четверг, 31 мая 2012 г.

Трубки, кристаллы, диоды или какие есть мониторы. (Часть 1)


Сегодня мне бы хотелось оглянуться назад, посмотреть на историю развития мониторов и самое главное, рассказать об основных характеристиках современных экранов, на что стоит в первую очередь смотреть, когда выбираешь себе новый монитор, телевизор или смартфон.
Историю развития экранов можно разделить на три основных этапа:
1.      Экраны на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
2.      Жидкокристаллические экраны (ЖК, LCD)
3.      Экраны на основе органических светодиодов (OLED)
Это естественно не все типы экранов, есть ещё и плазменные и на основе лазерных технологий, но перечисленные выше три технологии являются наиболее заметными в развитии мониторов.
Началось все с ЭЛТ мониторов. Принцип технологии заключался в том, что экран постоянно бомбардировался пучками электронов исходящими из электронно-лучевой пушки. Под действием электронов экран светится, динамическое изображения получается благодаря тому, что такой луч пробегал по поверхности экрана несколько десятков раз в секунду, и для глаза свечение экрана складывалось в картинку. Естественно чем медленней мог обновлять изображение ЭЛТ монитор, тем заметнее было моргание экрана (частота обновления) для глаза, это был один из минусов электронно-лучевой технологии.
CGA/EGA монитор

ЭЛТ мониторы были громоздкими, имели большую ширину, при этом, чем больше была диагональ, тем толще был монитор. Первые мониторы были монохромными, при этом необязательно черно-белыми, могли быть, например, зелено-черными. Спустя некоторое время стали появляться мониторы с 4 цветами (цвета иногда были выбраны очень странно, например белый, черный, фиолетовый и желтый, вот те четыре цвета). Но время шло, экраны телевизоров и мониторов научились отображать и 256 цветов и 65536 и даже несколько десятков миллионов цветов. 
Цветное изображение строилось за счет того, что на экране присутствовали элементы, отвечающие за красный, синий и зеленый компоненты цвета.
Пример получаемого изображения из трех цветов
Сведение лучей было одной из проблем ЭЛТ, здесь было важно точно свести электронный пучок на нужном цвете, иначе могли получиться провалы в сплошном цвете или в градиенте или тонкая цветная линия могла стать другого цвета. 
Картинка для проверки сведения лучей
Ещё одна проблема ЭЛТ мониторов это геометрия изображения. Очень сложно в ЭЛТ управлять пучком электронов, из-за этого изображение могло быть бочкообразным, изогнутым, трапециевидным и т.д.. Для этого на мониторе имелось множество настроек для устранение этих эффектов, а также специальные тестовые картинки для настройки.
Оригинал тестового изображения для проверки геометрии экрана
Тестовое изображение на экране монитора с плохой геометрией
Но это уже прошедшее время, сейчас наибольшую популярность имеют ЖК экраны (LCD), они есть повсюду: и в мониторах, и в телевизорах, и в мобильных телефонах. Конечно, ЭЛТ мониторы ещё используются профессиональными дизайнерамми, т.к. ЭЛТ считается лучшим по цветовому охвату, чем ЖК матрица. ЖК экраны на данный момент являются самыми распространенными в электронной технике, поэтому на них стоит заострить внимание. Все важные характеристики ЖК экранов будут более подробно рассмотрены, и будут приведены примеры, как ту или иную характеристику протестировать на примере смартфона, использующего для теста программу HD or Not HD. Но сначала немного истории. 
Жидкие кристаллы были изобретены давно, и стали применяться в потребительской электронике только в начале 2000-х. Принцип действия заключался в том, что кристаллы под действием электричества могут менять свое состояние и пропускать свет под определенным углом, что дает видимость глазу конкретного цвета. Естественно источник света располагался за кристаллами, и его характеристики не менее важны, как и сама матрица кристаллов.
Первые модели ЖК экранов не выдерживали критики, они были практически во всём хуже своих “старших братьев” ЭЛТ экранов. На динамические сцены практически не возможно было смотреть из-за медленного переключения кристаллов, изображение получалось размытым. Количество цветов первые модели предлагали очень мало, первые матрицы давали не больше 16 битного цвета. При этом если человек смотрел под углом на экран, то цвета сильно искажались. Со временем эти проблемы были более или менее преодолены, и теперь такие экраны используются повсеместно. Но эти минусы до сих пор преследуют данную технологию, время отклика так и не удалось сделать меньше 2мс, углы обзора до сих пор не стали идеальными. Поэтому разработки ведутся до сих пор, и к примеру уже есть другие перспективные технологии.
От самого старого ЖК монитора до новейшего OLED.
OLED является одной из таких технологий (не путать с LED подсветкой ЖК матриц!). Эта технология основана на органических светодиодах, под действием тока светодиод с разной интенсивностью светится. Обычно размещают три светодиода (красный, зеленый и синий) на один пиксель, или применяют светодиод с цветовыми фильтрами. Учитывая, что сам пиксель является излучателем, то подсветка тут не нужна, что дает не только меньшую толщину дисплея, но и дает большие углы обзора. При этом время отклика тут в разы меньше, чем у ЖК технологии. Также появляется возможность создавать гибкие и прозрачные дисплеи. Но есть и минусы у этой технологии: малое время жизни, не полный цветовой охват, дороговизна и не возможность изготовления больших экранов, а также бОльший размер точки по сравнению с ЖК технологией. Но эти проблемы решаемы, и даже сейчас выпускаются смартфоны с такими экранами.
Во второй части я вернусь к рассказу о ЖК мониторах, расскажу о наиболее важных параметрах и как их проверить на практике.

Комментариев нет:

Отправить комментарий