Что лучше tn или ips монитор

Какой тип ЖК-матрицы монитора или ноутбука лучше подойдет для определенного круга задач? Приведем краткое описание принципов работы дисплеев на жидких кристаллах; поймем различия в принципах работы трех основных технологий: TN, IPS и *VA, их преимущества и недостатки. И подберем лучший вариант, в зависимости от основных задач, стоящих перед пользователем.

В большинстве современных мониторов, телевизоров и ноутбуков используются жидко-кристаллические дисплеи — LCD (Liquid Crystal Display).

(Сейчас также начинает распространяться принципиально иная технология — матрицы на органических светодиодах — OLED. Однако, на сегодня (2021 г.) она практически еще не применяется в ПК-мониторах, крайне редко встречается в ноутбуках — единичные элитные модели. Более распространены OLED-дисплеи во флагманских смартфонах. В любом случае, подавляющее большинство экранов компьютеров на сегодня — это конечно же ЖК (LCD).

Вопрос: Как работают любые экраны на жидких кристаллах (LCD-дисплеи)

Любые ЖК-дисплеи устроены похожим образом.

Так ли Ужасны современные ТN мониторы!? TN Vs IPS

Свет от ламп белой подсветки (⚠) проходит через нижний поляризационный фильтр, то есть на матрицу точек на жидких кристаллах попадает свет, поляризованный под определенным углом.

ЖК-слой выступает в качестве затвора для светового потока. В зависимости от взаимного расположения кристаллов проходящий через них свет поляризуется или не поляризуется.

При подключении тока к электродам конкретной точки меняется взаимное расположение кристаллов в ней. Это приводит к изменению плоскости поляризации света проходящего через эту точку на определенный угол.

Два поляризационных фильтра — до и после слоя жидких кристаллов — имеют перпендикулярное по отношению друг к другу направление поляризации. Если нижний, входной слой пропускает свет, условно, с поляризацией 0°, то верхний, выходной — пропускает только свет, поляризованный на 90°.

Соответственно, чтобы весь свет белой подсветки прошел через оба, жидкие кристаллы должны “повернуть” плоскость поляризации света на 90°, и весь свет пройдет через выходной фильтр — белая точка.

Чем на больший угол (от 0° до 90°) повернута плоскость поляризации, тем светлее точка.

Цветовой фильтр выделяет из белого света одну компоненту — Red (красную), Green (зеленую) и Blue (cинюю). Каждый видимый RGB-пиксель, таким образом, состоит из трех ЖК-точек — субпикселей. Конечный цвет пикселя получается за счет соотношения интенсивности свечения R, G и B субпикселя.

⚠ (Кстати, в старых мониторах использовались флуоресцентные лампы, а в современности применяют светодиодные — LED-подсветка, что часто и отмечено в спецификациях. Но здесь имеется в виду именно общая подсветка, источник белого света на задней панели матрицы. Весь этот световой поток и разбивается ЖК-матрицей на отдельные точки.
И этот момент ни в коем случае нельзя путать с технологией OLED — там каждый субпиксель является конечным источником света, фактически “лампочкой” на основе органического светодиода.)

LCD-матрицы TN, IPS или VA — преимущества, недостатки, назначение

Система жидких кристаллов может быть организована различным образом: TN, IPS или VA. Все эти технологии базируются на общих принципах работы ЖК-матрицы, описанных выше. Но реализуют их по разному.

Эти различия в технологиях влияют на такие параметры как контрастность изображения, качество цветопередачи, скорость переключения пикселей, степень искажения изображения при различных углах обзора.

Ну и, наконец, на себестоимость производства.

Соответственно, матрицы различных типов имеют ряд преимуществ и недостатков для отдельных типов профессиональных и развлекательных приложений. И этот момент надо учитывать, выбирая для себя монитор или ноутбук, в зависимости от того какие типы задач приоритетны конкретно для Вас.

Игры. Мы провели бы такое разделение: для шутров и симуляторов, там где главнее процесс, а не эстетическое удовольствие, – скорее TN. Для бродилок, ролевых, “красивых” игр — VA. А IPS — для стратегий и смешанных жанров.

TN

Этой технологии уже довольно много лет: TN+Film-матрицы были запатентованы еще в 1970 году.

В TN (Twisted Nematic) если к точкам не прилагается напряжение (OFF), жидкие кристаллы поворачиваются друг относительно друга в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя прозрачными электродами.

В результате происходит поляризация света на 90°, и световой поток проходит через выходной поляризационный фильтр. И если RGB-субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

Проблема в том, что на самом деле часть света в любом случае поляризуется недостаточно и фактически “белая” точка здесь — немного серая. Кроме того, точка выходит слишком “глубокой” — изображение сильно искажается при изменении угла обзора, особенно по по вертикали.

Достоинства TN:

• Самое малое время отклика среди современных матриц (уже меньше 1 мс).
• Хорошее качество работы с черно-белым изображением, особенно c текстом и цифрами.
• Невысокая себестоимость производства TN-матриц.

Недостатки TN:

• Низкая контрастность изображения
• Худшая цветопередача
• Наименьшие углы обзора
• Недокументируемый момент: на практике, у некоторых людей от такой матрицы начинают болеть глаза, но это сугубо индивидуально.

Основные предназначения TN-дисплеев:

• Самые дешевые мониторы и ноутбуки.
• Маленькие мониторы (редко встретишь выше 24 дюйма) и мини-ноутбуки, бюджетные модели компактных ноутбуков c экранами до 14”.
• Игровые мониторы — для высокодинамичных изображений.
• Мониторы для работы с офисными пакетами, в особенности с текстовыми редакторами, в принципе, со средствами разработки программного кода IDE.
  Кстати, интересное замечание. В корпоративном сегменте, в большой рабочей комнате, хорошие углы обзора зачастую являются недостатком, а не преимуществом. Поэтому мы рекомендуем сохранять TN в офисах, благо они дают преимущество по работе с текстом и цифрами.

IPS

В 1996 году была разработана технология IPS (in-plane switching, вращение-в-плоскости), которая была призвана избавиться от недостатков TN.

Если к матрице IPS не приложено напряжение (OFF), молекулы жидких кристаллов не поворачиваются и поляризации света не происходит, свет не проходит через выходной поляризационный фильтр, образуется черная точка.

При приложении напряжения (ON) молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и поляризуют свет под нужным углом. (То есть схема построена с точностью наоборот по отношению к TN).

Стоит отметить, что на рынке представлено около 7 вариантов IPS, отличающихся качеством изображения и назначения, но производители практически никогда не указывают, какая именно у них вариация.
Само название технологии (in-plane switching), означает, что геометрия расположения кристаллов и их вращения, можно сказать, «более плоская», чем у TN. Вследствие этого, углы обзора IPS традиционно лучше.

В свое время IPS мониторы были «медленные». Время отклика составляло 25 мс, и когда дошло до 8 мс, это уже воспринималось как прорыв. Сейчас технологические проблемы уже решены и на рынок выплеснулась волна быстрых IPS, с откликом до 1 мс, фактически не уступающим по этому параметру TN.

Да и цена таких матриц из-за массовизации производства стала намного более щадящей.

Достоинства IPS:

• Высокая контрастность, почти идеальный черный цвет.
• Лучшая цветопередача, высокий цветовой охват.
• Лучшие, самые высокие углы обзора, в том числе и по горизонтали.
• В современности — нормальная скорость переключения пикселей.

Недостатки IPS

• Недостаточная скорость переключения в дешевых IPS-матрицах.
• В среднем, более высокая стоимостью.

Основные предназначения для IPS-дисплеев:

• На сегодня IPS, фактически, универсальны
• Особый акцент на работу с изображениями вследствие наилучшей цветопередачи. Практически 100% профессиональных мониторов для дизайнеров оборудуются именно IPS .
• Поскольку решены проблемы со временем отклика, то эти мониторы также активно внедряются и в игровой сегмент.
• Из-за высоких углов обзора хороши в качестве телевизора или экрана ноутбука при просмотре видео более чем одним человеком, когда зрители смотрят на экран с разных углов.

VA / MVA/ *VA

Технология VA (vertical alignment, вертикальное выравнивание) была представлена также в 1996 году компанией Fujitsu. Наследницей технологии VA стала технология MVA (multi-domain vertical alignment), разработанная компанией Fujitsu как компромисс между TN- и IPS-технологиями. Поскольку сейчас есть целый ряд вариаций, то мы чаще всего используем название для технологии *VA, или просто VA.

Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении (OFF) выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет, как и в IPS — точка черная.

При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка.

Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют до 176°—178°, при этом, благодаря использованию технологий ускорения (RTC), эти матрицы практически не отстают от TN по времени отклика. Они значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

Достоинством технологии VA является глубокий чёрный цвет, яркие и насыщенные цвета.
Недостатки VA в сравнении с IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения.

Фактически, VA – наиболее «консьюмерская» технология — наиболее сочная, яркая картинка и высокая скорость срабатывания для динамичных видео и игр.

Основные предназначения для VA-дисплеев:

• Просмотр видео — такие мониторы дают сочную красивую картинку
• Обработка фотографий, контент для Instagram и прочих. соцсетей.
• Игры. Мы провели бы такое разделение: для шутров и симуляторов, там где главнее процесс, а не эстетическое удовольствие, – скорее TN. Для бродилок, ролевых, “красивых” игр — VA. А IPS — для стратегий и смешанных жанров.

Источник: allgid.ru

Выбираем подходящую матрицу для ноутбука

С развитием технологий производства дисплеев у пользователей все больше возникает вопросов при выборе подходящего монитора. Помимо его физических размеров, в частности диагонали видимой зоны и разрешения, необходимо выбрать тип матрицы и сопутствующие параметры — контрастность, цветопередачу, время отклика и прочее. Выбрать монитор, разбираясь во всех этих тонкостях, не составит большого труда, если предварительно изучить принципы его работы и основные характеристики главного его компонента — матрицы, о чем и пойдет речь ниже.

• Общие сведения о дисплеях и их компонентах
• Матрица TN, TN+film
• Дисплеи VA/MVA/PVA
• Экран IPS
• Матрица PLS

Общие сведения о дисплеях и их компонентах

Монитор компьютера при всей своей кажущейся простоте, является весьма технически сложным компонентом, который, как и остальное аппаратное обеспечение, имеет множество различающихся параметров, технологий изготовления, а также характеристик. Практически все дисплеи для ПК состоят из следующих частей:

• корпус, в котором заключена вся электронная начинка. На корпусе также имеются крепления для монтирования дисплея на вертикальные или горизонтальные поверхности;
• матрица или экран — основной компонент монитора, от которого зависит вывод графической информации. В современных устройствах применяются различные матрицы для мониторов, отличающиеся многими параметрами, среди которых первостепенную важность имеют разрешение, время отклика, яркость, цветопередача и контрастность;
• блок питания — часть электронной цепи, отвечающая за преобразование тока и питание всей остальной электроники;
• электронные компоненты на специальных платах, отвечающие за преобразование поступающих на монитор сигналов и их последующий вывод на дисплей для отображения;
• другие компоненты, среди которых может встречаться маломощная акустическая система, концентраторы USB и прочее.

Совокупность основных параметров дисплея, на основе которой он выполнен, предопределяет сферу его использования. Недорогие потребительские мониторы могут оснащаться экранами с не самыми внушительными характеристиками, поскольку подобные устройства чаще всего недорогие и не требуются для работы в профессиональных графических приложениях. Дисплеи для профессиональных геймеров прежде всего должны иметь минимальную задержку отображения информации, поскольку это критически важно в современных играх. Дисплеи для графических редакторов, используемых дизайнерами, отличаются самые высокими показателями яркости, уровнем цветопередачи и контрастности, ведь точная передача картинки здесь играет самую важную роль.
В настоящее время в дисплеях встречающихся на рынке, как правило, используются несколько видов матриц. В технических описаниях мониторов можно встретить большое их количество, но в основе этого многообразия могут лежать одни и те же базовые технологии, улучшенные или незначительно доработанные для повышения их показателей. К таким основным видам экранов относятся следующие.

1. «Twisted Nematic» или матрица TN. Ранее к наименованию этой технологии добавлялась приставка «Film», означающая дополнительную пленку на ее поверхности, увеличивающую угол обзора. Но это обозначение все реже встречается в описаниях, поскольку большинство производимых сегодня матриц уже оснащены ею.
2. «In-Plane Switching» или тип матрицы IPS, как более часто встречающееся наименование в сокращенном виде.
3. «Multidomain Vertical Alignment» или MVA матрицы. Более современная инкарнация этой технологии обозначается как матрица VA. Данная технология также отличается своими преимуществами и недостатками и является чем-то средним между представленными выше.
4. «Patterned Vertical Alignment». Разновидность технологии MVA, которая была разработана в качестве конкурентного ответа ее создателям — компании Fujitsu.
5. «Plane-to-Line Switching». Это один из самых новых типов матриц для дисплеев, который был разработан относительно недавно — в 2010 году. Единственным недостатком этого типа матрицы, при остальных превосходящих конкурирующие технологии характеристиках, является сравнительно длительное время отклика. Также PLS матрица отличается весьма высокой стоимостью.

Матрица TN, TN+film

Тип матрицы TN является одной из самых распространенных и в то же время это весьма устаревшая по современным меркам технология их изготовления. Именно с этой разновидности матриц началось победное шествие жидкокристаллических экранов на смену электронно-лучевым трубкам. Стоит отметить, что единственное неоспоримое их преимущество — это крайне малое время отклика и по этому параметру они превосходят даже более современные аналоги. Остальными критически важными для монитора параметрами — контрастностью изображения, его яркостью и допустимыми углами обзора, увы, данный тип матриц не отличается. К тому же стоимость мониторов на основе этой разработки невысокая и можно сказать что это еще один плюс технологии «Twisted Nematic».
Причина основных недостатков «Twisted Nematic» кроется в самой технологии их производства и строении оптических элементов. В матрицах TN кристаллы между электродами (каждый из которых представляет собою отдельный пиксель видимой зоны) располагаются в виде спирали при подаче на них напряжения.

От степени ее закругления зависит количество проходящего сквозь нее света, а из множества таких элементов и формируется картинка на экране. Но ввиду неравномерности формирования спирали в каждом элементе матрицы очень падает уровень контрастности выводимого на нее изображения (рис. 1). А учитывая то, что преломление света при прохождении сквозь сформированную спираль сильно отличается от направления взгляда, то угол обзора такой матрицы весьма невелик.

Дисплеи VA/MVA/PVA

Матрица VA была разработана в качестве альтернативы популярным в то время технологиям TN и уже завоевавшей приверженность пользователей, хоть еще и не так распространенной на рынке IPS. Основное ее конкурентное преимущество разработчики позиционировали как время отклика, составлявшее на момент внедрения на рынок около 25 мс. Еще одним важным преимуществом новой технологии являлся высокий уровень контрастности, опережавший аналогичные показатели в технологиях изготовления матриц TN, а также IPS.
Данная технология, которая изначально называлась «Vertical Alignment», имела также весьма существенный недостаток в виде относительно малых углов обзора. Проблема скрывалась в строении оптических элементов матрицы. Кристаллы каждого элемента матрицы ориентировались вдоль линий напряжения или параллельно им.

Это вело к тому, что угол обзора матрицы был, мало того что небольшим, так еще и изображение могло отличаться в зависимости от того, с какой стороны пользователь смотрел на экран. На практике это приводило к тому, что малейшее отклонение угла зрения приводило к сильному градиентному заполнению картинки на экране (рис. 2).

Избавиться от этого недостатка удалось с развитием технологии в «Multidomain Vertical Alignment», когда группы кристаллов внутри электродов организовали в своеобразные «домен», как это и отображено в названии. Теперь они стали размещаться по-разному в пределах каждого домена, из которых состоит целый пиксель, поэтому пользователь мог смотреть под разными углами на монитор и изображение от этого практически не менялось.
Сегодня дисплеи с MVA экранами используются для работы с текстом и практически непригодны для динамичных изображений, которым отличается любая современная игра или фильмы. Высокая контрастность, равно как и углы обзора позволяют уверенно работать с ними тем, кто работает, например, с чертежами, много печатает и читает.

Не стоит путать контрастность матрицы и такое понятие, как динамическая контрастность монитора. Последняя представляет собою технологию адаптивного изменения яркости экрана в зависимости от выводимого изображения и использует для этого встроенную подсветку. Последние модели мониторов со светодиодной подсветкой обладают отличной динамической контрастностью поскольку время включения светодиода очень малое.

Экран IPS

TFT IPS матрица разрабатывалась с учетом устранения основных недостатков предшествующей технологии — «Twisted Nematic», а именно малых углов обзора и плохой передачи цвета. Из-за своеобразного расположения кристаллов в TN матрице, цвет каждого пикселя варьировался в зависимости от направления взгляда, поэтому пользователь мог наблюдать «переливающуюся» картинку на мониторе. TFT IPS матрица состоит из кристаллов, которые расположены в параллельной плоскости к ее поверхности, а при подаче напряжения на электроды каждого элемента, они разворачиваются на прямой угол.
Последующее развитие технологии привело к появлению таких видов матриц, как Super IPS, Dual Domain IPS и Advanced Coplanar Electrode IPS. Все они, так или иначе, основаны на одном принципе с разницей лишь в расположении жидких кристаллов. На заре своего появления технологию отличал весомый минус — длительное время отклика, составлявшее до 65 мс. Главное же ее преимущество — потрясающая цветопередача и широкие углы обзора (рис. 1), при которых картинка на экране не искажалась, не инвертировалась и не появлялся нежелательный градиент.
Мониторы с IPS матрицей сегодня пользуются огромным спросом и применяются не только в дисплеях для ПК, но и в портативных устройствах — планшетах и смартфонах. Они также применяются в основном там, где важен цвет картинки и максимально точная его передача — при работе с графическим ПО, в дизайне, фотографии и прочее.

Часто многие пользователи путают аббревиатуры IPS или TFT, хотя на самом деле, это в корне разные понятия. «Thin Film Transistor» — это общая технология создания жидкокристаллических матриц, которая может иметь различные воплощения. «In-Plane Switching» — конкретная реализация этой технологии, основанная на своеобразном построении отдельных элементов матрицы и расположения жидких кристаллов в ней. TFT матрица может быть выполнена на базе технологии TN, VA, IPS или других.

Матрица PLS

Тип матрицы PLS – это передовой край развития технологий их создания. Компания Samsung, являющаяся разработчиком этой уникальной технологии, в качестве цели ставила для себя производство матриц, значительно превышающих по параметрам конкурирующую технологию — IPS и во многом ей это удалось. К несомненным преимуществам этой технологии можно отнести:

• один из самых низких показателей потребления тока;
• высокий уровень цветопередачи, полностью охватывающий диапазон sRGB;
• широкие углы обзора;
• высокая плотность отдельных элементов — пикселей.

Из недостатков стоит выделить время отклика, не превышающее аналогичные показатели в технологии «Twisted Nematic» (рис. 3).

Важно! Выбирая какой тип матрицы монитора лучше, стоит в первую очередь определиться с задачами, поскольку во многих случаях покупка самого современного дисплея может оказаться экономически необоснованной. Новейшие разработки, отличающиеся высоким временем отклика, пригодятся для профессиональных игр или просмотра динамических сцен в видео.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Мониторы с высоким уровнем цветопередачи подойдут для дизайнеров и художников. А если необходим недорогой монитор для серфинга в сети и работы с текстом, то подойдут варианты на основе старых, но проверенных временем технологий.

Источник: pcyk.ru

Чем отличается TN матрица от IPS?

Поскольку обе упомянутые технологии имеют непосредственное отношение к ЖК-экранам, нам придётся хотя бы кратенько ознакомиться с тем, что они такое и как именно работают.

Как в принципе устроена ЖК-панель

Во всякой ЖК-матрице вся поверхность ещё при изготовлении заранее поделена на пиксели/субпиксели (под последними понимается триада более мелких монохромных пикселей зелёного, синего и красного цветов, расположенных рядом и организующих вместе «цветной» пиксель, отображающий ровно одну точку изображения).

Устройство подсветки (сейчас это обычно «белые» светодиоды, а ещё совсем недавно для этих целей применялись сверхтонкие высоковольтные люминесцентные лампы) создаёт общий «белый» световой поток, а назначение субпикселей — вовремя «открывать и закрывать световые двери» для каждой составляющей общего цвета, чтобы в итоге на экране нужный пиксель засветился «правильным» цветом. Собственно, разные типы/технологии ЖК-матриц и отличаются в основном только тем, как у них организованы эти «двери для света».

Что скрывается за аббревиатурой TN

Для понимания работы Twisted Nematic (а именно так расшифровываются буквы «TN») нам потребуется вспомнить, что световой поток может иметь такую характеристику как поляризация — для этого обычный свет достаточно пропустить через фильтр-поляризатор. Поляризованный свет обладает одним интересны свойством: если его попытаться пропустить через другой фильтр-поляризатор, но с плоскостью поляризации повёрнутой на 90° относительно поляризации изначального светового луча, то такой свет через фильтр не пройдёт (желающие могут взять пару сменных поляризационных фильтров, используемых в профессиональной фотографии для подавления бликов и «поиграться» с ними — это весьма поучительно!)

Жидкие нематические кристаллы обладают массой интересных свойств, но нам сейчас будет интересно лишь одно из них: при «правильной» ориентации своих молекул они могут разворачивать плоскость поляризации проходящего сквозь них света. Таким образом, если взять два скрещенных поляризатора и между ними поместить управляемый электрическим полем нематик, то быстро переключая поле можно заставлять его менять в нужные моменты времени поляризацию подсветки — из-за чего она то будет «просачиваться наружу», то нет.

Поскольку такая «световая дверь» может работать очень быстро, на её основе можно создать хороший цветной дисплей, однако есть нюанс: при отклонении наблюдателя от оси прохождения света через матрицу (обычно она строго перпендикулярна его поверхности) видимые цвета/контрастность резко «поплывут» — и именно с этим явлением в первую очередь и борются фирмы-«улучшатели» TN-матриц и конкурирующие с ней технологии.

Какие ухищрения использовали изобретатели IPS

В технологии In-Plane Switching (она также известна под наименованием Super Fine TFT или просто SFT) основное конструкционное отличие от Twisted Nematic в том, что молекулы жидкого кристалла не образуют эдакую «винтовую лестницу» как в нематической матрице, а при переключении «поворачиваются строем», все разом — из-за чего резко улучшаются углы обзора/цветопередача, но существенно страдает быстродействие: ведь теперь нужно не «довернуть на чуть-чуть» молекулы жидкого кристалла в каждом из его слоёв, а заставить их всех немедленно сделать нужный поворот на 90° во всех слоях!

Подведём итоги

В обеих технологиях используются жидкие кристаллы и их способность влиять на такую характеристику проходящего сквозь них света как поляризация, однако реализовано это по-разному, что приводит к существенным отличиям по целому ряду потребительских характеристик ЖК-матриц на их основе:

1. При равной толщине жидкокристаллического слоя, напряжении и т.д. TN-матрица переключается существенно быстрее, чем IPS-матрица.
2. Из-за «более кардинального» изменения ориентации молекул в IPS-матрице она потребляет больше энергии при работе, чем TN-матрица.
3. Углы обзора (в обеих плоскостях), контрастность, цветопередача и глубина чёрного цвета у IPS-матриц как правило существенно лучше.
4. Поскольку TN-матрицу изготовить в целом проще, то и по цене она обходится дешевле «конкуренток».
5. «Битый» (то есть утративший внешнее управление) пиксель будет выглядеть на этих матрицах по-разному: «белой» точкой на TN-матрице и «чёрной» — на IPS-матрице.

Разумеется, прогресс не буксует на месте и изготовители ЖК-матриц постоянно изобретают улучшения для нивелирования их недостатков, однако общая тенденция такова, что постепенно «чистые» TN-матрицы вытесняются различными конкурирующими технологиями с рынка жидкокристаллических устройств отображения.

Источник: vchemraznica.ru