[التكنولوجيا والمستقبل] كيف ستكون عروض الغد؟

ZUK عرض شفافة
http://i1-news.softpedia-static.com/images/news2/zuk-teases-futuristic-android-smartphone-with-a-transparent-display-489268-4.jpg

التعيين الأسبوعي الثاني للعمود "التكنولوجيا والمستقبل"كما كنا نتوقع ، هو مكرس بالكامل لتلك التقنيات الناشئة (موجود بالفعل في عدد صغير من النماذج أو قريب من التسويق) أو مرة أخرى قيد التطوير التي من المحتمل أن علامة تطور هواتفنا الذكية على مدى السنوات القليلة المقبلة.

غالبًا ما نتحدث ، كما تتخيل ، عن أفكار مرهقة جدًا للاعتماد التجاري: فقط بعض من هؤلاء سوف ينجحوا حقا في تأسيس نفسها في السوقبينما العديد من الآخرين سيكونون تخلى عنها فرقهم الخاصة التنمية أو ، مرة واحدة في السوق ، سوف تعاني من آثار المنافسة.

اخترنا لعلاج أولاً ، تم تطوير تلك التقنيات بالفعل وفي عملية التبني ، ترك آخر تلك التي ستحتاج إلى مزيد من الوقت قبل أن تظهر للضوء.

عرض مرنة
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/PaperPhone_Flexible_Smartphone.jpg

بعد التحدث معك حول OGS ، اللوحات السعوية ، شاشات LCD و Amoled (الموضوعات التي تم تناولها في مقالنا السابق) اليوم سنتحدث عن جميع التقنيات التي تستعد لاستبدال (أو دعم) تلك المستخدمة حاليا لإنتاج عرض.

القرار: سباق لانهائي؟

كيف سيعرض غدا؟ يبدو من الضروري أن نبدأ مع الشائنة الآن سباق القرار، منافسة بين المنتجين قديمة مثل سوق الهاتف المحمول ، والتي أعادت اكتشاف انتباه الجمهور بعد عرض شاشات شبكية العين الأولى من قبل شركة آبل.

لفهم ما يتكون منه هذا التطور التكنولوجي المستمر ، يجب أن نتذكر أن شاشات العرض تستخدم مجموعة من المربعات المجهرية قادرة على إعادة إنتاج أي لون (من مسافة بعيدة). تسمى هذه المربعات بكسل وعادة ما يشار إلى دقة الشاشة من خلال التصريح عدد الأعمدة وعدد الصفوف من المصفوفة. نظرًا لقياس حجم شاشات العرض ، عادةً ما يتم استخدام القيمة المعبر عنها بالبوصة لقطر اللوحة ، ثم كثافة البكسل يعبر في PPI (بكسل لكل بوصة ، وتسمى أحيانًا DPI).

نقطة في البوصة
http://art.nmu.edu/groups/cognates/wiki/8962d/images/__thumbs__/0c34d.jpg

في عام 2008 ، كان أول هاتف ذكي يعمل بنظام Android ، فقط لإعطاء بعض البيانات ، بدقة 320 × 480 بكسل و 180 بكسل لكل بوصة ، في حين أن أول هاتف Galaxy S بعد عامين قد وصل بالفعل إلى 800 × 480 بكسل مع 233 بكسل لكل بوصة. قرار اليوم FullHD (1920 x 1080 pixels) الآن مشتركة بين الأجهزة متوسطة المدى، المحطات 2K (2048 × 1080 pixels) منذ فترة طويلة في السوق وكذلك الاول UHD 4K (3840 × 2160) يبدو أكثر وأكثر على مقربة من التسويق.

وبالتالي ، فإن التحرك نحو قرارات أكبر من أي وقت مضى يبدو أنه سباق لا يمكن وقفه ومرحب به تجاريًا من جانب جزء كبير من "الجمهور الدافع". لذلك ، ليس لدينا شك في أنه في المستقبل سنرى محطات مجهزة بألواح ذات دقة أعلى بشكل متزايد ، حتى لو كانت التأثيرات الإيجابية على جودة الصورة سيصعب على نحو متزايد أن يلاحظ بمرور الوقت. 

نقطة في البوصة
http://www.fabiomarcolongo.it/img/ppi.jpg

عين بشرية في حالة ممتازة، في الواقع ، يحتوي علىحدة البصر 50 CPD أي ما يعادل القدرة على التمييز زوج من الخطوط السوداء على خلفية بيضاء وضعت في 0.35 ملم واحد من الآخر وعلى بعد متر واحد من المراقب. هذا يعني ، من خلال إجراء الحسابات المناسبة ، ذلك في أحسن الأحوال الحدود المادية لأعيننا لا تسمح لنا بملاحظة أي فرق بين الشاشة من حول 485 PPI موضوعة على 30 سم بعيدا عن العينين ولوحة دقة أعلى.

النظر في أن المسافة الدنيا التي يمكن للعين الصغيرة التركيز عليها 25 cm (وتكرار الحسابات لهذه المسافة) ، إذن ، يمكننا القول إنه ليس من المعقول بأي حال تجاوز أنا PPI 580. هذا يعني ذلك سوف 4K تشبع حدة البصر العين البشرية للأجهزة تحت 8 بوصة وسوف يكون بالتأكيد كبير الحجم للاستخدام على الهواتف الذكية. ربما يكون السبب هو أن سباق الحل في المجال المحمول يبدأ في التباطؤ ، ومن هذا المنطلق ، فإن البطاريات "تشكر" ...

المس 3D ، حتى عندما يكون للضغط معنى

ذكرنا في المقالة الأخيرة كيف أن التكنولوجيا السعوية لا منافس لها حاليًا في مجال مستشعرات اللمس. من ناحية أخرى ، قد سمع الكثير منكم عن وصول الأجهزة الأولى المزودة بتقنية 3D touch (أو 3D Touch) إلى السوق ، وهي تقنية يبدو أنها ستحظى باهتمام كبير في الأشهر المقبلة.

المس 3d
http://media.idownloadblog.com/wp-content/uploads/2015/09/iPhone-6s-3D-Touch-technology-003.jpg

يجب التوضيح على الفور أن هذا الابتكار لا يهدف إلى استبدال التكنولوجيا السعوية ، بل لاستكمالها. في الواقع ، يتم اكتشاف الضغط من خلال مصفوفة من مقاييس الإجهاد ، وأجهزة الاستشعار المناسبة لقياس التشوهات الدقيقة للشاشة ، ولكنها غير كافية للكشف الدقيق عن الموضع البسيط للإصبع على الشاشة.

إن مقاييس الإجهاد المستخدمة على شاشات العرض ، المدمجة في طبقة موضوعة تحت طبقة الإضاءة الخلفية البلاستيكية للبلورات السائلة ، عبارة عن أشباه موصلات أحادية البلورية مخدرة بقوة (والتي تحتوي على شوائب) والتي تستخدم مبدأ مقاومة الضغط لقياس تأثير الضغط. وبالتالي ، فإن هذه المستشعرات بلورات صغيرة تعدل مقاومتها الكهربائية (وبالتالي أيضًا مقاومتهم) على أساس التشوهات التي تعرضت لها.

3D touch
http://blogs-images.forbes.com/jvchamary/files/2015/09/apple_3dtouch.png

ومع ذلك ، فإن استخدام هذه العناصر لإجراء قياسات دقيقة أمر معقد بسبب الاستجابة غير الخطية للإجهاد والاعتماد الكبير للمقاومة على درجة الحرارة. تؤدي أولى هذه المشكلات حتماً إلى فقدان بسيط في الدقة ، بينما يمكن حل الثانية باستخدام مصفوفة الثانية أجهزة استشعار لا تخضع للإجهاد لاستخدامها كمرجع. ال قياس المقاومة من البلورات والمقارنة مع بيانات الاستشعار بالسعة ، وأخيرا ، تسمح دوائر التحكم لإنشاء مستوى الضغط التطبيقي.

3D العرض: الكثير من الأفكار ، الكثير من المشاكل ...

إن فكرة امتلاك محطة ذات شاشة ثلاثية الأبعاد هي بلا شك واحدة من أكثر الأفكار جاذبية لمعظم المستهلكين ، ولكنها للأسف تتعارض مع واقع يتكون من تقنيات لا تزال بعيدة عن الاستعداد حقًا للسوق سنترك من هذا التحليل شاشات العرض ثلاثية الأبعاد الحجمية (التي يتم عرضها مباشرة في الفضاء) والتي ، على الرغم من كونها مثيرة للاهتمام ، من غير المرجح أن تصل إلى جهاز محمول خلال العشرين عامًا القادمة (إلى أي مدى أرغب في إثبات خطأ ما!) وبالتالي سنشير إلى شاشات عرض ذاتي (تلك التي تحاكي الرؤية ثلاثية الأبعاد دون استخدام نظارات خاصة) أنه على الرغم من المصلحة العامة ، لم تنجح بعد في إقناع المستهلكين بخيرهم.

أولئك الذين أتيحت لهم الفرصة لتجربة جهاز مزود بلوحة ثلاثية الأبعاد سيتذكرون الجوانب السلبية لهذه التقنيات ، والتي يجب أن نذكر من بينها قرار ضعيف، الحاجة إلى التواجد داخل مكان محدد مسبقًا للاستفادة من الرؤية ثلاثية الأبعاد e تأثير "متعبة" للبصر. هذا الجانب الأخير ، لسوء الحظ ، يرجع مباشرة إلى مبدأ التشغيل لشاشات التنظير الذاتي ، والتي تعتمد على فكرة اقتراح صورة مختلفة لكل عين لكي خداع الدماغ يعطي الانطباع بالعمق.

شاشات 3D
http://www.probright.com.tw/ezcatfiles/f03/img/img/5612/3D_EN_P.1.jpg

إحدى الطرق الأكثر استخدامًا حتى الآن لتحقيق هذا التأثير هي منع ظهور البيكسلات من جميع الزوايا ، من خلال سلسلة من الشقوق الدقيقة جدًا. الاستفادة من اختلاف المنظر بسبب المسافة بين أعيننا ، لذلك ، من الممكن بناء حاجز مادي مثل السماح للعين برؤية عدد قليل من أعمدة البكسل (الزوجية ، على سبيل المثال) مع ترك الأعمدة المتبقية مرئية فقط من العين الأخرى .

يعيد التأثير الكلي إنتاج إحساس جيد ثلاثي الأبعاد ، لكنه يعاني من بعض المشكلات التي لم يتم حلها. زاوية عرض الشاشة ، على سبيل المثال ، تُعطى باختيارات التصميم وعادةً ما تكون ضيقة جدًا ، بينما تتكرر ظاهرة crosstalking (عندما تتلقى إحدى العينين أيضًا جزءًا من الصورة المخصصة للأخرى) غالبًا ما يؤدي إلى صداع يحدث دائمًا تقريبًا بعد الاستخدام المطول لهذا النوع من العرض.

HR3D
http://alumni.media.mit.edu/~mhirsch/hr3d/mini-masks-NMF.png

ومع ذلك ، فقد أدى التطور الطبيعي لهذه التقنية إلى حل جزئي لمشاكل الجيل الأقدم من اللوحات ثلاثية الأبعاد ، ومن المحتمل أن ينجح في المستقبل في مجال الهاتف المحمول. نشير إلى HR3D، التي تتداخل طبقتين من البلورات السائلة حاجز المنظر التكيفي لنرسل للعين الصورة المخصصة له فقط. هذا النظام ، الذي يستخدم على نطاق واسع من خوارزميات محددة ، وبالتالي ، هو جزء من تقنيات مجسمة "مضغوطة" ، يتكيف بشكل جيد مع دقة أعلى ، ويقلل من التشابك ويضمن رؤية 3D جيدة من زوايا متعددة.

العائلة الكبيرة الأخرى من شاشات التنظير الذاتي ، إذن ، هي تلك التي تستند في عملها على استخدام العديد من العدسات الدقيقة الموضوعة مباشرة فوق وحدات البكسل. مرة أخرى ، تكمن الفكرة في تقديم صورة مختلفة لكل عين ، ولكن الحاجة إلى استخدام عدسات عالية الجودة وصغر حجمها انعكست حتى الآن في تكاليف اعتماد عالية للغاية أعاقت التبني التجاري. من هذه التكنولوجيا.

عرض موتر
http://web.media.mit.edu/~gordonw/TensorDisplays/TensorDisplayPrototypeMultilayer.jpg

أخيرًا ، يتم حاليًا تطوير العديد من تقنيات الضغط الأخرى بناءً على استخدام مبادئ التشغيل المختلفة (لوحات LCD متعددة المتداخلة مع الإضاءة الخلفية الاتجاهية ، مجالات الاستقطاب ...) والتي ، مع ذلك ، لا تزال في مرحلة النموذج الأولي ولن تصل إلى السوق بصعوبة. في السنوات القادمة.

عندما لا تكون 5 inches كافية: picoprojectors

فكرة دمج picoprojector في الهاتف الذكي ليست جديدة ، وقد أصدرت بالفعل الشركات في هذا القطاع عدة نماذج مجهزة بهذه الميزة.

في جهاز عرض الضوء المنبعث من مصدر (لأسباب الاستهلاك في المجال المحمول تستخدم الصمام أو الليزر) هل التلاعب لإنشاء شعاع ضوئي ، بمجرد وصوله إلى السطح ، تلعب الصورة المطلوبة. يوجد حاليًا عدة طرق للتعامل مع شعاع الضوء ، ولكن يتم استخدام التقنيات في الغالب في مجال الهاتف المحمول LCOS (كريستال سائل على السيليكون) ، DLP (معالجة الضوء الرقمي) هـ  شعاع القيادة.

LCOS
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0c/Lcos.svg/2000px-Lcos.svg.png

الأول ، على وجه الخصوص ، يستخدم عناصر بصرية ل قسّم شعاع الضوء إلى الألوان الثلاثة الرئيسية، والتي ، بعد أن وصلت إلى الرقائق المقابلة (المكونة من طبقة من البلورات السائلة على سطح عاكس) تنعكس أولاً ثم يتم تجميعها معًا لتكوين الصورة.

التكنولوجيا الثانية ، من ناحية أخرى ، تقوم بعملها على وجود رقاقة DMD، واحد مجموعة micromirror يتم التحكم بها كهربائيا. يمر الضوء المنبعث من المصدر عبر عجلة متحركة مكونة من مرشحات ملونة والتي ، بالتتابع ، تسمح بمرور لون واحد فقط. يعمل DMD ، في هذه المرحلة ، بمزامنة مثالية مع العجلة لإنشاء صور خضراء وحمراء وصفراء بتردد عالٍ للغاية ، والتي سيجمعها دماغنا في صورة ملونة نهائية واحدة.

DLP

أخيرًا ، أحدث التقنيات هي التي حظيت مؤخرًا بمزيد من الاهتمام بميزة عدم الحاجة إلى أي تركيز من قبل المستخدم. في هذه الحالة ، في الواقع ، ينحرف الضوء المنبعث من ثلاثة أنواع من الليزر (واحد لكل لون رئيسي) بواسطة شريحة DMD لإعادة إنتاج الصورة سطرًا بخط.

ليزر ضوئي

أبعد من Amoled

في هذه المرحلة ، نصل إلى قلب أكثر التقنيات التجريبية بعيدًا عن السوق ، مثل تلك التي من المقرر أن تحل محل شاشات LCD الحالية و Amoled "الجديدة". في الواقع ، سوف يدفع السباق نحو استهلاك أقل من أي وقت مضى وشاشات عرض ذات دقة أعلى يومًا ما الشركات في هذا القطاع للتخلي عن هاتين التقنيتين (اللتين ستسودان بلا منازع خلال السنوات القليلة المقبلة) لتبني تلك العروض التي أصبحت اليوم مجرد نماذج أولية.

لنبدأ بالحديث عن FED (عرض انبعاث المجال) ، الورثة المباشرون لـ CRTs القديمة التي تعد بأن تكون منافسًا جادًا لـ Amoled. الفكرة الأساسية هي استخدام وحدات البكسل الفرعية المكونة من الفوسفور ، والتي ، إذا اصطدمت بإلكترون ، تنبعث منها إشعاعات ضوئية بطريقة تشبه إلى حد بعيد ما حدث في تلفزيونات أنبوب أشعة الكاثود القديمة. على عكس اللوحات القديمة ، سيكون لكل بكسل هنا باعث إلكتروني خاص به ، والذي سيتم طباعته بتقنيات نفث الحبر وسيحتاج إلى جو منخفض الضغط للعمل.

عرض FED
http://homework.uoregon.edu/pub/class/155/fed1.jpg

تعد هذه التقنية جزئيًا تطورًا لنوع آخر من الشاشات لم يتم طرحه مطلقًا في السوق ، وهو SED (عرض باعث الإلكترون بالتوصيل السطحي) والذي ، أثناء استخدام نفس فكرة الفوسفور ، يستخدم باعثًا لكل عمود من وحدات البكسل. ومع ذلك ، سيكون بنك الاحتياطي الفيدرالي قادرًا على الاعتماد على تباين ممتاز واستهلاك ممتاز لتأسيس نفسه في السوق.

من المثير للاهتمام ، إذن ، أن تكون تقنية IMOD (المعروفة أيضًا تجاريًا باسم Mirasol) تعتمد على التجاويف المجهرية التي تعكس لونًا معينًا فقط عند تشغيلها وتكون سوداء عند إيقاف تشغيلها. لسوء الحظ ، لا يوجد حاليًا سوى شاشات عرض أحادية اللون في السوق وسيظل الاعتماد الشامل لهذه اللوحة على الهواتف الذكية محدودًا بسبب نقص الإضاءة الخلفية. من ناحية أخرى ، تعتبر هذه الشاشات ممتازة لاستهلاكها المهمل ورؤيتها الممتازة في ضوء الشمس المباشر.

نقاط الكم
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/Quantum_Dots_with_emission_maxima_in_a_10-nm_step_are_being_produced_at_PlasmaChem_in_a_kg_scale.jpg/1280px-Quantum_Dots_with_emission_maxima_in_a_10-nm_step_are_being_produced_at_PlasmaChem_in_a_kg_scale.jpg

أخيرًا ، دعنا نخصص فقرة قصيرة لما يسمى بالنقاط الكمية ، الاسم الذي يتم إخفاء مجموعة متنوعة من التقنيات الجديدة المختلفة وراءه والتي تستند في عملياتها إلى استخدام المبادئ الكمومية. في الواقع ، يتم حاليًا تطوير أول لوحات النقاط الكمومية ذات الإضاءة الخلفية ، حيث يتم استبدال طبقة الكريستال السائل بمواد نانوية (في الواقع تمتص QDs ضوء تردد معين لإعادة إصداره بلون آخر ، مما يسمح زيادة في الكفاءة) ، في حين أن اللوحات التي لا تحتوي على إضاءة خلفية لا تزال بعيدة عن كونها قابلة للتسويق (في هذه الحالة ، ستتصرف QDs بشكل مشابه لمصباح LED). ستظل هذه التقنيات ، عندما تصل إلى مرحلة النضج ، قادرة على الاعتماد على جميع مزايا لوحات Amoled ، مع استهلاك أقل وألوان أكثر دقة.

VRD

أخيرًا ، قد يكون البديل النهائي للشاشات هو عدم وجود شاشات. نشير إلى أنظمة VRD (العرض الشبكي الافتراضي) حيث يتم استبدال الشاشة الحقيقية بالإسقاط مباشرة على شبكية العين للصورة المراد عرضها. تعتمد هذه التقنية بشكل أساسي على استخدام ماسح ضوئي يقيس موضع شبكية العين والبؤبؤ وجهاز عرض ليزر يعيد إنتاج الصورة الفعلية. لسوء الحظ ، غالبًا ما يتم معارضة أنظمة VRD نظرًا لخطرها الجوهري (هل ترغب حقًا في توجيه ليزر في عينيك؟) ، لكن ليس من الواضح أنه في المستقبل ستكون هناك هواتف ذكية مزودة بهذه التقنية.

كان هذا هو آخر التقنيات التي ، على الأرجح ، سوف تسجل تطور عروضنا في المستقبل.

نتطلع إلى رؤيتكم الأسبوع المقبل بالمقال المخصص لمواد البناء! في غضون ذلك ، أخبرنا ، باستخدام مربع التعليقات أدناه ، ما رأيك في هذا العمود الجديد!

نشرة