LCD vs. occhiali da sole: la tecnologia degli schermi spiegata
15.8.2018
Traduzione: tradotto automaticamente
Immagini: Dominik Bärlocher
Una giornata al fiume e vedo nero: perché lo schermo del cellulare rimane scuro quando lo guardo con gli occhiali da sole polarizzati? Voglio scoprirlo.
È una giornata calda. Io e la mia ragazza abbiamo trovato un posto accogliente vicino alla Limmat. Indosso i miei nuovi occhiali da sole - Oakley Titanium - e voglio subito scattare qualche foto di prova di questa oasi verde. Instagram, insomma.
"Läck, Bobby", dico.
"Bello, vero?", dice la mia ragazza.
"Non vedo nulla", rispondo.
Torno all'ombra, infastidito. Lì mi tolgo gli occhiali per avere un quadro più chiaro della situazione generale.
All'improvviso, tutto è tornato a posto.
Allora le scaglie cadono dai miei occhi: il filtro di polarizzazione dei miei occhiali da sole. Non lascia passare la luce polarizzata. Mi sento illuminato e inizio a spiegare la situazione alla mia ragazza.
È tutta colpa degli LCD
Il "trucco" degli occhiali polarizzati funziona solo con smartphone, tablet, televisori o altri monitor basati sulla tecnologia LCD. Questo è dovuto al loro modo di funzionare.
Le due caratteristiche principali dei monitor LCD sono la retroilluminazione e i cristalli liquidi. I cristalli creano l'immagine e la luce che li fa brillare è fornita dai LED. Questi brillano da dietro su due lastre di vetro su cui sono montati i filtri di polarizzazione, gli elettrodi e il filtro colore. Il pezzo forte si trova tra le lastre di vetro: i cristalli liquidi a forma di bastoncino.
Fonte: Luca Fontana
I due filtri di polarizzazione presenti nel pannello LCD garantiscono l'alternanza tra luce e buio, ovvero tra bianco e nero. Ciò significa che il tuo televisore LCD può visualizzare non solo il deserto scintillante della Terra Desolata di "Mad Max: Fury Road", ma anche la romantica scena notturna di "La La Land".
Molecole vibranti: Ora si fa astratto
In parole povere, la luce dei LED è costituita da onde che oscillano verticalmente e orizzontalmente. Pensa a queste onde come alle corde di una chitarra che iniziano a vibrare quando le pizzichi. La prima lamina di polarizzazione assorbe le onde che vibrano orizzontalmente e lascia passare quelle che vibrano verticalmente. Questa luce è chiamata "luce polarizzata", o più precisamente: luce polarizzata verticalmente.
Fonte: Luca Fontana
La luce polarizzata colpisce poi i cristalli liquidi. I cristalli sono costituiti da molecole a forma di bastoncino disposte come fiammiferi in una scatola. Da un lato, si comportano come un liquido, ma dall'altro hanno un ordine simile a quello dei cristalli - quindi cristalli liquidi.
Il fattore decisivo è il modo in cui la luce polarizzata colpisce i cristalli liquidi.
Il fattore decisivo è la disposizione dei filtri di prima e seconda polarizzazione l'uno rispetto all'altro. Puoi immaginare i filtri come una griglia a forma di bastone. Il reticolo lascia passare solo le onde luminose che hanno la stessa disposizione del reticolo stesso. Il primo e il secondo filtro sono ruotati di 90 gradi l'uno rispetto all'altro. Se la luce polarizzata verticalmente dovesse colpire il secondo filtro di polarizzazione, disposto orizzontalmente, non passerebbe alcuna luce e l'immagine rimarrebbe semplicemente nera.
Fonte: Luca Fontana
È qui che entrano in gioco i cristalli liquidi.
Le onde luminose che escono dal primo filtro hanno la stessa disposizione verticale dei fiammiferi. L'allineamento dei fiammiferi può essere ruotato utilizzando la tensione elettrica generata dagli elettrodi. L'aspetto ancora più pratico è che le onde luminose ruotano contemporaneamente. Quando colpiscono il secondo filtro di polarizzazione, disposto orizzontalmente, hanno cambiato il loro orientamento da verticale a orizzontale e la luce passa attraverso di esso.
Fonte: Luca Fontana
Quindi: se l'immagine deve essere luminosa, gli elettrodi cambiano l'orientamento delle molecole di cristallo - e quindi quello delle onde luminose - da verticale a orizzontale. Questo permette alla luce di passare attraverso il secondo filtro di polarizzazione. Se invece l'immagine deve rimanere scura, gli elettrodi non fanno nulla e le onde luminose allineate orizzontalmente non passano attraverso il secondo filtro.
Ovviamente non esistono solo il bianco e il nero. A seconda della luminosità dell'immagine, le molecole delle aste dei cristalli liquidi - i fiammiferi - possono anche essere ruotate solo parzialmente. In questo modo è possibile creare differenze di luminosità e sfumature di grigio.
E ora gli occhiali da sole
Ma perché lo schermo del mio smartphone rimaneva nero quando lo guardavo con gli occhiali da sole polarizzati?
Dalla spiegazione precedente, puoi dedurre che la luce che raggiunge i miei occhiali da sole dallo smartphone è già polarizzata. Sulle lenti degli occhiali da sole è presente una pellicola polarizzante che lascia passare solo alcune onde luminose. A seconda di come guardo il mio smartphone o di come lo tengo davanti a me, le onde luminose vengono bloccate e tutto ciò che vedo è uno schermo nero.
Questo effetto non si verifica con gli schermi basati sulla tecnologia OLED. Gli OLED funzionano senza retroilluminazione e quindi non necessitano di filtri di polarizzazione, che lasciano passare solo la luce polarizzata.
Quindi, ora spero che tu abbia avuto la mia stessa epifania.
Aggiornamento, 16 agosto 2018, 17:00:
Un'altra illuminazione: gli schermi AMOLED non hanno bisogno di filtri di polarizzazione in teoria, ma in pratica è una storia diversa. Infatti, ci sono smartphone che hanno installato un filtro di polarizzazione. Il motivo sono i fastidiosi riflessi causati dalla luce che penetra nel display dall'esterno e viene riflessa da una pellicola riflettente bassa. L'eccesso di luce ha quindi un effetto negativo sul contrasto.
Un filtro di polarizzazione singolo aiuta: La luce proveniente dall'esterno viene polarizzata dal filtro. La direzione in cui oscillano le onde luminose viene riflessa automaticamente non appena la pellicola riflette la luce. La luce polarizzata al contrario, che ora sta tornando indietro, non può più passare attraverso il filtro di polarizzazione.
Effetto collaterale: la luce generata dai diodi organici è anch'essa polarizzata e non potrai più vedere nulla con gli occhiali da sole polarizzati :).
Grazie agli utenti Spl4tt e Joshua4045 per la segnalazione!
Luca Fontana
Senior Editor
Luca.Fontana@digitecgalaxus.chLa mia zona di comfort consiste in avventure nella natura e sport che mi spingono al limite. Per compensare mi godo anche momenti tranquilli leggendo un libro su intrighi pericolosi e oscuri assassinii di re. Sono un appassionato di colonne sonore dei film e ciò si sposa perfettamente con la mia passione per il cinema. Una cosa che voglio dire da sempre: «Io sono Groot».
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