ما الفرق بين جهاز عرض LCD وجهاز عرض DLP؟

ما الفرق بينجهاز عرض LCDو أجهاز عرض DLPما هو مبدأ عرض الصور بتقنية LCD وعرض الصور بتقنية DLP؟

 

شاشة LCD (اختصار لشاشة الكريستال السائل) هي شاشة عرض بلورية سائلة.

أولاً، ما هي شاشة الكريستال السائل (LCD)؟ نعلم أن للمادة ثلاث حالات: الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية. على الرغم من أن ترتيب مركز كتلة جزيئات السائل غير منتظم، إلا أنه إذا كانت هذه الجزيئات مستطيلة (أو مسطحة)، فقد يكون اتجاهها الجزيئي منتظمًا. لذا، يمكننا تقسيم الحالة السائلة إلى أنواع عديدة. تُسمى السوائل ذات التوجهات الجزيئية غير المنتظمة بالسوائل، بينما تُسمى السوائل ذات التوجهات الجزيئية المنتظمة "البلورات السائلة". منتجات البلورات السائلة ليست غريبة علينا، فالهواتف المحمولة والآلات الحاسبة التي نراها غالبًا هي منتجات بلورات سائلة. اكتشف عالم النبات النمساوي راينيتزر البلورات السائلة عام 1888. وهي مركب عضوي ذو ترتيب جزيئي منتظم بين الحالة الصلبة والسائلة. مبدأ عمل شاشة الكريستال السائل هو أن البلورة السائلة تُظهر خصائص ضوئية مختلفة عند تطبيق جهود كهربائية مختلفة. تحت تأثير التيارات الكهربائية والمجالات الكهربائية المختلفة، يتم ترتيب جزيئات الكريستال السائل في دوران منتظم بزاوية 90 درجة، مما يؤدي إلى اختلاف في نفاذية الضوء، بحيث يتم توليد الفرق بين الضوء والظلام عند تشغيل/إيقاف الطاقة، ويمكن التحكم في كل بكسل وفقًا لهذا المبدأ لتشكيل الصورة المطلوبة.

جهاز عرض الكريستال السائل LCD هو نتاج دمج تقنيتي عرض الكريستال السائل والعرض الضوئي. يستخدم هذا الجهاز التأثير الكهروضوئي للكريستال السائل للتحكم في نفاذية وانعكاسية وحدة الكريستال السائل عبر الدائرة الكهربائية، وذلك لإنتاج صور بمستويات رمادية مختلفة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز عرض LCD في أن جهاز التصوير عبارة عن لوحة كريستال سائل..

 

مبدأ

مبدأ عمل شاشة LCD أحادية بسيطة للغاية، حيث يتم استخدام مصدر ضوء عالي الطاقة لتسليط الضوء على لوحة LCD من خلال عدسة مكثفة. وبما أن لوحة LCD نافذة للضوء، فإن الصورة ستُسلط عليها، ثم تتشكل على الشاشة من خلال مرآة التركيز الأمامية والعدسة.

تقوم تقنية 3LCD بتحليل الضوء المنبعث من المصباح إلى ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق، ثم تمر عبر لوحات الكريستال السائل الخاصة بها لتكوين الأشكال والحركات. وبما أن هذه الألوان الثلاثة الأساسية تُعرض باستمرار، يُمكن استخدام الضوء بكفاءة عالية، مما ينتج عنه صور ساطعة وواضحة. يتميز جهاز العرض بتقنية 3LCD بصور ساطعة وطبيعية وناعمة.

ميزة:

٢- فيما يتعلق بألوان الشاشة، فإن أجهزة العرض LCD الشائعة حاليًا هي أجهزة ثلاثية الشرائح، تستخدم لوحات LCD مستقلة للألوان الأساسية الثلاثة: الأحمر والأخضر والأزرق. يتيح ذلك ضبط سطوع وتباين كل قناة لونية على حدة، مما ينتج عنه عرض ممتاز وألوان عالية الدقة. (أما أجهزة العرض DLP من نفس الفئة، فتستخدم شريحة DLP واحدة فقط، وهو ما يتحدد إلى حد كبير بالخصائص الفيزيائية لعجلة الألوان ودرجة حرارة لون المصباح. لا يوجد مجال للتعديل، وبالتالي لا يمكن الحصول إلا على لون صحيح نسبيًا. ولكن مع ذلك، تظل الألوان زاهية عند حواف الصورة مقارنةً بأجهزة العرض LCD الأغلى سعرًا).

٢- الميزة الثانية لشاشات LCD هي كفاءتها العالية في الإضاءة. تتميز أجهزة عرض LCD بإخراج ضوئي أعلى (لومن ANSI) من أجهزة عرض DLP المزودة بمصابيح بنفس القدرة الكهربائية.

عيب:

① أداء مستوى اللون الأسود ضعيف للغاية، والتباين ليس عالياً. تبدو درجات اللون الأسود في أجهزة عرض LCD باهتة، وتظهر الظلال داكنة وبلا تفاصيل.

٢- يمكن رؤية بنية البكسل في الصورة التي ينتجها جهاز عرض LCD، كما أن مظهرها ليس جيدًا. (يبدو أن الجمهور يشاهد الصورة من خلال الشاشة).

جهاز عرض DLP

DLP هو اختصار لـ "معالجة الضوء الرقمية". تقوم هذه التقنية أولاً بمعالجة إشارة الصورة رقميًا، ثم إسقاط الضوء. وتعتمد على مكون المرايا الدقيقة الرقمية (DMD) الذي طورته شركة تكساس إنسترومنتس (TI)، وذلك لإتمام تقنية عرض المعلومات الرقمية المرئية. جهاز المرايا الدقيقة الرقمية (DMD) هو مكون شبه موصل خاص، تم إنتاجه وتطويره خصيصًا من قبل شركة تكساس إنسترومنتس. تحتوي شريحة DMD على العديد من المرايا المربعة الصغيرة. تمثل كل مرآة دقيقة في هذه المرايا بكسلًا. تبلغ مساحة البكسل 16 ميكرومتر × 16 بكسلًا، وتُرتب العدسات بشكل متقارب في صفوف وأعمدة، ويمكن تشغيلها وتدويرها في حالتين: التشغيل أو الإيقاف، وذلك عن طريق وحدة تحكم الذاكرة الخاصة بها، للتحكم في انعكاس الضوء. مبدأ DLP هو تمرير مصدر الضوء المنبعث من خلال عدسة مكثفة لتجانس الضوء، ثم تمريره عبر عجلة ألوان (عجلة الألوان) لتقسيم الضوء إلى ثلاثة ألوان RGB (أو أكثر من الألوان)، ثم إسقاط اللون على DMD بواسطة العدسة، وأخيراً إسقاطه على شكل صورة من خلال عدسة الإسقاط.

مبدأ

وفقًا لعدد المرايا الدقيقة الرقمية DMD الموجودة في جهاز العرض DLP، يقسم الناس جهاز العرض إلى جهاز عرض DLP أحادي الشريحة، وجهاز عرض DLP ثنائي الشريحة، وجهاز عرض DLP ثلاثي الشريحة.

في نظام عرض DMD أحادي الشريحة، تُستخدم عجلة ألوان لإنتاج صورة ملونة كاملة. تتكون عجلة الألوان من نظام ترشيح للأحمر والأخضر والأزرق، يدور بتردد 60 هرتز. في هذا النظام، تعمل تقنية DLP بنمط الألوان المتسلسلة. تُحوّل إشارة الإدخال إلى بيانات RGB، وتُكتب هذه البيانات في ذاكرة SRAM الخاصة بشريحة DMD بالتتابع. يُركّز مصدر الضوء الأبيض على عجلة الألوان من خلال عدسة التركيز، ثم يُسقط الضوء المار عبر عجلة الألوان على سطح شريحة DMD. عند دوران عجلة الألوان، تُسقط أضواء الأحمر والأخضر والأزرق بالتتابع على شريحة DMD. وبما أن عجلة الألوان وصورة الفيديو متتابعتان، فعندما يسقط الضوء الأحمر على شريحة DMD، تميل العدسة إلى الوضع والشدة المناسبين لعرض معلومات اللون الأحمر، وينطبق الأمر نفسه على الضوء الأخضر والأزرق وإشارة الفيديو. وبفضل ظاهرة استمرار الرؤية، يُركّز الجهاز البصري البشري معلومات الأحمر والأخضر والأزرق، فيرى صورة ملونة كاملة. من خلال عدسة الإسقاط، يمكن عرض الصورة المتكونة على سطح جهاز DMD على شاشة كبيرة.

يحتوي جهاز عرض DLP أحادي الشريحة على شريحة DMD واحدة فقط. تُرتّب هذه الشريحة بدقة عالية مع العديد من العدسات العاكسة المربعة الصغيرة على العقدة الإلكترونية لشريحة السيليكون. تتوافق كل عدسة عاكسة هنا مع بكسل في الصورة المُولّدة، لذا كلما زاد عدد العدسات العاكسة في شريحة DMD الرقمية ذات المرايا الدقيقة، زادت الدقة الفيزيائية التي يمكن أن يحققها جهاز عرض DLP المُطابق لهذه الشريحة.

ميزة:

تعتمد تقنية أجهزة العرض DLP على تقنية العرض الانعكاسي. وبفضل استخدام أجهزة DMD العاكسة، تتميز أجهزة العرض DLP بمزايا عديدة، منها الانعكاس، والتباين الممتاز، والتجانس العالي، ووضوح الصورة، وتجانسها، ودقة الألوان، واختفاء التشويش، وثبات جودة الصورة، وإمكانية إعادة إنتاج الصور الرقمية بدقة عالية بشكل متواصل، وعمرها الطويل. ونظرًا لأن أجهزة العرض DLP العادية تستخدم شريحة DMD، فإن أبرز مزاياها هي صغر حجمها، مما يسمح بتصنيعها بأحجام صغيرة جدًا. ومن مزاياها الأخرى سلاسة الصورة وتباينها العالي، مما يُضفي عليها تأثيرًا بصريًا قويًا، ويُخفي عيوب البكسل، ويجعلها تبدو طبيعية.

عيب:

أهم ما في الأمر هو تجنب ظاهرة "العيون الملونة"، لأن أجهزة عرض DLP تُسقط ألوانًا أساسية مختلفة على شاشة العرض عبر عجلة الألوان، مما يجعل الأشخاص ذوي العيون الحساسة يرون هالة لونية تشبه قوس قزح. ثانيًا، يعتمد الأمر بشكل أكبر على جودة شريحة DMD، وقدرة ضبط الألوان، وسرعة دوران عجلة الألوان.