Android для всех

Инструкции по установке и работе с приложениями на Android

Все, что нужно знать об экранах смартфонов


Все, что нужно знать об экранах смартфонов

Сейчас многие смартфоны в плане аппаратной части похожи друг на друга. Одинаковые процессоры, графические ускорители, объем оперативной и долговременной памяти – все, как одно на подбор. И порой решающим фактором, который перевешивает наше решение в сторону определенной модели, становится экран устройства. Поэтому сегодня я хочу рассказать все, что знаю об этом сам. Надеюсь, что информация будет полезна тем, кто учитывает характеристики дисплея при покупке смартфона.

Основная терминология

  • LCD (Liquid Crystal Display) - жидкокристаллический дисплей.
  • TFT (Thin Film Transistor) - технология изготовления матриц, основанная на использовании тонкопленочных транзисторов.
  • IPS (In-Plane Switching) - улучшенная по характеристикам технология изготовления матриц, основанная на использовании тонкопленочных транзисторов.
  • OLED (Organic Light-Emitting Diode) - технология изготовления матриц, основанная на использовании полупроводниковых приборов.
  • AMOLED (Active Matxrix Organic Light-Emitting Diode) - тип активной матрицы, основанный на использовании одиночных транзисторов.
  • Super AMOLED - улучшенная модификация матрицы AMOLED, в которой отсутствует воздушная прослойка между сенсором и экраном.

Матрицы

Чаще всего именно этот показатель красуется на сайтах интернет-магазинов МТС, Связного, Билайна, Мегафона и других компаний. Так и пишется: “тип матрицы”. А за двоеточием скрываются очень страшные английские аббревиатуры. Такие, например, как TFT TN, IPS, AMOLED и так далее. А теперь давайте разложим все из этой области, как говорится, по полочкам.

Прежде всего я хочу упомянуть о разделении матриц на жидкокристаллические и светодиодные. К первым относятся TFT TN и IPS, ко вторым – AMOLED и SuperAMOLED. Что представляют собой матрицы типа TFT? С английского языка эта аббревиатура расшифровывается как Thin-Film Transistor. С точки зрения схемо- и электротехники, это – тонкопленочные транзисторы. Их в смартфонах используют для того, чтобы управлять работой субпикселей. Считается, что базовые принципы технологии TFT применяются абсолютно во всех видах матриц. Только где-то в большей, а где-то – в меньшей степени. Тем не менее, этот вопрос остается открытым, о чем пользователи, собственно, и спорят уже не первый год.

До недавнего времени производители TFT-матриц для соответствующих операций использовали аморфный кремний. Но, как известно, прогресс не стоит на месте: в ходу уже поликристаллический кремний, и благодаря его использованию, такие матрицы носят новое название (LTPS-TFT). Сразу следует отметить, что основным преимуществом подобной матрицы является снижение размеров транзисторов и, как следствие, уменьшение энергетического потребления. Несложно сделать логичный вывод: этот факт позволяет добиться более высокого значения PPI (плотность пикселей).

OnePlus One - первый обладатель матрицы LTPS

Это познавательно: как вообще работают матрицы? Первично к молекулам жидких кристаллов прикладывается ток. Это приводит к тому, что задается угол поляризации света. К слову, угол непосредственно влияет на то, какой уровень яркости будет иметь каждый отдельный субпиксель. На пути поляризованного света стоит специальный светофильтр. Проходя через него, свет меняет длину волны, вследствие чего меняется цвет, прикладываемый позднее к субпикселю (при подсветке экрана).

Первый тип матрицы, установленный в смартфоне, носит название TN. Опорные сведения о матрице следующие: малый угол обзора, низкая контрастность, чрезвычайно низкий по сегодняшним меркам уровень цветовой передачи. Если говорить об угле подробнее, то он составляет не более 60 градусов в случае отклонения в вертикальной плоскости. Из-за столь низкого показателя даже при небольших отклонениях заметна инверсия цвета. В данный момент мы можем уверенно говорить о том, что эпоха TN-матриц подходит к концу, потому как они остались только в наиболее старых и/или дешевых смартфонах.

На смену TFT TN пришла TFT IPS. Практически во всех бюджетных смартфонах установлена именно эта матрица. Она распространена больше всего. Альтернативное название IPS – это SFT. Дебют этого типа матрицы состоялся два десятка лет тому назад. С тех пор разные производители неустанно работали над улучшением характеристик и выпуск модификаций. Их число, кстати, тоже почти достигло отметки в два десятка. Согласно последним данным, наибольшей популярностью пользуются наиболее технологичные из них: PLS производства компании Samsung и AH-IPS производства компании LG.

Они близки друг к другу в плане свойств, поэтому вопрос выбора здесь подменяется, скорее, на вопрос о разделении сфер влияния фирм. Интересно то, что подобные схожести технологического плана в свое время стали камнем преткновения между двумя компаниями, что привело к жесткому судебному разбирательству. Ну а что поделать, если у Samsung судьба такая: сегодня судится с LG, завтра с Apple.

Основные преимущества матриц типа IPS заключаются в следующем: они могут похвастаться широкими углами обзора, реалистичной цветопередачей и довольно высоким показателем PPI. Угол обзора может достигать 180 градусов. Однако зачастую производители смартфонов не сообщают информацию о том, какая модификация IPS-матрицы установлена в аппарате. А, между тем, различия можно будет заметить даже невооруженным глазом. Недостатком IPS является выцветание изображения при сильных наклонах.

Принципиальные различия существуют между жидкокристаллическими и светодиодными матрицами, носящими наименование OLED. Источник света в таких матрицах – субпиксели. Они, если так можно выразиться, и есть органические светодиоды НУ ОЧЕНЬ маленького размера. В смартфонах для создания дисплеев используется AMOLED. Важно, что при этом используется также TFT-матрица, позволяющая управлять субпикселями. Это – как раз повод дискуссий между пользователями.

Именно AMOLED-дисплеи лучше всего демонстрируют черный цвет. Его бесподобная глубина объяснима технологической особенностью: чтобы имитировать оттенок черного, матрице достаточно просто отключить или не задействовать светодиоды. Думаю, что это опять приведет читателей к логичному выводу: раз так, то и энергопотребление AMOLED лучше, нежели у LCD. И это на самом деле так. Был в свое время у этого типа матрицы свой недостаток: светодиоды разных цветов имели различные сроки службы. Но с тех пор, как его повысили минимум до трех лет, проблема ушла в небытие.

Влияет ли на восприятие рисунок субпикселей?

Однозначно. Мы привыкли думать, что все дело заключается только в том, по какой технологии изготовлена матрица экрана. Ан-нет, дело обстоит несколько по-другому. Давайте начнем с простейшего, а именно, с жидкокристаллических матриц. В них имеются RGB-пиксели. Каждый из таких пикселей состоит из трех субпикселей. Они могут быть вытянуты в одной из двух форм: либо галочка, либо прямоугольник.

А что тогда бывает в AMOLED-экранах? Я уже рассказывал о том, что источник света в AMOLED’ах – это сами субпиксели. Так сложилось, что к красному и синему цвету человеческий глаз менее чувствителен, нежели к зеленому. Учитывая этот фактор, можно говорить о том, что подобный рисунок в случае использования его в AMOLED ухудшит цветопередачу по сравнению с IPS. Картинка будет нереалистичной, если говорить совсем просто.

Ох и намучились же пользователи SGS 3 с этим PenTile

Чтобы устранить этот недостаток, производители попробовали использовать технологию под название PenTile. Она предполагала наличие пикселей двух типов. Первый из них – красно-зеленый, второй – сине-зеленый. Каждый, заметьте, разбивался на два субпикселя соответствующих оттенков. Параллельно этому, субпиксели имели разную форму. Красные и синие были представлены почти идеальным квадратами, а вот зеленые – вытянутыми прямоугольниками. В итоге все привело к тому, что инженеры получили нечистый белый цвет, а также видимые зазубрины на границах цветов. В общем, получили едва не больше проблем, чем было до этого.

Но не все так плохо, как кажется. Samsung решила устранить выявленные проблемы, и ей это удалось. Современные экраны компании построены по принципу системы RG-BG, но теперь там используется новый тип рисунка. Его после успешных испытаний окрестили Diamond PenTile. Если перевести, кстати, то получится символично. Но по делу: технология делает белый оттенок натуральнее, зазубренные края “ликвидируются” за счет увеличения PPI до такого показателя, когда неровности уже просто не заметны.

Хотя уже в следующей версии смартфона проблема была устранена

Особенности конструкции

Хорошо, мы разобрались с типами матриц, принципом их работы и особенностями восприятия человеческого глаза. Теперь пришло время поговорить о том, как конструктивные особенности могут повлиять на качество отображения и выбор потенциальных покупателей, как следствие. Начнем опять же с самого простого фактора.

Производители, задавшиеся вопросом о том, что еще можно улучшить, в первую очередь принялись за воздушную прослойку между сенсором и дисплеем. Именно здесь начинается жизнь технологии под названием OGS. Если говорить опосредовано и грубо, то это есть не что иное, как технический сэндвич. В нем сенсор и матрица объединены в одно стеклянное целое. И такой эксперимент дал свои плоды: качество изображения было значительно улучшено благодаря увеличению углов обзора и повышению уровня цветопередачи. Кроме того, этот “сэндвич” смогли уменьшить в размерах, что положительно сказалось на габаритах смартфонов. Что касается недостатков: если пользователь разбил стекло, то менять придется весь пакет. Отделить составляющую от дисплея не представляется возможным. Хотя это – тот самый случай, когда плюсов больше чем минусов.

Наибольший успех в этой области был снова замечен у южнокорейского гиганта Samsung. Инженеры решили разместить между субпикселями емкостные датчики. К чему это привело? К еще большему сокращению толщины “сэндвича”. Я бы сказал, что сейчас активно распространяется технология 2,5D-дисплеев. Суть заключается в загнутом по краям стекле. Этот принцип позволяет сделать смартфон более привлекательным и комфортным, поскольку грани становятся максимально гладкими.

Активно в направлении 2,5D-стекол работает Apple со своими iPhone

Как логичное продолжение процедуры, появились не только загнуты стекла, но и загнутые дисплеи. У какой компании они есть? Конечно, тут и так все ясно! Ох уж эти Edge… Хоть первыми на эту своеобразную дорожку вылезли в Samsung, LG тоже внесла свою лепту. Хотя с точки зрения технологий, их способ немного отличается от предложенного “другими корейцами”. В случае LG приходится говорить более об изогнутом смартфоне, а не дисплее.

А Samsung занимается не только стеклами, но и экранами

Отдельно об IPS

Раз уж так сложилось, что IPS - наиболее распространенный матрицы в современных смартфонах, нужно поговорить о них отдельно. Особенно учитывая тот факт, что на сегодняшний день их выпускают разные компании, да и вообще счет различных модификаций уже почти достиг двух десятков единиц. Если вам удастся уточнить, какой именно тип IPS-матрицы установлен в аппарате, который вы рассматриваете для покупки, это даст большой бонус. Потому как подобное знание - ключ к выбору. Я назову не все виды, а только те, что чаще всего устанавливаются в мобльных устройствах.

1) "Чистая" IPS. База, стандарт - называйте, как хотите. Чистая IPS обладает хорошими углами обзора, и довольно реалистичной цветопередачей (на уровне 8 бит на один канал).

2) S-IPS (Super-IPS). Улучшение обыкновенной матрицы, в котором вдобавок уменьшается время отклика.

3) A-SIPS (Advanced Super-IPS). Созданием этой модификации занималась корпорация под названием Hitachi. Улучшения коснулись контрастности, цветовой гаммы.

4) H-IPS (Horizontal IPS). Как косвенно вытекает из названия, разработчикам удалось улучшить визуальную однородность картинки, выводимой на экран, в горизонтальной плоскости. Вторично улучшена контрастность.

5) H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer). Заказчиком таких матриц стала корпорация NEC, сама матрица была разработана и поставлена специалистами корейской LG. По сути дела, это - панель модификации H-IPS, в которой используется цветовой фильтр True White (в переводе "настоящий белый"). Это приводит к увеличению углов обзора, поскольку белый цвет становится более реалистичным. Использование технологии Advanced True Wide Polarizer (технологически применяется поляризационная пленка) позволяет достигнуть еще больших углов обзора. В итоге получаем дисплей, который можно крутить без потери качества изображения, как только угодно.

6) IPS-Pro (IPS-Provectus). Улучшения по большей части касаются уровня контрастности и цветовой гаммы.

7) S-IPS Pro (она же Advanced Fringe Field Switching). Имеются случа использования в смартфонах, но большинство таких матриц интегрированы в планшетные компьютеры. В них используется более мощное электрическое поле, что позволяет достичь рекордных показателей в плане яркости. Вторично повышаются углы обзора и уменьшается расстояние между пикселями. Это делает картинку более однородной, стирая острые межпиксельные границы.

8) E-IPS (Enhanced IPS). Снижено время отклика (составляет 5 миллисекунд), увеличен диагональный угол обзора. По сравнению со своими аналогами, матрицы E-IPS используют более выгодные в технологическом плане лампы подсветки. И дело не в том, что их производство обходится дешевле, а в том, что они обладают меньшим энергопотреблением.

9) P-IPS (Professional IPS). Матрицы такого типа обладают 30-битной глубиной цвета, обладая способностью передавать до 1,07 млрд. оттенков.

10) AH-IPS (Advanced High Perfomance IPS). Главные аргументы "за": повышенное разрешение картинки, увеличенное значение PPI, минимальное энергопотребление, высокая яркость и улучшенная цветопередача.

Кто производит матрицы?

Основными поставщиками матриц для смартфонов являются такие компании, как LG и Samsung. Им вторят Phillips, NEC, Dell. Однако бесспорным лидером в этой области так и остается компания LG. На сегодняшний день именно ее матрицы наиболее востребованы. Оно и понятно: фирма отвечает за качество. Нередко эти матрицы используются в аппаратах компании. При всем этом Samsung ориентируется на выпуск AMOLED и Super AMOLED для своих устройств. Phillips и Dell выпускают среднячковую продукцию. А вот NEC больше работает именно над проектированием и выпуском матриц для профессиональных компьютерных мониторов. 

Помощь в выборе

На сегодняшний день наиболее перспективным и качественным видом матриц остается IPS. Тем не менее, Samsung продолжает активно развивать AMOLED, а Интернет полнится слухами, что на OLEDперейдет и компания Apple. Крайне не рекомендую покупать аппарат с матрицей TN, потому как это самая дешевая и некачественная по нынешним меркам матрица. Не стоит ожидать чудес в бюджетном сегменте: высока вероятность встретить не самые лучшие модификации IPS. Хотя в некоторых аппаратах такие матрицы демонстрируют очень и очень хорошие результаты. Например, в Huawei Honor 5C. Да и в тех случаях, когда AMOLED-матрица выдает плотность не больше 300 PPI, обратить внимание следует все же на конкурента с IPS-экраном. 

Я рассказал о том, какие бывают типы матриц, как они работают и что оказывает влияние на цветовую передачу изображения, выводимого на дисплей смартфона. А теперь пришло время сделать конечные выводы, которые помогут пользователям определиться с покупкой аппаратов. Обратить внимание нужно на следующие показатели:

1) Тип матрицы. Наверное, самый главный показатель. Если наткнетесь на IPS, старайтесь по возможности уточнить ее модификацию.

2) Диагональ экрана. Да-да, она оказывает внияние на время автономной работы и производительность в целом. Достаточно вспомнить сравнени iPhone SE и iPhone 6S. Разброс в диагоналях там равен 0,7 дюймов, и, благодаря этому, SE побеждает 6S. Хотя и не намного. Сегодня стандартом считаются 5 дюймов. Помните: чем больше диагональ, тем больше расход энергии при прочих равных условиях.

3) Разрешение экрана. Думаю, что тут впору снова говорить о производительности. Нередко Sony проигрывают в синтетических тестах iPhone (в том числе и SE). Знаете почему? Да потому что SE использует 4-дюймовый экран с разрешением, едва превышающим HD. В то же время, многие Xperia задйествуют разрешение Full HD на 5 дюймах. При всем этом, процессоры этих аппаратов могут находиться по своей производительности довольно близко друг к другу. Для обыкновенных пользователей обычно хватает обычного "хд", хотя киноманы и любители не дают своим потребностям упасть ниже Full HD. 

4) Плотность пикселей. Сейчас более или менее приемлемый показатель PPI - в районе 400 пикселей на дюйм.

Что нас ждет?

Компании активно работают не только над улучшением производительности смартфонов. Наивно думать, что аккумуляторы и процессоры являются приоритетным направлением. Нет, фирмы распределяют усилия равномерно. И одной из веток развития являются как раз экраны. Возможно, что в скором времени мы увидим в действии технологию QLED, основанную на использовании квантовых точек. Она позволит еще раз снизить энергопотребление, параллельно повысив уровень цветопередачи. Высокой остается вероятность создания гибких дисплеев. Но пока этого не произошло, будем опираться на итоги этой статьи.


Похожие статьи:

Добавить комментарий

Понравилась статья? Оставьте свой отзыв.
В комментариях запрещена реклама, оскорбления, мат, и все, что запрещено законом.

Вы также можете авторизоваться с помощью соц. сетей

           


Последние комментарии

Последнее на форуме

Читать подробнее »