4

Startujemy właśnie z kolejnym cyklem w którym regularnie co jakiś czas będziemy przedstawiać jak działają poszczególne elementy smartfonów oraz tabletów. Dzisiaj na pierwszy ogień idzie ekran, który jest jednym z najważniejszych „podzespołów” każdego telefonu. To on odpowiada za percepcję bodźców wizualnych, a w erze dotykowców także za na nawigację po samym interfejsie smartfonu. Przedstawimy Wam po kolei jak sam ekran działa, jak jest zbudowany oraz na jakie elementy warto zwrócić uwagę podczas kupowania kolejnego smartfonu (w przypadku wyświetlacza).

Ekran jest to ta część smartfonu, która odpowiada za wyświetlanie obrazu, a w dobie najnowocześniejszych tabletów i urządzeń mobilnych także za nawigację po samym telefonie. Aktualnie na rynku mamy dwa główne rodzaje technologii, w których są wykonane ekrany dotykowe: oporowy oraz pojemnościowy. Ten pierwszy w dużej mierze wyszedł z użycia, natomiast pojemnościowe wyświetlacze są w głównej mierze teraz montowane w smartfonach i tabletach.

Trochę historii

Za początek technologii ekranów dotykowych można uznać lata siedemdziesiąte ubiegłego stulecia. Dokładnie w 1971 roku niejaki Sam Hurst skonstruował pierwszy dotykowy sensor, jednak wówczas nie był on przezroczysty. Twórca nazwał owe urządzenie Elograph. Już po trzech  latach w 1974 roku powstaje pierwszy dotykowy ekran na świecie, który tym razem ma już przezroczystą powierzchnię. Natomiast w 1977 zostaje opracowana technologia, która wykorzystywana jest po dziś dzień – ekran rezystywny.  Od końcówki lat 70 cały czas ona ewoluowała, jednak nie było już takiego skoku technologicznego. W 1983 roku po raz pierwszy ekran dotykowy zastosowano w komputerze. Później pojawiały się różne wariacje na temat dotykowych rozwiązań, lecz nadal opierały się one na konstrukcji ekranu rezystywnego.

Ekran oporowy inaczej rezystancyjny lub rezystywny są to wyświetlacze, które dzisiaj stosowane są już rzadko (czasem pojawią się w tanich modelach tabletów). Są one przede wszystkim tańsze od pojemnościowych, jednak wiąże się z nimi kilka wad. Korzystając z takiego rozwiązania skazani byliśmy na rysik lub nasze paznokcie, gdyż ekran musieliśmy stosunkowo mocno nacisnąć – najbardziej zewnętrzna część wyświetlacza jest stworzona z elastycznego tworzywa sztucznego, kolejną warstwą jest tzw. ITO czyli cienki materiał przewodzący w którego skład wchodzą przede wszystkim tlenki indu oraz cyny. Następnie znajduje się separator, w którym jest powietrze, a  kolejna warstwa to ponownie ITO oraz szklane „wykończenie”. Dotykając ekran obie części muszą się ze sobą zetknąć (dlatego też ta najbardziej zewnętrzna część ekranu musi być elastyczna i nie może być wykonana np. ze szkła), wówczas impuls zostaje wysłany do głównego elementu sterującego, a następnie informacja ta zostaje przeliczona (dochodzi do zmiany oporu) i „lokalizowane” jest nasze dotknięcie ekranu przez co smartfon czy tablet „wie” w którym miejscu doszło do akcji. Mimo wszystko ta technologia ma parę zalet – przede wszystkim jest tania, po drugie szybciej reaguje na dotyk niż ekran pojemnościowy, a nawigacja jest łatwiejsza dzięki możliwości bardzo dokładnego wskazania miejsca.

Ekran pojemnościowy – są  to wyświetlacze, które w dzisiejszych czasach królują. Jako pierwszy na rynku  tego typu technologię zastosował Apple w swoim iPhone. Wówczas to była jedna z wielkich rewolucji rynku mobilnego, dzięki czemu porzucono rysiki na rzecz naszych palców. W przypadku tego ekranu mamy kilka różnych technologii wykonania, jednak główna zasada pozostaje bez zmian – wyświetlacz reaguje na zmianę pojemności elektrycznej. Jak do tego dochodzi? Ekran „wytwarza” pole elektryczne, które możemy zaburzyć jedynie odpowiednim przewodnikiem (w tym wypadku jest to nasz palec) różnica w wykonaniu polega na tym iż w jednej technologii mamy zatopioną w szkle siatkę sensorów, które są odpowiedzialne za „wyłapywanie” zmian pojemności, a następnie przekazywane do kontrolera ekranu. Druga technologia natomiast ogranicza się do czterech czujników, które są rozmieszczone w rogach ekranu i po dotknięciu wyświetlacza następuje lokalizowanie miejsca dotyku przez cztery detektory. Ekrany pojemnościowe są zabezpieczone warstwą szkła, które bardzo dobrze chroni przed mechanicznymi uszkodzeniami. Trudniej je zarysować, a dodatkowo jedna z firm stworzyła specjalne szkło Gorilla Glass, które jeszcze lepiej chroni nasz wyświetlacz przed uszkodzeniem (więcej o Gorilla Glass możecie przeczytać w jednym z kolejnych akapitów). W przypadku ekranu pojemnościowego jego podstawową wadą jest stosunkowo długi czas reakcji oraz niewielka dokładność.

Prócz wyżej przedstawionych przeze mnie rodzajów technologii mamy także kilka mniej popularnych, które w tym momencie dopiero raczkują i w przypadku urządzeń mobilnych są mało popularne. Myślę tutaj o ekranach akustycznych oraz optycznych.

Ekran akustyczny – w którym to wyświetlacz reaguje na zaburzenia dźwięku. Dotykając wyświetlacza (tak właściwie szkła, chroniącego ekran) wytwarzamy falę akustyczną, która dociera do odpowiednich przetworników z różnym natężeniem. Następnie owe przetworniki odbierają sygnał i wysyłają go w wersji cyfrowej do kontrolera wyświetlacza i wówczas dane otrzymane są odpowiednio porównywane z tymi zaprogramowanymi w ekranie i dochodzi do reakcji na dotyk.

Ekran optyczny – kolejny rodzaj wyświetlaczy, również jest stosunkowo rzadko stosowany w przypadku urządzeń mobilnych. Diody emitujące światło podczerwone rozmieszczone są na krawędziach wyświetlacza. Dotykając ekran np. palcem (można również dotykać każdym innym przedmiotem, które odbija światło podczerwone) odbicie owego światła jest rejestrowane przez cztery kamery. Odpowiednie informacje są przekazywane do kontrolera ekranu, który oblicza współrzędne naszego dotknięcia ekranu.

Ekran wykorzystujący ultradźwięki – wyświetlacz jest pokryty szkłem (podobnie jak w przypadku ekranów pojemnościowych, lecz krawędzie szkła są zaokrąglone i w nich znajdują się przetworniki, które odbierają oraz emitują ultradźwięki. Przez co dotykając wyświetlacz zakłócamy falę ultradźwięków informacje te są odbierane przez przetwornik, a następnie odpowiednio analizowane.

Jak sami widzicie technologii, które są wykorzystywane przy tworzeniu ekranów dotykowych jest kilka i każda ma swoje wady i zalety. Do tej pory niestety nie ma jednej, która byłaby idealna . Jednak cały czas producenci starają się niwelować największe wady i coraz bliżej dzisiejszym wyświetlaczom do ideału.

Słowniczek:

rozdzielczość jest to jeden z podstawowych parametrów wyświetlacza – określa ona ilość pikseli , która jest wyświetlana na ekranie. Podawana jest zazwyczaj w postaci 540×960, i należy ją odczytywać jako ilość pikseli w poziomie x ilość pikseli w pionie. Im obie te liczby są wyższe tym lepiej, jednak trzeba również brać pod uwagę przekątną ekranu, dlatego też wybierając tablet o przekątnej 7 cali i rozdzielczości 480×840 pikseli musimy liczyć się z tym, że obraz nie będzie idealnie ostry, natomiast w przypadku smartfonu o przekątnej 3,7 cala obraz ten będzie się prezentował zdecydowanie lepiej. Poniżej zamieszczam listę najbardziej rozpowszechnionych rozdzielczości

piksel – jest to najbardziej podstawowy jednolity element wyświetlanego obrazu. Piksel jest niewielką „kropeczką” z którego składa się cały obraz z reguły jest to kwadrat o boku 0,28 milimetra. Jednak by świecił on na odpowiedni kolor, musi się na niego składać kilka mniejszych elementów jakimi są subpiksele.

subpiksel – jest to składowa koloru piksela na wyświetlaczu. Z reguły na jeden piksel składa się z trzech subpikseli różnych kolorów:  czerwonego, zielonego i niebieskiego (kolory te pochodzą od palety RGB, która wykorzystywany jest w wielu urządzeniach). Odpowiednie ustawienie jasności działania subpikseli daje wypadkowy kolor wyświetlania piksela. Całość działa nieco na zasadzie mieszania farb.

Retina – pojęcie to w głównej mierze zostało propagowane przez Apple’a, który to przy okazji premiery iPhone’a 4. Gigant z Cupertino zaprezentował po raz pierwszy ekran Retina, jednak nie jest określenie samej technologii wykonania, lecz jedynie to, iż wyświetlacze te charakteryzują się bardzo dużymi rozdzielczościami. Ludzie giganta z Cupertino wyliczyli, że ludzkie oko nie jest w stanie rozróżniać poszczególnych pikseli wówczas gdy współczynnik ppi przekracza 300 i takim właśnie współczynnikiem charakteryzował się ekran w iPhonie 4, w którym 3,5 calowym wyświetlaczu mieliśmy rozdzielczość 540×960. Jednak w przypadku najnowszego iPada, którego ekran także określany jest mianem Retina współczynnik ppi wynosi już dużo mniej gdyż około 230. Widać, że Apple trochę „rozjeżdża” się w swojej technologii i nie jest do końca konsekwentny. Na koniec jako ciekawostkę dodam, iż retina z łaciny oznacza siatkówkę, która w naszym oku odpowiada za odbiór światła .

Pen-Tile – są to matryce stosowane przez Samsunga w ekranach AMOLED (wszystkich prócz tych z dodatkowym oznaczeniem Plus). O tych matrycach szczególnie dużo pisało się w przypadku premiery najnowszego flagowego modelu Samsunga – Galaxy SIII, gdyż właśnie w tym smartfonie taka matryca została zaimplementowana. Tym razem koreański producent nie miał się czym chwalić, gdyż ta technologia obniża jakość wyświetlanego obrazu. Standardowo używane są trzy rodzaje subpikseli – czerwony, zielony oraz niebieski. Natomiast matryca Pen Tile wykorzystuje jedynie dwa subpiksele – pierwszy składający się z jednego dużego niebieskiego oraz mniejszego zielonego, drugi natomiast z dużego czerwonego i małego zielonego (widoczna jest duża przewaga zielonych subpikseli), dlatego też nasze odczucia dotyczące rozdzielczości wyświetlanego ekranu mogą być różne w stosunku do samej specyfikacji wyświetlacza.

ppi  z angielskiego pixel per inch czyli ilość pikseli przypadająca na jeden cal długości wyświetlacza, dzięki temu współczynnikowi łatwo możemy porównywać jakość i ostrość poszczególnych ekranów.

iPhone 5 zniszczony przez ptasie piórko, czyli nowa reklama Lumii

Wcześniejszy wpis

Huawei na podbój Chin!

Następny wpis

Powinny Ci się spodobać

Więcej w Android