Theory
Screen ખરેખર છબી કઈ રીતે દેખાડે છે
Pixels દોરતાં પહેલાં એ જાણવું કામ લાગે છે કે display device ભૌતિક રીતે શું કરી રહ્યું છે. Screen ની ટેકનોલૉજી ઘણી બદલાઈ છે, અને દરેક પ્રકારની પોતાની સોદાબાજી છે જેણે graphics કઈ રીતે થતું એ ઘડ્યું છે.
આ પાઠ મુખ્ય video display devices પર નજર ફેરવે છે: refresh CRT અને colour CRT (જૂની કાચની નળીઓ), DVST (એટલે કે સંઘરનારી નળી), અને LCD (એ સપાટ panel જે તમે અત્યારે વાપરતા હશો). દરેક છબી કઈ રીતે બનાવે છે એ જાણવું, અને ખાસ કરીને refresh કરવાનો ખ્યાલ, પછી આવતા frame buffer તથા scanning ના ખ્યાલો માટે પાયો બાંધે છે.
At a glance
| ઉપકરણ | એ છબી કઈ રીતે બનાવે છે |
|---|---|
| Refresh CRT | Electron કિરણ ચમકતા phosphor પર પડે છે; છબી સેકન્ડમાં ઘણી વાર ફરી દોરાય છે (refresh) |
| Color CRT | એવું CRT જે રંગ ઉમેરે છે, સામાન્ય રીતે shadow mask અને લાલ, લીલા તથા વાદળી phosphor વડે |
| DVST | Direct View Storage Tube: છબીને નળી પર જ સંઘરી રાખે છે, એટલે refresh જોઈતું નથી |
| LCD | Liquid Crystal Display: સપાટ panel; crystals backlight ને રોકે છે કે પસાર થવા દે છે; આજે સૌથી પ્રચલિત |
Theory
CRT અને refresh કરવું
Refresh CRT આ રીતે કામ કરે છે: નળીની પાછળની gun માંથી electron કિરણ છૂટે છે અને phosphor નું આવરણ ધરાવતા screen પર પડે છે; કિરણ જ્યાં અથડાય ત્યાં phosphor ચમકે છે. પણ એ ચમક જલદી ઝાંખી પડી જાય છે, એટલે સ્થિર ચિત્ર જાળવવા આખી છબી સેકન્ડમાં ઘણી વાર ફરી દોરવી પડે છે, અને એને જ refresh કરવું કહે છે. એનો દર (દાખલા તરીકે સેકન્ડમાં 60 વાર, એટલે કે 60 Hz) એટલો ઝડપી હોવો જોઈએ કે તમારી આંખને ઝબકારાને બદલે સ્થિર છબી દેખાય.
Colour CRT રંગ પેદા કરે છે, અને સામાન્ય રીતે એ shadow mask તથા લાલ, લીલા અને વાદળી phosphor નાં નાનાં ટપકાં વાપરે છે: એમની તેજસ્વિતા ભેળવીને કોઈ પણ રંગ બને છે. સતત refresh કરવાની જરૂર એ CRT નું ઓળખ સમાન વર્તન છે, અને એટલે જ refresh થતી છબીને સાચવવા માટે frame buffer (પછીના unit માં) અસ્તિત્વમાં છે.
Theory
DVST અને LCD
DVST (Direct View Storage Tube) જુદો રસ્તો લે છે: એ દોરેલી છબીને નળી પર જ (અંદરની storage grid પર) સંઘરી રાખે છે, એટલે એને refresh કરવાની જરૂર પડતી નથી. એનાથી ખૂબ જટિલ છબીઓ પણ ઝબકારા વગર દેખાય છે. ખામી એ કે તમે છબીનો અમુક ભાગ ભૂંસી શકતા નથી કે સુંવાળું animation કરી શકતા નથી, કારણ કે કશું બદલવું એટલે આખું screen ફરી દોરવું; એટલે DVST સ્થિર અને ઝીણવટભરાં ચિત્રો માટે બંધ બેસતાં, interactive graphics માટે નહીં.
LCD (Liquid Crystal Display) આધુનિક સપાટ panel છે. એ liquid crystals વાપરે છે, જે વીજ સંકેતોના માર્ગદર્શન હેઠળ backlight માંથી આવતા પ્રકાશને કાં તો રોકે છે કાં તો પસાર થવા દે છે, અને એ રીતે છબી બને છે. LCD પાતળાં હોય છે, ઓછી વીજળી વાપરે છે અને એમાં ભારેખમ નળી હોતી નથી, અને એટલે જ એમણે લગભગ બધે CRT ની જગ્યા લઈ લીધી.
Quiz
Refresh CRT ના કામકાજની ઓળખ શું છે, અને એ કેમ જરૂરી છે?
- એ છબીને કાયમ માટે સંઘરી રાખે છે, એટલે ફરી દોરવાની જરૂર પડતી નથી
- Phosphor ની ચમક ઝાંખી પડી જાય છે, એટલે છબી સ્થિર રહે અને ઝબકારો ન દેખાય એ માટે એને સેકન્ડમાં ઘણી વાર ફરી દોરવી (refresh કરવી) પડે છે
- એ liquid crystals અને backlight વાપરે છે
- એ ફક્ત કાળું અને સફેદ જ દેખાડે છે
Show the answer
Phosphor ની ચમક ઝાંખી પડી જાય છે, એટલે છબી સ્થિર રહે અને ઝબકારો ન દેખાય એ માટે એને સેકન્ડમાં ઘણી વાર ફરી દોરવી (refresh કરવી) પડે છે
Refresh CRT માં electron કિરણ phosphor ને ચમકાવે છે, પણ એ ચમક જલદી ઝાંખી પડી જાય છે, એટલે સ્થિર અને ઝબકારા વગરનું ચિત્ર જાળવવા છબીને સેકન્ડમાં ઘણી વાર ફરી દોરવી (refresh કરવી) પડે છે (દાખલા તરીકે 60 Hz), અને એ સતત refresh કરવું જ એની ઓળખ છે. વિકલ્પ A DVST નું વર્ણન કરે છે, જે છબીને સંઘરી રાખે છે અને એને refresh જોઈતું નથી, એટલે એ refresh CRT થી સાવ ઊલટું છે. વિકલ્પ C LCD નું વર્ણન કરે છે (liquid crystals અને backlight), CRT નું નહીં. વિકલ્પ D ખોટો છે: CRT રંગીન પણ હોઈ શકે છે (shadow mask અને RGB phosphor વડે); refresh CRT કાળા અને સફેદ પૂરતું મર્યાદિત નથી. મુખ્ય વાત એ છે કે ઝાંખા પડતા phosphor ને લીધે વારંવાર refresh કરવું પડે છે, અને એટલે જ frame buffer ફરી દોરવાની છબી સાચવી રાખે છે.
Think first
CRT refresh ટાળી શકતું નહોતું, તો DVST કઈ રીતે ટાળી શક્યું?
બંને electron કિરણવાળી નળીઓ છે. તો refresh CRT ને refresh જોઈએ છે અને DVST ને કેમ નથી જોઈતું? વિચારીને પછી tap કરો.
Show the answer
કારણ કે DVST છબીને નળી પર જ સંઘરી રાખે છે, એટલે ચિત્ર વારંવાર ફરી દોર્યા વગર ટકી રહે છે; જ્યારે refresh CRT એવા phosphor પર આધાર રાખે છે જે જલદી ઝાંખો પડી જાય છે અને એટલે એના પર સતત ફરી કિરણ પાડવું પડે છે.
Refresh CRT માં કિરણ phosphor ને પ્રગટાવે છે, પણ એ ફક્ત થોડી જ વાર ચમકે છે અને પછી ઝાંખો પડી જાય છે. એટલે જો તમે ફરી દોરવાનું બંધ કરો, તો છબી સેકન્ડના અમુક ભાગમાં જ ગાયબ થઈ જાય. એને દેખાતી રાખવાનો એક જ રસ્તો છે: આખા screen પર કિરણ વારંવાર ફેરવવું, સેકન્ડમાં ઘણી વાર, અને એ જ refresh છે.
DVST એક ચતુર વ્યવસ્થા ઉમેરે છે: નળીની અંદર storage grid હોય છે જે દોરેલી છબીની ભાત પકડી રાખે છે (electrons ના પ્રવાહ વડે, જે સંઘરાયેલા વિસ્તારોને પ્રકાશિત રાખે છે), એટલે તમે એક વાર કંઈક દોરો પછી કિરણે એને વારંવાર ફરી દોરવું પડ્યા વગર જ એ પ્રગટેલું રહે છે. એનો અર્થ એ કે DVST ખૂબ જટિલ છબીઓ પણ સાવ ઝબકારા વગર દેખાડી શકે છે, અને એને refresh CRT ને જોઈતી frame buffer તથા refresh ની આખી સામગ્રી જોઈતી નથી, જે memory અને refresh માટેની પહોળાઈ મોંઘી હતી ત્યારે મોટો ફાયદો હતો.
મુશ્કેલી પણ 'સંઘરેલું' હોવાની જ બીજી બાજુ છે: છબી નળી પર પકડાયેલી હોવાથી તમે એનો પસંદ કરેલો ભાગ ભૂંસી કે બદલી શકતા નથી. કશું બદલવા માટે તમારે આખી સંઘરાયેલી છબી ભૂંસીને બધું ફરી દોરવું પડે, જેનાથી સુંવાળું animation અને interactive સંપાદન અવ્યવહારુ બની જાય છે.
એટલે DVST એ સ્થિર અને જટિલ ચિત્રોના ટકાઉ, refresh વગરના દેખાવ માટે interactivity નો સોદો કર્યો. છબી સંઘરી લેવાથી refresh ની જરૂર જતી રહે છે, પણ સાથે એને સહેલાઈથી બદલવાની શક્તિ પણ જતી રહે છે, અને એ ઉત્તમ સોદાબાજીનો દાખલો છે. ટકાઉપણું સામે interactivity, એ જ આ ભેદનું હાર્દ છે.
Summary
Key takeaways
- Video display devices કેટલીય ટેકનોલૉજીમાંથી પસાર થઈને વિકસ્યાં છે, અને દરેકની પોતાની સોદાબાજી છે.
- Refresh CRT phosphor પર electron કિરણ છોડે છે, જે ચમકીને ઝાંખો પડી જાય છે, એટલે ઝબકારો ટાળવા છબી સેકન્ડમાં ઘણી વાર refresh કરવી પડે છે.
- Colour CRT રંગ ઉમેરે છે, અને સામાન્ય રીતે એ shadow mask તથા લાલ, લીલા અને વાદળી phosphor નાં ટપકાં વાપરે છે.
- DVST (Direct View Storage Tube) છબીને નળી પર સંઘરે છે, એટલે એને refresh જોઈતું નથી, પણ એનો અમુક ભાગ સહેલાઈથી ભૂંસી કે એમાં animation કરી શકાતું નથી.
- LCD (Liquid Crystal Display) સપાટ panel છે જે liquid crystals વડે backlight ને રોકે છે કે પસાર થવા દે છે; એ પાતળું, ઓછી વીજળી વાપરતું અને આજે સૌથી પ્રચલિત છે.
- CRT ને refresh કરવું પડે છે એટલે જ ફરી દોરવાની છબી સાચવવા frame buffer છે (પછીના unit માં).
- યાદ રાખવાની કડી: CRT ઝાંખા પડતા phosphor ને refresh કરે છે, DVST છબી સંઘરે છે, અને LCD આધુનિક સપાટ panel છે.