Выбор ЖК-монитора

Сергей Пахомов

Принцип работы и типы ЖК-матриц

   TN-матрица

   IPS-матрицы

   MVA-матрицы

Характеристики ЖК-мониторов

   Разрешение ЖК-монитора

   Яркость

   Контрастность

   Количество отображаемых цветов

   Угол обзора

   Время реакции пиксела

   Интерфейс монитора

   Индивидуальные особенности мониторов

Заключение

 

ЖК-мониторы уверенно занимают рынок офисных и домашних мониторов. Цены на них наконец-то достигли того уровня, когда можно говорить о массовости продукта, причем если еще в начале года особой популярностью пользовались 15-дюймовые модели, то сейчас все больший спрос наблюдается на 17-дюймовые модели, причиной чего стало, конечно же, снижение цен на них. Естественно, не все пользователи приемлют замену ЭЛТ-монитора на ЖК-аналог. Особо привередливые геймеры все еще утверждают, что ЖК-мониторы не пригодны для динамичных игр, поскольку количество пресловутых fps, отображаемых этими мониторами, далеко от идеала. Однако мы не будем вступать в диспут по этому поводу, а попытаемся разобраться во всех нюансах современных ЖК-технологий и рассмотреть преимущества и недостатки этих мониторов, а также подробно остановимся на тех ключевых моментах, на которые необходимо принимать во внимание при выборе мониторов. Но прежде чем переходить к конкретным рекомендациям, нам предстоит совершить небольшой теоретический экскурс в ЖК-технологии.

Принцип работы и типы ЖК-матриц

Основным компонентом ЖК-матрицы являются жидкие кристаллы. Жидкокристаллическим (или мезоморфным) называется такое состояние вещества, при котором оно обладает структурными свойствами, промежуточными между свойствами твердого кристалла и жидкости. Они состоят из подвижных молекул анизотропной формы, сохраняющих определенный порядок в своем расположении относительно друг друга.

У молекул жидких кристаллов можно четко выделить характерные оси: в таких молекулах атомы располагаются вдоль избранной линии. Жидкие кристаллы имеют особое направление, вдоль которого ориентируются длинные оси или плоскости молекул. При этом центры масс молекул не образуют правильную (кристаллическую) решетку, а располагаются хаотично в пространстве и могут в нем свободно перемещаться. Существует три основных типа жидких кристаллов: смектические, нематические и холестерические.

В смектическом жидком кристалле молекулы образуют слои, которые могут легко скользить один по другому, обусловливая текучесть жидкого кристалла. Слои расположены периодично по отношению друг к другу. Внутри слоев в боковых направлениях строгая периодичность в размещении молекул отсутствует.

В зависимости от характера упаковки молекул в слоях и наклона их длинных осей относительно смектических плоскостей можно говорить о существовании той или иной полиморфной модификации смектического жидкого кристалла.

Нематические жидкие кристаллы не имеют такой слоистой структуры, как смектические. Молекулы в них беспорядочно сдвинуты в направлении своих длинных осей. В расположении молекул наблюдается лишь ориентационный порядок: все молекулы ориентированны вдоль одного преимущественного направления.

Структура холестерических жидких кристаллов такая же, как и у нематических, но дополнительно закручена в направлении, перпендикулярном длинным осям молекул. Во всех кристаллах холестерического типа и в их смесях с другими жидкими кристаллами, благодаря их специфической спиральной структуре, наблюдается вращение плоскости поляризации света.

По электрическим свойствам все жидкие кристаллы делятся на две основные группы: к первой относятся жидкие кристаллы с положительной диэлектрической анизотропией, а ко второй — с отрицательной диэлектрической анизотропией. Не вникая в подробности этих терминов, отметим, что разница заключается в том, как эти молекулы реагируют на внешнее электрическое поле. Молекулы с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются вдоль силовых линий поля, а молекулы с отрицательной диэлектрической анизотропией, наоборот, ориентируются перпендикулярно силовым линиям электрического поля. Нематические жидкие кристаллы обладают положительной диэлектрической анизотропией, а смектические кристаллы — отрицательной диэлектрической анизотропией.

Другое замечательное свойство ЖК-молекул заключается в их оптической анизотропии. В частности, если ориентация молекул совпадает с направлением распространения плоскополяризованного света, то молекулы не оказывают никакого воздействия на плоскость поляризации света. Если же ориентация молекул перпендикулярна направлению распространения света, то плоскость поляризации поворачивается таким образом, чтобы быть параллельной направлению ориентации молекул.

Диэлектрическая и оптическая анизотропия ЖК-молекул дает возможность использовать их в качестве своеобразных модуляторов света, позволяющих формировать требуемое изображение на экране. Сегодня существует несколько типов ЖК-матриц, различающихся принципом управления ЖК-молекулами и используемыми типами жидких кристаллов. Наибольшее распространение получили TN-, IPS- и MVA-матрицы. Рассмотрим каждую из них более подробно.

TN-матрица

Матрицы данного типа распространены наиболее широко. Подавляющее большинство 15- и 17-дюймовых мониторов имеют именно TN-матрицу.

Жидкокристаллическая матрица в данном случае представляет собой многослойную структуру, состоящую из двух поляризующих фильтров, двух прозрачных электродов и двух стеклянных пластинок, между которыми располагается собственно жидкокристаллическое вещество нематического типа с положительной диэлектрической анизотропией.

На поверхность стеклянных пластин наносятся специальные бороздки, что позволяет создать первоначально одинаковую ориентацию всех молекул жидких кристаллов вдоль пластины. Бороздки на обеих пластинах взаимно перпендикулярны, поэтому слой молекул жидких кристаллов между пластинами изменяет свою ориентацию на 90°. Получается, что ЖК-молекулы образуют скрученную по спирали структуры (рис. 1). Именно поэтому такие матрицы и получили название Twisted Nematic (TN), что означает скрученное состояние жидких нематических кристаллов.

Стеклянные пластины с бороздками располагаются между двух поляризационных фильтров, причем ось поляризации в каждом фильтре совпадает с направлением бороздок на пластине. Таким образом, оси поляризации, так же как и бороздки на пластинах, взаимно перпендикулярны друг другу.

Если бы стеклянные пластины со слоем жидкокристаллического вещества отсутствовали, то свет не смог бы пройти через систему двух поляризующих фильтров со взаимно перпендикулярными осями поляризации. Действительно, свет, проходя через первый поляризующий фильтр, «вырезает» из него только одну плоскость поляризации, отфильтровывая все остальное. Ну а дальше все очевидно: на второй поляризующий фильтр уже попадает плоскополяризованное излучение, плоскость поляризации которого перпендикулярна оси поляризации второго поляризующего фильтра, однако такой свет будет полностью поглощен вторым поляризующим фильтром.

Использование слоя жидкокристаллического вещества может кардинально изменить ситуацию, поскольку жидкие кристаллы способны менять плоскость поляризации проходящего через них света, если они ориентированы перпендикулярно направлению распространения светового луча. Так, если изначально плоскость поляризации падающего света совпадает с ориентацией жидкокристаллических молекул, то по мере изменения ориентации молекул будет поворачиваться и плоскость поляризации света. В результате, если такой слой жидкокристаллического вещества помещается между упомянутыми поляризующими фильтрами, данная система становится оптически прозрачной.

Под воздействием электрического поля, создаваемого прозрачными электродами, молекулы жидкокристаллического слоя меняют свою пространственную ориентацию, выстраиваясь вдоль по полю. В этом случае жидкокристаллический слой теряет способность поворачивать плоскость поляризации падающего света, и тогда система становится оптически непрозрачной, так как весь свет поглощается выходным поляризующим фильтром. В зависимости от приложенного напряжения между управляющими электродами можно менять ориентацию молекул вдоль силовых линий поля не полностью, а лишь частично, то есть управлять степенью скрученности ЖК-молекул. Это, в свою очередь, позволяет менять интенсивность света, проходящего через ЖК-ячейку. Таким образом, установив лампу подсветки позади ЖК-матрицы и изменяя напряжение между электродами, можно менять степень прозрачности одной ЖК-ячейки, или субпиксела, матрицы. Это позволяет модулировать свет, получая градации черно-белого цвета. При помощи данной схемы можно сконструировать черно-белый монитор.

Для создания же цветного изображения необходимо применение трех цветных фильтров. Напомним, что любой цветовой оттенок можно получить, смешивая друг с другом в различных пропорциях три базовых цвета: красный (R), зеленый (G) и голубой (B). Соответственно, используя три цветных фильтра, установленных на пути распространения белого цвета, можно получить три базовых цвета в нужных пропорциях. Поэтому каждый пиксел ЖК-монитора состоит из трех отдельных субпикселов: красного, зеленого и голубого, представляющих собой управляемые ЖК-ячейки и различающихся только используемыми фильтрами, которые устанавливаются между верхней стеклянной пластиной и выходным поляризующим фильтром.

Как мы уже отмечали, TN-матрицы являются наиболее распространенными и дешевыми. Им свойственны определенные недостатки: не очень большие углы обзора, невысокая контрастность и, что немаловажно, невозможность получить идеальный черный цвет. Дело в том, что даже при приложении максимального напряжения к ячейке невозможно до конца раскрутить ЖК-молекулы, сориентировав их вдоль силовых линий поля. Поэтому эти матрицы даже при полностью выключенном пикселе остаются слегка прозрачными. Второй недостаток связан с небольшими углами обзора. Для частичного его устранения на поверхность монитора наносится специальная рассеивающая пленка, что позволяет увеличить угол обзора. Данная технология получила название TN+Film, что указывает на наличие этой пленки.

Узнать, какой именно тип матрицы применяется в мониторе, не так-то просто. Однако если на мониторе имеется битый пиксел, что является следствием выхода из строя управляющего ЖК-ячейкой транзистора, то в TN-матрицах он всегда будет ярко гореть (красным, зеленым или синим цветом), поскольку для TN-матрицы открытый пиксел соответствует отсутствию напряжения на ячейке.

IPS-матрицы

IPS (In-Plane Switcing) — это технология, разработанная в 1995 году компаниями Hitachi и NEC. Мониторы с IPS-матрицей называют также Super TFT-мониторами. Отличительной особенностью IPS-матриц является то, что управляющие электроды расположены в одной плоскости на нижней стороне ЖК-ячейки.

При отсутствии напряжения между электродами ЖК-молекулы расположены параллельно друг другу, электродам и направлению поляризации нижнего поляризующего фильтра. В этом состоянии они не влияют на угол поляризации проходящего света, а свет полностью поглощается выходным поляризующим фильтром, поскольку направления поляризации фильтров перпендикулярны друг другу.

При подаче напряжения на управляющие электроды создаваемое электрическое поле поворачивает ЖК-молекулы на 90° таким образом, что они ориентируются вдоль силовых линий поля. Если через такую ячейку пропустить свет, то за счет поворота плоскости поляризации верхний поляризующий фильтр пропустит свет без помех, то есть ячейка окажется в открытом состоянии (рис. 2). Посредством изменения напряжения между электродами, можно заставлять ЖК-молекулы поворачиваться на произвольный угол, меняя тем самым прозрачность ячейки.

Во всем остальном IPS подобны TN-матрицам: цветное изображение также формируется за счет использования трех цветовых фильтров.

IPS-матрицы имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с TN-матрицами. Преимуществом является то, что в данном случае получается идеально черный цвет, а не серый, как в TN-матрицах. Другим неоспоримым достоинством данной технологии являются большие углы обзора, достигающие 140°. Связано это с тем, что в TN-матрицах, в зависимости от формируемого цветового оттенка пиксела, направление ориентации ЖК-молекул составляют некий угол относительно поверхности монитора, а в IPS-матрицах молекулы при любом цветовом оттенке расположены всегда в одной и той же плоскости экрана монитора.

К недостаткам IPS-матриц стоит отнести большее, чем для TN-матриц, время реакции пиксела (впрочем, к вопросу о времени реакции пиксела мы еще вернемся). В заключение отметим, что существуют различные модификации IPS-матриц (Super IPS, Dual Domain IPS), позволяющие улучшить их характеристики.

MVA-матрицы

Еще один тип матриц, разработанных компанией Fujitsu в 1996 году, — это Multi-Domain Vertical Alignment (MVA). Технология MVA является развитием технологии VA, то есть технологии с вертикальным упорядочиванием молекул. В отличие от TN- и IPS-матриц, в данном случае используются жидкие кристаллы с отрицательной диэлектрической анизотропией, которые ориентируются перпендикулярно направлению линий электрического поля.

При отсутствии напряжения между обкладками ЖК-ячейки все жидкокристаллические молекулы ориентированы вертикально и не оказывают никакого влияния на плоскость поляризации проходящего света. Поскольку свет проходит через два скрещенных поляризатора, то он полностью поглощается вторым поляризатором, а ячейка оказывается в закрытом состоянии, причем, в отличие от TN-матрицы, возможно получение идеально черного цвета.

При приложении напряжения к электродам, которые расположены сверху и снизу, молекулы поворачиваются на 90°, ориентируясь перпендикулярно линиям электрического поля. При прохождении плоскополяризованного света через такую структуру плоскость поляризации поворачивается на 90°, поэтому свет свободно проходит через выходной поляризатор, то есть ЖК-ячейка оказывается в открытом состоянии.

Достоинствами систем с вертикальным упорядочиванием молекул являются возможность получения идеально черного цвета (что, в свою очередь, сказывается на возможности получения высококонтрастных изображений) и малое время реакции пиксела.

С целью увеличения углов обзора в системах с вертикальным упорядочиванием молекул используется мультидоменная структура, что и приводит к созданию типа матриц MVA (рис. 3). Смысл технологии заключается в том, что каждый субпиксел разбивается на несколько зон (доменов) с использованием специальных выступов. Эти выступы несколько меняют ориентацию молекул, заставляя их выравниваться по поверхности выступа. Это приводит к тому, что каждый такой домен светит в своем направлении (в пределах некоторого телесного угла), а совокупность всех направлений позволяет расширить угол обзора монитора.

К достоинствам MVA-матриц следует отнести и высокую контрастность (за счет возможности получения идеального черного цвета), и большие углы обзора (вплоть до 170°). Однако у данной технологии есть и свои минусы, о которых мы расскажем при рассмотрении времени реакции пиксела.

В настоящее время существует несколько разновидностей технологии, например PVA (Patterned Vertical Alignment) компании Samsung, MVA-Premium и др., которые в еще большей степени повышают характеристики MVA-матриц.

В начало В начало

Характеристики ЖК-мониторов

Тип матрицы, используемой в ЖК-мониторе, — это, конечно, одна из важнейших характеристик мониторов, но не единственная. Кроме типа матрицы, мониторы характеризуются рабочим разрешением, максимальной яркостью и контрастом, углами обзора, временем переключения пиксела, а также другими, менее значимыми параметрами. Рассмотрим эти характеристики более подробно.

Разрешение ЖК-монитора

Если традиционные ЭЛТ-мониторы принято характеризовать размером экрана по диагонали, то для ЖК-мониторов такая классификация не вполне корректна. Более правильно классифицировать ЖК-мониторы по рабочему разрешению. Дело в том, что, в отличие от мониторов на основе ЭЛТ, разрешение которых можно менять достаточно гибко, ЖК-дисплеи имеют фиксированный набор физических пикселов. Именно поэтому они рассчитаны на работу только с одним разрешением, называемым рабочим. Косвенно это разрешение определяет и размер диагонали матрицы, однако мониторы с одним и тем же рабочим разрешением могут иметь разную по размерам матрицу. Например, мониторы с диагональю от 15 до 16 дюймов в основном имеют рабочее разрешение 1024Ѕ768, что, в свою очередь, означает, что у данного монитора действительно физически содержится 1024 пиксела по горизонтали и 768 пикселов по вертикали.

Рабочее разрешение монитора определяет размер иконок и шрифтов, которые будут отображаться на экране. К примеру, 15-дюймовый монитор может иметь рабочее разрешение 1024Ѕ768 пикселов, а может — 1400Ѕ1050 пикселов. В последнем случае физические размеры самих пикселов будут меньшими, а поскольку при формировании стандартной иконки и в первом и во втором случаях используется одно и то же количество пикселов, то при разрешении 1400Ѕ1050 пикселов иконка по своим физическим размерам окажется меньше. Слишком маленькие размеры иконок при высоком разрешении монитора могут оказаться неприемлемыми для некоторых пользователей, поэтому на рабочее разрешение нужно сразу же обращать внимание при покупке монитора.

Конечно, монитор способен выводить изображение и в другом, отличном от рабочего, разрешении. Такой режим работы монитора называют интерполяцией. Заметим, что в случае интерполяции качество изображения оставляет желать лучшего: картинка получается зарубленной и шероховатой, а кроме того, могут возникать такие артефакты масштабирования, как неровности на окружностях. Режим интерполяции особенно сильно сказывается на качестве отображения экранных шрифтов. Отсюда вывод: если вы, приобретая монитор, планируете использовать его для работы при нестандартном разрешении, то самым простым способом проверки режима работы монитора при интерполяции является просмотр какого-либо текстового документа, набранного мелким шрифтом. По контурам букв легко будет заметить артефакты интерполяции, а если в мониторе использован более качественный алгоритм интерполяции, то буквы будут более ровными, но все же размытыми. Скорость, с которой ЖК-монитор производит масштабирование одного кадра, — тоже немаловажный параметр, на который стоит обратить внимание, ведь электронике монитора требуется время, чтобы произвести интерполяцию.

Яркость

Одна из сильных сторон ЖК-монитора — его яркость. Этот показатель в жидкокристаллических дисплеях иногда превышает аналогичный параметр в мониторах на основе ЭЛТ более чем в два раза. Для регулировки яркости монитора изменяется интенсивность лампы подсветки. Сегодня в ЖК-мониторах максимальная яркость, заявляемая в технической документации, составляет от 250 до 300 кд/м2. И если яркость монитора достаточна высока, то это обязательно указывается в рекламных буклетах и преподносится как одно из основных преимуществ монитора.

Яркость для ЖК-монитора действительно является важной характеристикой. К примеру, при недостаточной яркости вы вряд ли сможете играть в различные игры или просматривать DVD-фильмы. Кроме того, некомфортной окажется работа за монитором в условиях дневного освещения (внешней засветки). Как показывает опыт, вполне достаточно, чтобы ЖК-монитор имел яркость 200-250 кд/м2 — но не заявленную, а реально наблюдаемую.

Почему мы подчеркиваем различие между заявленной и реальной яркостью монитора? Суть заключается в том, что ориентироваться на цифры, указанные в технической документации, нельзя. Это касается не только яркости, но и контраста, углов обзора и времени реакции пиксела. Мало того, что они могут вовсе не соответствовать реально наблюдаемым значениям, — иногда вообще трудно понять, что означают эти цифры. Во-первых, существуют разные методики измерения, описанные в различных стандартах. Естественно, измерения, производимые по таким методикам, приводят к различным результатам, и вряд ли вы сможете выяснить, по какой методике и как производились измерения. Вот один простой пример. Измеряемая яркость зависит от цветовой температуры, но когда говорят, что яркость монитора составляет 300 кд/м2, то возникает вопрос: при какой цветовой температуре эта самая максимальная яркость достигается? Более того, производители указывают яркость не для монитора, а для ЖК-матрицы, что совсем не одно и то же. Для ее измерения используются специальные эталонные сигналы генераторов с точно заданной цветовой температурой, поэтому характеристики самого монитора как конечного изделия могут существенно отличаться от того, что заявлено в технической документации. А ведь для пользователя первостепенное значение имеют характеристики собственно монитора, а не матрицы.

Но если нельзя ориентироваться на паспортные данные монитора, то как же тогда оценить его яркость? Ведь далеко не у всех имеется специальный прибор для измерения яркости монитора! Лучше всего включить монитор и выставить на максимум его контраст и яркость. Если при этом изображение получается слишком ярким и для комфортной работы требуется уменьшение яркости, то можно с уверенностью утверждать, что запас по яркости у монитора вполне достаточный.

Контрастность

За последнее время контрастность изображения на цифровых панелях заметно выросла, и сейчас нередко этот показатель достигает значения 700:1. Данный параметр определяется как отношение между максимальной и минимальной яркостью на белом и черном фоне соответственно. Но и здесь не все так просто. Дело в том, что контраст может указываться не для монитора, а для матрицы, а кроме того, существует несколько альтернативных методик измерения контраста. Впрочем, как показывает опыт, если в паспорте указывается контраст более 350:1, то этого вполне достаточно для нормальной работы.

Количество отображаемых цветов

Давайте еще раз вспомним, каким образом образуются цветовые оттенки в ЖК-мониторах. За счет поворота на определенный угол ЖК-молекул в каждом из цветовых субпикселов можно получать не только открытое и закрытое состояния ЖК-ячейки, но и промежуточные состояния, формирующие цветовой оттенок. Теоретически угол поворота ЖК-молекул можно сделать любым в пределах от минимального до максимального. Однако на практике есть температурные флуктуации, которые препятствуют точному заданию угла поворота. Кроме того, для формирования произвольного уровня напряжения потребуется использование схем ЦАП с большой разрядностью, что крайне дорого. Поэтому в современных ЖК-мониторах чаще всего применяют 18-битные ЦАП и реже — 24-битные. При использовании 18-битной ЦАП на каждый цветовой канал приходится по 6 бит. Это позволяет сформировать 64 (26 = 64) различных уровня напряжения и соответственно задать 64 различные ориентации ЖК-молекул, что, в свою очередь, приводит к формированию 64 цветовых оттенков в одном цветовом канале. Всего же, смешивая цветовые оттенки разных каналов, возможно получить 262 К цветовых оттенка.

При использовании 24-битной матрицы (24-битная схема ЦАП) на каждый канал приходится по 8 бит, что позволяет сформировать уже 256 (28=256) цветовых оттенков в каждом канале, а всего такая матрица воспроизводит 16 777 216 цветовых оттенков.

В то же время для многих 18-битных матриц в паспорте указывается, что они воспроизводят 16,2 млн. цветовых оттенков. В чем же тут дело и возможно ли такое? Оказывается, что в 18-битных матрицах за счет различных ухищрений можно увеличить количество цветовых оттенков так, чтобы это количество приблизилось к количеству цветов, воспроизводимых настоящими 24-битными матрицами. Для экстраполяции цветовых оттенков в 18-битных матрицах используются две технологии (и их комбинации): Dithering (дизеринг) и FRC (Frame Rate Control).

Суть технологии Dithering заключается в том, что недостающие цветовые оттенки получают за счет смешивания ближайших цветовых оттенков соседних субпикселов. Рассмотрим простой пример. Предположим, что субпиксел может находиться только в двух состояниях: открытом и закрытом, причем закрытое состояние субпиксела формирует черный цвет, а открытое — красный. Если вместо одного пиксела рассмотреть группу из двух субпикселов, то, кроме черного и красного цветов, можно получить еще и промежуточный цвет и тем самым осуществить экстраполяцию от двухцветного режима к трехцветному (рис. 4а). В результате если первоначально такой монитор мог генерировать шесть цветов (по два на каждый канал), то после такого дизеринга монитор будет воспроизводить уже 27 цветов.

Если же рассмотреть группу не из двух, а из четырех субпикселов (2Ѕ2), то использование дизеринга позволит получить дополнительно еще по три цветовых оттенка в каждом канале и монитор из 8-цветного превратится в 125-цветный. Соответственно группа из 9 субпикселов (3Ѕ3) позволит получить дополнительно семь цветовых оттенков, и монитор станет уже 729-цветным.

Схема дизеринга имеет один существенный недостаток: увеличение цветовых оттенков достигается за счет уменьшения разрешения. Фактически при этом увеличивается размер пиксела, что может негативно сказаться при прорисовке деталей изображения.

Кроме технологии дизеринга используется и технология FRC, представляющая собой способ манипуляции яркостью отдельных субпикселов с помощью их дополнительного включения/выключения. Как и в предыдущем примере, будем считать, что субпиксел может быть либо черным (выключен), либо красным (включен). Напомним, что каждый субпиксел получает команду на включение с частотой кадровой развертки, то есть при частоте кадровой развертки 60 Гц каждый субпиксел получает команду на включение 60 раз в секунду, что позволяет генерировать красный цвет. Если же принудительно заставлять включаться субпиксел не 60 раз в секунду, а только 50 (на каждом 12-м такте производить не включение, а выключение субпиксела), то в результате яркость субпиксела составит 83% от максимальной, что позволит сформировать промежуточный цветовой оттенок красного.

Оба рассмотренных метода экстраполяции цвета имеют свои недостатки. В первом случае — это возможное мерцание экрана и некоторое увеличение времени реакции, а во втором — возможность потери деталей изображения.

Справедливости ради отметим, что отличить на глаз 18-битную матрицу с экстраполяцией цвета от истинной 24-битной практически невозможно. При этом 24-битная матрица будет стоить существенно дороже.

Угол обзора

Несмотря на кажущуюся однозначность данного термина, необходимо четко представлять себе, что именно понимает производитель матрицы (а не монитора) под углом обзора. Максимальный угол обзора — как по вертикали, так и по горизонтали — определяется как угол, при обзоре с которого контрастность изображения не менее 10:1. При этом вспомним, что под контрастом изображения понимается отношение максимальной яркости на белом фоне к минимальной яркости на черном фоне. Таким образом, по своему определению углы обзора не имеют прямого отношения к правильности цветопередачи при просмотре изображения под углом.

На самом же деле для пользователей куда более важным обстоятельством является тот факт, что при просмотре изображения под углом к поверхности монитора происходит не падение контрастности, а цветовые искажения. К примеру, красный цвет превращается в желтый, а зеленый — в синий. При этом подобные искажения у разных моделей проявляются по-разному, а у некоторых подобные искажения проявляются уже при незначительном угле, который много меньше угла обзора. Поэтому сравнивать мониторы по углам обзора в принципе неправильно. Точнее, сравнивать-то можно, но вот практического значения такое сравнение не имеет.

Время реакции пиксела

Время реакции, или время отклика, субпиксела тоже является одним из важнейших показателей монитора. Нередко именно эту характеристику называют самым слабым местом ЖК-мониторов, поскольку, в отличие от ЭЛТ-мониторов, где время отклика пиксела измеряется микросекундами, в ЖК-мониторах это время составляет десятки миллисекунд, что в конечном счете приводит к смазанности меняющейся картинки и может быть заметно на глаз. С физической точки зрения время реакции пиксела определяется промежутком времени, за который изменяется пространственная ориентация молекул жидких кристаллов, и чем меньше это время, тем лучше.

При этом необходимо различать время включения и выключения пиксела. Под временем включения пиксела понимается промежуток времени, необходимый для полного открытия ЖК-ячейки, а под временем выключения — промежуток времени, необходимый для полного закрытия ЖК-ячейки. Когда же говорят о времени реакции пиксела, то под этим понимают суммарное время включения и выключения пиксела.

Время включения пиксела и время его выключения могут существенно отличаться друг от друга. К примеру, если рассмотреть распространенные TN+Film-матрицы, то процесс выключения пиксела заключается в переориентации молекул перпендикулярно направлениям поляризации под воздействием приложенного напряжения, а процесс включения пиксела — это своего рода релаксация ЖК-молекул, то есть процесс перехода в их естественное состояние. При этом очевидно, что время выключения пиксела будет меньше, чем время его включения.

На рис. 5 показаны типичные временные диаграммы включения (рис. 5а) и выключения (рис. 5б) пиксела TN+Film-матрицы. В приведенном примере время включения пиксела составляет 20 мс, а выключения — 6 мс. Суммарное же время реакции пиксела составляет 26 мс.

Когда говорят о времени реакции пиксела, указываемом в технической документации на монитор, то имеют в виду время реакции именно матрицы, а не монитора. Как ни странно, но это не одно и то же, поскольку в первом случае не учитывается вся электроника, требуемая для управления пикселами матрицы. Фактически время реакции пиксела матрицы — это время, необходимое для переориентации молекул, а время реакции пиксела монитора — это время между подачей сигнала на включение/выключение и самим фактом включения/выключения. Кроме того, говоря о времени реакции пиксела, указываемом в технической документации, необходимо учитывать, что производители матриц могут по-разному трактовать это время. Так, один из вариантов трактовки времени включения/выключения пиксела заключается в том, что под этим подразумевается время изменения яркости свечения пиксела от 10 до 90% или от 90 до 10%. При этом вполне возможна ситуация, когда для монитора с хорошим временем реакции пиксела при изменении яркости в пределах от 10 до 90% полное время реакции пиксела (при изменении яркости от 0 до 100%) будет достаточно большим. Так, может быть, более корректно производить измерения в пределах изменения яркости от 0 до 100%? Однако яркость от 0 до 10% воспринимается человеческим глазом как абсолютно черный цвет, и в этом смысле практическое значение имеет именно измерение от уровня яркости в 10%. Аналогично не имеет смысла измерять изменение уровня яркости до 100%, поскольку яркость от 90 до 100% воспринимается как белый цвет, и потому именно измерение яркости до 90% имеет практическое значение.

До сих пор, говоря об измерении времени реакции пиксела, мы подразумевали, что речь идет о переключениях между черным и белым цветами. Если с черным цветом вопросов не возникает (пиксел просто закрыт), то выбор белого цвета не очевиден. Как будет меняться время реакции пиксела, если измерять его при переключении между различными полутонами? Этот вопрос имеет огромное практическое значение. Дело в том, что переключение с черного фона на белый или наоборот, которое определяет время реакции пиксела, в реальных приложениях применяется относительно редко — примером может быть прокрутка черного текста на белом фоне. В большинстве приложений реализуются, как правило, переходы между полутонами. И если окажется, что время переключения между серым и белым цветами будет меньше, чем время переключения между градациями серого, то никакого практического значения время реакции пиксела просто-напросто не имеет, так что ориентироваться на эту характеристику монитора нельзя. Действительно, что толку в знании времени реакции пиксела, если реальное время переключения между полутонами может быть больше и если при динамическом изменении картинки она будет расплываться?

Ответ на этот вопрос довольно сложен и зависит от типа матрицы монитора. Для широко распространенных и наиболее дешевых матриц TN+Film все достаточно просто: время реакции пиксела, то есть время, которое требуется для полного открытия или закрытия ЖК-ячейки, оказывается максимальным временем. Если цвет описывать градациями R-, G- и B-каналов (R-G-B), то время перехода от черного (0-0-0) к белому (255-255-255) цвету больше, чем время перехода от черного к градации серного. Аналогично время выключения пиксела (переход от белого к черному) оказывается больше, чем время перехода от белого к любой градации серого.

На рис. 6 показана графическая зависимость времени переключения между черным цветом и градациями серого и обратно — между градациями серого и черным цветом. Как видно из графика, максимальным является именно время переключения между черным и белым цветами и обратно, которое и определяет время реакции пиксела. Именно поэтому для TN+Film-матриц время реакции пиксела полностью характеризуют динамические свойства монитора.

Для IPS- и MVA-матриц все оказывается не столь очевидно. Для этих типов матриц время переключения между цветовыми оттенками (градациями серого) может оказаться больше, чем время перехода между белым и черным цветами. В таких матрицах знание времени реакции пиксела (даже если вас будут уверять, что это рекордно низкое время) не имеет практического значения и не может рассматриваться как динамическая характеристика монитора. Вследствие этого для данных матриц куда более важным параметром является максимальное время перехода между градациями серого, но это время не указывается в документации к монитору. Поэтому если вам неизвестно максимальное время переключения пиксела для данного типа матрицы, то лучший способ оценить динамические характеристики монитора — это запустить какое-либо игровое динамическое приложение и определить на глаз смазанность картинки.

Интерфейс монитора

Все ЖК-мониторы по своей природе являются цифровыми устройствами, поэтому родным интерфейсом для них считается цифровой интерфейс DVI. Интерфейс может обладать двумя видами коннекторов: DVI-I, совмещающим цифровой и аналоговый сигналы, и DVI-D, передающим только цифровой сигнал. Считается, что для соединения ЖК-монитора с компьютером предпочтителен интерфейс DVI, хотя допускается подключение и через стандартный D-Sub-разъем. В пользу DVI-интерфейса говорит то, что в случае аналогового интерфейса выполняется двойное преобразование видеосигнала: первоначально цифровой сигнал преобразуется в аналоговый в видеокарте (ЦАП-преобразование), а затем аналоговый сигнал трансформируется в цифровой электронным блоком самого ЖК-монитора (АЦП-преобразование), и вследствие таких преобразований возрастает риск различных искажений сигнала. Справедливости ради отметим, что на практике искажения сигнала, вносимые двойным преобразованием, не встречаются, и подключать монитор можно по любому интерфейсу. В этом смысле интерфейс монитора — последнее, на что стоит обращать внимание. Главное, чтобы соответствующий разъем был на самой видеокарте.

Многие современные ЖК-мониторы обладают как D-Sub-, так и DVI- коннекторами, что нередко позволяет одновременно подключать к монитору два системных блока. Также встречаются модели, имеющие два цифровых разъема. В недорогих офисных моделях в основном присутствует только один стандартный D-Sub-разъем.

Индивидуальные особенности мониторов

Почти каждая модель монитора имеет свои индивидуальные конструктивные и функциональные особенности. К таким конструктивным особенностям относятся мультимедийные возможности монитора, наличие USB-хаба, возможность поворота экрана (функция Pivot). Функциональные особенности монитора определяются возможностями экранного меню, наличием быстрых клавиш для регулировки яркости и контраста, возможностью одновременного подключения монитора к двум системным блокам с выбором источника сигнала, количеством поддерживаемых цветовых температур, возможностью сохранения настроек монитора в памяти и т.д. Все эти характеристики монитора тоже играют важную роль при выборе монитора.

В начало В начало

Заключение

После столь подробного экскурса в технологию ЖК-мониторов подведем краткие итоги.

Как мы уже отмечали, ориентироваться на данные, приводимые в технической документации, не имеет смысла. Основываясь на этих данных, нельзя утверждать, что один монитор лучше другого.

Самая лучшая рекомендация при выборе ЖК-монитора — проверять монитор самостоятельно и именно тот экземпляр, который вы собираетесь купить. Нелишне будет перед покупкой ознакомиться с моделями мониторов по тестам и обзорам, опубликованным в различных изданиях.

КомпьютерПресс 12'2003