Мониторы и проекторы

LCD мониторы по версии 2002 года

ЖК мониторы появились практически в каждом компьютерном магазине, причем по приемлемой цене. Цены уменьшились примерно в два раза по сравнению с тем, что было год назад. И они продолжают свое стремительное падение. В конце 2000 года цена за ЖК монитор составляла примерно $1100, сейчас же средненький дисплей можно купить за $550. Модели начального уровня продаются даже дешевле, иногда менее $300. Некоторые модели уже преодолели нижнюю планку $250, хотя их придется поискать. Уменьшение цены – это прекрасно, но что еще больше радует, ЖК дисплеи за последний год сильно продвинулись в технологическом плане. И хотя по качеству картинки ЖК мониторы до сих пор не могут догнать ЭЛТ собратьев, данный разрыв постоянно сокращается.

Первое, и самое главное улучшение – в ЖК мониторах увеличился угол обзора. Именно угол обзора являлся самым слабым местом ЖК мониторов. В лучших моделях вертикальный угол обзора достиг значения от 90 до 160 градусов. Но здесь существует довольно много подводных камней, так что разные модели сильно отличаются по углу обзора. Что еще более важно, улучшилось и количество цветов. В 2000 году вы могли найти модели, которые способны были отображать лишь 16-битный цвет. Сейчас же практически любой ЖК монитор поддерживает 24-битный цвет. Хотя с практической точки зрения, этому 24-битному цвету еще очень далеко до ЭЛТ мониторов.

Среди улучшений не лишним будет отметить и время реакции транзисторов, сильно выросшее за год. Как объявили некоторые производители, время реакции новых мониторов в два раза быстрее предыдущего поколения. В результате еще один огромный недостаток ЖК мониторов, послесвечение, практически сошел на нет. Так что сейчас на ЖК мониторе можно вполне комфортно работать с графическими приложениями и даже играть. Кстати, мы чуть не забыли упомянуть про яркость и контрастность – они также постоянно улучшаются и приближаются к результатам ЭЛТ мониторов.

Несмотря на примерно равные цены и безупречную технологию, ЖК монитор имеет свои минусы по сравнению с ЭЛТ. Некоторые пользователи вообще никогда не купят себе ЖК монитор по многим причинам. Попытаемся выделить плюсы и минусы ЖК и ЭЛТ мониторов.


Жидкие кристаллы или электронно-лучевая трубка?



Первое преимущество ЖК монитора – вы забываете о проблемах с геометрией. В этих мониторах нет искажений, трапецеидальных дефектов и проблем с яркостью. Картинка геометрически безупречна. Дизайнеры, фанаты точной графики, без ума от таких мониторов. К сожалению, ЖК монитор имеет очень серьезные недостатки, которые заставят любого художника придерживаться старого доброго кинескопа.

Недостаток 1

Контрастность лучших ЭЛТ-мониторов составляет 700:1. Лучшие же ЖК мониторы могут похвастаться лишь 450:1. К тому же нередки модели с контрастностью 250:1 или даже 200:1. Низкая степень контрастности приводит к отображению темных оттенков как полностью черных. При этом легко теряются градации цветности картинки.

Недостаток 2

Практически все производители сообщают о поддержке 16 млн цветов. Однако матрица в большинстве из них способна отображать 260 000 цветов, причем в этом преуспел Neovo F-15. Получается 16-битный цветной дисплей, хотя монитор объявлен как поддерживающий 24 бита. Впрочем, следует отдать должное – ЖК-дисплеи значительно развились за последние годы, хотя они до сих пор и близко не подошли к цветовому спектру ЭЛТ. Вместо отображения всех цветов, плавно переходящих один в другой, изображение имеет зернистую, пеструю текстуру. Вы получите такой же эффект, если уменьшите количество цветов в Windows.

Недостаток 3

Если вы купите новый ЭЛТ дисплей, вы даже не будете пытаться использовать частоту обновления ниже 85 Гц. Но если для ЭЛТ дисплея частота обновления является хорошим критерием качества, то же самое нельзя перенести напрямую на ЖК-дисплей. В электронно-лучевой трубке электронный луч сканирует изображение на экране. Чем быстрее происходит сканирование, тем лучше дисплей, и тем, соответственно, выше частота обновления. В идеальном случае ваш ЭЛТ дисплей должен работать на частоте от 85 до 100 Гц. В ЖК дисплее изображение создается не электронным лучом, а пикселями, состоящими из красного, зеленого и синего подпикселей (триада). Качество изображения зависит от того, насколько быстро пиксели включаются и выключаются. Скорость выключения пикселей часто называют временем реакции. Для протестированных нами мониторов оно варьировалось от 25 до 50 мс. Другими словами, максимальное число изображений, показываемых в одну секунду, находится в диапазоне от 20 до 40, в зависимости от модели.


ЖК против ЭЛТ: краткое сравнение

Мы попытались свести в таблицу основные отличия между ЖК и ЭЛТ мониторами.


ЖК (TFT) ЭЛТ (CRT)
Яркость (+) от 170 до 300 кд/м2 (~) от 80 до 120 кд/м2
Контрастность (-) от 150:1 до 450:1 (+) от 350:1 до 700:1
Угол обзора (~) от 90° до 170° (+) более 150°
Дефекты сведения (+) нет (~) от 0.0079 до 0.0118" (от 0.20 до 0.30 мм)
Фокусировка (+) очень хорошая (~) от приемлемой до очень хорошей
Геометрия (+) безупречна (~) возможны ошибки
"Мертвые" пиксели (-) до 8 (+) нет
Входной сигнал (+) аналоговый или цифровой (~) только аналоговый
Возможные разрешения (-) жестко фиксированное разрешение или интерполяция (+) множество
Гамма (представление цветов для человеческого глаза) (~) удовлетворительно (+) фотографическое качество
Однообразность (~) часто светлее по краям (~) часто светлее в центре
Чистота цвета, качество цвета (-) от плохого к среднему (+) очень хорошая
Мерцание (+) нет (~) незаметно при частоте обновления более 85 Гц
Подверженность влиянию магнитных полей (+) не подвержен (-) зависит от экранирования, может быть сильно подвержен
Время реакции пикселей (-) от 20 до 50 мс (+) не заметно
Энергопотребление (+) от 25 до 40 Вт (-) от 60 до 160 Вт
Габариты/вес (+) минимальны (-) большие габариты, большой вес

(+) – преимущество, (~) – средненько, (–) – недостаток


Основные принципы работы ЖК монитора

В ЖК мониторах реализовано три различных технологии использования жидких кристаллов - TN+film, IPS и MVA. Но независимо от используемой технологии, все ЖК мониторы опираются на одинаковые фундаментальные принципы работы.

Одна или более неоновых ламп создают подсветку для освещения дисплея. Число ламп мало в дешевых моделях, в дорогих же используется до четырех. На самом деле использование двух (или больше) неоновых ламп не улучшает качество изображения. Просто вторая лампа служит для обеспечения отказоустойчивости монитора при поломке первой. Таким образом, продляется жизнь монитора, поскольку неоновая лампа может работать только 50 000 часов, в то время как электроника способна выдержать от 100 000 до 150 000 часов.

Для обеспечения однообразности свечения монитора, свет проходит через систему отражателей перед попаданием на панель. ЖК панель, на самом деле – крайне сложно устройство, хотя это и не заметно с первого взгляда. Панель – это сложное устройство со многими слоями. Отметим два слоя поляризаторов, электроды, кристаллы, цветовые фильтры, пленочные транзисторы и т.д. В 15'' мониторе существует 1024 x 768 x 3 = 2 359 296 субпикселя. Каждая субпиксель управляется транзистором, выдающим свое собственное напряжение. Это напряжение может сильно варьироваться, оно заставляет жидкие кристаллы в каждом субпикселе поворачиваться на определенный угол. Угол поворота определяет количества света, которое проходит через субпиксель. В свою очередь, прошедший свет формирует изображение на панели. Кристалл фактически поворачивает ось поляризации световой волны, поскольку перед попаданием на дисплей волна проходит через поляризатор. Если ось поляризации волны и ось поляризатора совпадают, свет проходит через поляризатор. Если они перпендикулярны, свет не проходит. Более подробную информацию о сути эффекта поляризации можно почерпнуть из учебника физики для 11-го класса.

Жидкие кристаллы – среднее состояние

Жидкие кристаллы – это вещество, которое обладает свойствами как жидкости, так и твердого тела. Одно из самых важных свойств жидких кристаллов (именно оно используется в ЖК дисплеях) – возможность изменять свою ориентацию в пространстве в зависимости от прикладываемого напряжения.

Давайте немного углубимся в историю жидких кристаллов, поскольку она весьма интересна. Как обычно и происходит в науке, жидкие кристаллы были открыты случайно. В 1888 году Фридрих Рейнзер (Friedrich Reinitzer), австрийский ботаник, изучал роль холестерина в растениях. Один из экспериментов заключался в нагреве материала. Ученый обнаружил, что кристаллы становятся мутными и текут при 145,5°, а далее кристаллы превращаются в жидкость при 178,5°. Фридрих поделился открытием с Отто Леманном (Otto Lehmann), немецким физиком, который обнаружил у жидкости свойства кристалла в отношении реакции на свет. С тех пор и пошло название "жидкие кристаллы".

На иллюстрации показана молекула, обладающая свойствами кристалла – метоксибензидин бутиланалин (methoxybenzilidene butylanaline).


Увеличенное изображение жидкого кристалла


TN+Film (скрученный кристалл + пленка)

Иллюстрация 1: в панелях TN+film жидкие кристаллы выстраиваются перпендикулярно подложке. Слово «пленка» в названии произошло от дополнительного слоя, служащего для увеличения угла обзора.

TN+film – самая простая технология, поскольку она основана на все тех же скрученных кристаллах. Скрученным кристаллам насчитываются годы – они используются в большинстве TFT панелей, проданных за прошедшие несколько лет. Для улучшения удобочитаемости изображения был добавлен пленочный слой, увеличивающий угол обзора от 90° до 150°. К сожалению, пленка не влияет на уровень контрастности или время реакции, которые остаются плохими.

Итак, по крайней мере, в теории, дисплеи TN+film являются самыми дешевыми, бюджетными решениями. Процесс их производства мало чем отличается от изготовления предыдущих панелей на скрученных кристаллах. Сегодня не существует более дешевых решений, чем TN+film.

Вкратце остановимся на принципе работы: если транзистор прикладывает нулевое напряжение к субпикселям, то жидкие кристаллы (а, соответственно, и ось поляризованного света, проходящего сквозь них) поворачиваются на 90° (от задней стенки к передней). Поскольку ось фильтра-поляризатора на второй панели отличается от первого на 90°, свет будет через него проходить. Если полностью задействовать красный, зеленый и синий подпиксели, вместе они создадут белую точку на экране.

Если же применить напряжение, в нашем случае поле между двумя электродами, то оно уничтожит спиралевидную структуру кристалла. Молекулы выстроятся в направлении электрического поля. В нашем примере они станут перпендикулярны подложке. В данном положении свет не может пройти через субпиксели. Белая точка превращается в черную.

У дисплея на скрученных кристаллах существует ряд недостатков.

Во-первых, инженеры уже очень долгое время борются за то, чтобы заставить жидкие кристаллы выстраиваться строго перпендикулярно подложке при включении напряжения. Именно по этой причине старые ЖК дисплеи не могли отображать четкий черный цвет.

Во-вторых, если транзистор перегорает, он более не может прикладывать напряжение к своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое напряжение означает яркую точку на экране. По этой причине «мертвые» ЖК пиксели очень яркие и заметные.

Что касается 15'' мониторов, то для них разработана только одна технология на смену TN+film – MVA (про нее чуть позже). Эта технология дороже TN+film, зато она превосходит TN+film почти по всем позициям. Однако мы упоминаем "почти", поскольку в ряде случаев TN+film работает лучше MVA.


IPS (In-Pane Switching или Super-TFT)

Иллюстрация 2: если приложено напряжение, молекулы выстраиваются параллельно подложке.

Технология IPS была разработана Hitachi и NEC. Она стала одной из первых ЖК технологий, призванных сгладить недостатки TN+film. Но, несмотря на расширения угла обзора до 170°, остальные функции не сдвинулись с места. Время реакции этих дисплеев изменяется от 50 до 60 мс, а отображение цветов – посредственное.

Если к IPS не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы не поворачиваются. Ось поляризации второго фильтра всегда перпендикулярна оси первого, так что свет в такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует практически безупречный черный цвет. Так что в этой области IPS имеет явное преимущество перед TN+film дисплеями – если сгорает транзистор, то «мертвый» пиксель будет не ярким, а черным. Когда на субпиксели подается напряжение, два электрода создают электрическое поле и заставляют кристаллы поворачиваться перпендикулярно их предыдущей позиции. После чего свет может проходить.

Самое плохое, что создание электрического поля в системе с подобным расположением электродов потребляет большое количество энергии, но что еще хуже, для выстраивания кристаллов необходимо некоторое время. По этой причине IPS мониторы зачастую, если не всегда, имеют большее время реакции по сравнению с TN+film собратьями.

С другой же стороны, точное выстраивание кристаллов улучшает угол обзора.


MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Некоторые производители предпочитают использовать MVA, технологию, разработанную Fujitsu. Как они считают, MVA обеспечивает лучший компромисс практически во всем. И вертикальный, и горизонтальный угол обзора составляют 160°; время реакции в два раза меньше, чем у IPS и TN+film – 25 мс; цвета отображаются намного более точно. Но почему же если MVA имеет столько много преимуществ, она не используется повсеместно? Дело в том, что теория не так хороша на практике.

Сама технология MVA развилась из VA, представленной Fujitsu в 1996 году. В такой системе кристаллы без подачи напряжения выстроены вертикально по отношению ко второму фильтру. Таким образом, свет не может проходить через них. Как только к ним будет приложено напряжение, кристаллы поворачиваются на 90°, пропуская свет и создавая на экране яркое пятно.

Преимуществами такой системы являются скорость и отсутствие как спиралевидной структуры, так и двойного магнитного поля. Благодаря этому время реакции уменьшилось до 25 мс. Здесь также можно выделить преимущество, которое мы уже упоминали в IPS – очень хороший черный цвет. Главное же проблемой системы VA явилось искажение оттенков при просмотре экрана под углом. Если вывести на экран пиксель какого-либо оттенка, к примеру, светло-красный, то к транзистору будет приложено половинное напряжение. При этом кристаллы повернутся только наполовину. Спереди экрана вы увидите светло-красный цвет. Однако если вы посмотрите на экран сбоку, то в одном случае вы будете смотреть вдоль направления кристаллов, а в другом – поперек. То есть с одной стороны вы увидите чистый красный цвет, а с другой – чистый черный цвет.

Так что компания пришла к необходимости решения проблемы искажения оттенков и годом позже появилась технология MVA.

На этот раз каждый субпиксель был разделен на несколько зон. Фильтры-поляризаторы также приобрели более сложную структуру, с бугоркообразными электродами. Кристаллы каждой зоны выстраиваются в своем направлении, перпендикулярно электродам. Задачей такой технологии было создание необходимого количества зон, чтобы пользователь всегда видел только одну зону, неважно с какой точки экрана он смотрит.




Перед покупкой монитора

Во время покупки вам следует учесть несколько факторов.

Максимальный угол обзора должен быть максимально большим, в идеальном случае более или равен 120° по вертикали (горизонтальный угол не так важен).

Хотя время реакции часто не указывается, чем оно меньше – тем лучше. Время реакции лучших современных ЖК мониторов составляет 25 мс. Но будьте внимательны, поскольку здесь производители часто хитрят. Некоторые указывают время включения и время выключения пикселя. Если время включения 15 мс, а выключения – 25 мс, то время реакции – 40 мс.

Контрастность и яркость должны быть максимально высокими – по крайней мере, выше чем 300:1 и 200 кд/м2.

Еще одной существенной проблемой ЖК дисплеев являются "мертвые" пиксели. Причем исправить эти светлые (TN+film) или темные "мертвые" пиксели невозможно. Расположившись в неудачных местах, "мертвые" пиксели могут серьезно действовать на нервы. Так что перед покупкой ЖК монитора убедитесь в отсутствии "мертвых пикселей. Тем более что несколько "мертвых" пикселей отнюдь не считаются браком.

Пусть вас не зачаровывает возможность вертикального поворота дисплея. Да, действительно, вы можете повернуть дисплей на 90°, но для 15'' мониторе такая функция сомнительна, если не сказать бесполезна. Вы можете использовать поворот в следующих ситуациях:

  • создание офисных документов. Действительно, функция поворота здесь может существенно помочь;
  • редактирование изображений, размер которых по высоте больше, чем по ширине. Однако для редактирования изображений намного лучше подходят ЭЛТ мониторы, поскольку они отображают правдивые цвета с лучшим уровнем контрастности;
  • просмотр веб-страниц. Повернутый 15'' монитор имеет горизонтальное разрешение 768 пикселя. Однако большинство веб-страниц рассчитывается под разрешение, по крайней мере, 800 пикселей по горизонтали.

Дополнительные материалы:

LCD, PDP, LEP мониторы
Технология жидкокристаллических мониторов (LCD)

 
 
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥