На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Игры!!!

69 989 подписчиков

Свежие комментарии

Как выбрать монитор для игр в 2017 году

Все, что нужно знать игроку для выбора монитора или телевизора

Эта статья опубликована в разделе «Премиум». Что это такое и какие преимущества дает премиум-статус, читайте здесь. Премиальные статьи публикуются не вместо, а в дополнение к бесплатным.

Так уж распорядилась матушка-природа, что человек подавляющее количество информации получает визуальным методом. За миллионы лет эволюции нашего вида информации стало в миллионы раз больше, а вот методы ее получения остались старые.

Вся человеческая цивилизация построена на эксплуатации визуальных образов, начиная с простейших наскальных рисунков (давших начало живописи и письменности) и заканчивая современными VR-гарнитурами, используемыми для развлечения и обучения.

Главным способом отображения динамической информации стал ЖК-дисплей: компактный, сравнительное недорогой в производстве, экономно потребляющий электроэнергию и способный отображать сотни кадров в секунду, если построен по «правильной» технологии. Ничего доступнее и распространеннее человечество пока не придумало.

Актуальные технологии

Почти все современные дисплеи используют жидкокристаллическую технологию. Исключений три: E-ink, также известные, как «электронные чернила», матрицы на органических светодиодах — OLED/AMOLED, и дисплеи на квантовых точках.

Первые используются в читалках, ограничены в скорости перерисовки картинки, зато не просят энергии на поддержание текущего состояния и способны работать в отраженном свете, то есть без подсветки.

Yotaphone 2 и его энергоэффективный E-ink дисплей на задней панели

OLED/AMOLED обычно встречаются в смартфонах и потихоньку начали экспансию в мир телевизоров, правда, начали с премиального сегмента. Их главный минус — цена и ограниченный ресурс. Дисплеи на квантовых точках считаются перспективным направлением, и на рынке уже присутствуют отдельные модели с таким типом матриц, но они крайне редки и пока их характеристики ухудшаются со временем жизни монитора, то есть матрицы банально выгорают. Впрочем, OLED от этого тоже страдают и ничего, держатся же на рынке. Их сильные стороны: потенциально точнейшая цветопередача, высокая скорость отклика и возможность создания панелей со сверхвысоким разрешением. Осталось дождаться, когда производственные мощности и техпроцессы сделают их доступными и широко распространенными.

Раствор из квантовых точек переизлучает поглощенный ультрафиолет в других частях спектра с очень высокой точностью — цветопередача на высоте

Все остальное — старая-добрая классика. В основе технологии лежит несколько простых физических эффектов, и все ЖК-дисплеи работают примерно одинаково, а TN, *VA, IPS, PLS и куча других сокращений — конкретные реализации этих самых законов. Правда, именно из-за этих особенностей и возник текущий бардак на рынке.

Как это работает

Если максимально простым языком описывать работу ЖК-дисплея на примере одной точки, то получится такая картина. Каждый пиксель — это бутерброд из пяти слоев. Верхний и нижний — пленки-поляризаторы, которые пропускают только часть из световой волны, которая правильно ориентирована, они повернуты друг относительно друга на 90 градусов, и это важно.

Вот так выглядит неполяризованный свет и две поляризованные составляющие

Между ними зажата жидкокристаллическая молекула и два управляющих электрода — по ним проходит ток, управляющий положением ЖК-затвора. Приложение напряжения к ячейке заставляет молекулу изменять свое положение и тем самым управляет поляризацией (направление колебаний) проходящих через нее световых волн.

Весь этот «кусочек» технологии реализует одну простую механику: регулирует количество проходящего «белого» (белый он весьма условно) света через ячейку в зависимости от приложенного напряжения.

Далее над ячейкой располагается цветовой фильтр, который отсекает часть светового потока с «неправильной» длиной волны, и оставшиеся фотоны с «правильными» колебаниями устремляются в свободное плаванье, где и сталкиваются со зрительной системой человека. Звучит достаточно просто? Как всегда, дьявол кроется в деталях.

Характеристики ЖК-матрицы

Помимо более-менее очевидных параметров (диагонали, соотношения сторон и разрешения), ЖК-матрицы обладают рядом характеристик, которые напрямую зависят от конкретной технологии производства каждой модели. К ним относятся скорость отклика, цветовой охват, угол обзора. У некоторых вариантов имеются еще и характерные только для них заморочки: glow-эффект, black crush, шлейфы и так далее. С частностями будем разбираться на примере конкретных технологий, а вот ликбез по самым простым характеристикам устроим прямо сейчас.

Диагональ матрицы: расстояние от верхнего левого угла до нижнего правого. Как правило, указывается в дюймах с десятыми долями: 19", 23.6", 32".

Разрешение матрицы: количество реальных полноцветных точек, которые может отобразить матрица по горизонтальной и вертикальной осям, например, 1920*1080. У самых популярных разрешений существуют свои сокращенные названия (HD, FullHD, 4K).

Технология производства: та самая «уникальная» фишка, которая заставляет разные матрицы вести себя по-разному. Крупных групп всего три: TN, IPS и *VA, а вот подмножеств у последних двух просто не счесть. Об этом чуть позже.

Скорость отклика: время в миллисекундах, которое требуется на поворот ЖК-молекулы. Может указываться в двух вариантах: GtG (от 10% до 90% светопропускаемости) и BtW (от 0 до 100). Первый, как правило, составляет примерно ½ от второго и чуть ближе к реальности: в основном цвет точки меняется на 100% противоположный в браузере и офисном софте, где эта характеристика роли не играет, а в фильмах и играх даже самые динамичные сцены не требуют от монитора моментального изменения цвета с белого на черный.

Цветовой охват: точность совпадения так называемого «цветового треугольника» реальной матрицы и математического описания цветовой модели. Как правило, указывается в процентах от площади sRGB или AdobeRGB. Последний используется редко, в основном профессионалами в полиграфии и при производстве видеоконтента.

Углы обзора: для ушлых маркетологов угол обзора — такая величина, которая делает изображение различимым. В реальности особенности ЖК-матриц заставляют их искажать цвета, если вы смотрите на них не под прямым углом. Величина искажений и их характер зависит от технологии производства. Как правило, лучшие характеристики у IPS-матриц, худшие — у TN.

Вот так искажают цвета TN-матрицы под разными углами обзора

Количество отображаемых цветов: в 99% случаев вы увидите одно из трех значений: 16,2 млн, 16,7 млн и 1+ млрд. В первых двух случаях используется представление для 24-битного цвета, в последнем — для 30-битного. Раньше (во времена Windows 98/XP) существовали еще 16-битный и 8-битный режимы, но они канули в лету. Об особенностях этих показателей чуть позже.

Контрастность: ставший практически бесполезным параметр из-за вездесущих «маркетолухов», превративших точный термин в очередную лапшу для ушей покупателей. Правильная контрастность замеряется на одном положении яркости, и разница в количестве света между тем, что по уровню сигнала является «белым» и «черным» цветом на ЖК-дисплее, и будет показывать коэффициент контрастности. По-хорошему, чем она выше, тем лучше, но хитрые производители стали указывать разницу между черным на минимальной яркости подсветки и белым на максимальной. Информативности — ноль, реальные величины лучше смотреть в обзорах. Обычный диапазон от 1:250 до 1:1000, больше бывает только у OLED/QLED технологий.

Частота обновления: указывается в герцах, показывает одну простую величину — сколько кадров в секунду может отобразить монитор. У подавляющего большинства моделей ограничитель стоит на 60 Гц (а пошло все от частоты электрических сетей в США и ЭЛТ-мониторов), у некоторых профессиональных и многих игровых моделей он может быть выше: 100, 120, 144, 165 и даже 200+ Гц.

Технологии быстрой синхронизации: у производителей видеокарт (AMD и NVIDIA) есть проприетарные технологии улучшения работы монитора с видеокартой. Уменьшается задержка вывода информации, изменяется логика обмена информации между этими двумя узлами. Технологии несовместимы, и вариантов тут два: AMD Freesync / Adaptive Sync или NVIDIA G-SYNC. О достоинствах и недостатках обеих систем мы тоже расскажем.

Воспроизведение цветов и битность матрицы

Каждая точка на мониторе состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего. Под ними установлены ЖК-затворы, мы это уже разбирали. Когда вам необходимо отобразить, скажем, оранжевый цвет, система приказывает чуть приоткрыть затвор зеленого и раскрыть на полную у красного. В стандартной 24-битной цветовой модели у каждой точки может быть 3 компоненты по 2^8 яркости каждой: 256 градаций синего, зеленого и красного цветов.

Примерно так выглядят 256 уровней яркости в 8-битной матрице

В сумме получается 2^8 x 2^8 x 2^8 = 256 x 256 x 256 = 16 777 216 различных оттенков. Почему же у некоторых мониторов указывается 16,2 млн, а не 16,8?

Для упрощения конструкции, уменьшения цены и увеличения скорость переключения ЖК-затворов, некоторые матрицы имеют не 2^8 положений ЖК-затвора, а только 2^6 степени. В сумме за один «кадр» монитор может вывести честным образом только 2^6 x 2^6 x 2^6 = 64 x 64 x 64 = 262 144 различных оттенка. В 64 раза меньше!

А так выглядят уровни яркости для субпикселя в 6-битной матрице

Подобная деградация была бы точно заметна на глаз, если бы не технология frame rate control. Она «смешивает» промежуточные оттенки, применяя хитрые алгоритмы и усредняя соседние положения ЖК-затворов. В сумме получается 253 уровня яркости для каждого субпикселя или 253 x 253 x 253 = 16 194 277 — те самые 16,2 млн.

В центре можно наблюдать результат смешения соседних уровней при использовании FRC

Из-за инерции зрения человека увидеть разницу невооруженным глазом почти нереально, если производитель не напортачил с подсветкой матрицы или защитным покрытием дисплея.

TN-матрицы и их особенности

TN (twisted nematics) были первыми «классическими» ЖК-мониторами. Изначально у них были проблемы и с яркостью изображения и с его контрастностью, реальные углы обзора были минимальными, точность воспроизведения цветов — никакущая, но именно они позволили создать первые ноутбуки. Дальнейшая эволюция техпроцессов сделала TN вполне конкурентоспособной технологией и из-за дешевизны, компактности и энергопотребления она успешно вытеснила кинескопные (ЭЛТ) мониторы. Без приложения напряжения ЖК молекула правильно ориентирована и пропускает свет, а при активации структура «разрушается» и ячейка становится непрозрачной.

Достоинства. Главное достоинство TN-матриц, безусловно, низкая цена. Почти все офисные модели мониторов, да и куча домашних построены как раз на базе TN. Второе ее достоинство — очень высокая скорость переключения ЖК-затвора, что обеспечивает как низкую задержку при выводе картинки, так и возможность создать матрицу, выдающую умопомрачительное количество кадров в секунду.

Недостатки. Напрямую вытекают из достоинств. Сама технология старая и от проблем с углами обзора вылечить ее до конца не удалось. Сидите напротив монитора — все хорошо, смотрите со стороны — цвета поехали, контрастность потерялась. Не очень существенный минус для личного монитора, но ощутимый, если вы покупаете ЖК-телевизор.

Второй недостаток этих матриц — низкая точность воспроизводимых цветов. 90, если не 99% всех TN матриц сейчас как раз выводят 8-битный цвет с помощью 6-битных ЖК-затворов и FRC.

Применение. Самые недорогие TN’ки находят себе место в аналогично позиционируемых мониторах. Офисные, домашние, экраны low-end-ноутбуков. Да практически любые модели на дне их ценовых сегментов — это TN со всеми присущими им особенностями. Вы только не подумайте, что все TN-мониторы плохи: продвинутые мультимедийные модели со сравнительно неплохой скоростью работы и заводской отстройкой цветов тоже есть, да и 90% игровых дисплеев строятся именно на TN-технологии — только она способна обеспечить бешеные скорости обновления картинки.

IPS-подобные технологии

IPS в чистом виде появился несколько позже TN и отличался в первую очередь тем, как расположены ЖК-молекулы в ячейках. У TN без приложения напряжения каждый пиксель находится в режиме светопропускания, и приложенная разность потенциалов «закрывает» точку, а у IPS и ее вариаций — наоборот, кроме того, в IPS нет «хаотической» структуры в режиме «закрытого» затвора. Это маленькое отличие позволило значительно увеличить точность цветопередачи, углы обзора, но замедлило работу матриц. За последние 20 лет технология получила множество улучшений и патентованных альтернатив, сейчас на рынке остались IPS, PLS и AH-VA — суть одно и то же, отличия минимальны. На буквы перед IPS (Е-IPS, AH-IPS) можно не смотреть: старые матрицы с непрофессионального рынка ушли в 2012 году, сейчас все они примерно одинаковы по используемым фишкам, вопрос в качестве изготовления.

Достоинства. IPS обеспечивают наиболее качественную из всех ЖК-дисплеев картинку. Точная цветопередача, хорошие углы обзора, вменяемая скорость отклика. Профессиональные дисплеи в 90% случаев используют IPS.

Недостатки. IPS работает медленнее, чем TN. Впрочем, если не хардкорить в играх, то современные матрицы мало чем отличаются по комфорту использования от обычных TN. К сожалению, в недорогих дисплея с IPS-матрицами все чаще встречается 6-битные матрицы с FRC, но тут ничего не попишешь: бюджет есть бюджет. Впрочем, они все равно в сто раз лучше и комфортней для глаз, чем недорогие TN.

Применение. От доступных домашних дисплеев, базовых игровых моделей и до совершенно неприлично стоящих профессиональных решений. Самая популярная технология: она применяется и в смартфонах, и в планшетах, и в ТВ, и в дисплеях ноутбуков.

*VA и компромиссы

VA-технология создавалась как ответ раннему IPS’у. Она была быстрее, передавала цвета почти также хорошо, как ее конкурент, имела отличные характеристики для своей цены и вообще могла захватить мир… но IPS развивался быстрее и денег в него вкачивали больше. Развитие идеи привело к созданию технологий MVA, PVA, S-*VA, но в их корне лежит все тот же поворот ЖК-молекулы на 90 градусов в продольной плоскости, а не «скручивание» по одной из осей.

Картина дня

наверх