פלאזמות, מדריך למשתמש ולרוכש – חלק א´

בשנים האחרונות נוצרו הרבה מיתוסים לגבי פלאזמות. חלקן טובות יותר וחלקן פחות. מטרתה המאמר הוא להבהיר בעיות ונושאים הנוגעים לתחום ...
7:00
  /  
21.11.2004
  
כתב: עפר לאור

הקדמה
טכנולוגית הפלאזמה עובדת על אותו עיקרון של ניאון, גז אציל אשר הופך לפלאזמה כאשר מטען חשמלי נפרק בו. טכנולוגיה זו היתה בשימוש במשך שנים לאפליקציות שונות ומשונות ובמהלך שנות השמונים אפילו היתה בשימוש בלפטופים של חברת GRID (אשר נרכשה בהמשך על ידי אינטל) ואפילו היו די הרבה מחשבים עם מסכי פלאזמה בצה"ל במהלך שנות ה-80 המאוחרות (מסכים כתומים על עטלף, למי שמכיר).

הבעיה של פלאזמה היתה בעיקר שליטה על גוון הפיקסל. לקח שנים להגיע למצב שניתן היה להפיק צבעי יסוד ממסך מסוג זה. כמו כן, כל נקודת פלאזמה קטנה היתה בעיקרון מנורת נאון מיניאטורית. כל מי שיש לו ניאון בבית יודע שאי אפשר לשלוט על חוזק האור של מנורה כזו, אפילו עם דימר שעובד על הלוגן או מנורות להט רגילות.

הסיבה לכך פשוטה – פלאזה או דלוקה או לא, כמות האור אינה מושפעת כלל מכמות החשמל העובר בגז. אז איך מייצרים גוונים? פשוט על ידי מודולציה. אם יש לנו מנורה דלוקה קבוע, היא תפיק 100% אור. לעומת זאת, אם המנורה מהבהבת כך שהיא דלוקה חצי מהזמן וכבויה בשאר, התוצאה הסופית תהיה שהגוון יהיה בערך 50%.

כמובן שיש די הרבה השגות בנושא. הבעיה הראשונה נובעת מהעובדה שהבהובים בקצבים שונים גורמים ל "רעש" על גבי המסך (לעיתים קוראים לתופעה "CRAWLING ANTS" ). בנוסף, אין לינאריות בהבהוב (מדובר בעקומה אקספוננציאלית – כלומר 50% מהאנרגיה אינה נראית לעין האנושית כמחצית כמות האור…).

היתרונות בפלאזמה הן בעיקר בפשטות השיטה ובכך שהאור הטבעי שניאון (וגזים אצילים אחרים) מגיעים בקלות ל-6500K (אור לבן אופטימלי עבור קולנוע ביתי). למשתמש הביתי יש יתרונות רבים בפלאזמה – ראשית פשטות ההתקנה והתחזוקה לעומת מקרנים (אשר דורשים קליברציה והתקנה מקצועיים של HUSH BOX, כבלים, מעמד למסך וכו´), התחזוקה הפשוטה (אין צורך בהחלפת מנורות) והיכולת לעבוד כמסך טלויזיה גדול גם במצבים שלא ניתן להחשיך את איזור הצפיה.

הבעיות
הבעיות מתחילות בשל העובדה שכאשר עושים מודולציה לאור, בטווחי ה-IRE הנמוכים (צבעים כהים הקרובים מאוד לשחור), על כל פיקסל לדלוק זמן קצר מאוד ביחס לאורך הזמן בו הוא אמור להיות כבוי. במצב כזה, שיטת המודולציה מפסיקה לעבוד, שכן העין כבר מבחינה שמדובר בהבזק אקראי ולא אור מהבהב… הפיתרון הוא קיצור אורך זמן ההדלקה – דבר שמקצר את טווח הזמן של ההבהוב הכולל. כאן נכנס הטבע אשר מקשה מאוד על קיצור זמן זה (פשוט לוקח זמן לגז להתלקח לתוך פלאזמה). החברה הראשונה אשר הפכה את מסך הפלאזמה לאופציה ראלית עבור השוק הביתי היתה FUJITSU. היתה לי הזכות להיות בעליו של אחד מסכי הפלאזמה, מהראשונים שיועדו עבור השוק הביתי. בפלאזמה מסוג זה, הקושי בייצור טווחי גוונים כהים התבטא בתופעה בשם FALSE CONTOURING , אשר גרמה לצבעים כהים להפוך לירוק או חום כהים (CRAWLING MOSS). כיום הבעיה הצטמצמה באופן משמעותי וכבר הרבה פחות רלוונטית.

BURN-IN היא התופעה הבעייתית ביותר של פלאזמה. בעיה זו נוצרת בשל כך שהפוספורים (האלמנט הדליק) בגז הם קבועים ולא משתנים. עם כל הבזק אור, יורד כמות הפוספורים ולעולם לא ניתן להחזיר אותם (הם מתבזבזים באופן הדומה לתאים במוח האנושי…). עם זאת, קיים מספיק "מטען אור" במסך אשר מספיק לזמן רב (ראה סעיף אורך חיים בהמשך) שדבר זה באופן נורמלי לא צריך להטריד אותנו יותר מדי שכן כל הפיקסלים "מתבזבזים" באופן שווה בממוצע. הבעיה נוצרת כאשר מנצלים באופן קבוע פיקסלים אחדים בעוד שאחרים אינם בשימוש.

על מנת להדגים את הנושא, ניקח שני פיקסלים שכנים. אם הראשון דלוק באופן קבוע, בעוד ששכנו אינו דלוק לעולם, לאחר זמן מה יוכל הפיקסל הראשון להפיק מעט פחות אור מכפי שהיה יכול לפני כן. אם בשלב זה נדליק את שניהם, נוכל לשים לב להפרש קטן בכמות האור לטובת הפיקסל שלא נדלק קודם לכן. כלומר, פיקסל שלא היה בשימוש יהיה בהיר יותר מפיקסל אשר היה בשימוש רציף. לכן, חשוב מאוד לשמור שכל הפיקסלים יהיו בשימוש רציף. דוגמאות לשימוש יעיל, ניתן יהיה למצוא בסוף מאמר זה. יש לציין כי בעיה זו היתה גם, והיא עדיין, בעיה של טכנולוגיות שונות ולאו דווקא פלאזמה בלבד. טכנולוגית CRT, במיוחד במקרני CRT, נפגעת בתופעה זהה בשל שימוש בפוספורים ע"ג המסך. עם הזמן והשיפורים בטכנולוגיה, התופעה פוחתת, אם כי לא צפוי שתעלם לחלוטין מחיי מסכים אלו.

המגבלה הקשה ביותר של הפלאזמה היא זו של גודל – לא ניתן טכנית ליצור מסכים גדולים מאוד כיום. מסכים בני 80" ומעלה מתוכננים בשיטה זו, אולם הכובד והסיבוך שלהם ימנע קליטה של כמות משמעותית של מסכים מסוג זה אל תוך השוק. עם מקרנים, לעומת זאת, ניתן בקלות להגיע לאיזור צפיה משמעותית יותר גדול מגודל זה.

רפרודקציה של צבעים באופן המדוייק כמו זה של CRT עדיין רחוקה. יש בהחלט שיפור בכך, אולם עדיין הצבעים של CRT יותר מדוייקים ונעימים מאלה של תצוגות דיגיטליות בכלל ומסכי פלאזמה בפרט.

אורך חיים
אורך החיים של הפלאזמה היא נושא חם ואחד הדרכים של טכנולוגיות מתחרות להתנגח באוהדי הפלאזמה. האמת היא שאף אחד לא באמת יודע מה אורך החיים האמיתי של מסכים מסוג זה. ניתן להעריך, על סמך שימוש בתנאים מוגברים, כגון שימוש במכשיר בטפרטורות גבוהות או ברצף ללא כיבוי – את ה MTBF (ממוצע של זמן בין תקלות). אולם המדד לבדיקת אורך חיי מסך הוא HALF BRIGHTNESS. אומדן זה עומד על בערך 30 אלף שעות עבודה לפני שהמסך יורד למחצית תפוקת האור מכפי שהיה מוציא מיד לאחר הרכישה. בהנחה שהמסך ישאר פתוח לאורך 8 שעות בממוצע ביום (מספר די גבוה), יקח כ-10 שנים למסך להגיע לנקודה זו. למען ההשוואה, מסך LCD מגיע בערך ל-50 אלף שעות ומסך CRT מגיע בערך ל- 35 אלף שעות (מקרן CRT נמוך הרבה יותר מזה בשל תפוקת האור העצומה שהוא צריך לייצר).

יש לציין כי מרבית הייצרנים פסקו מלדווח על מספר זה בשל הקושי באומדן שלו, לפי מצב ה- CONTRAST של המסך, ועד פרמטרים שונים ומשונים. חברת NEC נדירה בתחום זה והודיעה כי הסידרה החדשה של המוצרים שלה כוללים HALF BRIGHTNESS של כ-60 אלף שעות (כלומר, יותר טוב ממסך LCD).

טכנולוגיות מתחרות
הטכנולוגיה הקרובה ביותר לפלאזמה היא טכנולוגית LCD. למרות הקירבה, עדיין מרבית הטכנולוגיה בין שתי השיטות שונה לחלוטין. LCD עושה שימוש בהקרנה אחורית של אור לבן (XENON, שהוא אגב בעצם סוג של מנורת נאון אשר גם בשימוש במרבית המקרנים הדיגיטליים) אשר מוסתר ועובר פילטר צבע על ידי הפיקסלים של ה-LCD (אשר הופכים שקופים יותר או פחות לפי כמות הזרם הזורמת בהן). שתי הטכנולוגיות בזבזניות מבחינת הספק – אולם בעוד שמסך שחור גורם ל-LCD להתחמם (כל כמות האור מוסתרת ולכן מומרת בחום), פלאזמה מתחממת דווקא כאשר המסך בהיר יותר (החום הוא תוצאת לוואי של פעולת ההצתה של הגז לפלאזמה). בעוד שפלאזמה מתקשה לייצר פיקסלים קטנים, בשל כך שכל אחד מהם יכלול מעט מדי גז ע"מ להיות יעיל, LCD מתקשה בייצור של פיקסלים גדולים, שכן ככל שהפיקסל יותר גדול הקריסטלים שהוא מכיל מתנהגים באופן יותר שרירותי ופחות דטרמיניסטי. לכן, הפקת מסכי פלאזמה קטנים אינו סביר והפקת מסכים גדולים של LCD הוא תהליך מסובך למדי.

בשנים האחרונות היתה התקדמות עצומה בתהליכי ייצור ה-LCD, אולם עדיין קשה למצוא מסכי LCD טובים ברזולוציות הגבוהות מכ-24", בשל הבעייתיות של הגדלת גודל הפיקסל. הגדלת מספר הפיקסלים דורש פרוססינג יותר חזק וגם בעייתי מבחינת תקלות בשלב הייצור (קשה מאוד למנוע בתקלות בפיקסלים להופיע מדי כמה מיליוני פיקסלים – דבר אשר פוגם בעיקר במסכים עם רזולוציות יותר גבוהות). כיום מרבית מסכי ה-LCD עולים יותר מכפליים מהמודל פלאזמה המקביל שלהם.

מיתוס נפוץ לגבי פלאזמות הוא שהטכנולוגיה הזו היא זמנית ושטכנולוגיות אחרות משיגות אותה. עד כה, הטכנולוגיה הפכה מאוד פופולרית והמחירים הופכים עד מהרה לעממיים, דבר אשר עלול לגרום לטכנולוגיות מתחרות להיפגע עוד לפני שיראו את אור העולם. פרט ל-LCD הטכנולוגיות האחרות המיועדות להתחרות בפלאזמה על השוק הביתי כוללות את OLED (לדים אורגניים) ו- SED (תצוגה מבוססת CRT מבית חברות קנון וטושיבה היפניות).

ההמשך, מחר…


7:00
  /  
21.11.2004
  
כתב: עפר לאור

1