איך עובד ה-LCD?

היתרונות והחסרונות של המסכים הפופולריים בעולם

צג LCD מתחיל באור פלורסצנט לבן, שעובר דרך שורה של גבישים נוזליים העשויים מולקולות מוארכות, שמעבירות אור חלקי. בקצה אחד הן מעוגנות לשטח כך שהאור נכנס לצינור. בקצה השני הן חופשיות בהשפעת השדה החשמלי. כשהחשמל מגיע לגבישים, המולקולות שלהם מסתובבות ברמות שונות, ופועלות כמו תריסים קטנטנים, המווסתים את כמות האור שעוברת דרך מסנני הצבעים, אדום, ירוק וכחול.

 

זוויות הצפייה של LCD פשוט הן בערך 50 מעלות לכל צד של האנך למסך (היצרנים קוראים לכך "100 מעלות" כי הם סופרים לשני הצדדים). מבט בזווית אלכסונית מביא לאיבוד כל היתרונות: הבהירות דועכת, במקום סולם רצוף של גוונים מתקבלת "פוסטריזציה" של שטחים אחידים והאיזון בין הצבעים משתבש לגמרי.

 

הסיבה לכך היא, שגביש נוזלי הוא מטריצה של תאים להעברת אור מהנורות הפלורוסנטיות המותקנות בעורף הצג לעיני הצופים בחזית. המטריצה דומה ל"חלת דבש" שבכל חור שלה הותקן "ברז אור" ומסנן צבע. הברז קובע כמה אור יעבור דרך החור והמסנן קובע את הצבעו. וכמו בחלת דבש רגילה, כיוון העברת האור המועדפת היא בכיוון החורים ואור בזוויות רחבות נבלע ברובו או כולו על ידי הדפנות.

 

הפתרון המקובל היום לבעיית רוחב זווית הצפייה היא חלוקת כל פיקסל למספר אזורים, שכל אחד מהם מקרין את האור בזווית שונה. קוראים לשיטה Multidomain ובעזרתה צגי LCD חדישים משיגים רוחב צפייה של 1600 (כלומר 80 מעלות לכל צד) ואף יותר.

 

בעיה קשה יותר לפתרון היא מהירות התגובה לשינויים בתמונה. השתמשנו במטאפורה של ברז אור כדי לתאר את הפעולה של גביש נוזלי, וכך אפשר לתאר את מהירות התגובה לזמן שלוקח לפתוח ולסגור את הברז. עבור הקרנת סרט יש צורך להעביר את הברז ממצב פתיחה אחד לאחר בתוך כ-20 מילישניות. צגי גביש נוזלי חדשים מסוגלים בפרק זמן כזה לעבור משחור ללבן או ההיפך, אבל לא לעצור בדיוק בכל רמת ביניים רצויה.

 

כדי לקבל שליטה של 256 רמות אפור (או צבע) נדרש זמן ארוך פי שלושה. כאשר מקרינים סרט פעולה מהיר, בו התמונה משתנה במהירות, התוצאה היא "מריחה" של התמונה על המסך במקומות שבהם היתה תזוזה. שיטה שפותחה לאחרונה כדי לשפר את זמן התגובה היא להתחיל את השינוי בצורה מוגזמת (Overshoot) שאחריה מבוצע תיקון מהיר.

 

היצרנים קוראים לזה Overdrive או Feed-Forward. ככל שהטכניקה מבטיחה שיפור משמעותי, יהיה צורך לפתח גבישים נוזליים "מגיבים" יותר, כדי להתאים את הטכנולוגיה לדרישות של טלוויזיה - ועוד יותר מכך עבור משחקים.