' OLED экраны - это уже куда более обнадеживающий факт. Хотя быть в состоянии и мочь - это все же несколько разные вещи.Да и впрочем таких монстров сегодня все же немного: Samsung SDI теоретически способный делать 15'' экраны с разрешением 1024 х 768, совместное предприятие Sanyo и Kodak, с экраном в 15'' и разрешением 1280х720, совместное предприятие Toshiba и Matsushita с 17'' матрицей с разрешением 1240х768 и наконец пресловутая ID Tech (читай - Chi Mei и IBM) с 20'' экраном, с физическим разрешением 1280х768 пикселов. Пока что чисто с потребительской точки зрения одним из наиболее привлекательных выглядит экран от Samsung, обладающий наивысшим разрешением среди представленных вариантов. К тому же, со вполне привычным соотношением диагональ/разрешение для пользователей компьютерных мониторов. В общем - прямо хоть сейчас на стол. Тем не менее, в практическом смысле, компании мало чем есть похвастаться- не отмечается даже публично продемонстрированных прототипов. Впрочем, в какой-то мере это и понятно, учитывая, что всерьез OLED Samsung начал заниматься лишь в 2000 году, запустив так называемый "i-Project" и то пока - больше в приложении к мобильным телефонам, с экранами в 1.5-2''. А в феврале этого года Samsung стал сотрудничать с Vitex Systems, известной своей фирменной технологией Vacuum Polymer Technology (VPT). То во что вкладывает деньги Samsung называется Barrier Engineering Program, но суть от этого не меняется - задачей является разработка методов защиты субстрата от окисления кислородом, воздействия воды, и прочих подобных факторов, от которых обычно спасает стекло, которое многим хорошо кроме например гибкости. Вот Vitex и предлагает наносить непосредственно на OLED матрицу слой из полимеров и керамической пленки, защищающий их не хуже стекла, но в то же время, абсолютно гибкий. Сначала неравномерный рельеф OLED экрана заливается тонким слоем жидкости-мономера, чья поверхность естественно будет являться абсолютно ровной. Потом этот мономер полимеризуется, переходя в твердое состояние, а сверху на него наносится необходимое число защитных слоев полимеров и керамики. За счет того, что их подложка доведена до абсолютно ровного состояния, защита получается весьма надежной, и все это - при общей ее толщине всего лишь не более трех микронов. Т.е. куда тоньше и легче, чем стекло. Из интересных фактов озвученных при заключении этого соглашения Vitex, можно привести также и то, что обе компании работают над тем, чтобы выйти на рынок с полноцветными OLED экранами к концу следующего года. Которые опять же, по их словам, могут быть вдвое легче и тоньше сегодняшних LCD. Впрочем реально, по общему мнению, до того уровня сочетания технологии и цены, когда он будет в состоянии заменить LCD мониторы, OLED дойдет лишь лет через десять, до той же поры мы будем наблюдать плавный рост диагонали - от мобильных телефонов и прочих подобных вещей, через PDA, к Tablet PC и портативным DVD проигрывателям, с диагональю дюймов в 10. Однако, на одних компьютерных мониторах свет клином не сошелся, и параллельно будет развиваться направление пластиковых экранов. Где транзисторы, матрица и покрытие - все полностью представляет из себя царство полимеров, гибких и вездесущих, что откроет для компьютеров совершенно новые, недоступные им сегодня рынки. К примеру, электронная газета. Лист пластика, не менее гибкого чем сегодняшний лист бумаги, со встроенной в него схемой беспроводного доступа к Internet, к последним выпускам разнообразных изданий, простая схема навигации, и конечно великолепное качество изображения, позволяющее оценить всю прелесть цветных фотоиллюстраций к статьям. Или обои, или скажем шторы. Ведь, если не зацикливаться на способности отображать четкую информацию с высокими разрешениями, то в случае подобного применения, OLED может стать новым нетрадиционным источником равномерного освещения для помещений, заменив собой лампы под потолком, причем с регулируемыми свойствами, от оттенка света, до конкретного узора на своей поверхности. В несколько более отдаленном будущем, когда технологии позволят достичь высоких разрешений и на OLED экранах с диагональю в несколько метров, такая стена сможет с легкостью превратиться при желании в телевизор или мультифункциональное информационное устройство, позволяющее одновременно отражать как один или видеопотоков, так и относящиеся к ним данные. Или, к примеру, что вы скажете о сегодняшнем мобильном телефоне с доступом в интернет, но где вам не потребуется разбирать информацию на экране в пару дюймов, а можно будет просто вытащить и развернуть полноценный, с диагональю дюймов на 10? Кредитной карте, чья лицевая поверхность представляет из себя один сплошной OLED экран, позволяющий проводить операции со счетом? (Что-то подобное, в несколько более скромных масштабах, продемонстрировано Siemens еще в 1999 году). Да что говорить, если OLED, благодаря своей яркости свечения, рассматривается даже в том числе и в качестве разметки для взлетно-посадочных полос? А если вспомнить еще и то, что потенциально этот класс материалов может быть использован и для создания элементов занимающихся обратным процессом превращая световую энергию (солнечный свет, в частности) в электричество, картинка становится еще более заманчивой. Производители не зря вкладывают сегодня в эту технологию сотни миллионов долларов в год - в ближайшие годы она даст им рынок, объем которого будет измеряться в десятках миллиардов. Данный материал будет опубликован в журнале Иллюминатор...