Daugelio pasaulio kompanijų mokslininkai šiuo metu
organinių šviesos diodų pagrindu kuria
miniatiūrinius plastikinius monitorius
(organic light-emitting diodes, toliau - OLED). Jie galėtų iš rinkos
išstumti dabartinius skystųjų kristalų
displėjus (liquid-crystal display, toliau -
LCD). Šios naujos technologijos veikimo principas gana paprastas: smulkių
organinių molekulių ar polimerų
sluoksnis dedamas tarp dviejų
metalinių elektrodų, kurių bent vienas
pralaidus šviesai. Molekulės šviesą
generuoja elektroliuminescencijos principu. Kai elektrodų potencialų skirtumas
siekia kelis voltus, molekulės sugeria elektrinio lauko energiją ir ją emituoja
regimojo diapazono šviesos pavidalu. Spinduliuotės spalva priklauso
nuo pasirinktos organinės medžiagos.
Abu elektrodai (anodas ir katodas) sudaryti iš daugybės spausdinto
montavimo pagrindu suformuotų siaurų
lygiagrečių laidininkų, kurie skirtingų
elektrodų orientuoti 90o kampu.
Ekrano vaizdo elementą lemia elektrodų
laidininkų sankirtos forma. Visas monitoriaus darinys sandariai
uždarytas tarp dviejų stiklo plokščių ir yra
vos kelių milimetrų storio. Ekspertai
tikisi, kad plastikiniai monitoriai bus itin plačiai naudojami ateities
mobiliuosiuose galiniuose įrenginiuose.
Palyginti su LCD displėjais, jų vieno
naudojamosios galios vieneto šviesa yra skaistesnė, taigi jie yra
ekonomiškesni. Maža to, žymiai geresnis
organinių displėjų kontrastingumas. Be
to, OLED monitoriai gali didžiuotis plačiu
170o regos lauku. Manoma, kad rinkoje pasirodysiančių organinių
monitorių kainos po kurio laiko prilygs skystųjų kristalų monitorių
kainoms. OLED displėjų skiriamoji geba
yra panaši į LCD ir ribojama tik
laidininko tinklelio akies dydžio. Osram
Opto Semiconductors kompanijos inžinieriaus Dr. Gerhardo Kuhu
teigimu, kompanija dabar kuria 120 linijų ir
0,1 mm2 dydžio vaizdo elemento
displėjų. Vaizdo elementus įmanoma
sumažinti dar labiau.
1 pav. Ateities mobiliųjų telefonų vartotojams bus kasdienybė matyti savo telefonų displėjuose pašnekovo veidą. Jie galės naudotis ir displėjais, vaizdus projektuojančiais tiesiai akių tinklainėje.
Rinkoje jau pasirodė pirmieji (monochromatiniai)
miniatiūriniai displėjai, skirti mobiliesiems
telefonams (Motorola) ir automobilių radijo imtuvams
(Pioneer). Osram irgi rengiasi gaminti OLED displėjus.
Deja, norint, kad šie displėjai nurungtų
savo varžovus - skystųjų kristalų
displėjus, jų
kūrėjams dar teks gerokai
pasukti galvas. Iš esmės visa spalvų
paletė jau suformuota, tačiau
organinė medžiaga, kuri šiuo metu
naudojama mėlynai (o drauge ir baltai)
šviesai gauti, praranda savybę
liuminescuoti vos po kelių savaičių. Taigi,
mokslininkai intensyviai dirba, stengdamiesi
šią trukmę pailginti. Pasak G. Kuhu,
organinio šviesos diodo eksploatavimo trukmė priklauso nuo pasirinktos
medžiagos. Geriausių rezultatų jų
laboratorija gavo naudodama organinę medžiagą
Elegance Yellow. Šis polimeras kambario temperatūroje
gali skleisti žalsvai geltoną šviesą
net 20 000 val. Be to, Osram inžinieriai
norėtų monitoriaus stiklo korpusą
pakeisti lanksčia medžiaga. Šis
uždavinys nelengvas, nes norint garantuoti ilgą displėjaus eksploatavimo
trukmę, būtina sukurti sandarų oro
nepraleidžiantį korpusą. Jei korpusas yra
iš lanksčios medžiagos, šią sąlygą
įgyvendinti gerokai sunkiau. Tačiau
galimybė itin plonus displėjus suvynioti
ir įdėti į dėklą, kai jų nereikia
naudoti, ir tiesiog išvynioti prireikus, būtų
didelis jų privalumas. Laikraščių
skaitytojai tikrai įvertintų šį lengvą
kaip plunksną elektroninį tradicinių
laikraščių pakaitalą.
2 pav. Vaizdai yra per maži, o duomenys perduodami per lėtai štai dvi pagrindinės priežastys, dėl kurių interneto ir multimedijos programos mobiliesiems telefonams dar netaikomos. GPRS ir naujojo 3G standarto UMTS mobiliojo ryšio tinklai padidins duomenų perdavimo spartą ir kartu mobiliuosius telefonus padarys tinkamus naudotis vaizdo informacija. Čia kyla klausimas: kokie displėjai geriausiai perteiks multimedijos informaciją?
Vaizdo projektavimo technologijos požiūriu labai aktualūs yra
miniatiūrinių formatų ekranai.
Siemens sukūrė degtukų dėžutės dydžio
projektorių, kuris gali būti įmontuotas į
mobilųjį telefoną, turintį atitinkamą
sąsają. Šis projektorius galėtų būti
naudojamas kad ir nedideliuose susirinkimuose ar naršyti po internetą (žr.
3 pav.). Toks vaizdą projektuojantis mobilusis telefonas neseniai buvo
pristatytas kompiuterijos parodoje "CeBIT 2002" Hanoveryje. Projektoriaus
šviesos diodų rinkinys per šviesos
pluošto dalytuvą apšviečia mikrodisplėjų.
Diodų šviesa moduliuojama, priklausomai nuo displėjuje atsirandančių
vaizdų. Mikrodisplėjaus skleidžiama
šviesa pereina pro projektoriaus lęšius
ir toliau patenka į ekraną. Spalvotą
vaizdą kuria monochromatinį
displėjų greitai pakaitomis apšviečianti
raudona, mėlyna ir žalia šviesos diodų
šviesa. Siemens Informacijos ir mobiliojo ryšio padalinio darbuotojo
Marco Wernerio nuomone, šis mini projektorius gali suprojektuoti vaizdą
ant kiekvieno paviršiaus, net ant popieriaus lapo ar lėktuvo sėdynės
atlošo. Sukurtas projektorius skleidžia 1,1
lm skaisčio šviesą, kurios užtektų
atviruko ploto paviršiui apšviesti.
"Sukurtą prototipą dar galima gerokai
patobulinti", - entuziastingai pridūrė
M. Werneris. Panaudojus galingesnius šviesos diodus ir patobulinus
projektoriaus konstrukciją, per
ateinančius dvejus metus būtų įmanoma
padidinti projektoriaus skaistį dešimt kartų.
3 pav. Mini projektorius mobiliojo telefono displėjų didina iki atviruko dydžio. Kai projektuojamas vaizdas, mikrodisplėjus paeiliui apšviečiamas raudona, žalia ir mėlyna šviesos diodų šviesa. Displėjus per savo sąsają priima mobiliojo telefono signalus ir optiniais lęšiais projektuoja vaizdą.
Be abejo, šviesos šaltiniai gali
būti ne šviesos diodai, bet lazeriai,
tuomet nereikėtų optinių lęšių, o
šviesą būtų galima projektuoti ir ant
nelygaus paviršiaus. Deja, šiuo metu tėra
tik raudonos šviesos tinkamų miniatiūrinių diodinių lazerių, o žalių,
juolab mėlynų naudingumo koeficientas kol kas per mažas. Tačiau
M.Werneris jau svajoja apie tolimos ateities trimačius lazerinius projektorius,
kuriems nereikės jokių ekranų:
vaizdas galės būti projektuojamas,
pavyzdžiui, tam tikros erdvės, kurios oro
tankis keičiamas ultragarsu, paviršiuje.
4 pav. Vadinamuoju žuvies akies metodu galima net mažo ploto displėjumi apžvelgti didelį paveikslą ar brėžinį
Lazerinių projektorių
tikimasi sulaukti tolimoje ateityje, tačiau
erdviniai mobiliųjų telefonų vaizdai
netrukus taps realybe. Pavyzdžiui, kompiuterijos parodoje "CeBIT 2002"
Siemens demonstravo mobilųjį
telefoną, kurio OLED displėjus turėjo
vaizdo užslanką. Šis prietaisas gali būti
naudojamas interaktyviesiems trimačiams žaidimams, kuriuose dalyvauja
daug žaidėjų. Reaguodami į
infraraudonuosius signalus, papildomų stiklų
dešinysis ir kairysis lęšiai greitai
keičia šviesos pralaidą nuo "skaidraus"
iki "tamsaus" stiklo, taip keldami
erdviškumo iliuziją. Be šių papildomų
stiklų su vaizdo užslanka vartotojas
matytų normalų dvimatį vaizdą.
Siemens mokslininko Thomo Riegelio
žodžiais tariant, ši technologija perteikia
tokį tikrovišką erdvinį vaizdą, kad
iliuzija, jog stebėtojas važiuoja nelygiu
keliu, jam gali net kelti šleikštulį. Be
mobiliųjų žaidimų, erdviniai displėjai
galėtų praversti ir specialioms
sritims, pvz., medicinai ir architektūrai.
Tradicinius displėjus irgi galima patobulinti; tereikia pakeisti jų
programinę įrangą. Iš tokių
programinių gudrybių galima paminėti
išradingą vaizdo duomenų perdavimo
algoritmą, sukurtą Siemens
programuotojo Dr. Uwe Rauschenbacho. Taikant
šį algoritmą galima perteikti
didelius vaizdus, kai yra ribota duomenų atminties talpa ir maži displėjaus
matmenys. Kompiuterijos specialistas U. Rauschenbachas, už sukurtus
algoritmus apdovanotas Mannesmann Mobilfunk
Stiftung premija, taip aiškina pagrindinę savo algoritmų
idėją: "Dažnai pasitaiko, kad turėdami
visą žemėlapį ar brėžinį, nagrinėjame
tik jo nedidelę dalį. Kuo smulkesnė ši
dalis, tuo labiau (tiek, kiek leidžia ekranas) galime ją padidinti. Kita
paveikslo dalis stebima buvusiu masteliu". Priklausomai nuo konkretaus
uždavinio, visas paveikslas gali būti
suskirstytas į daugelį stačiakampės ar
kitos vartotojo pasirinktos bei paveikslo autoriaus apibrėžtos formos sričių (žr.
4 pav.). Jei vartotojas nori pažvelgti į
kitą padidintą paveikslo dalį,
naujas vaizdas displėjuje formuojamas tik pakitusiais vaizdo elementais. Toks
"žuvies akimi" vadinamas artinys atliekamas taikant šiuolaikinį
matematinį duomenų glaudinimo
metodą, vadinamą "mažąja banga",
kuris sutaupo laiko, reikalingo duomenims
įkrauti. "Kad būtų gauti optimalūs rezultatai,
programinė įranga turi būti
pragenama ir serveryje, ir galiniame įrenginyje, - aiškina U.
Rauschenbachas. - Vartotojas tokiu atveju išsaugo apie 75%
ekrano pločio, o duomenims perduoti pakanka ir ketvirtadalio
bangų juostos pločio".
5 pav. Rytdienos mobiliuosiuose telefonuose bus įmontuoti organinių šviesos diodų displėjai. Šie displėjai bus ne tik skaistesni ir ryškesnio vaizdo, bet ir ekonomiškesni
Toks vaizdo duomenų perdavimo būdas praverčia ne
tik mobiliesiems telefonams, bet ir pramonės automatizavimo
uždaviniams spręsti. Pvz., šis metodas buvo įdiegtas
Siemens MOBIC (Mobile Industrial
Communicator - mobilusis pramoninis komunikatorius)
asmeniniame kompiuteryje, kuris radijo bangomis gali susisiekti su
kompanijos vietiniu tinklu, o gamyklos inžinieriai, būdami bet
kurioje jos vietoje, vykdo konkrečias valdymo ir automatizavimo užduotis.
Kad norimą paveikslo dalį
būtų įmanoma atkurti displėjuje,
būtina naudotis naujais duomenų
standartais. 2001 m. priimtas JPEG 2000 standartas, palyginti su JPEG (10 metų
senumo pirmtakas), garantuoja ne tik geresnį "mažosios bangos"
vaizdo duomenų glaudinimą, - jis yra
ir lankstesnis. Šis duomenų standartas leidžia, tarkim, atskirti paveikslo
spalvas ir pilkus šešėlius, taip pat iš to
paties suglaudinto failo atrinkti įvairaus dydžio (suderinto su mobiliojo
telefono ar kompiuterio displėjumi) paveikslus. Netrukus pasirodys
MPEG-7 duomenų standartas, leisiantis lengviau ieškoti vaizdo ar garso failų,
išsirinkti reikiamą paveikslą. Šiame
standarte bus apibrėžtas saugomo ir
siunčiamo multimedijos duomenų
aprašo formatas, pvz., įrašo trukmė,
aktorių vardai ar net paveikslo elementai:
gėlė, dviratis, vaikas ir t.t. Taip pat
bus įmanoma išsaugoti esančias
spalvas, tekstus ar melodijas. Ši informacija
vėliau padėtų surasti atskiras scenas,
atpažinti muzikinį failą pagal
niūniuojamą melodiją ir pan.