Что значит tn film. Сравнение матриц мониторов — TN и *VA

Подробности Игорь Рыбачук Вопросы и ответы

Чтобы ответить на вопрос какая матрица лучше VA или IPS нужно четко представлять свои сценарии использования телевизора. Один и тот же тип матрицы будет лучше выглядеть в одних и заметно хуже – в других условиях.

Эти матрицы имеют разную структуру пикселей, за счет чего обладают сильными и слабыми сторонами.

Например, VA матрица имеет значительно более высокий нативный контраст – 2000-6000:1. Что дает более объемное изображение, особенно в темных сценах. И более глубокий черный цвет, что важно для восприятия фильмов. Негативная сторона VA матрицы – слабые углы обзора по горизонтали и, особенно, по вертикали. По горизонтали будут искажаться оттенки, по вертикали – детализация в тенях. Общая тенденция к высветлению оттенков.

IPS матрица имеет широкие углы обзора, пиксели ориентированы таким образом, что свет рассеивается в стороны. Но из-за этого страдает контраст (обычно это 700-1300:1) и уровень черного достаточен только для просмотра в хорошо освещенном помещении. В затемненной комнате чувствительность глаз к восприятию деталей в тенях возрастает и “черный” становится серым.

Таким образом, можно выделить несколько подпунктов оптимального использования таких матриц в телевизорах.

Матрица VA или IPS - что лучше для телевизора?

Если телевизор, в первую очередь, для кино. Просмотр в темноте или со слабым светом, или, наоборот, очень светлая комната. При этом кино будут смотреть непосредственно перед экраном – лучшим вариантом будет тв с VA матрицей (если вести разговор только про жк технологию)

Если использование тв более универсальное, чаще с освещением, но не слишком ярким – интереснее будет IPS за счет более широких углов обзора. Такой тв не обязательно оптимально располагать по высоте перед зрителем – он менее требователен к месту, где будет располагаться.

Матрица VA или IPS - что лучше для монитора?

Если использовать тв как монитор, нужно четко расставить акценты – будет ли тв использоваться для работы с графикой и видео или это просто большой универсальный экран.

В первом случае, однозначно, нужен IPS . Причем “правильный”, когда в каждом пикселе три цветных субпикселя.

Пример IPS RGBW:

В данном случае яркость на белом при прочих равных у тв выше, но цветовой охват ниже(один из цветных субпикселей заменяется белым) и, самое главное, т.к. пиксели организованы не столбцами, а сотами, ровных линий шириною в один пиксель получить не удастся. IPS RGBW применяется в бюджетных 4к телевизорах LG . Однако, может встречаться и у других брендов.

Во втором случае –VA будет интереснее, т.к. выше контраст, глубина черного, а углы обзора часто не важны.

Матрица VA или IPS - что лучше для игр?

В плане отклика пикселя нужно смотреть конкретные модели. В телевизорах, как правило, бюджетные IPS имеют более низкий отклик, меньшую длину шлейфов.

Но отсутствие хорошего антибликового фильтра, слабый контраст и пятнистость Direct подсветки радуют слабо. Опять же, везде есть исключения.

В плане изображения в целом – если играть с освещением, до этого были TN или IPS матрицы в пользовании – можно брать IPS .

Если играть со слабым светом в темноте или вообще без него – в идеале OLED , ну или, хотя бы, VA матрица. Темные сцены на таких панелях будут выглядеть лучше.

Какая матрица лучше - TN или IPS?

Структура TN матрицы:

На текущий момент такие матрицы в тв используются очень редко и в малых диагоналях. Плюс такой матрицы только один - ее низкая стоимость. В современных реалиях эти матрицы лучше обходить стороной.

В данной статье мы не обсуждали ни антибликовые фильтры, ни отклик пикселя, ни типы подсветки, ни ее работу в плане мерцания и т.п. – все это можно узнать более подробно на нашем

Модуль поиска не установлен.

Жидкокристаллические дисплеи(технологии IPS, MVA, PVA)

Сергей Ярошенко

При создании LCD-дисплеев используют три основные технологии: TN + film, IPS и MVA. Поскольку технология TN + film была подробно рассмотрена в предыдущей статье, то основное внимание уделим ее технологическим конкурентам.

Технология TN + film

Twisted Nematic + film (TN + film). Часть "film" в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно до 160°). Это самая простая и самая дешевая технология. Она существует достаточно давно и используется в большинстве проданных за последние несколько лет мониторов.

Достоинства технологии TN + film:
- низкая стоимость;
- минимальное время отклика пикселя на управляющее воздействие.

Недостатки технологии TN + film:
- средняя контрастность;
- проблемы с точной цветопередачей;
- сравнительно небольшие углы обзора.

Технология IPS

В 1995 году компанией Hitachi была разработана технология In-Plane Switching (IPS), предназначавшаяся для избавления от недостатков, присущих панелям, изготовленным по технологии TN + film. Маленькие углы обзора, весьма специфичные цвета и неприемлемое (на тот момент) время отклика подтолкнули компанию Hitachi к разработке новой технологии IPS, давшей хороший результат: приличные углы обзора и хорошую цветопередачу.

В IPS-матрицах кристаллы не образуют спираль, а поворачиваются при приложении электрического поля все вместе. Изменение ориентации кристаллов помогло добиться одного из основных преимуществ IPS-матриц - углы обзора удалось увеличить до 170° по горизонтали и вертикали. Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй поляризационный фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Отображение черного цвета является идеальным. При выходе из строя транзистора "битый" пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным. При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению параллельно основе и пропускают свет.

К выбору монитора, стоит подойти очень ответственно. Ведь именно он, служит основным объектом передачи информации от компьютера к пользователю. Определённо, никому не хотелось бы монитор с неравномерной подсветкой, битыми пикселями, неправильной цветопередачей и другими недостатками. Данный материал поможет разъяснить некоторые критерии, которые помогут понять что именно вам нужно от монитора.

Выбор хорошего монитора, обусловлен суммой таких характеристик как: тип используемой матрицы , равномерность подсветки , разрешение матрицы , контрастность (в том числе и динамическая), яркость , соотношение сторон , размер экрана , порты коммуникации и внешний вид . Так же, будут упомянуты те факторы, которые отрицательно влияют на здоровье глаз.

Для начала, стоит понять как возникает цветовое ощущение при взгляде на монитор.

RGB (Red ,Green ,Blue ) – количество цветовых градаций и разнообразий, видимых человеческому глазу, которые могут быть составлены из базовых цветов (красный, зелёный, синий). Так же, это все те основные цвета, которые человек может видеть. Пиксели монитора, состоят из красных, зелёных и синих пикселей, которые при определённой интенсивности яркости могут составлять более сложные цвета. Поэтому — чем более продвинута матрица монитора, тем больше она может отображать градаций цветов, и тем больше у неё возможных градаций для каждого из красного, зелёного и синего пикселей. От качества и типа матрицы зависит точность отображения цвета и уровень статичной контрастности.

Жидкокристаллические матрицы, состоят из не малого количества слоёв и бо льшого количества жидких кристаллов, которые могут выстраивать больше комбинаций, поворачиваясь каждый под разным углом, либо меняя своё положение в определённом ракурсе. Именно поэтому, более простые матрицы работают быстрее. Происходит это благодаря тому, что для занятия необходимой позиции, нужно совершить меньше действий и с меньшей точностью, чем более сложным матрицам.

Давайте разберём всё по порядку.

Тип ЖК матрицы.

Какой же тип матрицы выбрать?

Всё зависит от поставленных задач перед монитором, цены и ваших личных предпочтений.

Начнём самыми простыми и закончим более сложными.

(twisted nematic ) матрица .

Мониторы с данной матрицей – самые распространённые. Первые изобретённые ЖК мониторы, были основаны на технологии TN . Из 100 мониторов в мире, примерно 90 имеют TN матрицу. Являются самыми дешёвыми и простыми в производстве и потому самыми массовыми.

Способны передавать цвет в 18 -и или 24 -х битном диапазоне (6 или 8 бит на каждый канал RGB ), что хоть и является неплохим показателем в сравнении с первыми ЖК мониторами на TN , в наше время этого бывает недостаточно для качественной цветопередачи.

Мониторы матрице TN имеют следующие плюсы:

  • Высокая скорость отклика.

  • Низкая цена.

  • Высокий уровень яркости и возможность использования любых подсветок.

Меньшее время отклика матрицы – положительным образом влияет на картинку в динамичных сценах фильмов и игр, делая картинку менее смазанной и более реалистичной, что улучшает восприятие происходящего на экране. К тому же, при снижении частоты кадров ниже комфортного значения, это ощущается не так выражено как на более медленных матрицах. У медленных матриц, происходит накладывание обновлённого кадра на следующий. Это вызывает моргание и более явное «подтормаживание» картинки на экране.

Производство TN матриц обходится дёшево, потому они имеют более привлекательную конечную цену, чем другие матрицы.

Однако, мониторы с TN матрицей имеют следующие минусы:

  • Маленькие углы обзора. Искажения цвета вплоть до инверсии при взгляде под острым углом. Особенно выражено при взгляде снизу вверх.

  • Довольно плохой уровень контрастности.

  • Неправильная, неточная цветопередача.

Основанные на TN мониторы, можно считать более экологичными в сравнении с мониторами на других LCD матрицах. Они потребляют меньше всего электроэнергии, по причине использования слабомощных подсветок.

Так же, всё большее распространение получают мониторы с подсветкой на LED диодах, которыми оснащаются сейчас большинство TN мониторов. Существенных плюсов LED подсветка не даёт, кроме меньшего энергопотребления и большего срока службы подсветки монитора. Но не каждому она подходит. Бюджетные мониторы оснащаются дешёвыми низкочастотными ШИМ , которые допускают моргание подсветки , что неблагоприятно сказывается на глазах.

Приставка TN +film , указывает на то, что в данную матрицу добавлен ещё один слой, который позволяет немного расширить углы обзора и сделать чёрный цвет, «более чёрным» . Данный тип матрицы с дополнительным слоем, стал стандартом и в характеристиках обычно указывается просто TN .

(In Plane Switching) матрицы .

Данный вид матрицы был разработан компаниями NEC и Hitachi .

Основной целью – было избавление от недостатков TN матриц. Позднее, данная технология была заменена на S —IPS (Super —IPS ). Мониторы с данной технологией производят Dell , LG , Philips , Nec , ViewSonic, ASUS и Samsung (PLS ). Основное предназначение данных мониторов – работа с графикой, обработка фото и другие задачи, где требуется точная цветопередача, контрастность и соответствие стандартам sRGB и Adobe RGB . В основном, используются в сферах профессиональной работы с графикой 2D/3D, фото редакторам, мастерам пред печатной подготовки, но так же популярны среди тех, кто просто хочет радовать свой глаз качественной картинкой.

Основные плюсы IPS матриц:

  • Лучшая в мире цветопередача среди TFT LCD панелей.

  • Высокие углы обзора.

  • Хороший уровень статичной контрастности и точности передачи оттенков.

Данные матрицы (большинство), умеют воспроизводить цветность в 24 бит а (по 8 бит на каждый RGB канал) без ASCR . Конечно, не 32 бита как у ЭЛТ мониторов, но довольно близко к идеалу. К тому же, многие IPS матрицы (P-IPS , некоторые S-IPS ), уже умеют передавать цветность 30 битов , однако стоят они значительно дороже и не предназначены для компьютерных игр.

Из минусов IPS можно отметить:

  • Более высокая цена.

  • Обычно более крупные габариты и вес, в сравнении с мониторами на TN матрице. Большее энергопотребление.

  • Низкая скорость отклика пикселей, но лучше чем у *VA матриц.

  • На данных матрицах, чаще чем на остальных встречаются такие неприятные моменты как glow , «мокрая тряпка » и высокий input-lag .

Мониторы на IPS матрице имеют высокую цену в силу сложности технологии их производства.

Бывает много разновидностей и названий, созданных отдельными производителями матриц.

Чтобы не запутаться, мы опишем самые современные виды IPS матриц :

AS — IPS – улучшенная версия S —IPS матрицы, в которой частично была устранена проблема плохой контрастности.

H — IPS – ещё значительнее улучшена контрастность и убрана засветка фиолетовым цветом при взгляде на монитор сбоку. С её выходом в 2006 году, сейчас практически заменила мониторы с S —IPS матрицей. Может иметь как 6 бит, так 8 и 10 бит на канал. От 16.7 млн. до 1 млрд. цветов .

e — IPS – разновидность H-IPS , но более дешёвая в производстве матрица, которая обеспечивает стандартный для IPS цветовой охват в 24 бита (по 8 на RGB -канал). Матрица специально высветлена, что даёт возможность использования LED подсветок и менее мощных CCFL . Нацелена на средний и бюджетный сектор рынка. Подходит практически для любых целей.

P — IPS – самая продвинутая IPS матрица до 2011 года, продолжение развития H-IPS (но по сути, маркетинговое имя от ASUS). Имеет цветовой охват 30 бит (10 бит на каждый канал RGB и достигается скорее всего, посредством 8 бит+FRC), лучшую скорость отклика в сравнении с S-IPS , расширенный уровень контрастности и лучшие углы обзора в своём классе. Не рекомендуется для использования в играх с низкой сменой частоты кадров. Подтормаживания становятся более выраженными накладываясь на скорость отклика, что вызывает моргания и замыленность.

UH-IPS — сравнима с e-IPS . Тоже высветлена для использования совместно с LED подсветками. При этом немного пострадал чёрный цвет.

S-IPS II — аналогична по параметрам с UH-IPS .

PLS — вариация IPS от компании Samsung. В отличии от IPS , есть возможность размещать пиксели более плотно, но при этом страдает контрастность (не очень удачная для этого конструкция пикселей). Контрастность не выше 600:1 — самый низкий показатель среди LCD матриц. Даже у TN матриц данный показатель выше. Матрицы PLS могут использовать любой вид подсветки. По характеристикам, более предпочтительны чем MVAPVA матрицы.

AH-IPS (с 2011) — наиболее предпочтительная технология IPS . Максимальный цветовой охват AH-IPS на 2014 год не превышает 8 бит+FRC , что в сумме даёт 1.07 млрд. цветов в самых продвинутых матрицах. Применяются технологии, которые позволяют производить матрицы с высокими разрешениями. Лучшая передача цвета в классе (сильно зависит от производителя и назначения матрицы). Был достигнут небольшой прорыв и в углах обзора, благодаря которому, AH-IPS матрицы вышли практически в один ряд с плазменными панелями. Улучшена свето-пропускаемость IPS матрицы, а значит и максимальная яркость вкупе с уменьшенной потребностью в мощной подсветке, что благотворно влияет на энергопотребление экрана в целом. В сравнении с S-IPS улучшена контрастность. Для геймеров, да и в общую копилку, можно добавить и значительно улучшенное время отклика, которое теперь практически сравнимо с .

(Multi-domainPatterned Vertical Alignment) матрицы (*VA).

Технология была разработана корпорацией Fujitsu .

Является неким компромиссом между TN и IPS матрицами. Цена мониторов на MVA /PVA так же варьируется в пределах цен на TN и IPS матрицы.

Плюсы VA матриц:

  • Высокие углы обзора.

  • Самая высокая контрастность среди TFT LCD матриц. Достигается благодаря пикселю, который состоит из двух частей, каждой из которых можно управлять отдельно.

  • Глубокий чёрный цвет.

Минусы VA матриц:

  • Довольно высокое время отклика.

  • Искажение оттенков и резкое уменьшение контрастности в тёмных участках картинки при перпендикулярном взгляде на монитор.

Принципиальной разницы между PVA и MVA нет.

PVA — является фирменной технологией корпорации Samsung . На самом деле это на 90% та же MVA , но с изменённым расположением электродов и кристаллов. Явных преимуществ PVA над MVA не имеет.

Если вы жалеете денег на высококачественную матрицу на IPS технологии, возможно оптимальным вариантом для вас, будет монитор на xVA матрицах.

Или же можно посмотреть в сторону e-IPS матрицы, которая очень схожа по характеристикам с MVA /PVA . Хотя e-IPS всё же предпочтительней, так как обладает лучшим временем отклика и не имеет проблем с потерей контрастности при прямом взгляде.

Какую же матрицу для монитора выбрать?

Зависит от ваших требований.

TN

TN подходит для:

  • Игры
  • Интернет сёрфинг
  • Экономного пользователя
  • Офисные программы

TN не подходит для:

  • Просмотр фильмов (плохие углы обзора + невнятный чёрный + плохая цветопередача)
  • Работа с цветом и фото
  • Профессиональные программы и пред печатная подготовка

IPS

IPS подходит для:

  • Просмотр фильмов
  • Профессиональные программы и предпечатная подготовка
  • Работа с цветом и фото
  • Игры (+-; только для E-IPS, S-IPS II, UH-IPS)
  • Интернет сёрфинг
  • Офисные программы

IPS не подходит для:

  • Игры (для P-IPS, S-IPS)

*VA

PVA/MVA подходит для:

  • Просмотр фильмов
  • Профессиональные программы и пред печатная подготовка
  • Работа с цветом и фото
  • Интернет сёрфинг
  • Офисные программы

PVA/MVA не подходит для:

  • Игры (слишком низкая скорость отклика)

Разрешение монитора, диагональ и соотношение сторон.

Несомненно, чем больше разрешение, тем чётче и плавнее картинка. Видно больше мелких деталей и меньше видны пиксели. Всё становится мельче, однако это не всегда проблема. Практически в любой операционной системе, можно настраивать масштаб и размеры всех элементов начиная размером шрифта, заканчивая размерами значков и выпадающих меню.

Другое дело, если у вас проблемы со зрением или вы не хотите ничего настраивать, то не рекомендуется использовать очень мелкий пиксель. Оптимальная диагональ для FullHD (1920х1080) — 23 —24 дюйма. Для 1920х1200 — 24 дюйма, для 1680х1050 — 22 дюйма, 2560х1440 — 27 дюймов. Соблюдая данные пропорции, у вас не должно возникнуть никаких проблем с чтением, просмотром изображений и мелких элементов управления интерфейсом.

Самые ходовые и распространённые соотношения сторон – 4:3 , 16:10 , 16:9 .

4:3

В данный момент соотношение сторон в виде «квадрат» (4:3 ) выводится с рынка ввиду своей не удобности и не универсальности. Данный формат, не удобен в первую очередь для просмотра фильмов, так как фильмы имеют широкий формат 21.5/9 , который максимально близок к 16:9 . При просмотре, появляются большие чёрные полосы сверху и снизу, при этом изображение становится гораздо меньше по размеру. При использовании 4:3 также ухудшается видимый обзор в играх, что не позволяет видеть больше. К тому же, формат не является естественным для углов обзора человека.

16:9

Данный формат удобен тем, что он больше стандартизирован под HD фильмы, да и мониторы данного формата, зачастую имеют разрешение FullHD (1920х1080 ) или HDready (1366x 768 ).

Это удобно, ведь фильмы можно просматривать практически во весь экран. Полоски все же остаются, так как современные фильмы имеют стандарт 21.5/9 . Так же, на таком мониторе очень удобно работать с документами в нескольких окнах или программах со сложными интерфейсами.

16:10

Данный вид мониторов, так же практичен как и 16:9 мониторы, но при этом не такой широкий. Подойдёт для тех, у кого ещё не было широкоформатных мониторов, однако предназначен он для профессионалов. Профессиональные мониторы, в основном имеют именно такой формат. Большинство профессиональных программ «заточены» именно под формат 16:10. Он достаточно широк для работы с текстом, кодом, построения 3D/2D графики в нескольких окнах. К тому же, на таких мониторах также удобно играть, смотреть фильмы, делать офисную работу, как и на 16:9 мониторах. При этом они более привычны для углов обзора человека и его можно взять, как компромисс между 4:3 и 16:9 .

Яркость и Контрастность.

Высокая контрастность нужна для того, чтобы лучше отображать чёрный цвет, оттенки и полутона. Это важно при работе с монитором в светлое время суток, так как низкая контрастность – пагубно сказывается на изображении при наличии какого-либо источника света помимо монитора (хотя здесь больше влияет яркость). Хорошим показателем является статическая контрастность — 1000:1 и выше. Вычисляется отношением максимальной яркости (белый цвет) к минимальной (чёрный цвет).

Также, существует система измерения динамической контрастности .

Динамическая контрастность – это автоматическая подстройка ламп монитора монитора, под определённые параметры которые выводятся в данный момент на экран.

Допустим в фильме появилась тёмная сцена, лампы монитора начинают гореть ярче, что увеличивает контрастность и различимость сцены. Однако, данная система работает не мгновенно, да и частенько неправильно из-за того, что не всегда вся сцена на экране имеет тёмные тона. Если будут светлые участки, они будут сильно засвечиваться. Хорошим показателем на момент 2012 года является показатель 10000000:1

Но не стоит обращать на динамическую контрастность никакого внимания. Очень редко когда она приносит ощутимую пользу или вообще адекватно работает. К тому же все эти громадные цифры не показывают реальную картину.

Почему на мониторе с показатель динамической контрастности всегда значительно выше чем на мониторе с ?

Потому что LED подсветка может мгновенно включаться и отключаться. Измерение начинается с полностью выключенной подсветкой, соответственно показатель будет огромным, плюс добавить сюда высокую яркость светодиодов и белый фон как конечную точку. CCFL подсветке требуется более 1 секунды чтобы включиться, поэтому измерение происходит с включенной заранее подсветкой на чёрном фоне.

В первую очередь стоит обращать на статическую контрастность, а не на динамическую. Как бы вам не нравились такие огромные значения в характеристиках. Это всего лишь маркетингивый ход .

Яркость монитора – не самый важный параметр. Тем более это палочка о двух концах. Поэтому можно сказать кратко – хорошим показателем яркости является значение 300кд/м2.

А почему палочка о двух концах – будет сказано чуть ниже, в части «Монитор и Зрение» .

Порты коммуникации.

Совершая выбор монитора, не стоит в этом пункте надеяться на производителя. Самой частой ошибкой бывает – покупка монитора с аналоговым входом и разрешением экрана выше чем 1680х1050 . Проблема в том, что данный устаревающий интерфейс, не всегда способен в условиях квартиры и сопутствующих не идеальных условий в плане помех, обеспечить нужную скорость передачи данных для разрешений выше, чем 1680х1050 . На экране появляются мутности и нечёткости, что может испортить впечатление от монитора. * очень мягко говоря



На борту монитора обязательно должен быть порт или . Наличие DVI и D-Sub это стандарт для современного монитора. Неплохо, так же иметь порт HDMI , иногда может и пригодиться для просмотра HD-видео ресивера или внешнего проигрывателя. Если есть , но нет DVI — всё в порядке. DVI и HDMI совместимы через переходник.

Типы подсветок мониторов. Монитор и его влияние зрение .

Что же можно посоветовать, чтобы глаза меньше уставали от монитора?

Яркость подсветки – один из самых важных факторов, который влияет на усталость ваших глаз. Чтобы уменьшить утомляемость — уменьшите яркость до минимального комфортного значения.

Есть другая проблема и присуща она мониторам с . А именно — если снижать яркость, может появиться видимое мерцание , которое ещё больше влияет на утомляемость глаз, чем высокая яркость. Связано это с особенностью регулировки подсветки с использованием . В бюджетных мониторах применяются более дешёвые, низкочастотные ШИМ , которые создают мерцания диодов. Скорость затухания света в диоде значительно выше чем в лампах , именно поэтому у LED подсветки это более заметно . В таких мониторах лучше соблюсти золотую середину между минимальной яркостью и началом видимого мерцания светодиодов.

Если вы имеете какие то проблемы с утомляемостью глаз , то лучше поискать монитор с CCFL подсветкой, либо LED монитор с поддержкой 120 Гц . В 3D мониторах, используются боле высокочастотные ШИМ регуляторы, чем на обычных. Это касается как LED подсветок, так и CCFL .

Так же, чтобы глаза меньше уставали, можно настроить монитор на более мягкие и тёплые тона. Это поможет вам работать за компьютером больше времени и поможет глазам лучше «переключаться» на реальный мир.

Не стоит забывать, что монитор должен быть строго на уровне глаз и стоять устойчиво, не раскачиваясь из стороны в сторону.

Есть миф , что более качественные матрицы дают меньшую усталость для глаз. Это не так, матрицы никоим образом не могут на это влиять. На утомляемость влияет лишь интенсивность и качество реализации подсветки монитора.

Выводы.

Повторим ещё раз самые главные характеристики, на которые стоит обращать внимание при выборе монитора для себя.

В современных цифровых устройствах (мониторах, телевизорах, смартфонах, планшетах и др.) для отображения картинки чаще всего используются жидкокристаллические (ЖК) матрицы. Одной из технологий способа построения этой матрицы является IPS. Дословно, в переводе с английского – in plane switching – означает «переключение в одной плоскости».

Для того чтобы понять, что это за переключение и зачем оно нужно необходимо понять, каким именно образом строится картинка на экране ЖК.

Общие принципы построения ЖК матрицы

Пришедшая на смену электронно-лучевым трубкам, технология построения ЖК мониторов включает в себя в качестве ключевого элемента жидкокристаллическую матрицу . Эта матрица находится на передней поверхности монитора. Поскольку матрица только компонует картинку, то для нее требуется подсветка, которая входит в состав дисплея. Состоит ЖК матрица из следующих элементов, которые конструктивно реализованы в виде слоев:

  • цветовой фильтр;
  • горизонтальный фильтр;
  • прозрачный электрод (фронтальный);
  • собственно жидкокристаллический наполнитель;
  • прозрачный электрод (тыловой);
  • вертикальный фильтр.

В эту многослойную структуру также могут входить и специальные антибликовые слои, защитные покрытия, сенсорные слои (чаще емкостные), но они не являются ключевыми для отображения картинки. Сама картинка строится из пикселов, которые образуются из субпикселов базовых цветов (RGB): красного, зеленого и синего. Свет, проходя от тыловой стороны матрицы, проходит через оба поляризационных фильтра и ЖК слой, через цветовой фильтр. Цветовой фильтр как раз и окрашивает эти световые потоки в один из трех цветов RGB. Принцип построения пикселов из субпикселов — это отдельная обширная тема и в рамках данного обзора рассматриваться не будет.

Собственно, сама технология ЖК состоит в том , каким образом будет проходить прохождение светового пучка до пользователя. И если он будет проходить, то насколько он будет ярким. Кристаллы ЖК матриц в ячейках пропускают свет или нет в зависимости от того, какое напряжение подается на электроды. Эффективность работы матриц определяется технологией ее построения и используемого материала. На сегодняшний день наибольшее распространение получили матрицы TN и IPS и их усовершенствованные разновидности.

Технология построения TN матриц

Исторически этот тип матриц появился существенно раньше IPS . Дословно TN (англ. – «twisted nematic») означает «скрученный кристалл». Эта фраза как нельзя точно определяет способ его работы. Молекулы кристаллов в своем слое скручены на 90° друг относительно друга. Такое положение они занимают, если в своем субпикселе на электроды не подается напряжение. Свет при этом проходит свободно (за счет того, что угол поляризации второго фильтра на 90° отличается от первого).

При подаче напряжения на электроды, молекулы кристалла переходят из свободного состояния в упорядоченное: вдоль линии поляризации входного фильтра. Свет из-за этого за пределы второго фильтра не выходит и субпиксел окрашивается не в цвет светофильтра, а вырождается в черный.

  • Плюсы:
    • стоимость изготовления матриц минимальна,
    • время отклика самое быстрое, что очень важно для игровых компьютеров.
  • Минусы:
    • плохие углы обзора, яркость и цветопередача существенно меняются при просмотре на устройстве не под прямым углом;
    • очень низкая контрастность, за счет чего картинка блеклая и очень светлый черный цвет (совсем не подходит для профессиональной графики).
  • Битый пиксел при этом всегда имеет белый цвет (если нет напряжения на электродах, то светофильтр всегда открыт).

Технология построения IPS матриц

Переключение кристаллов в IPS происходи в одной плоскости, о чем, собственно, и говорит исходная форма ее названия (англ. – «in plane switching»). В таких матрицах все электроды расположены на одной – тыльной подложке. При отсутствии напряжения на электродах все молекулы кристалла занимают вертикальное положение, и свет не проходит через внешний поляризационный фильтр.

Включение переводит молекулы в перпендикулярное положение, и внешний фильтр перестает быть помехой: световой поток проходит свободно.

Ключевые особенности данной технологии следующие .

  • Плюсы:
    • яркие и насыщенные цвета за счет улучшенной контрастности, черный цвет всегда черный (можно использовать в профессиональной графике);
    • большой угол обзора до 178°.
  • Минусы:
    • время отклика увеличилось за счет того, что электроды теперь расположены только с одной стороны (критично для игровых приложений);
    • высокая стоимость.
  • Битый пиксел при этом всегда имеет черный цвет (если нет напряжения на электродах, то светофильтр всегда закрыт).

Как видно из списка, все недостатки и достоинства IPS симметричны TN. Это дополнительно подтверждает причину ее появления: технология является компромиссной и была предназначена для устранения ключевых минусов своей предшественницы. На сегодняшний день помимо названия IPS, используемого Hitachi, для нее можно встретить название SFT (super fine TFT), которое используется компанией NEC.

Битые пикселы вне зависимости от того какие они (белые или черные) не отнесены ни к плюсам ни к минусам . Это просто особенность. Если пиксел белый, то это может не сильно раздражать при обработке текстов на светлом фоне, но неудобно при просмотре темных сцен. Черный же наоборот: на темных сценах не будет заметен. Как бы то ни было, вид сбоя – битый пиксел – это всегда минус, но на разных матрицах он бывает различным.

Разновидности IPS матриц

С целью улучшения ключевых характеристик экранов мониторов были выпущены разновидности IPS матриц .

  • Super — IPS (S-IPS). Благодаря реализации технологии overdrive улучшена контрастность и уменьшено время отклика. В ее модификации Advanced super — IPS (AS-IPS) дополнительно была улучшена ее прозрачность.
  • Horizontal — IPS (H — IPS). Применяется в профессиональных графических приложениях. Применена технология Advanced True Wide Polarizer, благодаря чему однородность цвета по всей поверхности стала более равномерной. Также улучшена контрастность и оптимизирован белый цвет. Уменьшено время отклика.
  • Enhanced IPS (e-IPS). Расширила апертуру открытых пикселов. Это помогает использовать более дешевые лампы подсветки. Помимо этого, время отклика сокращено до 5 мс (очень близко к уровню TN). S-IPS 2 является ее улучшением. Уменьшен негативный эффект свечения пикселов.
  • Professional IPS (P — IPS). Существенно расширено число цветов, у субпикселей увеличено число потенциальных положений (в 4 раза).
  • Advanced high performance IPS (AH-IPS). В данной разработке выросло разрешение и число точек на дюйм. Энергопотребление при этом стало ниже и увеличена яркость.

Отдельно стоит отметить матрицу PLS (Plane to line switching) , которая является разработкой Samsung. Разработчик не стал предоставлять технического описания своей технологии. Было проведено исследование матриц под микроскопом. Отличий между PLS и IPS выявлено не было. Поскольку принципы построения этой матрицы схожи с IPS часто ее выделяют как разновидность, а не самостоятельное ответвление. В PLS пикселы расположены плотнее, яркость и энергопотребление лучше. Но при этом они существенно уступают по цветовому охвату.

Выбор монитора: TN или IPS

Экраны, построенные на технологиях TN и IPS, на сегодняшний день являются наиболее распространенными и охватывают практически весь спектр потребностей бюджетного и, частично, профессионального рынка. Существуют и другие типы матриц VA (MVA, PVA), AMOLED (с подсветкой уже каждого пикселя). Но они пока настолько дороги, что их распространение невелико.

Цветопередача и контрастность

Мониторы с IPS матрицей имеют контрастность намного лучше, чем у TN. При этом очень важно понимать: если вся картинка полностью темная или светлая, то такая контрастность – это просто возможности подсветки. Часто производители при равномерных заливках просто приглушают свет ламп подсветки. Чтобы убедиться в качестве контрастности, следует на экран вывести шахматную заливку и проверить насколько будут отличаться темные участки от светлых. Как правило, контрастность в таких тестах становится меньше 30 – 40 раз. Значение контрастности на шахматной доске в 160:1 – приемлемый результат.

Цветопередача IPS экранов осуществляется практически без искажений, в отличие от TN. Чем выше контрастность, тем насыщеннее получается картинка на экране. Это может быть полезно не только при работе с программами по обработке фотографий и видео, но также и при просмотре фильмов. Но есть усовершенствованные версии TN матриц, например, Retina от Apple, которые практически не теряют в цветопередаче.

Угол обзора и яркость

Пожалуй, этот параметр один из первых, который показывает преимущества IPS в сравнении со своим более дешевым конкурентом. Он достигает 170 — 178°, в то время как у улучшенной версии – «TN + film» он находится в диапазоне 90 — 150°. По этому параметру IPS выигрывает. Если вы смотрите маленькой компанией дома телевизор, то это не критично, но вот для случая смартфонов, когда хочется кому-то что-то показать на экране – искажение будет существенным. Поэтому на них чаще всего используются матрицы типа IPS.

По характеристикам яркости IPS экраны также выигрывают. Большие значения яркости и TN матриц делают картинку просто белесой без черных оттенков.

Время отклика и ресурсоемкость

Очень важный критерий , особенно если пользователь часто играет в приложения с динамически меняющимися сценами. У экранов на основе матрицы TN этот параметр достигает величины 1 мс, в то время как у лучших и дорогих версий S -IPS всего 5 мс. Хотя и этот результат хорош для IPS. Если пользователю важен высокий FPS и он не хочет созерцать шлейфы от объектов, то выбор стоит остановить на матрице типа TN.

Помимо скорости изменения картинки, у TN экранов есть еще два преимущества: низкая стоимость и небольшое энергопотребление.

Сенсорный экран и мобильные устройства

В последнее время стали очень распространенными устройства с емкостными сенсорными экранами . Как правило, они оснащаются матрицами IPS из-за высокого количества точек на дюйм. Чем выше плотность точек, тем более гладкими получаются шрифты на экране планшета (даже неразличимы пикселы для глаза). При использовании TN матриц в смартфонах или планшетах будет очень заметна зернистость картинки. В мониторах и телевизорах данный параметр не критичен.

Сенсорным покрытием, как правило, оснащаются именно устройства, где нужен тачскрин. Поскольку чаще всего TN матрицы берут из-за их дешевизны, то такой дорогостоящий атрибут, как емкостной экран на среднем бюджетном мониторе с разрешением 24 дюйма будет просто пустой тратой денег. В то время как на маленькой по площади поверхности планшета или смартфона (до 6 дюймов) емкостный экран просто необходим.

Именно из-за фактора дешевизны TN матрицу от IPS можно отличить нажатием : при нажатии на TN экран картинка под пальцем и вокруг начинает расплываться волнами со спектральным градиентом. Стало быть, при выборе мобильного устройства выбор в пользу IPS по этому параметру просто очевиден.

Итог

Выбирая монитор или телевизор , пользователь может еще задуматься, стоит ли ему тратиться на IPS экран. Площадь поверхности экрана у таких устройств предпочитают брать от 24 дюймов и выше. В результате чего дорогостоящая и энергоемкая матрица может не оправдать своих вложений, если не планируется выполнять профессиональные работы с графикой. К тому же, если монитор нужен для динамичных компьютерных игр, то TN матрица будет предпочтительнее.

Неоспоримо преимущество IPS матрицы при приобретении мобильного устройства: смартфона или планшета. Высокая плотность пикселов, качественная цветопередача и высокая контрастность – все эти качества помогут пользоваться экраном как на солнце, так и в помещении. Сравнение мониторов для работы с графикой всегда будет в пользу IPS. Такие вложения себя оправдают и будут меньше, чем приобретение более дорогостоящих устройств на VA матрицах.

Однако, всегда лучше один раз увидеть и сделать собственный вывод, чем читать сотни страниц священных войн. Немного полистав Google-Картинки, я подобрал несколько наглядных иллюстраций. Копирайт на изображения, к сожалению, не соблюден. На фотографиях теоретически может быть разная яркость сравниваемых моделей, поэтому достоверно можно сказать только про те, что представлены в двух ракурсах. Хотя, я надеюсь, что все-таки все кадры сделаны правильно. В любом случае, общее понимание получить можно. Итак, начнем.

Самый наглядный пример: Samsung 245B (TN) и Samsung 245T (PVA)

Acer AL2416W (PVA)

Dell 2407WFP (PVA)

LG L245WP-BN (MVA)

ViewSonic VX2435wm (MVA)

А это, хотя и старая, иллюстрация того, что при указании углов обзора измеряется лишь падение контрастности и совсем не учитывается искажение цветопередачи.

Dell E248 (TN) и Dell 2408WFP (PVA)


NEC24UXi (S-IPS) и DELL 2407WFP HC (PVA)

Dell 2007WFP: версия на S-IPS (слева) и на PVA (справа)

LG L203WT: версия на TN (слева) и на S-IPS (справа)

Самое изощренное сравнение - IPS vs IPS: NEC 2490WUXi и HP LP2475W

А вот теперь можете делать собственные выводы.

Хочу только добавить следующее:

  1. Покупая монитор, необходимо четко представлять, под какие задачи он будет применяться. Если вы не знаете, зачем вам такой дорогой монитор, не покупайте. Ориентируйтесь на собственное восприятие картинки, поэтому настоятельно рекомендую смотреть все мониторы вживую, лучше со специальными тестовыми программками, если магазин это позволяет.
  2. Когда мониторы на разных матрицах стоят рядом, не возникает сомнений, что *VA лучше TN, а S-IPS лучше *VA. Но если на столе один монитор, и сравнить не с чем, то даже профессионалу не очень легко определить тип матрицы на глаз. C TN еще довольно просто, а вот гадать между IPS и PVA точно придется. А вот вам огромная таблица соответствия "монитор - тип матрицы", составленная коллективным разумом iXBT.
  3. Помимо углов обзора есть еще важные параметры качества, однако именно углы сильнее всего портят впечатление от TN-матриц.
  4. Хорошая калибровка монитора также сильно влияет на качество цветопередачи. И если с углами обзора ничего поделать уже нельзя, то ярких и насыщенных цветов можно добиться и на TN. Тем более, что прогресс на месте не стоит.


 

Возможно, будет полезно почитать: