Производители экранов постоянно разрабатывают и изобретают новые технологии, чтобы обеспечить наилучшее качество изображения. Времена, когда дисплей мог показывать всего один цвет, давно и успешно прошли – ещё лет 40 назад. Современные экраны должны отображать миллионы цветов (даже если человеческий глаз не может различить один суботтенок от другого), обеспечивать широкие углы обзора, а в идеале – добавлять изображению ещё и «драматичности», чтобы картинка была действительно кинематографичной и впечатляющей.
На сегодняшний момент лучшую цветопередачу, контрастность и насыщенность обеспечивают матрицы трёх типов – OLED, AMOLED и QLED. Но стоят они безумно дорого. AMOLED устанавливается только во флагманские смартфоны, а QLED-панели от Samsung можно встретить в телевизорах ценой от 1000 долларов.
В среднем («адекватном») ценовом сегменте находятся две технологии – TFT и IPS. Их можно встретить практически во всех видах мобильной и домашней электроники – мониторах компьютеров и ноутбуков, экранах смартфонов и планшетов, даже в умных часах. И возникает вопрос – а чем, собственно, отличаются типы экранов IPS и TFT?
Немного теории: как вообще работают экраны?
Конструкция экранов может удивить человека, который не знаком с технологией их производства. Каждый из пикселей-точек представляет собой не маленький светодиод, как может показаться, а электромеханическую систему из светопроницаемых тонких плёнок.
Эти тонкие плёнки управляются электричеством. Пока на них не подаётся ток, они располагаются под углом в 90 градусов к источнику света, находящемуся за матрицей. В этом случае пиксель выглядит белым (или чёрным, если экран выключен). Как только на матрицу подаётся электричество, плёнка поворачивается – и тем самым окрашивает свет. В общем, это похоже на просто систему тонких фильтров, просто они очень маленькие и находятся в огромном количестве.
Эти плёнки работают по технологии жидкого кристалла. Собственно, именно поэтому большинство современных дисплеев называются жидкокристаллическими. Поскольку они выполняются из полупроводниковых материалов, то являются, по сути, полноценными транзисторами.
Именно поэтому экран, выполняющийся по технологии ЖК, называется TFT-матрицей. TFT значит thin film transistor – «тонкоплёночный транзистор».
В традиционных моделях TFT-экранов (точнее, матриц, которые сейчас называются общим термином «TFT») вышеуказанные тонкие цветные и поляризующие плёнки располагаются в форме вертикальной спирали. Это достаточно практично, да и в производстве просто. Но и небольшие недостатки у этой технологии также есть, рассмотрим их дальше.
IPS (что расшифровывается как in-plane switch, «переключение в плоскости») является фактическим развитием технологии TFT. Единственное отличие – расположение светопроницаемых пластинок. Они размещаются не по вертикальной спирали, а в одной горизонтальной плоскости. И благодаря этому достигается сразу несколько преимуществ.
Описание и особенности TFT-экранов
Под «TFT» чаще всего подразумеваются экраны, выполняющиеся по технологии TN+TFT. Впрочем, есть и другие варианты, но они распространены не так широко. Такие матрицы сейчас чаще всего применяются в компьютерной и бытовой технике – от мониторов до индикационных систем в продвинутых холодильниках.
Главное достоинство TFT – низкая цена. Она достигается благодаря простоте в производстве.
Кроме того, TFT-экраны очень часто выбирают геймеры. Ведь такие дисплеи обладают ещё одним важнейшим достоинством – высокая скорость отклика. Светопроницаемые плёнки проворачиваются практически мгновенно, обеспечивая быстрое изменение «картинки». Это особенно важно в динамичных играх – шутерах, экшенах, а также различных онлайн-проектах. Так, например, современные TFT-экраны обеспечивают скорость отклика от 1 миллисекунды.
Впрочем, за низкую цену придётся «расплачиваться» сравнительно средней цветопередачей. Насыщенность оттенков – слабая, из-за чего изображение выглядит несколько тускло в сравнении с матрицами IPS, LTPS или AMOLED. Также у TFT-экранов очень небольшие углы обзора – если смотреть на дисплей сбоку, сверху или снизу, оттенки искажаются вплоть до полного затемнения в некоторых случаях.
Ключевые достоинства TFT-экранов:
- Скорость отклика – от 1 миллисекунды. Это обеспечивает практически мгновенное изменение изображения на дисплее, что особенно важно для игр;
- Низкое энергопотребление. Смартфоны и планшеты, оснащаемые такими дисплеями, работают от аккумулятора дольше аналогов;
- Низкая цена. Мониторы и дисплеи с матрицами этого типа отличаются сравнительной дешевизной, за исключением разве что специальных геймерских вариантов.
- Ключевые недостатки TFT-экранов:
- Сравнительно низкая цветопередача. Цвета и оттенки на таком дисплее могут показаться очень тусклыми. Это – важнейший недостаток при использовании мониторов в дизайне и полиграфии, поскольку то, что будет видно на них, не будет соответствовать оттенкам на бумаге или ином носителе;
- Малые углы обзора. Уже при отклонении в 20-30 градусов от плоскости экрана отображаемые оттенки деформируются – становятся более тёмными или светлыми. А на 70 градусах изображение на некачественных дисплеях и вовсе становится неразличимым.
Сегодня мониторы на TFT используются в основном геймерами, а также сохранились в нижнем ценовом сегменте. На рынке мобильных устройств эта технология вытесняется новой, носящей название LTPS.
Описание и особенности IPS-экранов
IPS – довольно «молодая» технология, которая появилась сравнительно недавно: в 1996 году. И она изначально разрабатывалась для того, чтобы исправить недостатки TFT. В итоге удалось добиться превосходной цветопередачи, глубоких чёрного и белого оттенков, а также ряда других улучшений.
Но главное достоинство IPS заключается в том, что она поддерживает реалистичную цветопередачу – 8 бит на канал. Благодаря этому матрица способна отображать те самые 16 миллионов оттенков, которые являются стандартом в индустрии. IPS-экраны – решение для дизайнеров, художников и других творческих специалистов. Да что там, даже хвалёная технология Retina от компании Apple является логическим развитием IPS.
IPS – хорошее решение и для домашнего использования. Экраны, выполняющиеся по этой технологии, отличаются превосходными углами обзора: до 178 градусов. Поэтому, даже если смотреть на дисплей сбоку или сверху, изображение не исказится и оттенки сохранятся. В опен-спейсах это может показаться непрактичным.
В то же время телевизоры по технологии IPS практически не выполняются – и тому есть одна важная причина: такие экраны отличаются высоким энергопотреблением. Точнее, оно больше, чем у аналогов из семейства жидкокристаллических матриц. Также такие экраны заметно нагреваются при работе, особенно если пытаться обновлять их очень часто.
Впрочем, обеспечить высокую скорость отклика на таких экранах всё равно не получится. Даже самые современные, топовые модели характеризуются «отзывчивостью» в 3-5 миллисекунд. Это делает их неподходящими для «хардкорных» геймеров.
Ключевые достоинства IPS-экранов:
- Реалистичная цветопередача и расширенный диапазон отображаемых оттенков. Это делает их подходящими в профессиональном использовании – например, для дизайнеров и художников;
- Хорошее отображение чёрного цвета. Он не выглядит слишком серым. Впрочем, это зависит от качества матрицы, некоторые бюджетные варианты всё-таки обесцвечивают оттенок;
- Угол обзора – 178 градусов. Оттенки не меняются и не деформируются, если смотреть на экран сбоку, снизу или сверху.
- Ключевые недостатки IPS-экранов:
- Повышенное энергопотребление. В мониторах или телевизорах это приводит к неоправданному повышению мощности, в мобильных устройствах – к ускоренному разряду аккумулятора;
- Сравнительно высокая цена, что обусловлено сложностью в производстве;
- Время отклика – от 3-5 миллисекунд. Из-за этого может возникать «шлейф» за движущими объектами либо они могут «телепортироваться» на экране. Это проявляется в динамичных играх или при просмотре экшен-сцен.
IPS-экраны встречаются в мобильных устройствах, ноутбуках и мониторах домашних компьютеров. Впрочем, в смартфонах или планшетах они также постепенно вытесняются новыми типами матриц вроде LTPS или AMOLED.
Сравнение IPS и TFT
Итак, сравним эти две технологии. Учитываются общие черты, а не характеристики определённых моделей.
Характеристика
Сравнительно небольшая, как правило – до 65 тысяч оттенков
Расширенная, как правило – до 16 миллионов оттенков
Источник: expertology.ru
Что лучше выбрать IPS или LED монитор?
Посетите любого интернет-магазина или розничного продавца электронной техники, чтобы просмотреть список предлагаемых мониторов, и вы всегда будете сталкиваться с множеством запутанных разновидностей. LED, IPS, TN, TFT, LCD и т.д. Считается этот вопрос одними из самых популярных, и в равной степени вызывают путаницу. Как нам ориентироваться в этом мешающем болоте? Ну, в этом все дело.
Маркетологи целенаправленно наполняют эти аббревиатуры определенным мистицизмом, чтобы обмануть потребителей, заставляя их думать, что скрывающиеся за ними технологии — не что иное, как ультрасовременный и, следовательно, не просочились в популярный лексикон. Реальность такова, что эти технологии мониторов существуют уже много лет, а когда монитор разбивается, то складывается представление о том, как работает монитор и какими характеристиками обладает дисплей.
Рассмотрим тайны компьютерных игр, в этом руководстве. Погрузимся в тонкости IPS и светодиодных мониторов, а также покажем, в чем разница между ними.
Что такое жидкокристаллический монитор?
Прежде чем мы углубимся в то, что такое IPS и светодиоды, стоит понять основы технологии плоских мониторов.
Подавляющее большинство продаваемых сегодня мониторов — это жидкокристаллические дисплеи или LCD. Жидкие кристаллы обладают собственными светомодулирующими свойствами, которые требуют подсветки для отображения изображений на мониторе. ЖК-мониторы отличаются от традиционных аналогов с электронно-лучевой трубкой, которые были доминирующей технологией вплоть до второй половины 2000-х годов, когда ЖК-технология обогнала ЭЛТ. В настоящее время будет сложно найти новый ЭЛТ-монитор, так как производство практически закончилось.
Давайте погрузимся немного глубже: цветные ЖК-мониторы с высоким разрешением используют технологию TFT с активной матрицей или тонкопленочный транзистор. Не вдаваясь в технические аспекты, к жидким кристаллам добавляется матрица или сетка из тонкопленочных транзисторов для улучшения контрастности, резкости и яркости. Транзисторы сохраняют заряд в течение ограниченного периода времени (очень похожего на конденсатор), достаточно длительного, чтобы эффективно сохранять состояние пикселя при обновлении для следующей волны отображаемой информации, поступающей от источника.
ЖК-мониторы TFT идеально подходят для мониторов ПК, телевизоров, телефонов и планшетов, поскольку они обеспечивают качество при разумно низком физическом весе, что делает их единственными технологичными ЖК-экранами для текущих нужд. Учитывая это, любой ЖК-монитор будет ЖК-монитором TFT.
IPS — это тип технологии TFT с активной матрицей.
Что такое IPS дисплей?
IPS расшифровывается как переключение в плоскости и относится к тому, как молекулы внутри жидких кристаллов ЖК-дисплея расположены и ориентированы. Как следует из названия, молекулы расположены параллельно плоскости экрана, а не перпендикулярно, как в случае с наиболее популярными технологиями TFT, витыми нематическими панелями или TN, и VA, или панелями с вертикальным выравниванием.
IPS был разработан как решение проблем ограниченных углов обзора и нечетких проблем при просмотре экрана из неперпендикулярного положения. Поскольку молекулы жидких кристаллов параллельны, угол обзора значительно шире, а точность воспроизведения цвета остается точной независимо от положения зрителя. Изображения также выглядят более четкими, более «реалистичными». В мониторах TN цвета кажутся смещенными и даже инвертированными, поскольку угол обзора становится все более и более экстремальным.
Технология IPS приводит к отсутствию искажений поверхности, таких как хвосты. Избегание этих типов артефактов особенно важно, когда устройства с сенсорным экраном используют технологию IPS LCD. Прикосновение пальца не приводит к неприглядным временным вмятинам экрана.
Недостатком IPS считается то, что он стоит значительно дороже, чем ЖК-дисплеи TN, требует большей мощности, а ориентация молекулы совпадает с более медленным временем отклика/частотой обновления и коэффициентом контрастности, чем у аналога TN. TN имеет частоту обновления до 144 Гц, в то время как IPS в лучшем случае ограничивается 60 Гц.
Время отклика имеет решающее значение, поскольку оно может привести к появлению ореолов, если оно слишком длинное Ghosting — это артефакт отображения, вызванный быстрым изменением положения объектов на экране. Монитор не может успевать за движением и достаточно быстро менять цвета, создавая своего рода призрачный след за объектом, пока он не догонит его.
Чтобы усложнить ситуацию, существуют варианты IPS, такие как Advanced Super-IPS, Professional IPS и Advanced High-Performance IPS. Для простоты разница связана с тем, насколько хорошо технология IPS улучшает контрастность и диапазон цветовой гаммы.
Что такое LED монитор?
LED, с другой стороны, относится к типу подсветки, используемой для освещения жидких кристаллов на ЖК-мониторе. Светодиод означает светодиод и в контексте ЖК-мониторов отличается от других стандартов освещения, флуоресцентной подсветкой с холодным катодом или CCFL.
Существует два типа расположения светодиодов. Светодиоды с краевой подсветкой, которые располагаются на краю экрана, равномерно распределяя свет по экрану, и направляют всю линейку светодиодов, где светодиоды расположены непосредственно за экраном.
Преимущества светодиодных мониторов TFT заключаются в более низком энергопотреблении по сравнению с дисплеями CCFL, а также в улучшенном качестве, когда речь идет о яркости дисплея, а коэффициент контрастности выше, создавая лучшие истинные оттенки черного, а также более широкую гамму цветов, чем CCFL. Точно так же монитор суммы может быть чрезвычайно тонким и легким при использовании светодиодной подсветки с повышенной надежностью по сравнению с CCFL.
Наличие светодиодных дисплеев еще более усложняет ситуацию. Дисплей nLED использует светодиоды вместо жидких кристаллов в качестве основной технологии экрана или монитора. Светодиодные дисплеи были популярны в 1970-х годах, но перестали пользоваться ими как монохромные, а когда в конце 1980-х годов был реализован полноцветный дисплей, на рынке появились ЖК-технологии. Однако в последнее десятилетие они возобновились благодаря технологии Sony OLED и Crystal LED Integrated Structure. Они остаются значительно дороже, чем ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой.
Отличие IPS от LED экрана?
Как вы теперь понимаете, IPS и LED относятся к различным компонентам монитора и не являются взаимоисключающими. Можно иметь светодиодный монитор с IPS-дисплеем или без него.
Что касается основного функционального различия, все сводится к тому, чего вы надеетесь достичь с помощью монитора. Мониторы IPS идеально подходят для графических дизайнеров, фотографов или художников, которым нужна точность цветопередачи и широкоэкранный монитор без искажений, но они не слишком беспокоятся о частоте обновления. Идея состоит в том, чтобы получить реалистичное представление цветов, а IPS работает лучше всего, объясняя, почему креативщики предпочитают Retina Display от Apple (собственный вариант IPS).
Игрок, который полагается на четкие кадры в минуту для игры в новейший высокооктановый шутер, вероятно, предпочел бы монитор TN для более быстрого времени отклика, хотя IPS обеспечивает лучшее общее качество изображения. Лучшая контрастность TN также может быть предпочтительнее для обнаружения врагов в затененных областях или темных зданиях, чтобы получить конкурентное преимущество в игре.
Что касается светодиодной подсветки над CCFL, то здесь нет абсолютно никакого сравнения. CCFL более или менее устарел, и большинство производителей постепенно завершают его выпускать. Светодиод дешевле, надежнее, дольше и в основном менее опасен для окружающей среды, чем его флуоресцентный эквивалент. В последние годы контрастность и цветовая гамма также догнали CCFL, поэтому потери качества очень незначительны.
Источник: fps-up.ru
Основы монитороведения. Типы матриц: IPS
С момента создания первого монитора на жидких кристаллах прошло уже довольно много времени, когда мир понял, что так дальше продолжаться не может, — выдаваемого TN-технологией качества явно стало не хватать. Те нововведения, что были призваны исправить недостатки TN-матриц (подробно TN-технология и общие принципы работы рассматриваются в предыдущих статьях), спасли ситуацию лишь частично. Поэтому к середине 90-х годов прошлого века начались активные поиски новых решений, способных перевести качество ЖК-мониторов на принципиально новый уровень.
Так уж бывает в мире технологий, что одни ищут решения возникающих проблем путём модернизации имеющихся разработок, а другие не боятся начинать всё с нуля. Гордые японцы под эгидой Hitachi долго смотрели на весь этот шум, потом вздохнули, засучили рукава и в 1996 году явили миру свою собственную разработку, лишённую минусов TN-технологии. Названа она была IPS (In-Plane Switching), что можно перевести как «переключение в плоскости». От стандартной TN-матрицы она отличалась тем, что, во-первых, кристаллы в матрице были не скручены, а располагались параллельно друг другу в одной плоскости (отсюда и название). А во-вторых, оба контакта для подачи напряжения располагались на одной стороне ячейки.
Схематическое изображение ячейки в IPS-матрице
Что это дало в результате? В IPS-матрицах при отсутствии напряжения свет не проходил через поляризаторы, поэтому, в отличие от TN-технологии, чёрный цвет здесь был именно чёрным. Первые версии отличались ещё одной особенностью — при взгляде на экран сбоку чёрный цвет давал фиолетовый оттенок (впоследствии эта проблема была решена). В выключенном состоянии матрица свет не пропускала, поэтому теперь, если пиксель выходил из строя, то, в отличие от TN-матриц, появлялась не светящаяся точка, а чёрная. К тому же на порядок возросло качество цветопередачи.
Но, как обычно это бывает в таких случаях, решение старых проблем породило новые. В связи с особенностями «конструкции», для того чтобы повернуть кристаллы, стало требоваться гораздо больше времени, соответственно, матрица стала гораздо более «медленной». Далее, поскольку оба контакта расположили на одной стороне, это уменьшило полезную площадь (незначительно, но тем не менее), что, в свою очередь, привело к уменьшению яркости и контрастности панелей, созданных по этой технологии.
Но и это ещё не всё. Расход энергии тоже возрос — как за счёт технических решений, так и за счёт использования более мощных источников освещения. Как результат — цена этих матриц довольно высока.
В любом случае, качество изображения стало гораздо выше, что позволило сразу нескольким компаниям активно броситься на поиски модернизаций с целью уменьшить «вредные» параметры и улучшить преимущества. Одновременно с Hitachi эту же самую технологию стали использовать и в NEC (только вот называлась она у них Super Fine TFT, или SFT).
Уже в 1998 году Hitachi модернизировала матрицы IPS, уменьшив время отклика. Технологию, которую назвали S-IPS, сразу же взяли на вооружение такие гиганты, как Dell и Samsung. Стоит отметить, что на сегодняшний день именно по направлению IPS существует больше всего модификаций, которые далеко ушли от первоначальной версии. И хотя общие моменты, касающиеся этих матриц, остаются, во многих модификациях некоторые параметры были сильно улучшены.
LG IPS231P
Одна из последних моделей от LG на IPS-матрице
Так вот, начиная с 1998 года развитие технологии пошло по трём направлениям, ведомым тремя компаниями — Hitachi, NEC и LG. Не вдаваясь в технические детали и особенности (каждая последующая версия обладала более совершенной цветопередачей, уменьшенным временем отклика или улучшенным контрастом), перечислим название технологий в порядке их появления. Просто для того, чтобы вы, столкнувшись с непонятной аббревиатурой, знали, о чём идёт речь.
Итак, по линии NEC это матрицы: SFT, A-SFT, SA-SFT, UA-SFT.
По линии Hitachi: IPS, S-IPS, AS-IPS, IPS-Pro (версии 2004, 2008 и 2010 годов).
По линии LG: S-IPS, AS-IPS, H-IPS (была ликвидирована фиолетовая засветка, характерная для S-IPS), E-IPS (уменьшено энергопотребление, уменьшено время отклика, увеличены углы обзора), P-IPS (обеспечивается 30-битная глубина цвета).
Напоследок стоит упомянуть ещё об одном ответвлении — технологии ACE (Advanced Coplanar Electrode) от Samsung, но поскольку монитор, созданный по этой технологии, на рынке найти практически невозможно, то будущее ACE пока что неизвестно.
Профессиональный монитор NEC MultiSync PA301W на базе матрицы P-IPS
Итак, в каком случае покупка монитора с IPS-матрицей будет оправданна? Сразу сделаем оговорку — под IPS имеется в виду всё направление, а не самая первая технология.
Начнём с минусов:
- прежде всего — цена. Эти матрицы самые дорогие. Правда, учитывая динамику последних лет и постоянное развитие технологий, тут стоит отметить одну деталь. То, что вчера было запредельно дорого, сегодня уже стоит гораздо меньше. Другими словами, если сегодняшняя технология вам ещё не по силам, то, возможно, вполне подойдёт качественная вчерашняя, которая будет на голову лучше альтернативных вариантов на других технологиях;
- второй, тоже уже достаточно спорный момент, — это скорость матрицы. Да, первоначально они сильно отставали от лидеров — TN-матриц. Отставали так, что даже простое прокручивание текста на экране вызывало некоторые трудности, так как изображение просто не успевало быстро обновляться. Но последние разработки позволили если и не перегнать TN-матрицы, то по крайней мере сделать различие в скорости очень незначительным;
- что касается энергопотребления, то, начиная с модификации E-IPS, оно тоже было уменьшено.
Как мы видим, практически нигде, за исключением цены (пока что), у этих матриц нет сильных «проколов», к тому же, учитывая количество технологических ресурсов, которые задействованы в модернизации этого направления, очень вероятно, что и дальше ситуация будет улучшаться. Кстати, ещё один интересный момент — эти матрицы устойчивы к нажатию. Прикосновение к экрану на TN- или *VA-матрицах приводит к кратковременной деформации изображения (так называемым «волнам»). У IPS-матрицы такой эффект отсутствует.
Плюсы этой технологии были очевидны ещё с самого начала и в дальнейшем лишь постоянно усиливались:
- это прежде всего отличная цветопередача. Последняя версия (P-IPS) обеспечивает передачу более одного миллиарда цветов, что должно удовлетворить даже самых требовательных дизайнеров. Ещё в 2008 году по качеству цветопередачи они вплотную приблизились к CRT-мониторам. Так что для серьёзной работы с графикой мониторы на IPS-матрицах — это единственный разумный выбор;
- хорошие углы обзора, которые к тому же всё время улучшаются;
- ISP-матрицы наиболее комфортны для глаз, что подтверждается офтальмологами;
- ну и в заключение ещё раз отметим, что технология постоянно улучшается и развивается, поэтому многие негативные моменты, упоминаемые в обзорах и тестах в последних моделях, могут быть или исправлены или уже неактуальны.
Довольно высокая цена IPS-матриц заставила искать альтернативные пути решения проблем, поставленных TN-матрицей. Решением стало появление третьей технологии, которая заняла промежуточную ступень между простыми TN-матрицами и профессиональными мониторами на технологии IPS. Но это уже совсем другая история.
22.08.2011 Несват Александр
Источник: podberi-monitor.ru