Za razumijevanje uređaja IPS tehnologija, morate početi izravno sa samim LCD zaslonom. Kombinira dva modula: LED pozadinsko osvjetljenje i matricu koja se sastoji od tekućih kristala, koja stvara sliku.
Princip rada takve ploče temelji se na promjeni intenziteta svjetlosti. Dolazeći iz modula pozadinskog osvjetljenja i prolazeći između dvije polarizirane staklene ploče, svjetlost mijenja svoj intenzitet u kristalnoj matrici ovisno o stupnju napona električnog pražnjenja. Zapravo, tekući kristali se okreću pod određenim kutom i dopuštaju samo potrebnu količinu svjetlosti da prođe kroz staklenu ploču i filter u boji. Time se osigurava prikaz slike koju vidimo na TV ekranu.
Opći dizajn LCD panela prilično je sličan, ali razlike počinju kada govorimo o nijansama polarizacije svjetlosti koja prolazi kroz tekuće kristale. Karakteristike matrice - na primjer, kutovi gledanja - ovise o tome kako su kristali orijentirani u prostoru.
- 1 Polarizator
- 2 Staklo
- 3 Filtar u boji
- 4 Tekući kristali
- 5 Staklo
- 6 Polarizator
- 7 Stražnji modul
pozadinsko osvjetljenje
LCD panel
IPS (od engleskog In-Plane Switching)
Tehnologija za stvaranje ploča s tekućim kristalima u kojima kristali djeluju u istoj ravnini između supstrata i polarizatora. U mirovanju kristali su “zatvoreni” i pokazuju crnu boju, a pri dovođenju napona (E) zakreću se za određeni kut (do 90 stupnjeva) i propuštaju potrebnu količinu svjetlosti. Budući da se rotacija odvija u jednoj ravnini, IPS LCD panel izgleda stabilno iz različitih kutova.
Primjena
Danas je IPS tehnologija iznimno popularna i koristi se u zaslonima posvuda. Može se naći na TV ekranima, monitorima, prijenosnim računalima, mobilnim uređajima - gotovo svugdje gdje je potreban visokokvalitetan zaslon u boji sa širokim kutovima gledanja. IPS tehnologija dobila je poseban status među grafičkim dizajnerima jer pruža stabilne karakteristike prikaza boja bez obzira na položaj gledatelja u odnosu na zaslon.
TEHNIČKE INFORMACIJE
Tipični IPS LCD koristi podlogu od tankog filma tranzistora (TFT) za pokretanje piksela. Svaki piksel sadrži tri RGB filtera koji izdvajaju željenu boju iz bijelog LED pozadinskog osvjetljenja. U nekim modelima, kvantne točke mogu se dodati konvencionalnim filtrima, ističući širi RGB spektar. Slika u boji proizvedena na IPS-u može imati dubinu do 10 bita po kanalu boje.
Usporedne karakteristike
Zasloni u boji na IPS LCD panelima imaju određene prednosti u odnosu na druge vrste LCD zaslona. Glavni Vlasništvo IPS-a– sposobnost prikazivanja stabilne slike iz različitih kutova zbog činjenice da tekući kristali djeluju u istoj ravnini. Slika ostaje jasna i čitljiva bez obzira na položaj gledatelja u odnosu na zaslon, osiguravajući optimalnu reprodukciju boja.
Vrijeme odziva IPS tehnologije blisko je najbržim LCD panelima, tako da na dinamičnim slikama nema tragova ili drugih artefakata. Još jedna prednost IPS-a je visoka propusnost svjetla kada su kristali u "otvorenom" stanju. Zbog toga se snaga pozadinskog osvjetljenja koristi učinkovitije. Uz istu razinu pozadinskog osvjetljenja, slika na IPS-u svjetlija je od ostalih LED LCD tehnologija, što znači da TV troši manje energije.
Današnja tehnologija IPS I Super AMOLED su optimalno rješenje za proizvodnju zaslona pametnih telefona i tablet računala. Ovo su zasloni koji su instalirani na vodećim modelima pametnih telefona vodećih proizvođača. Tako, na primjer, na iPhoneu 5 postoji zaslon s matricom IPS. I najnoviji Samsungov flagship, Galaxy S4, opremljen je ekranom Super AMOLED.
Značajke IPS tehnologije
IPS je napredna tehnologija za proizvodnju zaslona s tekućim kristalima. Za razliku od konvencionalnih LCD monitora, IPS pružaju široki kut gledanja (do 178 stupnjeva). Ovdje je također povećan kontrast, dobra kvaliteta prikaz boja i riješen je problem prijenosa duboke crne boje, karakterističan za konvencionalne matrice tekućih kristala. Karakteristična značajka zaslona s tekućim kristalima je potreba za postavljanjem posebnog pozadinskog osvjetljenja iza matrice. Činjenica je da sami tekući kristali ne emitiraju svjetlost. Dakle, da bi slika bila uočljiva, potrebno ju je osvijetliti iznutra.
Značajke SUPER AMOLED tehnologije
Super AMOLED je tehnologija koja se temelji na djelovanju organskih svjetlećih dioda. Za razliku od LCD zaslona, takvi zasloni pružaju kut gledanja od 180 stupnjeva bez gubitka svjetline i kontrasta. Super AMOLED tehnologija prevladala je najviše važan nedostatak stari AMOLED zasloni - problemi s čitljivošću na suncu i odsjaju. AMOLED zasloni sastoje se od nekoliko slojeva TFT matrice, između kojih je postojao tzv. zračni raspor. Super AMOLED podrazumijeva prisutnost samo jednog sloja, odnosno nema zračnih raspora. Super AMOLED omogućuje postizanje iznimne tankosti zaslona, kao i povećanje svjetline za cca 20%. Vrijedno je istaknuti smanjenje potrošnje energije u odnosu na prethodnike. Usput, to je tehnologija Super AMOLED omogućuje stvaranje fleksibilni zasloni, koje tako jaki brendovi poput Applea i Samsunga tako često spominju u svojim planovima.
Što je bolje?
Obje tehnologije imaju i prednosti i nedostatke. Na primjer, proizvodnja zaslona pomoću tehnologije IPS je prilično skup, ali takvi ekrani su svjetliji i praktički ne bliješte na suncu.
Ima i prednosti Super AMOLED. Prije svega, to je visok kontrast i izvrstan prikaz boja. Niska cijena proizvodnje takvih zaslona razlikuje ih od zaslona s tekućim kristalima. Također im nije potrebna dodatna rasvjeta u obliku LED dioda smještenih iza matrice, pa se na temelju njih mogu proizvoditi ultratanki gadgeti. Naravno, odsutnost pozadinskog osvjetljenja omogućuje vam smanjenje potrošnje energije, što za autonomiju Mobilni uredaji, naravno, od velike je važnosti.
Općenito, nema potrebe žuriti da date prednost bilo kojoj vrsti zaslona. Osim toga, ove najpopularnije tehnologije danas postupno sustižu zaslone elektroničke tinte u boji - ekonomičnije i s visokim kontrastom, ali još nedovoljno brze za reprodukciju videa.
Na stvaranje ovog članka potaknule su me dvije stvari: brojne špekulacije marketingaša i specijaliziranih novinara na temu ekrana; i hrpa apsolutno identičnih niti komentara ispod recenzija pametnih telefona s apsolutno identičnim raspravama o tome koje su matrice bolje. Obično se najvruće događa ispod kritika Kineski telefoni sa OLED ekranima. Umoran sam od borbe s vjetrenjačama, komuniciranja sa svakim čitateljem pojedinačno, u ovom sam materijalu odlučio staviti točku na sve i razbiti brojne mitove o modernim zaslonima, gledajući unaprijed, reći ću da će naglasak biti na sukobu između IPS i AMOLED matrica . Najvjerojatnije većina vas neće vidjeti ništa novo u onome što je napisano; ovdje nećete primiti sveto znanje, niti će vam se skinuti velovi. Govorit ću o očitim stvarima o kojima ni blogeri ni novinari ne žele govoriti. Vodič je namijenjen ljudima koji dobro razmišljaju; uvjereni fanatici mogu se baviti svojim poslom.
Definicija pojma "zaslon"
Prije nego što prijeđemo na stvar, potrebno je definirati pojam ekrana i razjasniti njegovu funkcionalnu namjenu. Wikipedia nam govori da je zaslon ili zaslon elektronički uređaj, dizajniran za vizualni prikaz informacija. Ako pokušamo dati manje lakoničnu i moderniju definiciju ekrana sa stajališta funkcionalnosti i s naglaskom na potrošačka svojstva, onda će ispasti otprilike ovako: ekran je uređaj čija je zadaća prikazati kao što preciznije i detaljnije sve vrste sadržaja i korisničko sučelje operativnih sustava i aplikacija onakvima kakvima su ih autori zamislili. Fizička rezolucija je odgovorna za “maksimalni detalj”, inače: broj najmanjih elemenata ekrana (elemenata slike) ili jednostavno piksela (piksela), što je veća rezolucija to bolje, idealno bi trebalo biti beskonačno veliko. “Što je točnije moguće” odgovorni su za parametre kao što su: točnost boja i kontrast, odnosno omjer najsvjetlije i najtamnije točke na ekranu. Sekundarni parametri koji ne utječu izravno na točnost ili detalje prikaza informacija, ali utječu na potrošačka svojstva zaslona, uključuju: maksimalnu svjetlinu, izobličenje slike kada pogled odstupa od okomice, refleksiju, brzinu osvježavanja slike, vrijeme odziva, energetsku učinkovitost i neki drugi. Ističe se poseban parametar: gamut boja - najvažniji parametar za profesionalne monitore i praktički besmislen za uređaje namijenjene konzumaciji sadržaja. Ali raspon boja je predmet mnogih nagađanja među proizvođačima posljednjih godina. mobilni gadgeti. Raščistimo ovu mutnu temu prije nego krenemo dalje.
Što je raspon boja i zašto je predmet mnogih nagađanja?
Morate početi s činjenicom da je svaka slika kodirana kada je snimljena i pohranjena u memoriji foto ili video kamere. Umjetno stvorene slike i isječci, kao i dijelovi grafičkog korisničkog sučelja operativnih sustava i aplikacija, inicijalno su kodirani na sličan način. U oba slučaja informacije o boji prikazuju se pomoću modela boja - posebnog matematičkog alata za opisivanje boje pomoću brojeva ili, točnije, koordinata. Najčešći je trodimenzionalni RGB model, u kojem je svaka boja opisana skupom od tri koordinate odgovorne za jednu od boja: crvena, zelena i plava; prikazana nijansa ovisi o omjeru svjetline svake komponente. Moderni zasloni sposobni su prikazati samo dio spektra boja i nijansi vidljivih ljudima; raspon boja doslovno znači koliko je velik taj “dio”. Zbog takvih ograničenja, osoba je prisiljena stvoriti standarde za predstavljanje spektra boja na temelju mogućnosti postojećih zaslona. Stoga su 1996. godine, kako bi objedinili upotrebu RGB modela u monitorima i ispisu, HP i Microsoft razvili sRGB standard koji je koristio primarne boje opisane standardom BT.709, uobičajenim na televiziji u to vrijeme, i gama korekciju dizajniranu za monitori s katodnim cijevima. Važno je razumjeti da takvo objedinjavanje omogućuje, iako uz neke rezerve, jamstvo da će kreator i potrošač sadržaja na svojim zaslonima vidjeti približno istu stvar. Nakon toga, sRGB standard postao je raširen u svim područjima proizvodnje sadržaja, uključujući izradu internetskih stranica. Naravno, postoje i drugi standardi za prikaz spektra boja, poput Adobe RGB-a, koji ima mnogo širi raspon boja, no danas je velika većina sadržaja kodirana u skladu s sRGB-om.
Što se događa ako se sRGB sadržaj gleda na zaslonu sa širim rasponom boja bez prilagodbe? Koordinate sRGB prostora će se prenijeti u koordinatni sustav prostora boja takvog zaslona, zbog čega će boje izgledati zasićenije nego što zapravo jesu, u nekim slučajevima nijanse će biti toliko iskrivljene da će narančasta postat će crvena, svijetlo zelena zelena, a plava plava. Suprotno tome, ako se sadržaj sa širim rasponom boja gleda na sRGB zaslonu, pomak koordinata će uzrokovati da boje izgledaju manje zasićene nego što bi trebale biti.
Svi znamo da zasloni većine modernih vodećih pametnih telefona imaju prošireni raspon boja u odnosu na sRGB, pa kako to utječe na njihova potrošačka svojstva? Ako je ovo pametni telefon ili tablet na Androidu, tada su moguće tri opcije. U najboljem slučaju postavke ljuske sadržavat će unaprijed postavljene profile boja, među kojima je i onaj koji prostor dovodi u sRGB standard, primjer bi bio MIUI ili ljuska iz Samsunga. Ali čak iu ovom slučaju, primjena profila u hodu je nemoguća, a korisnik će morati birati između proširene palete boja i ispravnog prikaza boja. Druga opcija je kada sustav nema ugrađene profile, ali u postavkama programera možete aktivirati sRGB način rada, na primjer, to se može učiniti na Google pametni telefoni Pixel i OnePlus 3T. Nažalost, GUI operacijski sustav Kada je sRGB način rada aktiviran, on postaje blijed jer je kodiran prema rasponu boja njihovih zaslona. U trećem najgorem slučaju, korisnik neće pronaći niti jedan profil u sustavu i, shodno tome, neće dobiti nikakav izbor, ostat će mu prepušteno uživanje u prezasićenim bojama. Ali u osobnih računala na Windowsima i MacOS-u tog problema nema, jer oba sustava ne samo da podržavaju profile boja, već mogu i “u hodu” pretvarati boje iz jednog prostora u drugi, odnosno bez obzira na to koji će se sadržaj i na kojem ekranu prikazati, korisnik će s određenim rezervama vidjeti boje onako kako ih je autor zamislio. Sličan sustav upravljanja profilom boja dostupan je u iOS-u. Proizvođači, ili radi lijepih brojki na stranici specifikacija, ili samo radi njih, i dalje ugrađuju IPS i OLED ekrani s proširenim rasponom boja, unatoč činjenici da za tim nema potrebe jer je 99% sadržaja u skladu sa sRGB standardom i malo je vjerojatno da će se situacija radikalno promijeniti u bliskoj budućnosti. Jednostavno ne postoje zadaće koje takvi ekrani mogu obavljati u uređajima namijenjenim za konzumaciju sadržaja. Sve bi ovo imalo barem nekog smisla da je Google Androidu dodao upravljanje profilima boja, kao što je to učinio Apple, ali barem u 2017. ovo nećemo vidjeti. Ironija je da se problem stvorio niotkuda, a nitko ga ne žuri riješiti.
Zaslon s tekućim kristalima: princip rada; Prednosti i nedostatci
Prije dvadesetak godina većina monitora i televizora bila je opremljena zaslonima baziranim na katodnim cijevima, a ubrzo su ih zamijenili zasloni s tekućim kristalima ili LCD (liquid crystal display) koji su s vremenom dobili nekoliko grana razvoja i danas postoje tri tehnologije za proizvodnje zaslona s matricama tekućih kristala: TN, MVA i IPS, pri čemu je potonji uspješnim spojem prednosti i nedostataka postao dominantan u segmentu mobilne tehnologije. Princip rada LCD-a je jednostavan, neki dijelovi mogu varirati ovisno o tehnologiji proizvodnje, ali tipična matrica uključuje lampu za pozadinsko osvjetljenje i šest drugih slojeva. Prva stvar iza svjetiljke je okomiti filter koji polarizira svjetlost u skladu s tim. Iza njega se nalaze dva sloja elektroda između kojih se nalazi sloj tekućih kristala; napon doveden na elektrode usmjerava kristale i oni lome svjetlost tako da ona prolazi ili ne prolazi kroz sljedeći sloj - horizontalni polarizacijski filter. Posljednji je filtar boja - crvena, zelena ili plava. Zasloni s tekućim kristalima su lakši, kompaktniji i energetski učinkovitiji od svojih prethodnika, ali također imaju niz ozbiljnih nedostataka, posebice nizak kontrast i dubinu crne, pa čak i ograničen potencijal raspona boja, koji ovisi o nesavršenosti pozadinskog osvjetljenja. Osim toga, svjetlina i kontrast mogu se pogoršati ako zaslon gledate pod drugim kutom.
Organski LED zaslon: prednosti, nedostaci, PWM, Pentile
Relativno nedavno LCD ima ozbiljnog konkurenta - to su zasloni s aktivnim matričnim organskim svjetlosnim diodama ili AMOLED. Takvi se ekrani bitno razlikuju od LCD-a po tome što izvor svjetla kod njih nije lampa za pozadinsko osvjetljenje, već svaki subpiksel zasebno, što AMOLED-u daje brojne prednosti u odnosu na zaslone s tekućim kristalima, a glavne su: gotovo beskonačan kontrast; manja potrošnja energije pri prikazivanju slika s prevladavanjem tamnih tonova; potencijalno širi raspon boja; i manjih dimenzija. Prvi AMOLED ekrani Osim prednosti, imali su i značajne nedostatke, uključujući: netočan prikaz boja; brzo izgaranje LED dioda; velika potrošnja energije pri prikazivanju slika s prevladavanjem svijetlih boja; treperenje zbog modulacije širine impulsa; a što je najvažnije visoka cijena proizvodnje. S vremenom je većina nedostataka prevladana ili svedena na minimum, osim PWM-a koji je do danas Ahilova peta tehnologije. Modulacija širine impulsa, ili PWM, jedan je od načina za podešavanje svjetline LED dioda, što ima nuspojavu izazivanja treperenja zaslona na određenoj frekvenciji. Većina ljudi nije osjetljiva na ovu vrstu treperenja, ali kod nekih korisnika PWM može uzrokovati brzo zamaranje očiju, pa čak i glavobolju. Važno je napomenuti da je efekt treperenja potpuno odsutan pri vrijednostima svjetline blizu maksimuma i počinje se pojavljivati pri razinama svjetline od 80% i nižim.
Nemoguće je zanemariti temu organiziranja subpiksela u zaslonima koji se temelje na organskim LED diodama; činjenica je da su u većini AMOLED matrica subpikseli raspoređeni prema RGBG shemi, kada se piksel ne sastoji od tri subpiksela kao tipičan LCD ekran, a od četiri: crvene, plave i dvije zelene, ova se shema također naziva Pentil. Proizvođač (Samsung) smatra da je fizička rezolucija takvih zaslona točno dva puta manja u odnosu na broj zelenih subpiksela, crvenih i plavih subpiksela u matrici. Očito, za dobivanje nijanse potrebna su vam najmanje tri puna podpiksela. Stoga efektivna razlučivost takvih zaslona nije jednaka nominalnoj razlučivosti navedenoj u službenoj specifikaciji. Na primjer, za QHD zaslon nominalna razlučivost je 2560*1440 piksela, razlučivost temeljena na broju crvenih i plavih podpiksela bit će približno 1811*1018:
Efektivna razlučivost takve matrice, uzimajući u obzir pametne algoritme interpolacije ugrađene u kontroler zaslona, je negdje između 1811 * 1018 i 2560 * 1440, možemo pretpostaviti da odgovara FullHD razlučivosti u RGB matricama. Vrlo je moguće da je upravo zbog te usklađenosti Samsung godinama zaredom birao QHD rezoluciju za svoje vodeće pametne telefone.
Detaljna usporedba IPS-a i AMOLED-a na primjeru zaslona pametnog telefona iPhone 7 i Galaxy S8
Sada kada smo naučili sve o karakteristikama ekrana i karakteristikama različiti tipovi matrica, možemo prijeći na glavno pitanje: koja je tehnologija bolja? Siguran sam da je ispravno pokušati odgovoriti na ovo pitanje usporedbom najbolji AMOLED I IPS matrice dostupni od danas, odnosno ekrani pametnih telefona Samsung Galaxy S8 i Apple iPhone 7. Budući da još nisam nabavio opremu za testiranje, analizirat ću rezultate testa preuzete iz uglednog izvora. Počnimo s rezolucijom, ekran Galaxy S8 ima 2960*1440 piksela, zajamčena efektivna rezolucija će biti 2094*1018, zajamčena efektivna gustoća piksela će biti 403 po inču. iPhone 7 Plus ima nižu nominalnu efektivnu rezoluciju: 1920*1080 i efektivnu gustoću piksela od 401 po inču. Prednost je očigledna u korist zaslona korejskog proizvođača. Razlučivost oba zaslona dovoljna je za svakodnevnu upotrebu i nedovoljno za udobno korištenje s kacigama virtualna stvarnost. Zatim, prijeđimo na točnost; omjer kontrasta Galaxy S8 je gotovo beskonačan. iPhone 7 ima navedeni kontrast od 1400:1, no stvarni kontrast je nešto veći – 1700:1, što je više nego dovoljno za ugodno gledanje sadržaja. Ispostavilo se da je u ovom parametru ekran Galaxy S8 bio ispred. Što se tiče točnosti boja, oba su pametna telefona pokazala praktički identične rezultate; pogreške u boji kod Galaxy S8 i iPhonea 7 mogu se slobodno zanemariti. U nastavku možete vidjeti najvažnije sekundarne karakteristike po mom mišljenju:
| Parametar | Samsung Galaxy S8 | Apple iPhone 7 |
| Učinkovita razlučivost, veće je bolje | 2094*1018 | 1920*1080 (iPhone 7 Plus) |
| Efektivna gustoća piksela po kvadratnom inču, veće to bolje | 403 | 401 (iPhone 7 Plus) |
| Kontrast, veće je bolje | beskrajan | 1400:1 |
| Prosječna točnost boja sRGB / Rec.709 JNCD, vrlo dobra ako je manja od 3,5 | 2,3 | 1,1 |
| Maksimalna svjetlina, veće to bolje | 1020 nita | 705 nita |
| Minimalna svjetlina, manje je bolje | 2 gnjide | 3 gnjide |
| Refleksija ambijentalnog svjetla, manje je više | 4,5% | 4,4% |
| Bijela točka D65, standard 6500K | 6520 K | 6806 K (hladnije) |
| Svjetlina opada kada je pogled otklonjen za 30°, bolje kada je manje od 50% | 29% | 54% portretni način; 55% pejzažni način. |
| Kontrast pri odstupanju pogleda od 30°, više to bolje | beskrajan | 980:1 portretni način rada; 956:1 pejzažni način. |
| Maksimalna potrošnja energije, manje je bolje | 1,75 vata na 420 nita, na 13,1 in² bijele boje | 1,08 vata na 602 nita, na 9,4 in² |
Što se tiče raspona boja, tu iPhone 7 prednjači, jer može prikazati boje DCI-P3 prostora ili 126% sRGB polja, dok korisnik ne treba žrtvovati reprodukciju boja, sadržaj se prikazuje na temelju profil boja ugrađen u njega. Zaslon Galaxy S8 ima još širu paletu boja - otprilike 142% sRGB polja, ali nema upravljanje profilom boja, tjerajući korisnika u kut, odnosno u glavni način rada, koji odgovara 100% sRGB-a. polje.
Dakle, što je krajnji rezultat? Promatramo li zaslonske tehnologije odvojeno od finalnog proizvoda, AMOLED je danas superioran IPS-u u gotovo svemu, iako i dalje ima problema s PWM-om i visokom potrošnjom energije. Bez sumnje, OLED matrice su budućnost. Nažalost, zbog ograničenja Androida, njihov puni potencijal još nije ostvaren. Uspoređujući gotova rješenja u obliku Galaxy S8 i iPhone 7, očita je blaga superiornost potonjeg zbog poštenog DCI-P3 i standardnih drugih parametara. Htio bih vas upozoriti da rezultate gornje usporedbe ne projicirate na apsolutno sve IPS i AMOLED zaslone. Na tržištu postoji puno dobrih, prosječnih i loših matrica, a svaki slučaj treba posebno analizirati. U tome će nam pomoći internetske publikacije usmjerene na tehničke detalje i pouzdanost, među takve publikacije bih uvrstio već spomenutu, anandtech.com i neke druge stranice, od stranica na ruskom jeziku - ixbt.com.
Možda potrošačka svojstva zaslona ne biste trebali shvaćati preozbiljno, jer su objektivne informacije gotovo uvijek nadređene faktoru subjektivne percepcije. Na primjer, u jugoistočnoj Aziji ima dosta ljudi koji vole neprirodne, prezasićene boje, kod nas također ima dosta takvih ljudi. S druge strane, emitiranje informacija koje marketinški stručnjaci ulijevaju u uši u brojnim raspravama pod recenzijama na YouTubeu u najmanju je ruku čudno. Na kraju, ja ću biti Cap i dat ću vam par banalnih savjeta: nemojte prestati razmišljati i biti kritični prema bilo kojoj informaciji koju dobijete od predstavnika brendova i medija, znajte analizirati podatke i provjeriti činjenice ili samo čitajte izvore i promatrajte blogere kojima možete vjerovati.