Здравствуйте, уважаемое хабрасообщество.
Я надеюсь, что эта статья сможет помочь таким же, как я — тем людям, которые выбирают телевизор, но не очень-то владеют тонкими техническими вопросами в этой области. Хотел бы поделиться с вами своими размышлениями и практическими выводами по-поводу выбора большого и качественного телевизора.
Последние 3 года я смотрел 42" ЖК-CCFL (это когда изображение формируется поляризованных светом от люминесцентных ламп, пропущенным через светофильтры). В 2009-м году еще не было 3D, а тонкие телевизоры с LED-подсветкой только появлялись и стоили нечестных денег. Куплен он был без особых мук выбора за $1400.
За пару лет созерцания я понял, что мне чего-то не хватает в изображении. Чего — я не мог описать, так как не владел нужными познаниями в этой области. Я точно знал, что хочу бОльшую диагональ и более глубокий черный.
После изучения матчасти я прояснил некоторые моменты.
a) CCFL, она же — холодный катод. Подвид тонких люминисцентных ламп, располагающихся за матрицей.
Преимущества: равномерность подсветки.
Недостатки: большая толщина, энергопотребление, невозможность локального управления подсветкой.
b) LED — светоизлучающие диоды. В настоящее время практически полностью вытеснили телевизоры с холодным катодом.
Преимущества: возможно сделать очень тонкие телевизоры, низкое энергопотребление, возможность локального управления подсветкой.
Про локальное управление подсветкой и подразделение LED-подсветки нужно сказать пару слов. LED-подсветка разделяется на 2 типа: краевая (она же EDGE-LED, когда светодиоды расположены по краям матрицы, их свет попадает на диффузор и рассеивается) и ковровая (Full HD LED, LED Pro). Так как ЖК-пикселы сами по себе не излучают свет, им необходима подсветка (о чем сказано выше), которая включена всегда. Закрытые кристаллы все равно пропускают свет, поэтому добиться низкого уровня черного (чем ниже — тем лучше) и контрастных переходов в системах с краевой подсветкой невозможно. В телевизорах самого высокого уровня используется ковровая подсветка (когда светодиоды располагаются непосредственно за матрицей). Это позволяет повысить равномерность подсветки и внедрить сегментированное управление подсветкой, когда отдельные диоды, отвечающие за области на экране, могут приглушать яркость в зависимости от сцены на экране. На самом деле, ковровую подсветку имеют это всего 2 серии — 9-я серия Philips и 9-я серия Sony. В 9-й серии LG тоже есть ковровая подсветка, но ее реализация хуже, чем краевая у конкурентных решений.
Проблема частично решается сегментированной светодиодной подсветкой.
a) IPS (сейчас производит только LG). Матрицы, которые, по-моему мнению, идеально подходят для ТВ низкого и среднего уровня.
Преимущества: большие углы обзора.
Недостатки: высокий уровень черного (~ 0.16 нит), большое время отклика.
Устанавливаются в телевизоры LG 3—9 серий (то есть, фактически во все, без разделения по уровням), Philips 4, 6 серии, Panasonic разных вариаций и многие другие.
b) S-PVA (производство Samsung). Матрицы для телевизоров классов выше.
Преимущества: более глубокий черный (0.05—0.1 нит в зависимости от реализации подсветки).
Устанавливаются в телевизоры Samsung 7—8 серий, Sony 7—8 серий, Philips 7—8-й серии и некоторые другие.
c) UV²А (производство Sharp). По моему мнению, наиболее совершенный тип матриц.
Преимущества: углы больше, чем у S-PVA (но меньше, чем у IPS). Самый глубокий уровень черного (0.02 — 0.06 нит)
Недостатки: Sharp производит их в недостаточных количествах.
Устанавливаются в телевизоры Philips 9-й серии и топовые серии Sharp.
Изображение формируется при помощи свечения люминофора под действием УФ-лучей.
Каждая плазменная ячейка является независимым источником света, поэтому телевизор не требует подсветки. Ранее плазменные телевизоры имели очень большую толщину и размер ячейки, поэтому были очень громоздкими и диагонали Full HD начинались с 50—60". Теперь толщина современных плазменных телевизоров не превышает 3—4 см, а диагонали начинаются с 42".
У плазменных телевизоро нет различных типов матриц с маркетинговыми названиями, но есть поколения панелей (самое совершенное — 15-е).
Сейчас плазма почти вытеснена LCD-телевизорами и ее производством занимается всего 3 компании: Panasonic, Samsung и LG (причем, собственные разработки имеют только первые 2). Связано это с убыточностью производства, конкуренцией со стороны ЖК-телевизоров и их популяризацией. Но плазма держит первые позиции в больших диагоналях.
Есть и другие типы телевизоров, например проеционные лазерные телевизоры, но их разработка уже прекращена.
LCD:
Преимущества:
— относительно невысокая цена производства, что позволяет производителям получать достаточно высокую прибыль и инвестировать в производство.
— Статический метод формирования изображения (без дизеринга) хорош для отображения изображений и фотографий.
— Отлично подходит для статичного изображения и не боится его.
— LCD-телевизоры имеют высокую яркость и низкое энергопотребление
Недостатки
— Высокий уровень черного (от 0.02 нит в UV²А-матрице с ковровой подсветкой до 0.2 нит в IPS).
— Большое время отклика
— Отсутствие объема и и глубины изображения
— Динамическое разрешение без искусственных ухищрений 300 — 700 линий.
Плазма
Преимущества
— Общая глубина изображения. В целом, при подаче качественного контента, изображение на плазме заметно отличается от такового в LCD: обладает большей глубиной и насыщенностью цветов, имеет ярко выраженный эффект объема.
— Низкий уровень черного (0.008 нит в моделях Panasonic 2012 года).
— Имеют динамическое разрешение без искусственных ухищрений 1080 линий.
— Отлично подходят для динамического изображения (фильмы), хорошо раскрывают высококачественный контент.
— Фактически отсутствует время отклика.
— Свободнейшие углы обзора
Недостатки
— Совершенно не подходят для подключения к компьютеру из-за остаточного изображения
— Хуже показывают фотографии (так как градации получаются при помощи дизеринга)
— Большое энергопотребление, не все модели имеют высокую яркость.
— Высокая цена производства, низкая маржа — производителям все сложнее удержаться на плаву.
OLED
Самая новая технология формирования изображения в телевизорах. Используются самоизлучающие органические светодиоды. Как и плазма, это дисплеи с самоэмиссией света, не требующие подсветки.
Сейчас выпущено всего несколько серийных образцов по цене в десяток раз превосходящей аналогичные LCD и плазменные телевизоры, но LG обещает, что через 3 года OLED-телевизоры аналогичных LCD и плазма-диагоналям будут стоить в 1.5 раза дороже.
Преимущества:
— низкое время отклика и высокий контраст, как и у плазмы, т. к. нет механически поворачивающихся молекул и постоянной подсветки, как в LCD.
— экономичность
— широкие углы обзора.
Недостатки:
— различная деградация пикселов со временем (так же, как у плазмы, что приводит в остаточным изображениям и выгоранию пикселов). Сейчас это пытаются компенсировать программно.
— Низкое время службы: около 10 000 часов (к примеру, у LCD — 60 000 часов, у плазмы — 100 000 тысяч часов).
Измеряемые характеристики:
— Уровень черного (MLL, Minimum luminescence level) — тот уровень черного, который показывает телевизор при подаче сигнала 0. [нит]
— Яркость — тот уровень яркость, который показывает телевизор, когда на него подается сигнал 255.
Эти 2 характеристики измеряются вместе, когда на телевизор выводится «шахматная доска» (метод ANSI) — чередование черных и белых участков. Вычисляется яркость каждого участка, среднее арифметическое яркостей черных и белых областей.
— Контраст. Разница между средним арифметическим черных и белых областей, когда черные области приняты за единицу.
ANSI-контраст IPS матриц составляет ~ 1000:1, S-PVA — 3500:1, UV²А — 5000:1, плазма — 12000:1.
— Точность цветопередачи (DeltaE, отклонение от эталона). Подается сигнал на входе, измеряется сигнал на выходе. Чем больше отклонение — тем менее точная цветопередача. Считается, что невооруженный глаз неспособен заметить отклонение DeltaE < 3, а нулем обозначается идеальная цветопередача.
— Углы обзора. Чем меньше угол обзора матрицы, тем больше искажается цвет. Наименьшие углы имеют LCD S-PVA матрицы. Наибольшие — плазменные панели.
— Динамическое разрешение. Как известно, практически все телевизоры имеют статическое разрешение 1080 линий (1920x1080 точек), но динами��еское разрешение (то, что телевизор показывает, когда на экране происходит движение) часто отличается. Именно для этого в LCD-телевизорах вводится мерцание подсветки, интерполяция кадров и другие ухищрения.
Субъективные характеристики
К таковым можно отнести объемность изображения, которая формируется сочетанием уровня черного и цветонасыщенности, «киношность» изображения, эффект присутствия.
Спасибо за внимание.
Если статья покажется интересной, в следующей части я напишу о выборе диагонали, типах 3D, их практическом различии, об интерполяции изображения и попытаюсь развенчать некоторые мифы.
Я надеюсь, что эта статья сможет помочь таким же, как я — тем людям, которые выбирают телевизор, но не очень-то владеют тонкими техническими вопросами в этой области. Хотел бы поделиться с вами своими размышлениями и практическими выводами по-поводу выбора большого и качественного телевизора.
Последние 3 года я смотрел 42" ЖК-CCFL (это когда изображение формируется поляризованных светом от люминесцентных ламп, пропущенным через светофильтры). В 2009-м году еще не было 3D, а тонкие телевизоры с LED-подсветкой только появлялись и стоили нечестных денег. Куплен он был без особых мук выбора за $1400.
За пару лет созерцания я понял, что мне чего-то не хватает в изображении. Чего — я не мог описать, так как не владел нужными познаниями в этой области. Я точно знал, что хочу бОльшую диагональ и более глубокий черный.
После изучения матчасти я прояснил некоторые моменты.
I Тип формирования изображения.
На сегодняшний день есть 3 типа формирования изображения на современных телевизорах:1 LCD.
Самый распространенный вид телевизоров. Изображения в таких телевизора получается при помощи поляризованного света, нескольких светофильтров и управляемых жидких кристаллов.1.1 Типы подсветок LCD-телевизоров.
Так как изображение, которое мы видим на экране LCD-телевизора, получается в результате прохождения поляризованного света от источника подсветки, необходимо обозначить 2 типа подсветки:a) CCFL, она же — холодный катод. Подвид тонких люминисцентных ламп, располагающихся за матрицей.
Преимущества: равномерность подсветки.
Недостатки: большая толщина, энергопотребление, невозможность локального управления подсветкой.
b) LED — светоизлучающие диоды. В настоящее время практически полностью вытеснили телевизоры с холодным катодом.
Преимущества: возможно сделать очень тонкие телевизоры, низкое энергопотребление, возможность локального управления подсветкой.
Про локальное управление подсветкой и подразделение LED-подсветки нужно сказать пару слов. LED-подсветка разделяется на 2 типа: краевая (она же EDGE-LED, когда светодиоды расположены по краям матрицы, их свет попадает на диффузор и рассеивается) и ковровая (Full HD LED, LED Pro). Так как ЖК-пикселы сами по себе не излучают свет, им необходима подсветка (о чем сказано выше), которая включена всегда. Закрытые кристаллы все равно пропускают свет, поэтому добиться низкого уровня черного (чем ниже — тем лучше) и контрастных переходов в системах с краевой подсветкой невозможно. В телевизорах самого высокого уровня используется ковровая подсветка (когда светодиоды располагаются непосредственно за матрицей). Это позволяет повысить равномерность подсветки и внедрить сегментированное управление подсветкой, когда отдельные диоды, отвечающие за области на экране, могут приглушать яркость в зависимости от сцены на экране. На самом деле, ковровую подсветку имеют это всего 2 серии — 9-я серия Philips и 9-я серия Sony. В 9-й серии LG тоже есть ковровая подсветка, но ее реализация хуже, чем краевая у конкурентных решений.
Неравномерность подсветки.
Из-за того, что светодиоды располагаются с определенной периодичностью (свое влияние вносит рассеивание и много других факторов), практически в 100% случаев LCD телевизоры с LED-подсветкой имеют неравномерность подсветки (clouding) — когда области, которые должны оставаться черными имеют другую градацию серого.Проблема частично решается сегментированной светодиодной подсветкой.
1.2 Типы матриц LCD-телевизоров с LED-подсветкой.
Не буду вдаваться в подробности формирования изображения разными типами матриц, а вкратце опишу их основные преимущества и недостатки.a) IPS (сейчас производит только LG). Матрицы, которые, по-моему мнению, идеально подходят для ТВ низкого и среднего уровня.
Преимущества: большие углы обзора.
Недостатки: высокий уровень черного (~ 0.16 нит), большое время отклика.
Устанавливаются в телевизоры LG 3—9 серий (то есть, фактически во все, без разделения по уровням), Philips 4, 6 серии, Panasonic разных вариаций и многие другие.
b) S-PVA (производство Samsung). Матрицы для телевизоров классов выше.
Преимущества: более глубокий черный (0.05—0.1 нит в зависимости от реализации подсветки).
Устанавливаются в телевизоры Samsung 7—8 серий, Sony 7—8 серий, Philips 7—8-й серии и некоторые другие.
c) UV²А (производство Sharp). По моему мнению, наиболее совершенный тип матриц.
Преимущества: углы больше, чем у S-PVA (но меньше, чем у IPS). Самый глубокий уровень черного (0.02 — 0.06 нит)
Недостатки: Sharp производит их в недостаточных количествах.
Устанавливаются в телевизоры Philips 9-й серии и топовые серии Sharp.
2. Плазма.
С этим словом связано очень много мифов и заблуждений. Любой несведущий продавец обязательно скажет вам, что плазма устарела. Это связано с набором стереотипов и проблем, имевших место быть.Изображение формируется при помощи свечения люминофора под действием УФ-лучей.
Каждая плазменная ячейка является независимым источником света, поэтому телевизор не требует подсветки. Ранее плазменные телевизоры имели очень большую толщину и размер ячейки, поэтому были очень громоздкими и диагонали Full HD начинались с 50—60". Теперь толщина современных плазменных телевизоров не превышает 3—4 см, а диагонали начинаются с 42".
У плазменных телевизоро нет различных типов матриц с маркетинговыми названиями, но есть поколения панелей (самое совершенное — 15-е).
Сейчас плазма почти вытеснена LCD-телевизорами и ее производством занимается всего 3 компании: Panasonic, Samsung и LG (причем, собственные разработки имеют только первые 2). Связано это с убыточностью производства, конкуренцией со стороны ЖК-телевизоров и их популяризацией. Но плазма держит первые позиции в больших диагоналях.
3. OLED.
Органические светодиоды. Что-то среднее, между первыми 2-мя технологиями. Изображение формируется при помощи самоизлучающих диодов, которые светятся под воздействием электрического тока. Как и в плазме, каждая ячейка является самостоятельным источником света. Пока имеются только несколько серийных образцов таких телевизоров по очень высоким ценам. Разработками в этой области занимаются LG и Samsung.Есть и другие типы телевизоров, например проеционные лазерные телевизоры, но их разработка уже прекращена.
Кратко о преимуществах и недостатках каждой технологии:
LCD:
Преимущества:
— относительно невысокая цена производства, что позволяет производителям получать достаточно высокую прибыль и инвестировать в производство.
— Статический метод формирования изображения (без дизеринга) хорош для отображения изображений и фотографий.
— Отлично подходит для статичного изображения и не боится его.
— LCD-телевизоры имеют высокую яркость и низкое энергопотребление
Недостатки
— Высокий уровень черного (от 0.02 нит в UV²А-матрице с ковровой подсветкой до 0.2 нит в IPS).
— Большое время отклика
— Отсутствие объема и и глубины изображения
— Динамическое разрешение без искусственных ухищрений 300 — 700 линий.
Плазма
Преимущества
— Общая глубина изображения. В целом, при подаче качественного контента, изображение на плазме заметно отличается от такового в LCD: обладает большей глубиной и насыщенностью цветов, имеет ярко выраженный эффект объема.
— Низкий уровень черного (0.008 нит в моделях Panasonic 2012 года).
— Имеют динамическое разрешение без искусственных ухищрений 1080 линий.
— Отлично подходят для динамического изображения (фильмы), хорошо раскрывают высококачественный контент.
— Фактически отсутствует время отклика.
— Свободнейшие углы обзора
Недостатки
— Совершенно не подходят для подключения к компьютеру из-за остаточного изображения
— Хуже показывают фотографии (так как градации получаются при помощи дизеринга)
— Большое энергопотребление, не все модели имеют высокую яркость.
— Высокая цена производства, низкая маржа — производителям все сложнее удержаться на плаву.
OLED
Самая новая технология формирования изображения в телевизорах. Используются самоизлучающие органические светодиоды. Как и плазма, это дисплеи с самоэмиссией света, не требующие подсветки.
Сейчас выпущено всего несколько серийных образцов по цене в десяток раз превосходящей аналогичные LCD и плазменные телевизоры, но LG обещает, что через 3 года OLED-телевизоры аналогичных LCD и плазма-диагоналям будут стоить в 1.5 раза дороже.
Преимущества:
— низкое время отклика и высокий контраст, как и у плазмы, т. к. нет механически поворачивающихся молекул и постоянной подсветки, как в LCD.
— экономичность
— широкие углы обзора.
Недостатки:
— различная деградация пикселов со временем (так же, как у плазмы, что приводит в остаточным изображениям и выгоранию пикселов). Сейчас это пытаются компенсировать программно.
— Низкое время службы: около 10 000 часов (к примеру, у LCD — 60 000 часов, у плазмы — 100 000 тысяч часов).
II Характеристики изображения
Выбирая новый телевизор я пришел к выводу, что некоторые характеристики изображения можно изменить, некоторые нельзя.Измеряемые характеристики:
— Уровень черного (MLL, Minimum luminescence level) — тот уровень черного, который показывает телевизор при подаче сигнала 0. [нит]
— Яркость — тот уровень яркость, который показывает телевизор, когда на него подается сигнал 255.
Эти 2 характеристики измеряются вместе, когда на телевизор выводится «шахматная доска» (метод ANSI) — чередование черных и белых участков. Вычисляется яркость каждого участка, среднее арифметическое яркостей черных и белых областей.
— Контраст. Разница между средним арифметическим черных и белых областей, когда черные области приняты за единицу.
ANSI-контраст IPS матриц составляет ~ 1000:1, S-PVA — 3500:1, UV²А — 5000:1, плазма — 12000:1.
— Точность цветопередачи (DeltaE, отклонение от эталона). Подается сигнал на входе, измеряется сигнал на выходе. Чем больше отклонение — тем менее точная цветопередача. Считается, что невооруженный глаз неспособен заметить отклонение DeltaE < 3, а нулем обозначается идеальная цветопередача.
— Углы обзора. Чем меньше угол обзора матрицы, тем больше искажается цвет. Наименьшие углы имеют LCD S-PVA матрицы. Наибольшие — плазменные панели.
— Динамическое разрешение. Как известно, практически все телевизоры имеют статическое разрешение 1080 линий (1920x1080 точек), но динами��еское разрешение (то, что телевизор показывает, когда на экране происходит движение) часто отличается. Именно для этого в LCD-телевизорах вводится мерцание подсветки, интерполяция кадров и другие ухищрения.
Субъективные характеристики
К таковым можно отнести объемность изображения, которая формируется сочетанием уровня черного и цветонасыщенности, «киношность» изображения, эффект присутствия.
Спасибо за внимание.
Если статья покажется интересной, в следующей части я напишу о выборе диагонали, типах 3D, их практическом различии, об интерполяции изображения и попытаюсь развенчать некоторые мифы.
