informatyka +*Obraz jako rodek przekazu informacji

informatyka +

Program wykaduRola obrazu w przekazie multimedialnymJak powstaje obraz i jak jest postrzegany modele barw, podstawy fizyczneTelewizja analogowa i cyfrowa podstawyPoprawianie jakoci obrazw w telewizji cyfrowejZasada dziaania wywietlaczy obrazw technologie LCD, plazmowa

informatyka +*

informatyka +

Cyfrowe przetwarzanie obrazw CPO Sygnay wietlne docierajce do oczu s zamieniane na cechy takie jak ksztat, kolor, tekstura, czy wzajemne relacje przestrzenne obiektw.Obrazy cyfrowe reprezentuj te same sceny wizualne w postaci dwuwymiarowych tablic pikseli.Technika cyfrowa umoliwia przeprowadzenie szeregu operacji obrbki obrazu, w tym take dziaa niewykonalnych tradycyjnymi metodami przy pomocy filtrw optycznych lub analogowej elektroniki.

informatyka +*

informatyka +

Jak widzimy ?Rejestracja promieniowania wietlnego jest realizowana na siatkwce oka.

Siatkwk oka mona przyrwna do pewnego rodzaju wiatoczuej matrycy, na ktrej znajduj si receptory widzenia prciki i czopki.informatyka +*

informatyka +

Pocztkiinformatyka +*Lata 193945 - systemy rozpoznawania wojskowego, wykorzystanie podwyszania jakoci obrazu fotograficznego (dystorsja, nieostro, kontrast)

Pocztek lat 60. XX wieku - pocztki cyfrowego przetwarzania obrazu na potrzeby NASA (misje Rangera)

informatyka +

Pocztkiinformatyka +*Lata 60. XX wieku technika cyfrowa wykorzystywana jest do obrbki zdj satelitarnych i zdj pochodzcych z kolejnych misji NASA oraz europejskich programw kosmicznych.

Po prawej pierwszy obraz Ksiyca sfotografowany przez statek Ranger 7.

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPOinformatyka +*metrologiasejsmologianawigacja automatyczna telekomunikacjanadzr przemysowymedycynarozrywkakino i TVwojskobezpieczestworobotykamikroskopiaobrazowanie ultradwikowe radiologia astronomia CPO

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPOZdjcia zarejestrowane z uyciem rnych technik, wykorzystywane w rnych dziedzinach nauki.

Kolejno:zdjcie rentgenowskie klatki piersiowej,angiogram (obraz y lub ttnic),zdjcie rentgenowskie obwodu scalonego (badanie jakoci wykonania podzespou).informatyka +*

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPOPrzykad obrazu zarejestrowanego przenon kamer termowizyjn.informatyka +*

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPORadarowe zdjcie satelitarne poudniowej czci Tybetu ok. 70 km na pnoc od Lhasy (NASA).informatyka +*

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPOJdrowy rezonans magnetyczny

a) kolano b) krgosup informatyka +*

informatyka +

Dziedziny zastosowania CPOa) 250x drucik wolframowy zniszczony na skutek przegrzaniainformatyka +*b) 2500x zniszczony obwd scalonyMikroskopia elektronowa

informatyka +

Modele barwKojarzone ze sprztemRGBmodel addytywny,barwa powstaje w wyniku emisji wiata,wszystkie barwy powstaj przez zmieszanie trzech barw podstawowych: czerwonej, zielonej i niebieskiej.

CMY, CMYKmodel substraktywny,barwy uzyskuje si dziki wiatu odbitemu od zadrukowanego podoa,wszystkie barwy w modelu CMY powstaj przez zmieszanie trzech barw podstawowych: cyan (zielono-niebieska), magenta (purpurowa), yellow (ta).

informatyka +*

informatyka +

Mieszanie barwinformatyka +* Mieszanie addytywne Mieszanie substraktywne

informatyka +

Modele barwinformatyka +*

informatyka +

Atrybuty barwyOdciejest cech jakociow barwy,odpowiada dugoci fali dominujcej.Nasyceniejest cech jakociow barwy,odpowiada stosunkowi iloci wiata monochromatycznego do iloci wiata biaego,im wiksze nasycenie, tym mniejszy jest udzia w widmie promieniowania fal o innych dugociach ni fali dominujcej.Jasno, jaskrawojest cech ilociow, jasno dotyczy obiektw odbijajcych wiato, jaskrawo wieccych,odpowiada wraeniu sabszego lub mocniejszego strumienia wiata, ktre nie wpywa na zmian odcienia ani nasycenia barwy.

informatyka +*

informatyka +

Atrybuty barwyinformatyka +*Odcie barwy (ton, walor) wraenie zwizane z konkretn dugoci fali.

Nasycenie - mieszanie (0 - 100%) z barw bia.

Jasno (luminancja) wraenie zwizane z wielkoci strumienia wietlnego (umowna skala 0 1).

informatyka +

Ksztatowanie kontrastu, korekcja gammaKontrast okrela zrnicowanie jasnoci poszczeglnych punktw ekranu.

Dla osignicia wiernej reprodukcji rzeczywistoci charakterystyka jasnoci caego toru wizyjnego powinna by liniowa.

Z powodu nieliniowych waciwoci luminoforw w wspczesnych torach kamerowych wprowadza si obecnie celowo pewn nieliniowo przetwarzania, aby w efekcie otrzyma liniow charakterystyk wypadkow.

Nieliniowa charakterystyka wietlna E-U kineskopu moe by opisana w nastpujcy sposb:

E ~U - wykadnik oznacza stopie nieliniowoci przetwornika

informatyka +*

informatyka +

Ksztatowanie korekcji gammainformatyka +*a) b) c)

informatyka +

Ksztatowanie korekcji gammainformatyka +*Efekt zastosowania korekcji gamma, lewy grny rg obraz oryginalny, pozostae obrazy s wynikiem zastosowania korekcji gamma z rnym wspczynnikiem

informatyka +

Balans bieli i korekcja barwZadaniem caego toru wizyjnego jest wierna reprodukcja barw.

Czsto jednak okazuje si, e odtwarzane barwy s w pewnym stopniu zafaszowane (skra, nieg).

Zadaniem korekcji barw jest wanie sprowadzenie postaci barw do formy akceptowalnej przez widza.

Celem ustawienia balansu bieli jest osabienie barwy dominujcej. W procesie edycji obrazu przy pomocy odpowiednich narzdzi mona zaznaczy fragment obrazu, ktry wedug widza ma by biay, a program dokona automatycznego zrwnowaenia bieli dla caego obrazu.

informatyka +*

informatyka +

Balans bieli i korekcja barwinformatyka +*Zafaszowanie koloru wynikajce z bdu rwnowagi dynamicznej bieli

informatyka +

Temperatura barwowainformatyka +*Temperatura barwowa, jako cecha okrelajca wraenie percepcyjne ogldanego obrazu, zaley gwnie od rodzaju owietlenia oraz od waciwoci barwnych elementw wystpujcych w scenie obrazowej. W praktyce temperatur barwow definiuje si na podstawie relacji jakie zaobserwowano pomidzy temperatur a waciwociami emisyjnymi ciaa czarnego. Temperatur barwow oblicza si na podstawie redniej wartoci kolorw caego obrazu, z pominiciem pikseli, ktre nie maj wielkiego wpywu na temperatur barwow, a mianowicie pikseli koloru czarnego i tzw. pikseli samo-wieccych czyli wikszych od wartoci redniej o pewn warto progow.

informatyka +

Podzia zakresu temperatury barwowej informatyka +*

Kategoria subiektywna Zakres temperaturGorca 1667K ~ 2250K Ciepa2251K ~ 4170K Neutralna 4171K ~ 8060KZimna 8061K ~ 25000K

informatyka +

Temperatura barwowa, balans bieliinformatyka +*

informatyka +

Formaty obrazu wizyjnegoPrace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczy si w poowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musia spenia nastpujce zaoenia: nie mg znaczco skomplikowa budowy odbiornikw telewizji kolorowej, co mogo by wpywa na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego,naleao przyj, e bdzie moliwy odbir programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiaych i odwrotnie,powinno by moliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanaw czstotliwoci do przesyania sygnaw telewizji kolorowej,jako przesyanego sygnau powinna by wysoka i zaspakaja wymagania widza.

informatyka +*

informatyka +

Standard telewizji kolorowej PALi NTSCinformatyka +*PAL625 linii w dwch pobrazach Szeroko pasma wizji 5 MHzSzeroko kanau TV 7 MHzCzstotliwo zmian pobrazw 50 / 25 HzCzstotliwo zmian linii 15 625Rzeczywista rozdzielczo obrazu 720x576NTSC525 linii w dwch pobrazachSzeroko pasma wizji 4,2 MHzSzeroko kanau TV 6 MHzCzstotliwo zmian pobrazw 59,94 / 29,97 HzCzstotliwo zmian linii 15 750Rzeczywista rozdzielczo obrazu 720x486

informatyka +

Standard telewizji kolorowej HDTVSystem w peni cyfrowyCzstotliwo zmian penej ramki obrazu 60 HzFormat panoramiczny 16:9Brak wad wystpujcych w systemach analogowych takich jak nieenie, podwjny obraz Rozdzielczo obrazu 1920x1080 lub 1280x720

informatyka +*

informatyka +

Cyfrowa telewizja systemu DVBDVB (Digital Video Broadcasting) jest standardem transmisyjnym telewizji cyfrowej przekazywanej z nadajnikw naziemnych (DVB-T), satelity (DVB-S) i stacji czoowych telewizji kablowych (DVB-C).Podstaw tego systemu jest strumie transportowy (TS).TS skada si ze skompresowanych skadowych wizji, fonii i danych oraz tablic (PSI) umoliwiajcych urzdzeniu odbiorczemu odbir wybranego programu telewizyjnego lub radiowego oraz danych. Standard DVB definiuje dodatkowe tablice (SI) umieszczone w strumieniu oraz parametry transmisji w zalenoci od typu kanau transmisyjnego.System ten zosta opracowany dla sygnaw poddanych kompresji MPEG-2, ale nowe efektywniejsze algorytmy kompresji typu MPEG-4 part10 (H.264) mog rwnie by stosowane.

informatyka +*

informatyka +

Poprawa jakoci obrazuNajczciej spotykane znieksztacenia wynikaj z pojawienia si artefaktw procesu kompresji.

Do zakce zaliczamy midzy innymi:szumy,interferencje (przenikanie sygnaw luminancji i chrominancji),migotanie powierzchni i linii,zaburzenia synchronizacji.

Eliminacja wymienionych zjawisk jest moliwa przy wykorzystaniu dwu- i trjwymiarowych filtrw cyfrowych, filtrw grzebieniowych, ukadw korekcji podstawy czasu i stosowaniu odpowiednich technik (100 Hz, Progressive Scan).

Poprawie jakoci sprzyja te sztuczne podnoszenie rozdzielczoci w oparciu o technik nadprbkowywania i interpolacji wartoci pikseli.

informatyka +*

informatyka +

Eliminacja migotaniaTechnika 100Hz - podwajanie czstotliwoci powtarzania pobrazw.

Moe by realizowana w rnych wariantach (AABB i ABAB) rnicych si sposobem wybierania, komplikacj ukadw i jakoci uzyskanego efektu.

Obecnie stosuje si interpolacj treci pobrazw, polegajc na utworzeniu na podstawie przesyanej informacji nowych pobrazw A i B. Algorytmy interpolacyjne tak wyliczaj wartoci nowych pikseli, aby w rezultacie doprowadzi do poprawnego odtwarzania ruchu przy niezauwaalnym migotaniu. Tre wizyjna wywietlana jest z czstotliwoci 100 Hz w kolejnoci AABB.

informatyka +*

informatyka +

Redukcja artefaktw wynikajcychz kompresjiZa powstanie artefaktw odpowiada zwykle koder rdowy MPEG-2 stosowany po stronie nadawczej.Znieksztacenia wynikajce z kompresji s szczeglnie widoczne przy ograniczeniu strumienia poniej 4Mbit/s lub po acuchu wielokrotnego kodowania i dekodowania materiau.Do typowych zjawisk naley tutaj efekt blokowy. Jest on charakterystyczny dla metod kompresji bazujcych na przetwarzaniu blokw pikseli. Usunicie powaniejszych znieksztace w ukadach prostych filtrw cyfrowych moe jednak prowadzi do zmniejszenia wyrazistoci obrazu lub innych efektw pogarszajcych jego subiektywna ocen.

informatyka +*

informatyka +

Eksponowanie konturw obrazuinformatyka +*Poprawa ostroci konturw subiektywnie wie si z wraeniemzwikszenia rozdzielczoci. Jednak zwikszanie kontrastu w skali caego obrazu prowadzi do zatarcia si poziomw jasnoci w ciemnych i jasnych partiach obrazu. Stosuje si wic zabieg polegajcy na lokalnym powikszenie kontrastu w bezporednim otoczeniu krawdzi.

informatyka +

Eksponowanie konturw obrazuinformatyka +*Stosujc technik nadprbkowywania mona utworzy zbir nowych pikseli w taki sposb, aby zrekonstruowany sygna charakteryzowa si pasmem telewizji HDTV. Do obliczenia wartoci nowych pikseli stosowane s odpowiednie metody interpolacji.Sposb ten zastosowano w technologii D.I.S.T. do poprawy ostroci i zwikszenia rozdzielczoci obrazu wizyjnego.

informatyka +

Algorytmy poprawy jakoci obrazuTechnologia D.I.S.T - (Digital Image Scaling Technology) opracowana przez firm JVC.

Obraz przekazywany w konwencjonalnym 625-liniowym standardzie PAL z przeplotem zostaje na wstpie przetworzony do trybu progresywnego.

Odbywa si to na drodze trjwymiarowej interpolacji wartoci pikseli z linii pobrazw parzystego i nieparzystego, z wykorzystaniem relacji czasowych i przestrzennych midzy nimi. Specjalny algorytm interpolacji pozwala na uzyskanie wysokiej rozdzielczoci w kierunku pionowym i umoliwia na podwojenie iloci linii w ramce do 1250.

Sygna wizyjny jest nastpnie formowany poprzez ekstrakcj 3 pl o czstotliwoci 75Hz z dwch ramek 50 Hz i podawany na wyjcie ukadu D.I.S.T. w trybie wybierania midzyliniowego 1250/75 Hz.

Zwikszenie czstotliwoci wywietlania pobrazw, przyczynia si w tym przypadku do ograniczenia efektu migotania.

informatyka +*

informatyka +

Poprawa odtwarzania pochylonych krawdziTechnologia DCDi - redukcja znieksztace krawdzi i linii (Directional Correlation Deinterlacing) firmy Faroudja.

Ta technologia jest wykorzystywana w USA przez nadawcw w celu konwersji standardu NTSC do telewizji wysokiej rozdzielczoci HDTV.

Algorytm zaimplementowany w DCDi polega na inteligentnej interpolacji pikseli w zalenoci od charakteru ruchu obiektu w analizowanej scenie i kta nachylenia konturw.

Mechanizm interpolacji przebiega dziki temu wzdu krawdzi nie dopuszczajc do efektu ich poszarpania lub schodkowania, przy jednoczesnym zachowaniu ostroci i wiernoci oddania barw w miejscu przej midzy kolorami.

informatyka +*

informatyka +

Technologia DCDiinformatyka +*

informatyka +

Ekrany LCD ukierunkowanie wiata

informatyka +*

informatyka +

Ekrany LCD przepyw wiatainformatyka +*

informatyka +

Ekrany LCD TN (Twisted Nematic)informatyka +*

informatyka +

Ekrany LCD TN (Twisted Nematic)informatyka +*

informatyka +

Ekrany LCD TN (Twisted Nematic)informatyka +*Rnicujc napicie na kocwkach ciekego krysztau mona modulowastopie zamknicia przecznika, aby uzyska stany porednie

informatyka +

DSTN (dual scan TN) matryce pasywneinformatyka +*

informatyka +

Matryce aktywneinformatyka +*

informatyka +

Budowa matryc TFTinformatyka +*

informatyka +

Budowa matryc TFTinformatyka +*Obraz wywietlany na ekranie monitora LCD

informatyka +

Technologia IPS (In-Plane Switching)informatyka +*Pojedynczy piksel bez napicia

informatyka +

Technologia IPS (In-Plane Switching)informatyka +*Pojedynczy piksel z przyoonym napiciem

informatyka +

Multidomain Vertical Alignment (MVA)informatyka +*

informatyka +

Multidomain Vertical Alignment (MVA)informatyka +*

informatyka +

Ekrany plazmoweinformatyka +*Przepyw prdu elektrycznego w rozrzedzonym gazie:obwd wyadowania,charakterystyka napiciowo-prdowa zjawiska.

informatyka +

Staoprdowy ekran plazmowyDC-PDPinformatyka +*zasada konstrukcjiwidok przestrzenny

informatyka +

Przemiennoprdowy ekran plazmowy AC PDPinformatyka +*a) zasada budowyb) model elektryczny wza macierzy

informatyka +

Ekrany plazmoweinformatyka +*Zasada konstrukcji piksela wspczesnego, wielobarwnego ekranu plazmowego typu AC PDP.

informatyka +

Ekrany plazmoweinformatyka +*

informatyka +

Zmys wzroku odgrywa w yciu czowieka niezwykle istotn rol, zwizan nie tylko z czysto fizycznym rozpoznawaniem i rozrnianiem otaczajcych nas przedmiotw i zjawisk, ale wraenia wzrokowe wpywaj take na nasz psychik, czy nastrj. Warto rwnie podkreli, e t drog mzg czowieka przyswaja najwiksz ilo informacji z otaczajcego nas wiata.

Obrazy cyfrowe reprezentuj te same sceny, ktre moemy obserwowa, ale przedstawione w postaci dwuwymiarowych tablic pikseli. Technika cyfrowa umoliwia przeprowadzenie wielu operacji obrbki obrazu, w tym take dziaa niewykonalnych tradycyjnymi metodami przy pomocy szklanych filtrw optycznych lub analogowej elektroniki. *Z fizycznego punktu widzenia rejestracja promieniowania wietlnego jest realizowana na siatkwce oka. Siatkwk oka mona przyrwna do pewnego rodzaju wiatoczuej matrycy, na ktrej znajduj si receptory widzenia. Takimi receptorami s prciki, ktre rejestruj jedynie natenie wiata, bez moliwoci jego analizy barwnej oraz czopki, ktre reaguj na wiato o okrelonej barwie (rysunek na slajdzie). Widzenie barwne jest wynikiem reakcji fotochemicznej, w ktrej substancje biakowe zawarte w czopkach, zwane opsynami, reaguj na wiato absorbujc poszczeglne skadowe promieniowania barwnego. Istniej trzy rodzaje opsyn: absorbujce wiato niebieskie, zielone i czerwone. Umoliwiaj one barwne widzenie dzienne. Brak opsyny jednego rodzaju (np. absorbujcej wiato czerwone) powoduje niezdolno rozrniania pewnych barw. W wyniku reakcji fotochemicznych energia wietlna zostaje przeksztacona na impulsy nerwowe, ktre s dalej przesyane przez nerw wzrokowy. Sygnay wietlne docierajce do mzgu s zamieniane na cechy, takie jak: ksztat, kolor, czy wzajemne relacje przestrzenne obiektw.*Na slajdzie przedstawiony jest jeden z pierwszych obrazw, ktre dziki technice cyfrowej mona byo przesa na odlego z wykorzystaniem kabla. Do przesania obrazw uyto opracowanego w 1920 r. tzw. Bartlane system, ktry umoliwia skanowanie obrazu element po elemencie. Negatyw fotografii by poddawany nawietleniom w 5-ciu rnych czasach ekspozycji. Obraz by rejestrowany na pytkach cynkowych. Kady punkt zdjcia by tym samym charakteryzowany kombinacj piciu bitw opisujc wzrastajc jasno obrazu. W wyniku skanowania powstawaa tama papierowa rejestrujca poziomy szaroci obrazu (5 bitowe kodowanie). Wykorzystanie kabla transatlantyckiego umoliwio przesane obrazw przez ocean Atlantycki (Londyn - Nowy York). By to jednoczenie pierwszy system, ktry umoliwia tego typu transmisje danych.

Dalszy, bardzo szybki rozwj technik cyfrowych nastpi w latach 1939-45. W czasie II Wojny wiatowej bardzo potrzebne byy efektywne systemy rozpoznawania wojskowego, prowadzono wic szeroko zakrojone badania w tym kierunku. Techniki cyfrowe wykorzystano gwnie do podwyszania jakoci obrazu fotograficznego (dystorsja, nieostro, kontrast). Pocztek lat 60. XX wieku to jednoczenie pocztek misji kosmicznych NASA (misje Rangera). Opracowanie cyfrowych metod przetwarzania obrazu na potrzeby misji kosmicznych NASA byo jednoczenie mechanizmem napdowym w tej dziedzinie.*Rysunek przedstawia obraz Ksiyca sfotografowany przez statek Ranger 7. Zdjcie zostao wykonane w 1964 roku przy uyciu kamery telewizyjnej i nastpnie przesane na Ziemi. Zdjcia z tej misji uzmysowiy konieczno intensyfikacji w rozwoju metod przetwarzania i analizy obrazu. Obecnie cyfrowe przetwarzanie obrazw jest praktycznie wszechobecne.*Obecnie cyfrowe przetwarzanie obrazw (CPO) jest praktycznie wszechobecne. Trudno jest znale dziedzin nauki, a take i rozrywki, w ktrej nie byoby jakiego elementu zwizanego z CPO. Na slajdzie przedstawione s jedynie niektre z dziedzin, gdzie CPO odgrywa kluczow rol.

*Przykady zdj zarejestrowanych z uyciem rnych technik, wykorzystywanych w rnych dziedzinach nauki.*Termografia to proces obrazowania w pamie redniej podczerwieni (dugoci fali od ok. 0,9 do 14 m). Pozwala on na rejestracj promieniowania cieplnego emitowanego przez ciaa fizyczne w przedziale temperatur spotykanych w warunkach codziennych, bez koniecznoci owietlania ich zewntrznym rdem wiata oraz, dodatkowo, na dokadny pomiar temperatury tych obiektw.

Termografia wykorzystywana jest midzy innymi w zastosowaniach naukowych, medycznych, policyjnych, wojskowych, przy diagnostyce urzdze mechanicznych, obwodw elektrycznych i budynkw.

Termografia obecnie uwaana jest za najbardziej atrakcyjn metod pomiaru temperatury na odlego.*Przykad zdjcia zrobionego w zakresie mikrofalowym (gwnie zdjcia radarowe).*Zakres fal radiowych. Jdrowy rezonans magnetyczny obiekt fotografowany umieszczany jest w silnym polu magnetycznym, nastpnie generowany jest wski impuls radiowy. Wzbudza on w tkankach impuls rejestrowany przez czujniki. Mona na tej zasadzie odtworzy obraz wewntrzny tkanek. *Przykady zdj wykonanych przy uyciu mikroskopu elektronowego.*Barwa jest wraeniem psychicznym wywoanym w mzgu czowieka, w czasie gdy oko rejestruje promieniowanie elektromagnetyczne z widzialnej czci fal wietlnych. Gwny wpyw na to wraenie ma skad widmowy promieniowania wietlnego, ilo energii wietlnej, obecno innych barw w polu widzenia obserwatora, ale take cechy osobnicze obserwatora, takie jak: zdrowie, samopoczucie, nastrj, a nawet dowiadczenie i wiedza w posugiwaniu si wasnym organem wzroku. Barwa z samej swojej natury jest trudna do zdefiniowania, std tworzy si mnstwo wzorcw, tabel i modeli prbujcych uporzdkowa barwy. Modele barw s prb opisu barw przy uyciu poj matematycznych. Przy opisie sprztu najczciej wykorzystywanymi modelami barw s modele RGB i CMY/CMYK.

Model barw RGB - jest to model barw ukierunkowany na sprzt, w ktrym barwa powstaje w wyniku emisji wiata: monitory, skanery, cyfrowe aparaty fotograficzne. Jest to model addytywny, w ktrym wszystkie barwy powstaj przez zmieszanie trzech barw podstawowych: czerwonej, zielonej i niebieskiej.

Model barw CMY - jest to model ukierunkowany na sprzt drukujcy: drukarki, maszyny drukarskie. Wraenie barwy uzyskuje si dziki wiatu odbitemu od zadrukowanego podoa. Pigment farb/atramentw pochania okrelone dugoci fali, a odbija pozostae. Dlatego model ten jest nazywany modelem substraktywnym. Wszystkie barwy w modelu CMY powstaj przez zmieszanie trzech barw podstawowych: cyan (zielono-niebieska), magenta (purpurowa), yellow (ta). Zmieszanie C, M i Y powoduje odfiltrowanie caego wiata i powstaje kolor czarny. W praktyce trudno jest uzyska w ten sposb idealny kolor czarny. Dlatego powsta model CMYK, w ktrym zdecydowano si na dodanie jeszcze jednego koloru czarnego (blacK).

*Mieszanie addytywne (rysysunek na slajdzie) to mieszanie barw poprzez sumowanie wizek wiata widzialnego rnych dugoci. Synteza addytywna zachodzi np. podczas projekcji na ekran: w miejscu owietlonym jednoczenie wiatem o rnej barwie oko ludzkie widzi odbity strumie wiata bdcy sum wszystkich padajcych w to miejsce barw (w widzianym przez nas strumieniu odbitym wystpuj na raz wszystkie dugoci fal odpowiadajce poszczeglnym strumieniom wiata padajcego).

Mieszanie substraktywne to mieszanie barw poprzez odejmowanie wizek wiata odpowiadajcego rnym dugociom fal (najczciej realizowane jest poprzez pochanianie niektrych dugoci fal przez powierzchni, od ktrej odbija si wiato biae). Synteza substraktywna zachodzi np. przy mieszaniu farb o rnych barwach: w miejscu pokrytym farb (powsta ze zmieszania farb o rnych barwach) oko ludzkie widzi odbity strumie wiata bdcy t czci wiata biaego, ktra zostanie po pochoniciu wszystkich skadowych barwnych przez poszczeglne farby wchodzce w skad mieszanki.*Powizanie modelu barw RGB i CMY jest bardzo proste. Wystarczy barwy modelu RGB odj od barwy biaej (W) aby otrzyma odpowiadajce im barwy w modelu CMY i odwrotnie.

*Barwy mona opisa uywajc atrybutw barw. Atrybuty barwy to odcie, nasycenie i jasno. Odcie jest cech jakociow barwy zwizan z dugoci fali dominujcej w strumieniu wiata. Przy widzeniu barwnym obserwujc poszczeglne pasma widma o rnych dugociach fali stwierdzimy, e istnieje charakterystyczna rnica midzy kadym z tych wrae. Doznawane wraenia okrelamy nazywajc je kolejno: fioletowy, niebieski, zielony, ty, pomaraczowy, czerwony. T cech wraenia wzrokowego nazywamy wanie odcieniem barwy. Nasycenie jest cech jakociow barwy i podaje stosunek iloci wiata monochromatycznego do iloci wiata biaego - im wiksze nasycenie, tym mniejszy jest udzia w widmie promieniowania fal o innych dugociach ni fali dominujcej. Jasno, jaskrawo jest cech ilociow barwy. Jasno dotyczy obiektw odbijajcych wiato, jaskrawo wieccych i odpowiada wraeniu sabszego lub mocniejszego strumienia wiata.

*Odcie barwy, jasno i nasycenie (trzy atrybuty barwy) s ze sob cile zwizane. Zmiana jednego atrybutu pociga za sob zmian pozostaych (rysunek). W zakresie widzenia barwnego wraz ze zmian jasnoci zachodz zmiany barwy postrzeganej. Wraenie zmiany barwy obserwujemy rwnie, gdy bez zmiany odcienia i jasnoci zmniejszymy nasycenie barwy.*Kontrast okrela zrnicowanie jasnoci poszczeglnych punktw ekranu. Z punktu widzenia optymalnej reprodukcji obrazu nie jest tylko istotny maksymalny stosunek pomidzy najjaniejszym i najciemniejszym fragmentem ekranu (kontrast maksymalny), lecz take rozkad jego gradacji. Dla osignicia wiernej reprodukcji rzeczywistoci charakterystyka jasnoci caego toru wizyjnego powinna by liniowa. Z subiektywnego punktu widzenia niekiedy wskazane jest specjalne ksztatowanie gradacji kontrastu. Czsto stosuje si nieliniowe przetwarzanie charakterystyki wietlnej np. w celu penego wykorzystania dynamiki obrazu. Technika cyfrowa daje tutaj moliwoci nieosigalne dla techniki analogowej. Mona praktycznie dowolnie ksztatowa charakterystyk wietln, aby w rezultacie otrzyma zadawalajce zrnicowanie skali szaroci zarwno dla jasnych jak i ciemnych elementw obrazu.

*Czsto wprowadza si celowo pewn nieliniowo przetwarzania, aby w efekcie otrzyma liniow charakterystyk kocow. W przypadku liniowej charakterystyki przetwarzania (rys. a) jasno obrazu J jest proporcjonalna do czynnika j wywoujcego (np. napicia x na przetworniku). Nieliniowa charakterystyka wietlna J-x (rys. b, c) moe by opisana w nastpujcy sposb J ~ x, czyli jasno obrazu jest proporcjonalna do wywoujcego j napicia podniesionego do potgi . Wykadnik oznacza stopie nieliniowoci przetwornika. Od greckiej litery okrelajcej ten wspczynnik korekcja charakterystyki przeprowadzana w ten sposb nosi nazw korekcji gamma.

*Z subiektywnego punktu widzenia niekiedy wskazane jest specjalne ksztatowanie gradacji kontrastu. Czsto stosuje si nieliniowe przetwarzanie np. w celu penego wykorzystania dynamiki obrazu (czyli poprawnego zrnicowanie skali szaroci zarwno w jasnych jak i ciemnych partiach obrazu patrz rysunek). Technika cyfrowa daje tutaj moliwoci nieosigalne dla techniki analogowej.

*W systemie przetwarzania i wywietlania obrazw istotn rzecz jest wierna reprodukcja barw. Barwa obiektw zarejestrowana przez kamer czy aparat fotograficzny zaley od koloru owietlenia. W tym przypadku barwa np. koloru skry, czy bieli niegu na zdjciu moe by rna od tej jakiej oczekujemy. Zadaniem korekcji barw jest wanie sprowadzenie postaci barw do formy akceptowalnej przez widza. Prawidowe odwzorowanie koloru niegu jest przykadem ustawienia balansu bieli. Czsto na odbitkach fotograficznych wykonanych z tego samego negatywu, w rnych zakadach fotograficznych widoczne s rnice w jego zabarwieniu: nieg przybiera zabarwienie niebieskie, te, zielone, a niekiedy rowe. Celem ustawienia balansu bieli jest usunicie tego zabarwienia.*Niekiedy potrzebne jest poczenie procesu korekcji barw z korekcj gamma we wszystkich torach komponentw RGB obrazu, czy sygnau wizyjnego. Inaczej mog si pojawi zafaszowania barw w zalenoci od jasnoci poszczeglnych fragmentw obrazu. Jest to wynik tzw. braku rwnowagi dynamicznej bieli.

*Na rysunku na slajdzie znajduje si wykres przedstawiajcy krzyw promieniowania ciaa czarnego, wraz z zaznaczonymi temperaturami, odpowiadajcymi rnym barwom wiecenia.

Temperatura barwowa jest jedn z wizualnych cech koloru, majcych istotny wpyw na percepcj obserwowanych scen przez czowieka. Pojcia okrelajce odczucia fizycznej temperatury takie jak ciepa, gorca, zimna, neutralna mona uy rwnie do okrelenia wrae wizualnych. Temperatura barwowa, jako cecha okrelajca wraenie percepcyjne ogldanego obrazu, zaley gwnie od rodzaju owietlenia oraz od waciwoci barwnych elementw wystpujcych w scenie obrazowej. W praktyce temperatur barwow definiuje si na podstawie relacji jakie zaobserwowano pomidzy temperatur a waciwociami emisyjnymi ciaa czarnego teoretycznie opisanego obiektu o maksymalnej emisyjnoci w kadej temperaturze. Temperatur barwow dowolnej barwy, lecej w pobliu krzywej promieniowania ciaa czarnego, definiuje si jako temperatur promieniowania ciaa czarnego, ktrego barwa najbardziej przypomina t barw.*Temperatur barwow oblicza si na podstawie redniej wartoci kolorw caego obrazu, z pominiciem pikseli, ktre nie maj wielkiego wpywu na temperatur barwow, a mianowicie pikseli koloru czarnego i tzw. pikseli samo-wieccych, czyli o jasnoci wikszej od wartoci redniej o pewn warto progow. Obraz kwalifikowany jest do kategorii barwowej wedug przedziau temperatur, do ktrego naley obliczona warto. Przedziay te zostay wyznaczone dowiadczalnie za pomoc bada subiektywnych (patrz tabela).*Na rysunku przedstawiono trzy zdjcia, ktrych temperatura barwowa jest rna. Zdjcie z lewej na neutraln temperatur barwow, w rodku temperatura barwowa jest przesunita ku czerwieni, zdjcie z prawej ma temperatur barwow przesunit w stron barwy niebieskiej*Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczy si w poowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych.Nowy system musia spenia nastpujce zaoenia: nie mg znaczco komplikowa budowy odbiornikw telewizji kolorowej, co mogo by wpywa na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszy jego dostpno dla widza ze wzgldu na cen; naleao przyj zasad odpowiednioci, czyli moliwoci odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiaych i odwrotnie; powinno by moliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanaw czstotliwoci do przesyania sygnaw telewizji kolorowej, nie powodujc zakce w kanaach ssiednich; jako przesyanego sygnau powinna by wysoka i zaspakaja wymagania widza.*Najpopularniejsze systemy telewizji analogowej to NTSC i PAL. Maj one ze sob wiele wsplnego. W zasadzie system PAL jest udoskonalon modyfikacj systemu NTSC. Cakowity sygna wizyjny jest na wielu etapach przetwarzania obrazu reprezentowany przez skadowe: luminancj Y i dwa sygnay rnicowe koloru Cr oraz Cb, czyli tzw. sygnay chrominancji. Nie stosuje si przy transmisji i kompresji sygnaw RGB, gdy kady z nich jest sygnaem penej szerokoci pasma. Sygnay rnicowe koloru mog by natomiast ograniczone czstotliwociowo w stosunku do sygnau luminancji bez wpywu na jako zrekonstruowanego obrazu barwnego. Prbki chrominancji wystpuj w strukturze linii (czyli w kierunku poziomym) dwukrotnie rzadziej ni elementy luminancji. Podobn zasad mona zastosowa w kierunku pionowym, czyli umieszcza prbki chrominancji na co drugiej linii. Takie ograniczenie rozdzielczoci w pionie nie wpywa zasadniczo na jako obrazu kolorowego, natomiast istotnie redukuje strumie informacji o obrazie.

W systemie NTSC obraz jest skadany z 525 linii na ramk, przy czstotliwoci odwieania 59,94 Hz (jest to skutkiem stosowania w USA czstotliwoci prdu przemiennego wynoszcej 60 Hz) i 29,97 ramkach na sekund. Stosowany w Polsce standard telewizji kolorowej PAL bazuje na strukturze ramki obrazu zawierajcej 625 linii i skadajcej si z dwch pl pobrazw powtarzanych z czstotliwoci 50 Hz. W standardzie PAL stosuje si struktur wybierania linii okrelan jako wybieranie kolejnoliniowe nieparzyste. Linie nalece do kolejnego pobrazu s wywietlane na ekranie pomidzy liniami poprzedniego. Kada pena ramka obrazu pojawia si wobec tego 25 razy na sekund.*HDTV (ang. High Definition TV) to telewizja wysokiej rozdzielczoci. W potocznym znaczeniu jest okreleniem sygnau telewizyjnego o rozdzielczoci wikszej ni standardowa (PAL lub NTSC). Pierwsze publiczne instalacje analogowej telewizji w wysokiej rozdzielczoci zostay uruchomione w Japonii, gdzie wci ciesz si du popularnoci, mimo rwnolegej transmisji w systemie cyfrowym. Podczas gdy w USA telewizja wysokiej rozdzielczoci stawaa si coraz popularniejsza, w Europie przez duszy czas nie bya stosowana w publicznych przekazach. W kocu jednak w 2004 roku pojawia si pierwsza stacja nadajca z europejskiego satelity Astra - euro1080. W Polsce pierwszym operatorem kablowym, ktry wprowadzi usug HDTV (w 2007 roku), byy Multimedia Polska S.A.

HDTV oferuje rozdzielczoci:720p 1280720 pikseli1080i / 1080p 19201080 pikseligdzie "i" (interlaced) oznacza obraz z przeplotem (na zmian wywietlane s linie parzyste i nieparzyste), po symbolu "i czasami podawana jest liczba pl (pobrazw) na sekund, np. 1080i60, natomiast p (progressive scan) oznacza obraz bez przeplotu. Po symbolu p podawana jest czasami liczba klatek (penych obrazw) na sekund, np. 720p60.Przed przesaniem do uytkownika kocowego sygna HDTV moe by zakodowany na kilka sposobw, wrd ktrych najczciej stosuje si: MPEG-2, H.264/MPEG-4 AVC .*DVB (ang. Digital Video Broadcast) to standard cyfrowej telewizji. Charakteryzuje si jakoci obrazu i dwiku porwnywaln do zapisu DVD. Telewizja DVB umoliwia czsto interaktywny odbir, np. wczenie napisw w rnych jzykach oraz przeczenia jzyka cieki audio. W standardzie DVB obraz i dwik s przesyane w systemie MPEG-2, tak jak w DVD. Niedawno wprowadzono rwnie kodowanie w MPEG-4 (H.264). Sygna DVB moe by przekazywany z nadajnikw naziemnych (DVB-T), satelity (DVB-S) i stacji telewizji kablowych (DVB-C). Podstaw tego systemu jest strumie transportowy (TS) zdefiniowany i opisany w normie midzynarodowej ISO/IEC 13818-1. TS skada si ze skompresowanych skadowych wizji, fonii i danych oraz tablic (PSI) umoliwiajcych urzdzeniu odbiorczemu odbir wybranego programu telewizyjnego lub radiowego oraz danych. Standard DVB definiuje dodatkowe tablice (SI) umieszczone w strumieniu oraz parametry transmisji w zalenoci od typu kanau transmisyjnego.*Technika cyfrowa umoliwia zastosowanie wielu metod poprawy jakoci obrazu przekazw telewizyjnych. Najczciej spotykane znieksztacenia wynikaj z pojawienia si artefaktw procesu kompresji. Do innych zakce zaliczamy midzy innymi: szumy, interferencje (przenikanie sygnaw luminancji i chrominancji), migotanie powierzchni i linii, zaburzenia synchronizacji. Eliminacja wymienionych zjawisk jest moliwa przy wykorzystaniu dwu- i trjwymiarowych filtrw cyfrowych, filtrw grzebieniowych, ukadw korekcji podstawy czasu i stosowaniu odpowiednich technik (100 Hz, obraz bez przeplotu). Poprawie jakoci sprzyja te sztuczne podnoszenie rozdzielczoci w oparciu o technik nadprbkowywania i interpolacji wartoci pikseli.

*Eliminacja migotania - technika 100Hz - polega na podwajaniu czstotliwoci powtarzania pobrazw. Wprowadzenie w standardzie PAL wybierania midzyliniowego z czstotliwoci powtarzania pobrazw (pola) 50Hz miao w zaoeniu doprowadzi do zmniejszenia efektu migotania jasnych paszczyzn na ekranie telewizora. Zjawisko migotania obrazu staje si szczeglnie dokuczliwe przy przektnych wikszych ni 29 cali. W odbiornikach stosuje si wic podwajanie czstotliwoci powtarzania pobrazw, czyli technik 100Hz. Moe by ona realizowana w rnych wariantach. Zamy, e mamy sekwencj wizyjn zoon z pobrazw (pl) A i B wywietlanych co 20ms, skadajcych si na cakowity obraz o rozdzielczoci pionowej 576 linii. W wariancie AABB pobraz A zostaje wywietlony dwa razy pod rzd co 10ms, a nastpnie tak samo reprodukowany jest pobraz B. Takie rozwizanie eliminuje migotanie duych jasnych powierzchni ekranu, ale wprowadza czsto bardziej dokuczliwe zjawisko migotania linii i konturw w obrazie. Tej wady nie ma sposb odtwarzania ABAB, wymagajcy jednak wikszej pamici, zdolnej przechowa dwa pobrazy. Wariant ten powoduje jednak znieksztacenia w odtwarzaniu szybko poruszajcych si obiektw (efekt rozdwajania). Obecnie stosuje si interpolacj treci pobrazw, polegajc na utworzeniu na podstawie przesyanej informacji nowych pobrazw A i B. Algorytmy interpolacyjne tak wyliczaj wartoci nowych pikseli, aby w rezultacie doprowadzi do poprawnego odtwarzania ruchu przy niezauwaalnym migotaniu. Tre wizyjna wywietlana jest z czstotliwoci 100 Hz w kolejnoci AABB.

*Stosowanie stratnej kompresji wprowadza do rekonstruowanego obrazu wiele znieksztace zwanych artefaktami. Mog one powodowa wraenie istotnego pogorszenia jakoci. Za powstanie artefaktw odpowiada zwykle koder MPEG-2 stosowany po stronie nadawczej. Do typowych zjawisk naley tutaj efekt blokowy. Jest on charakterystyczny dla metod kompresji bazujcych na przetwarzaniu blokw pikseli. W procesie kwantyzacji skadowe stae reprezentujce ssiednie bloki mog by zakodowane z rn precyzj, co powoduje pniej widoczne rnice w luminancji ta fragmentw obrazu. Na ekranie pojawia si wtedy charakterystyczna struktura siatki. Innym artefaktem jest mosquito noise. Nazwa bierze si z faktu, e przypomina on chmar komarw unoszcych si nad obiektem w rytmie jego ruchw. Zjawisko wynika z tego, e w procesie kodowania MPEG-2 fragmenty obrazw odpowiadajce wyszym czstotliwociom przestrzennym, a wic opisujce wystpujce w obrazie krawdzie, s kodowane z ma precyzj. Wspomniane artefakty s usuwane w ukadach filtrw cyfrowych. Zastosowanie prostych filtrw cyfrowych moe jednak prowadzi do zmniejszenia wyrazistoci obrazu lub innych efektw pogarszajcych jego subiektywna ocen.

*Poprawa ostroci konturw odbierana jest przez wikszo osb jako zwikszenie rozdzielczoci. Ju samo zwikszenie kontrastu, ktre powoduje wiksze rnice w jasnoci ssiadujcych fragmentw obrazu, potguje wraenie lepszej ostroci konturw. Jednak zwikszanie kontrastu w skali caego obrazu prowadzi do zatarcia si poziomw jasnoci w ciemnych i jasnych partiach obrazu. Stosuje si wic zabieg polegajcy na lokalnym powikszenie kontrastu w bezporednim otoczeniu krawdzi (rysunek na slajdzie). Efekt ten mona osign stosujc dwuwymiarowy cyfrowy filtr grnoprzepustowy. Uwypuklenie wysokich czstotliwoci przestrzennych powoduje wzrost dostrzegalnoci drobnych szczegw obrazu poprzez silniejsze zrnicowanie jasnoci w otoczeniu konturw.*Innym sposobem poprawy ostroci jest zwikszenie stromoci zboczy sygnau wizyjnego. Stosujc technik nadprbkowywania mona utworzy zbir nowych pikseli w taki sposb, aby zrekonstruowany sygna charakteryzowa si pasmem charakterystycznym dla telewizji HDTV. Do obliczenia wartoci nowych pikseli stosowane s metody interpolacji. Dobierajc waciwy algorytm interpolacji mona osign efekt poprawy stromoci zboczy bez zwikszania lokalnego kontrastu. Przejcia pomidzy fragmentami odpowiadajcymi rnej jasnoci bd wtedy bardziej strome. W stosunku do wczeniej przedstawionej metody zwikszania ostroci, ta technika nie wprowadza znieksztace grzbietu sygnau przed i po zboczu.

*Technologia D.I.S.T (ang. Digital Image Scaling Technology) opracowana zostaa przez firm JVC. Umoliwia ona redukcj migotania przy jednoczesnej poprawie rozdzielczoci obrazu. Obraz przekazywany w konwencjonalnym 625-liniowym standardzie PAL z przeplotem zostaje na wstpie przetworzony do trybu progresywnego (czyli obraz jest wywietlany bez przeplotu). Odbywa si to na drodze trjwymiarowej interpolacji wartoci pikseli z linii pobrazw parzystego i nieparzystego, z wykorzystaniem relacji czasowych i przestrzennych midzy nimi. Specjalny algorytm interpolacji umoliwia uzyskanie wysokiej rozdzielczoci w kierunku pionowym i podwojenie liczby linii w ramce do 1250. Sygna wizyjny jest nastpnie formowany poprzez ekstrakcj 3 pl o czstotliwoci 75 Hz z dwch ramek 50 Hz i podawany na wyjcie ukadu D.I.S.T. w trybie wybierania midzyliniowego 1250/75 Hz. Zwikszenie czstotliwoci wywietlania pobrazw, przyczynia si w tym przypadku do ograniczenia efektu migotania. *Redukcj znieksztace krawdzi i linii umoliwia technologia DCDi (ang. Directional Correlation Deinterlacing) firmy Faroudja. W konwencjonalnej telewizji nieraz dostrzegalne s znieksztacenia polegajce na poszarpaniu ukonych linii lub konturw. Wraenie to jest spotgowane przy sekwencjach odtwarzanych w zwolnionym tempie (np. powtrka finiszu biegu - linie bieni). Jednym z ukadw redukujcym tego typu znieksztacenia jest DCDi. Ta technologia jest rwnie wykorzystywana przez nadawcw w USA do konwersji standardu NTSC do telewizji wysokiej rozdzielczoci HDTV. Algorytm zaimplementowany w DCDi polega na inteligentnej interpolacji pikseli w zalenoci od charakteru ruchu obiektu w analizowanej scenie i kta nachylenia konturw. Mechanizm interpolacji przebiega dziki temu wzdu krawdzi nie dopuszczajc do efektu ich poszarpania lub schodkowania, przy jednoczesnym zachowaniu ostroci i wiernoci oddania barw w miejscu przej midzy kolorami. *Na rysunku przedstawiono zastosowanie technologii DCDi do poprawy jakoci obrazu. Z lewej strony znajduje si obraz flaga opoczca na wietrze nadawany przez zwyk telewizj. Jest to trudny obraz to wiernego odtworzenia w konwencjonalnej telewizji. Po prawej stronie przedstawiono powikszenia tego obrazu. W przypadku grnego obrazu filtry DCDi s wyczone. Wida wyrane poszarpanie krawdzi linii. W przypadku dolnego za DCDi jest wczona. Poszarpanie linii znikno, take poczenie obszarw czerwonych i biaych jest bardziej naturalne.*Cieke krysztay zostay wynalezione w XIX wieku przez austriackiego botanika Friedricha Reinitzera. Termin cieky kryszta rozpropagowa niemiecki fizyk Otto Lehmann. Cieke krysztay to substancje prawie przezroczyste, majce waciwoci charakteryzujce zarwno ciaa stae, jak i ciecze. wiato przechodzce przez cieke krysztay poda za uoeniem tworzcych je moleku. W 1960 roku odkryto, e pobudzenie napiciem elektrycznym ciekych krysztaw zmienia pooenie tych moleku, a co za tym idzie - sposb przenikania przez nie wiata. W roku 1969 James Fergason odkry efekt skrconego nematyka (ang. twisted nematic - TN). Byo to odkrycie o fundamentalnym znaczeniu, poniewa wywietlacze LCD wykorzystuj wanie to zjawisko.

Panele LCD wiec dziki zastosowaniu specjalnych lamp z tzw. zimn katod (patrz rysunek na slajdzie). Charakteryzuj si one bardzo dua wydajnoci przy jednoczesnym niewielkim zuyciu energii. W zalenoci od rozmiarw i typw wywietlaczy w ich konstrukcji stosuje si od 1 do 8 tego typu lamp. cznie wiec one z nateniem 5000cd/m, taki wanie poziom jest niezbdny do wywietlania obrazu o jasnoci 250 cd/m. Oznacza to, ze tylko 5% wiata generowanego przez lampy przedostaje si przez warstw krysztau na zewntrz. Lustro o parabolicznym ksztacie nadaje wiatu odpowiedni kierunek.

*Uycie filtru polaryzujcego wiato powoduje polaryzacj przechodzcej przez niego wizki wiata. Polaryzacja wiata zaley od orientacji wektora jego pola elektrycznego. W uproszczeniu wiato to fala elektromagnetyczna. Wektory pola elektrycznego i magnetycznego s prostopade do kierunku fali ruchu. Lampa emituje nie spolaryzowane wiato, wic pole elektryczne moe porusza si w dowolnym kierunku prostopadym do osi propagacji wiata. Gdy wiato przechodzi przez polaryzator, to wychodzc po drugiej stronie ma wektor pola elektrycznego skierowany w znanym kierunku (np. poziomym). Gdy wiato przechodzi przez drugi polaryzator, prostopady do pierwszego (w tym przypadku pionowy), to nie moe przez niego przej. Ale jeeli midzy dwoma polaryzatorami umieci si cieky kryszta, to zmienia on polaryzacj wiata na pasujc do drugiego polaryzatora i wtedy wiato jest przepuszczane przez cay ukad.

*Panel LCD skada si w duym uproszczeniu z kilku najwaniejszych elementw: dwch warstw szka, midzy ktrymi rozoone s cieke krysztay, lamp podwietlajcych, tranzystorw oraz ciekych krysztaw. Lampy s rdem wiata, ktre jest przepuszczane przez cieke krysztay. Zewntrzna warstwa szka pokryta jest filtrem nadajcym kolor poszczeglnym subpikselom. Do wewntrznej podczepione s tranzystory. Poprzez tranzystory mona sterowa pooeniem moleku ciekych krysztaw, powodujc ich ruch w odpowiednim kierunku. Zmieniajc pooenie moleku ciekych krysztaw jednoczenie powodujemy, e cay ukad zaczyna przepuszcza lub zatrzymywa wiato.

W technologii TN ekran LCD skada si z dwch warstw ciekych krysztaw umieszczonych pomidzy dwiema odpowiednio wyprofilowanymi powierzchniami (rysunek na slajdzie), z ktrych jedna jest ustawiona najczciej pod ktem 90 stopni wobec drugiej (std w nazwie skrcenie - twisted). Molekuy znajdujce si midzy nimi musz si przemieci o 90 stopni, podobnie jak wiato podajce za ich pooeniem.*Wystarczy jednak przyoy do ciekych krysztaw napicie elektryczne, a molekuy zaczn si przemieszcza pionowo, powodujc przejcie wiata bez zmiany pooenia o 90 stopni (rysunek na slajdzie). Technologia TN jest najczciej stosowana w niedrogich modelach monitorw komputerowych o niewielkich przektnych obrazu - 15, 17 cali. Matryce tego typu nie najlepiej reprodukuj barwy, maj jednak rwnie mocne strony. Gwarantuj na przykad krtki czas reakcji - w najnowszych modelach 4ms. Najwiksz wad matryc TN jest stosunkowo wski kt widzenia, 120-140 stopni w obu paszczyznach. Panele tego typu nie nadaj si do zastosowa profesjonalnych (pracy z grafik), jednak z racji niskiej ceny i wspomnianego krtkiego czasu reakcji dobrze sprawdz si podczas ogldania dynamicznych materiaw wideo.

*Jedn z wad paneli ciekokrystalicznych jest gorsze odwzorowanie barw w stosunku do monitorw CRT. Ma to szczeglnie znaczenie przy profesjonalnej obrbce zdj, zwaszcza, gdy wyniki naszej pracy maj trafi do drukarni. Normalny obserwator odrnia od 300.000 do 1.000.000 barw natomiast przy pomocy techniki cyfrowej mona na monitorze komputera przedstawi obraz w modelu RGB, majcy dokadno 24 bitw (3 kanay x 8 bitw). Kady kana barwy R, G, B jest opisany liczb 8 bitow, dziki czemu mona uzyska w kadym kanale 256 poziomw jasnoci. Kombinacja 256 poziomw koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego definiuje przeszo 16 milionw kolorw. Rnicujc napicie na kocwkach ciekego krysztau mona modulowa stopie zamknicia przecznika, aby uzyska stany porednie (rysunek na slajdzie). Niestety w technologii TN mona w ten sposb uzyska jedynie rozdzielczo ok. 6 bitw (8 bitw w technologii CRT). Pozostae, brakujce barwy s zazwyczaj uzyskiwane na zasadzie interpolacji z lepszym lub gorszym skutkiem.*W matrycach pasywnych (rysunek) cieke krysztay s adresowane poprzez adunki lokalne, przy czym nic nie powstrzymuje adunkw elektrycznych przed rozpywaniem si na boki i wpywaniem na pooenie moleku krysztaw ssiednich. Adresowanie, czyli okrelenie piksela, ktry ma by w danej chwili wysterowany, realizowane jest przy uyciu dwch krzyujcych si elektrod. Elektroda przednia jest wsplna dla caej kolumny i przewodzi prd, natomiast tylna elektroda, wsplna dla caego rzdu, suy jako uziemienie. Czas reakcji matrycy musi by bardzo dugi, nawet kilkaset milisekund, gdy cieky kryszta musi zachowa orientacj moleku do nastpnego zaadresowania. Nic nie podtrzymuje orientacji moleku std powoli wracaj one do pooenia pierwotnego. Matryce pasywne charakteryzuj si rozmytym obrazem oraz smugami i cieniami cigncymi si za obiektami w ruchu.

Na slajdzie przedstawiono budow takiej matrycy. Pasywna matryca LCD skada si z kilku warstw. Tyln stanowi element podwietlajcy, czyli najczciej lampa jarzeniowa. wiato powstae w ten sposb przechodzi przez element rozpraszajcy tak, aby moliwie rwnomiernie podwietli cay panel. Nastpn warstw jest filtr polaryzacyjny, a zaraz za nim przezroczyste elektrody. Za tym elementem znajduje si warstwa ciekych krysztaw powodujca "skrcenie" wiata o 90 stopni. W ten sposb uzyskujemy obraz na ekranie panelu. Jeli obraz na panelu ma by kolorowy, to niezbdna jest dodatkowa warstwa z filtrem trzech podstawowych barw.

*Matryce aktywne maj podobn budow do matryc pasywnych. Podstawow rnic stanowi warstwa tranzystorw cienkowarstwowych (ang. thin film transistor, TFT). Poprzez te tranzystory sterowane s kondensatory, ktre gromadz i utrzymuj adunki elektryczne, zapobiegajc ich rozpywaniu si na inne piksele (rysunek). Tranzystor powizany jest tylko z jedn komrk ciekego krysztau, dziki czemu nie ma smuenia ani rozmycia obrazu. Jeli do elektrod przyoymy napicie, to spowodujemy, e czsteczki ciekych krysztaw zmieni pooenie i zostan skrcone. Zapisany adunek pozostaje na kondensatorze i dziki temu na kocwkach krysztaw nadal jest napicie, nawet gdy linia adresuje inny piksel. Oznacza to, e nie powrci on do stanu pocztkowego, co miao miejsce w przypadku matryc pasywnych. Czas zapisu adunku do kondensatora jest o wiele krtszy ni czas obrotu krysztau, co oznacza, e dane mog by zapisane, a kolejny piksel zaadresowany natychmiast, bez opnie. Obecnie stosuje si praktycznie wycznie matryce aktywne.*Specjalne filtry nadaj kolor poszczeglnym subpikselom ulokowanym na przedniej warstwie szka (rysunek na slajdzie). Trzy subpiksele, kady w kolorze czerwonym, zielonym oraz niebieskim, formuj piksel. Rne kombinacje kolorystyczne subpikseli daj obraz oraz kolor na ekranie.*Podstawowe parametry charakteryzujce monitory ciekokrystaliczne:Rozdzielczo - monitor LCD w przeciwiestwie do modeli CRT pracuje z maksymaln jakoci tylko w rozdzielczoci rzeczywistej (natywnej). Oczywicie prezentacja obrazu z inn rozdzielczoci jest moliwa, jednak wtedy mamy do wyboru dwa sposoby ogldania obrazu - wywietlany na fragmencie matrycy odpowiadajcej danej rozdzielczoci (np. 640x480 na panelu o rzeczywistej rozdzielczoci 1024x768) lub prezentowany na caej powierzchni ekranu przy uyciu algorytmw interpolowania.Czstotliwo odwieania obrazu w monitorach LCD - bezwadno monitorw ciekokrystalicznych jest znacznie wiksza ni monitorw CRT. Kady piksel matrycy LCD jest aktywowany oddzielnie i znajduje si w stanie wczonym albo wyczonym. Obraz na monitorze LCD nie migocze, nie ma wic potrzeby niwelowania efektu migotania przez zwikszanie czstotliwoci odwieania. Czstotliwo odwieania monitorw LCD dobiera si tak, aby zapewni pynne zmiany obrazu przy animacji. Do tego celu w zupenoci wystarczy odwieanie z czstotliwoci 60Hz i z tak czstotliwoci pracuje wikszo monitorw LCD.Czas reakcji - producenci prezentuj wyniki czasu reakcji piksela przy przejciu trzech subpikseli (zielony, czerwony, niebieski) od koloru czarnego do biaego i odwrotnie. Suma czasw zapalania i gaszenia piksela skada si na czas kocowy, podawany w milisekundach (ms). Warto jednak zauway, e takie przedstawienie sprawy nie w peni informuje, jak monitor bdzie funkcjonowa w praktyce. Rzeczywisty czas reakcji bdzie taki, jak czas przejcia najwolniejszego z subpikseli, ktrych kombinacje tworz poszczeglne kolory. Kty widzenia - producenci paneli mierz wielko ktw widzenia poprzez utrat jakoci obrazu. Moment, w ktrym nastpuje zbyt dua utrata jasnoci i kontrastu obrazu w porwnaniu do wyjciowej, staje si ktem granicznym. Do mierzenia jakoci kontrastu w monitorach LCD uywa si wspczynnika CR (ang. Contrast Ratio). W przeszoci kty widzenia w monitorach LCD byy bardzo mae, uniemoliwiajc prac wicej ni jednej osobie na monitorze. Po wprowadzeniu do masowej produkcji paneli w technologiach IPS oraz MVA, problem ten czciowo znikn.*Oprcz omawianej wczeniej technologii TN wytwarzania wywietlaczy LCD istniej jeszcze dwie alternatywne: IPS, MVA.

Technologia IPS, S-IPS (ang. In-Plane Switching) zostaa zaprojektowana w 1995 r. przez firm Hitachi. Tym, co rni wywietlacze IPS od wykonanych w technologii TN jest rwnolege do powierzchni uoenie moleku ciekych krysztaw. Przy uyciu technologii IPS osigany jest doskonay kt widzenia, a do 170 stopni, jaki znamy z normalnych monitorw (CRT). Jednake jest te minus: z powodu rwnolegego uoenia ciekych krysztaw, elektrody nie mog by umieszczone na obydwu szklanych powierzchniach jak w wywietlaczu TN. Zamiast tego, musz by zainstalowane w ksztacie grzebienia na dolnej niszej powierzchni szklanej. Prowadzi to ostatecznie do redukcji kontrastu i dlatego wymagane jest silniejsze tylne podwietlenie dla podniesienia jasnoci obrazu. Obecnie S-IPS ma zalety matryc VA (adne kolory, szerokie kty widzenia) oraz TN (szybko dziaania).

Na rysunku przedstawiony jest stan, w ktrym piksel wywietlacza jest jasny (stan wczenia).

*Po przyoeniu napicia molekuy krysztau zaczynaj si obraca o 90 bdc nadal rwnolege do siebie i do powierzchni wywietlacza. W takim pooeniu moleku ciekego krysztau wiato jest blokowane.

*MVA, PVA, WVA - to matryce uznawane za najlepiej odwzorowujce barwy. W popularnych matrycach TN uoenie ciekych krysztaw bdcych w stanie pobudzenia jest nieuporzdkowane, natomiast w wypadku tych technologii - wielokierunkowe, dziki czemu obraz jest spjny, o mniej widocznej strukturze pikseli. Technologi PVA opracowa Samsung, natomiast MVA i WVA opatentowali inni znaczcy producenci matryc LCD - Fujitsu i CMO. Zasada dziaania "trzech technologii VA" jest praktycznie taka sama, a rnice w nazewnictwie spowodowane s kwestiami praw patentowych. Panele tego typu maj bardzo szerokie kty widzenia, minimum 170 stopni w obu paszczyznach. Niestety, jest jedna powana wada - dugi czas reakcji. Najszybsze modele MVA maj czas reakcji rzdu 25 ms, co sprawia, e podczas wywietlania szybko przemieszczajcych si po ekranie obiektw mona zauway tzw. smuenie. Rysunek na slajdzie pokazuje jak rozkadaj si cieke krysztay w matrycy MVA pena regularno, dziki ktrej uzyskujemy duo lepsz jako obrazu.

*Na rysunku przedstawiono zasad dziaania matrycy MVA. W tym przypadku zastosowane s tylko dwie domeny, w praktyce musz by co najmniej cztery. wiato dochodzi do obserwatora w momencie kiedy molekuy ciekego krysztau s uoone prostopadle do kierunku obserwacji, a zatrzymywane jest w przypadku rwnolegego uoenia moleku. W pooeniach porednich przepuszczana jest tylko cz wiata. W przypadku jednej domeny (rysunek po lewej) obserwator przechodzc z lewej strony na praw widzi stopniowy zanik wiecenia piksela. W przypadku zastosowania dwch domen (rysunek po prawej) z lewej strony jedna domena przepuszcza wiato druga natomiast je blokuje, z prawej strony jest odwrotnie. Gdy obserwator patrzy na wprost obie domeny przepuszczaj tylko cz wiata. Poniewa piksele s bardzo mae, oko i mzg ludzki uredniaj czarno-biae pola z lewej i prawej strony do koloru szarego. Obserwator w tym przypadku widzi jednolity szary kolor w bardzo szerokim zakresie ktw widzenia.*Ekrany plazmowe nale do grupy przetwornikw z wywietlaniem aktywnym, wykorzystujcych do wywietlania zjawisko wyadowania jarzeniowego w plazmie. Istota tego zjawiska polega na emisji wiata przez zjonizowany gaz o maym cinieniu (rzdu 1 hPa) wskutek przepywu przez gaz prdu elektrycznego. wiecenie gazu jest wywoane zderzeniami jonw, pocztkowo samoistnie wystpujcych, przyspieszanych w polu elektrycznym wystpujcym pomidzy dwiema elektrodami wyadowczymi spolaryzowanymi napiciem U.

Dla maych napi U wiecenie jest sabe, prawie niedostrzegalne. W miar wzrostu napicia U liczba jonw ronie, co powoduje, e wiecenie jest coraz intensywniejsze. Po przekroczeniu pewnego napicia progowego Uz, zwanego napiciem zaponu, cay gaz w obszarze pomidzy elektrodami wyadowczymi jest zjonizowany - czyli tworzy tzw. plazm (std nazwa przetwornika) - i wieci rwnomiernym wiatem. Barwa wyadowania jarzeniowego zaley od rodzaju zastosowanego gazu.

*Na rysunku jest przedstawiona zasada konstrukcji najprostszego plazmowego wywietlacza obrazw wykorzystujcego opisane wyej zjawisko fizyczne. Dwa zestawy elektrod uoone prostopadle wzgldem siebie s naniesione na wewntrzne powierzchnie szklanych pyt, tworzcych obudow przetwornika, pomidzy ktrymi znajduje si rozrzedzony gaz. Adresowanie ekranu polega na doczeniu do adresujcych elektrod, poprzez rezystor ograniczajcy prd wyadowania, napicia staego wikszego od napicia zaponu. Wwczas w obszarze przestrzennego skrzyowania adresowanej linii i adresowanej kolumny powstaj warunki dla zaponu i z wza zostanie wyemitowane wiato. Dla zapobieenia rozprzestrzeniania si wyadowania do ssiednich wzw s one od siebie odseparowane przegrod. Opisane wyej rozwizanie, od sposobu sterowania jest nazywane staoprdowym ekranem (wywietlaczem) plazmowym (DC PDP). Nie jest to rozwizanie dogodne. Istotnymi jego wadami s: bezporedni styk elektrod sterujcych ze wieccym gazem, co powoduje ich stopniowe zniszczenie, konieczno stosowania rezystorw ograniczajcych prd wyadowania, a take powane trudnoci z wykonaniem przegrody.*Wad staoprdowych wywietlaczy plazmowych nie ma przemiennoprdowy wywietlacz plazmowy. Istota modyfikacji wobec ekranw DC PDP polega na odizolowaniu elektrod adresujcych od gazu. Zapobiega to z jednej strony ich niszczeniu przez jony, z drugiej powoduje wtrcenie do obwodu wyadowania dwch kondensatorw: CK i CL, tworzonych przez elektrody, izolator i obszar wyadowania (rysunek na slajdzie).Jeeli przyj, e w chwili pocztkowej oba te kondensatory nie s naadowane, to po zaadresowaniu wza napiciem U(k, l) > UZ (UZ napicie zaponu) cay potencja wza odoy si na obszarze wyadowania UEW, co spowoduje jego zawiecenie i przepyw w obwodzie wyadowania krtkiego impulsu prdowego, wykadniczo malejcego, adujcego kondensatory CK i CL do napicia UZ/2. Po naadowaniu kondensatorw CK i CL prd w obwodzie wyadowania osignie warto zerow, a obszar wyadowania - po wygenerowaniu krtkiego bysku (impulsu wietlnego) przestanie wieci. Czas trwania bysku jest na tyle krtki, e wyadowanie jarzeniowe nie zdy rozszerzy si poza obszar adresowanego wza, co eliminuje konieczno stosowania trudnej do wykonania przegrody izolacyjnej. Ponadto mae pojemnoci kondensatorw CK i CL ograniczaj maksymalny adunek jaki moe przepyn w obwodzie wyadowania, a w konsekwencji take maksymaln warto prdu wyadowania, co czyni zbytecznym rezystor ograniczajcy ten prd. Uzyskiwany impuls wietlny (bysk) jest zbyt krtki i za saby, ze wzgldu na mae pojemnoci kondensatorw CK i CL. Problem ten mona rozwiza, zmieniajc bezporednio po wygenerowaniu bysku polaryzacj napicia U(k,l) na przeciwn. Napicie to doda si do napi staych na kondensatorach CK i CL, dziki czemu czny spadek napicia na obszarze wyadowania UEW znw przekroczy warto napicia zaponu UZ i element EW ponownie zacznie wieci do czasu przeadowania kondensatorw CK i CL, generujc kolejny bysk. Zmieniajc periodycznie polaryzacj U(k,l) z dostatecznie du czstotliwoci, przez podanie do wza napicia przemiennego o czstotliwoci rzdu kilkuset kHz i wartoci midzyszczytowej rwnej 2UZ, uzyskuje si cig generacj impulsw wietlnych z elementu wywietlajcego, ktr oko - ze wzgldu na czstotliwo powtarzania byskw, rzdu kilkudziesiciu kHz - odbiera jako cige wiecenie. Zmieniajc czas doczenia napicia przemiennego do wza mona generowa pakiety byskw o zmiennej dugoci, sterujc w ten sposb jasnoci wiecenia piksela. Od charakterystycznego sposobu pobudzania obszaru wyadowczego do wiecenia wywietlacze stosujce opisan wyej zasad wywietlania nosz nazw przemiennoprdowych ekranw plazmowych AC PDP. Do tej grupy rozwiza zaliczaj si wszystkie ekrany plazmowe, dostpne obecnie na rynku.

*Na rysunku zilustrowano sposb uzyskiwania obrazw wielobarwnych przez ekrany plazmowe AC PDP. Wntrze wywietlacza wypenione jest gazem lub mieszanin gazw, wieccych podczas wyadowania jarzeniowego wiatem nadfioletowym (UV), ktre pobudza do wiecenia paski luminoforw naniesione od wntrza baki. Umiejscowienie luminoforw na ciece wyadowania powodowaoby ich niszczenie (wypalanie) przez jony wieccego gazu. Zjawisko to eliminuje stosowana w obecnie oferowanych rozwizaniach wielobarwnych wywietlaczy plazmowych typu AC PDP konstrukcja piksela ich ekranu. Elektrody wyadowcze: kolumn i linii, s tu umiejscowione obok siebie na przedniej szybie piksela, a luminofor rozmieszczony na jego przeciwnej ciance. Przepyw prdu wyadowania (jonw mieszaniny gazw) odbywa si pomidzy elektrodami wyadowczymi w duej odlegoci od luminoforu, do ktrego dociera jedynie promieniowanie UV emitowane przez wiecc plazm.*Wady paneli plazmowychOgldajc ekran z bliskiej odlegoci mamy wyrane odczucie zmczenia wzroku. Efekt ten jest szczeglnie widoczny przy ciemnych scenach. Poniewa nie ma moliwoci pynnej zmiany intensywnoci wiecenia piksela, to zmiany jaskrawoci uzyskuje si przez wielokrotne zapalanie i gaszenie go. Przy jasnych scenach czstotliwo ta jest na tyle dua, e oko ludzkie nie widzi efektu migania. Przy scenach ciemnych oko odbiera efekt migotania tylko mzg nie nada przetwarza obrazy zmieniajce si szybciej ni 85 Hz, wic cho przerw nie wida to wzrok si mczy. Rwnie gorsza jest rozrnialno pcieni na ciemniejszych scenach. Istotn wad ekranw plazmowych jest ich mniejsza trwao ni LCD, a nawet od tradycyjnych kineskopw CRT. Luminofor zuywa si i obraz z czasem robi si mniej kontrastowy. Zuycie moe nastpowa nierwnomiernie. Jeli na ekranie przez dugi czas wywietlany jest statyczny obraz, to jasne jego punkty mocniej wypalaj luminofor. Przykadowo, jeli uytkownik zawsze oglda jeden kana to jego logo potrafi trwale wypali si w jednym miejscu ekranu i nawet po zmianie na inny bdzie w tym miejscu widoczny cie o sabszej intensywnoci (w niektrych nowszych modelach zminimalizowano ten problem stosujc przesuwanie obrazu o jeden piksel).Telewizory plazmowe nie nadaj si do wywietlania staego obrazu. Jeli dany fragment obrazu przez duszy czas si nie zmienia i wieci z du jaskrawoci powoduje to nagrzewanie si fosforu i gazu w komrkach. Nawet po zmianie sceny powierzchnia luminoforu jest tak naelektryzowana, e nadal wieci powodujc efekt zatrzymania poprzedniej fazy ruchu. Dugotrwae przytrzymywanie tej samej sceny na ekranie moe powodowa trwae uszkodzenie ekranu. Panele plazmowe s bardziej energochonne, pobr prdu potrafi by prawie dwukrotnie wikszy ni dla telewizora LCD o tej samej przektnej ekranu. Du niespodziank moe by dla uytkownika gdy telewizor si popsuje. Po mimo wysokiej ceny, usterki si zdarzaj. Cho telewizor jest ogromnych rozmiarw nie jest moliwa naprawa w domu klienta. Telewizor plazmowy, bardziej ni kady inny naraony jest na uszkodzenia mechaniczne. Paski fosforu umieszczone s w otoczeniu gazw szlachetnych miedzy dwoma szybami, w przypadku pknicia szyby, panel jest ju nienaprawialny. Pknicie moe nastpi na skutek stuknicia lub przenoszenia telewizora. Ekrany plazmowe mona przenosi tylko w pozycji pionowej, takiej jak ma normalnie pracowa. Przenoszenie go poziomo spowoduje trwae uszkodzenie ekranu.Zastosowanie unikalnych czci, duy stopie zoonoci i specjalna technologia montau, skazuj ich wacicieli wycznie na korzystanie z autoryzowanych punktw serwisowych. Ceny naprawy s wielokrotnie wysze ni tradycyjnych telewizorw CRT. Czsto zdarza si, e naprawa jest nieopacalna.

Zalety paneli plazmowychJednak telewizor plazmowy ma rwnie zalety. Ich wysoka jako odbioru przy wielkich ekranach, dynamiczny obraz o duej rozdzielczoci bez rozmywania krawdzi sprawia, e jest to idealna technologia dla prezentacji w duych salach oraz do zastosowa profesjonalnych.*