Видеосистема, Обзоры, статьи, тестирование,

Материал опубликован - 17/09/2002

Выбираем ЖК-монитор,
или
за что мы платим и переплачиваем

Из истории

Мы уже неоднократно поднимали на страницах журнала тему жидкокристаллических (ЖК) мониторов. Но прогресс в этой области не стоит на месте, ЖК технологии постоянно дешевеют, а потому становятся предметом массового спроса и такого же массового интереса. В этой статье я постараюсь подробно рассказать не только о том, что такое ЖК-мониторы, но и о том, какие из них стоит покупать, а какие - не стоит. Кроме того, хочется развенчать распространенный миф о том, что ЖК-монитор однозначно лучше классического с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).

«ЖК-сэндвич»: как он устроен, и с чем его едят

Принцип действия ЖК-дисплеев основан на эффекте поляризации света, пропущенного через жидкокристаллическое вещество в электромагнитном поле. Жидкий кристалл, в отличие от обычного, не имеет упорядоченной внутренней структуры. Молекулы в нем расположены хаотично и могут свободно перемещаться. Пропущенный через такой кристалл свет не изменяет своей поляризации. Однако под действием внешнего электрического поля молекулы жидкого кристалла выстраиваются в упорядоченную структуру. Свет, пропущенный через такую среду, приобретает направленную поляризацию. На пути светового потока ставится еще один поляризованный слой, который не пропускает свет поляризации другой направленности (отличной на 90o), но пропускает неполяризованный свет.

Простейший ЖК-монитор состоит из двух параллельно расположенных стекол, с внутренней стороны которых нанесены полоски прозрачных проводников. На одной стороне - горизонтальных, на другой - вертикальных. Подавая напряжение на соответствующие пары проводников, можно создать потенциал в любой точке матрицы. Между стеклами находится жидкий кристалл, в котором при подаче потенциала происходит поляризация света. Итак, впереди находится слой поляризатора, на другой стороне - лампа подсветки. Вот и весь простейший «ЖК-сэндвич».

С принципом устройства монитора разобрались. Теперь о том, как он работает. Ведь невозможно подавать разные потенциалы на все точки матрицы одновременно. Здесь, как и в ЭЛТ-мониторах, надо проводить сканирование точек, то есть потенциал сначала подается на одну точку, потом на другую, третью и так далее вплоть до какой-нибудь 786432-й (при разрешении 1024х768), потом весь цикл повторяется заново. Получается, что кристалл в данной точке получает единичный сигнал, а потом 785432 сигналов пропускает. Чтобы при таких условиях сохранить цвет точки, кристалл должен обладать высокой инертностью, то есть быть «медленным». Таковыми они и были в старых мониторах пяти-шестилетней давности.

Скорость изменения цвета точки ЖК-монитора именуется скоростью реакции и измеряется в современных моделях десятками миллисекунд, хотя в старых моделях это время измерялось целыми сотнями миллисекунд. На подобных мониторах не то что играть в 3D Action, симуляторы
и прочие динамичные игры было невозможно (изображение «размывалось» по экрану), но и просто работать за такими «лампочками» было затруднительно.

Про мед и деготь

В прошлом абзаце речь шла о мониторах с так называемыми пассивными матрицами. Новая эра -мониторов началась с приходом активных матриц. В принципе, единственное принципиальное их отличие заключается в дополнительном полупроводниковый слое, содержащем транзисторы, которые удерживают необходимый потенциал в каждой точке матрицы на протяжении всего времени между сканирующими сигналами. Технология, конечно, более дорогая, но именно благодаря ее применению стало возможным использование «быстрых» кристаллов, и изображение теперь удерживается не инертностью кристалла, а транзисторной схемой. Скорость реакции ЖК-мониторов достигла вполне приемлемых величин порядка 25-50 мс, хотя и этих значений бывает недостаточно для отображения динамичного видео и активных трехмерных игр. Опять-таки в самые критические моменты изображение просто «размазывается».

Дело в том, что частота обновления кадров в современных Action составляет 80-100 кадров в секунду (fps в данном случае синоним герцам, Гц), а современный ЖК-монитор может отобразить за секунду только порядка 20-40 отдельных кадров. Получается, что несколько кадров игры могут накладываться друг на друга. Естественно, что такое наложение заметно лишь при резкой смене «картинки», например при быстром движении, но все равно эффект получается весьма неприятный, и на играбельности он отражается самым пагубным образом.

Другим, впрочем, весьма условным недостатком ЖК-монитора по сравнению с их ЭЛТ собратьями можно назвать то обстоятельство, что разрешение ЖК-экранов фиксировано. Если ЖК-матрица содержит 800х600 точек, то при всем желании «выжать» из нее физические 1024х768 не получится. Для отображения большего числа точек применяется алгоритм интерполяции, при этом качество и четкость изображения обычно остаются прежними.

Если говорить о серьезных недостатках ЖК-мониторов, то к ним по праву относится малое реально отображаемое количество цветов. Многие производители заявляют, что их монитор отображает до 16 миллионов цветов. Однако видели ли вы эти цвета? Согласитесь, им весьма далеко до палитры, отображаемой обычным ЭЛТ-монитором. Реально большинство мониторов отображают лишь порядка 260 тысяч цветов, а это всего лишь 18-битный цвет, а вовсе не заявленные 24 бита. Из-за этого «картинка» выглядит так, как если бы принудительно уменьшили число передаваемых цветов в настройках видеокарты. Вот за это и не любят ЖК-мониторы дизайнеры-полиграфисты.

Еще один недостаток ЖК-дисплеев - их низкая контрастность. В то время, как у лучших ЭЛТ-мониторов она достигает величины 700:1, лучшие ЖК-мониторы еле дотягивают до 450:1, а это почти в два раза хуже. Низкий уровень контрастности приводит к тому, что, например, темные цвета передаются просто как черный. Для профессиональной работы с фотографиями как раз очень важно различать градации цвета в темных участках фотографии, чего не могут обеспечить ЖК-мониторы.

Негативным моментом является и относительно малый угол обзора этих мониторов. Правда, в последние годы в этой области наблюдается существенный прогресс, и современные ЖК-мониторы обладают уже приемлемым углом обзора 90-170o.

Теперь о том, что в подзаголовке было названо медом. Причем, должен заметить, его у ЖК-мониторов все-таки больше, чем «дегтя». Во-первых, они обладают минимальным уровнем электромагнитного излучения. Дело в том, что в ЭЛТ-мониторах электромагнитное поле создают преимущественно мощные электромагниты отклоняющей системы и собственно «пушка» электронно-лучевой трубки. В ЖК-мониторах подобных мощных источников излучения нет. Кстати, из этого обстоятельства вытекает еще одно их достоинство - сами ЖК-мониторы не подвержены действию внешних электромагнитных полей. И, если рядом с ними на столе, например, включены мощные динамики или зазвонил сотовый телефон, с изображением ничего не случится.

Из конструктивных отличий вытекает целый ряд других очень важных достоинств ЖК-мониторов - идеальная геометрия изображения без каких-либо искажений и идеальная фокусировка. Стоит отметить и отсутствие мерцания. Это тоже принципиальная черта, ведь транзисторы «держат» цвет точки все время между очередными скан-сигналами. Все перечисленные факторы способствуют более комфортной работе и меньшей утомляемости глаз пользователя.

Еще один плюс ЖК-мониторов особенно заметен при размещении рабочего места в условиях дефицита пространства - речь идет о малых габаритах. Не стоит забывать элементарное правило: меньше места монитору - больше места человеку, меньше пыли на столе.

В общем-то я рассказал об основных положительных и отрицательных сторонах ЖК-мониторов, однако этого недостаточно для их правильного выбора. Поэтому следующим пунктом будет рассказ о применяемых технологиях изготовления ЖК-матриц.

Технологии: баланс преимуществ и цены

Просто одного рассказа о положительных и отрицательных сторонах ЖК-мониторов недостаточно для того, чтобы безошибочно сделать правильный выбор при покупке. И сейчас я хочу рассказать о технологиях, применяемых при изготовлении матриц.

Технология TN+Film основана на использовании так называемых «скрученных» кристаллов и дополнительной пленки рассеивания, увеличивающей угол обзора. Это одна из наиболее старых технологий, самая дешевая в изготовлении, но не самая лучшая по характеристикам.

Кристалл в «свободном» состоянии (без подачи напряжения) выстраивает спиралевидные структуры, способные поворачивать угол поляризации света на 90o. При подаче напряжения молекулы кристалла выстраиваются перпендикулярно плоскости экрана и становятся неспособными менять угол поляризации света. Дополнительные поляризаторы на тыловой и лицевой стенках матрицы обладают углами поляризации, отличающимися друг от друга на 90o. Таким образом, свет, проходя через тыловую стенку, становится поляризованным, а жидкий кристалл либо меняет угол его поляризации, и свет проходит через лицевую стенку матрицы, либо этого не происходит, свет задерживается вторым поляризатором.

Основной недостаток этой технологии заключаются в том, что инженерам никак не удается заставить все кристаллы повернуться перпендикулярно плоскости экрана, а значит, и не удается достигнуть идеально черного цвета. К тому же раз при данной технологии точка в «свободном» состоянии пропускает свет, то «битые» точки очень заметны.

Технология IPS (In-Pane Switching или Super-TFT) была разработана совместно компаниями NEC и Hitachi для производства ЖК-матриц, лишенных недостатков технологии TN.

Суть этой технологии в том, что разнополярные электроды располагаются не в разных плоскостях, а в одной. Так удалось значительно упростить процесс поворота молекул кристалла, хотя сделать такую сложную электроразводку в одной плоскости очень сложно.

Среди плюсов технологии IPS можно отметить четкий черный цвет, большой угол обзора, достигающий 170o, и тот факт, что «битые» пиксели теперь выглядят черными, а потом они и достаточно малозаметны. Минусов, однако, получилось не меньше: сложность реализации электрической разводки в одной плоскости, малое число передаваемых градаций цвета, большее время реакции. В общем, часть проблем была решена, но зато добавились новые.

Еще более сложная и дорогая технология MVA обладает целым рядом преимуществ: это и малое время реакции, и лучшая передача цвета, в том числе и глубокого черного, и большой угол обзора, кроме того, «битые» пиксели тоже малозаметны.

Высокая стоимость матриц, выполненных по такой технологии, объясняется ее конструктивными особенностями. В «свободном» состоянии молекулы кристалла расположены параллельно плоскости экрана и под углом 90o к лицевому поляризатору, не пропуская, таким образом, свет. При подаче напряжения молекулы выстраиваются перпендикулярно плоскости экрана, пропуская свет. Все бы было хорошо, но вот при передаче полутонов один и тот же пиксель выглядит совершенно по-разному, в зависимости от точки его наблюдения. Чтобы избежать подобного эффекта, изготовители делают электроды на плоскостях в виде выступов и углублений в местах, где должны быть пиксели. Таким образом, молекулы, выстраиваясь под одним углом к плоскости электродов, всегда находятся под разными углами к зрителю, за счет чего и убирается нежелательный эффект.

Понятно, что из всех вышеперечисленных технологий наилучшей и самой прогрессивной является MVA, но отрицательный фактор - высокая цена. На «противоположном полюсе» находится TN+Film - самая недорогая, а потому и наиболее доступная технология.

Момент выбора

Сейчас, когда я уже рассказал о теоретической стороне вопроса, хочу перейти к практике. Так на что же все-таки стоит, обратить внимание при выборе и покупке ЖК-монитора.

Во-первых, угол обзора. Чем он больше, тем лучше. Особое значение имеет вертикальный угол обзора, в идеальном варианте он должен быть не менее 120o.

Во-вторых, качество передачи цветов. Здесь поможет сравнение, например, изображение одной и той же фотографии на разных мониторах. Обратите внимание на плавность перехода тонов и на передачу нюансов цвета в темных местах картинки.

В-третьих, яркость и контрастность. Чем выше их значения, тем лучше. И они ни в коем случае не должны быть меньше соответственно 200 кд/м2 и 300:1.

В-четвертых, время реакции. Как уже говорилось выше, время реакции современных мониторов лежит в пределах 25-50 мс: чем меньше, тем лучше. Многие производители либо предпочитают не писать время реакции вовсе, либо хитрят, указывая отдельно время включения и время выключения пикселя. Понятно, что само время реакции определяется суммой этих двух показателей. Стоит настороженно относится к мониторам с такими «хитростями». Очень наглядно будет запустить какое-нибудь динамичное видео и понаблюдать за изображениями на разных мониторах. И по определению понятно, что, чем меньше «размазывается» сцена, тем лучше монитор.

Пятый важный фактор - наличие «битых» пикселей. Сразу хочу предупредить - идеальных матриц совсем без таких неприятных моментов практически не так уж и много. Технология изготовления активных матриц очень сложна и допускает большой процент брака. Поэтому в продажу поступают матрицы с определенным количеством неработающих пикселей (точнее, субпикселей), что считается нормой. «Лечению» это, конечно же, не поддается. Так что внимательно посмотрите на экран на предмет числа «битых» пикселей, убедитесь, что их немного и их расположение не помешает вам в работе.

Стоимость ЖК-дисплея повышается с увеличением количества используемых ламп. Число их не влияет на яркость или равномерность подсветки, как можно было бы подумать. Количество ламп повышает отказоустойчивость монитора. Срок службы одной неоновой лампы обычно составляет около 50 тысяч часов, в то время как электроника монитора способна выдержать в два-три раза больше. Таким образом, когда выходит из строя одна лампа, за дело берется другая.

Есть одна интересная опция, которая опять-таки стоит денег - возможность поворота экрана на 90o. Был он, например, 1024х768 точек, а стал 768х1024. При вертикальном расположении дисплея удобнее редактировать текст, просматривать web-страницы. Вам нужно самим решить, стоит ли платить за такую возможность или нет. Помню, в начале 90-х специально выпускались вертикальные ЭЛТ-мониторы для полиграфистов. Работать за ними было очень удобно.

Даже за последний год характеристики ЖК-мониторов значительно улучшились и продолжают улучшаться. Это результат увеличивающегося спроса и, как следствие, увеличивающихся инвестиций в отрасль. Происходит смена оборудования, но морально устаревшие линии продолжает работать в хорошо известных странах, выдавая «на гора» матрицы с устаревшими характеристиками. Так что будьте внимательны, не покупайте вчерашний день. Удачи вам в выборе!

Ссылки по теме:

- DTI LCD 15" 3D - трехмерное изображение без 3D-очков

Новости по теме:

Автор Владислав Калинкин, статья предоставлена журналом "Computer Review"
Редактирование Дмитрий "Digit" Петрусенко

Статьи

Новости

Файлы

Словарь

Форум

Производители

Товары и цены

Каталог ссылок

Доска объявлений

Последние статьи

Последние новости