Typy paneli LCD poznane

Autor: Adam Simmons
Ostatnia aktualizacja: November 3rd 2020

Wprowadzenie

Większość ludzi jest zaznajomiona z faktem, że monitory występują w różnych rozdzielczościach i rozmiarach ekranu, mogą mieć matową lub błyszczącą powierzchnię ekranu i mogą oferować specyficzne cechy, takie jak częstotliwość odświeżania 120Hz i możliwości 3D. Zakres wyświetlaczy i różnice w specyfikacji mogą być dość zniechęcające, a co więcej, niekoniecznie można ufać liczbom „na papierze” w pierwszej kolejności. Jednym z fundamentalnie ważnych aspektów monitora LCD, który będzie dyktować, jak działa i jakiego rodzaju zadania będzie najlepiej wykonywać, jest typ panelu. Chociaż istnieją różne poddziały wszystkie nowoczesne ekrany będą generalnie należeć do jednej z trzech kategorii o wyraźnych cechach wydajności.

TN (Twisted Nematic) panele

Od kilku lat monitor z panelem TN jest najbardziej wszechobecny na rynku. Producenci często chętnie wskazują w swoich specyfikacjach, czy zastosowano „alternatywny” rodzaj panelu; w razie wątpliwości przyjmij, że jest to TN. Ogólne atrybuty obejmują stosunkowo niski koszt produkcji i stosunkowo wysoki poziom responsywności; piksele szybko zmieniają swój stan, co pomaga sprawić, że ruchome obrazy wydają się płynniejsze. Niektóre monitory Twisted Nematic mają dwukrotnie wyższą częstotliwość odświeżania (120Hz zamiast 60Hz), co pozwala im korzystać z technologii „aktywnej migawki 3D” i umożliwia wyświetlanie dwukrotnie większej ilości informacji w każdej sekundzie, co zapewnia płynniejsze wrażenia w grach. To poszedł dalej teraz, z bardziej aktualnych wydań zawierających 144Hz lub wyższą częstotliwość odświeżania i celując to czysto na płynne 2D, a nie 3D (okulary stereoskopowe) doświadczenie.

Acer XN253Q X – monitor z panelem TN 240Hz

Mimo, że na przestrzeni lat nastąpiła skokowa poprawa w tym dziale, wydajność obrazu jest często uważana za względną słabość technologii TN. Dobry monitor z matrycą TN może zapewnić ostry i żywy obraz o godnym szacunku kontraście – zazwyczaj 1000:1 przy wyłączonym trybie „dynamicznego kontrastu”. Główną wadą są stosunkowo ograniczone kąty widzenia. Często są one podawane jako 170° w poziomie i 160° w pionie, co jest tylko nieznacznie niższe niż w przypadku innych technologii paneli. W rzeczywistości można zaobserwować wyraźną zmianę kolorów, a nawet „inwersję”, jeśli ekran jest oglądany z boku, ale także z góry lub z dołu, w szczególności. Możesz zobaczyć tę zmianę zademonstrowaną na poniższym filmie na monitorze, który jest uważany za jeden z bardziej wydajnych monitorów TN (Dell S2719DGF).

Szczególnie, ale nie wyłącznie w większych modelach TN, stosunkowo ograniczone kąty widzenia faktycznie wpływają na wydajność, jeśli siedzisz bezpośrednio z przodu, jak również. Twoje oczy mają inne kąty widzenia, gdy obserwujesz środek ekranu, niż gdy obserwujesz regiony peryferyjne. W zależności od pozycji na ekranie, dany odcień będzie przedstawiany w różny sposób – przede wszystkim będzie ciemniejszy (bardziej nasycony i o wyższej postrzeganej gammie) w górnej części ekranu, a jaśniejszy (mniej nasycony i o niższej postrzeganej gammie) w dolnej. Z tego powodu cierpi na tym dokładność i spójność kolorów, co sprawia, że monitory te nie są dobrym wyborem do „prac o krytycznym znaczeniu dla kolorów”, takich jak projektowanie i fotografia. Widać to na poniższym obrazie, uchwyconym na monitorze ASUS PG278Q w sposób, który jest dość reprezentatywny dla tego, co można zobaczyć, obserwując monitor z normalnej pozycji przy biurku.

Następny obraz przedstawia Dell S2716DG, inny model TN, wyświetlający próbki testowe Datacolor SpyderCHECKR 24. Na ekranie znajduje się wydrukowany arkusz z odcieniami, z których wszystkie mieszczą się w przestrzeni barw sRGB. Na ekranie wyświetlana jest fotografia referencyjna wydrukowanej tablicy odcieni, dostarczona przez Datacolor. Powinno ono dość dokładnie pasować do wydrukowanego odcienia, jeśli monitor dokładnie odwzorowuje odcienie w przestrzeni barw sRGB. Chociaż zawsze istnieje pewna rozbieżność pomiędzy tym, jak wyglądają obiekty emitujące (monitor) i nieemisyjne (wydrukowany arkusz). Odcienie są wyświetlane w takiej samej kolejności jak na wydruku po prawej stronie ekranu, podczas gdy po lewej stronie ekranu kolejność jest odwrócona. Chociaż dokładnie widziane odcienie będą się różnić od tych, które można zobaczyć w rzeczywistości, ze względu na użyty aparat i ekran, na którym oglądasz to zdjęcie, to nadal daje ono dobre wyobrażenie o względnych różnicach. Stanowi ono również bardzo wyraźną wizualną demonstrację opisanych wcześniej problemów ze spójnością kolorów. Na przykład jasny czekoladowy brąz i znajdujący się obok niego złocistożółty odcień (gamboge) wyglądają na znacznie głębsze, gdy są wyświetlane w górnej części ekranu. Odcień złoto-żółty jest w tym miejscu dość zbliżony do odcienia drukowanego. Gdy wyświetlany jest w dolnej części ekranu, brązowy odcień wydaje się o wiele bardziej gliniasty. Z kolei złoty żółty jest jaśniejszy, bardziej zbliżony do drugiego żółtego odcienia na wydrukowanym arkuszu. Odcienie mają bardzo subtelną fakturę, która powinna wynikać z materiału, na którym zostały wydrukowane. Jest to uchwycone na zdjęciach referencyjnych i najbardziej widoczne w przypadku czarnego bloku. Jest ona zbyt mocno uwypuklona, gdy cień jest wyświetlany niżej na ekranie i jest znacznie lepiej zbalansowana, gdy jest wyświetlana dalej na ekranie, ze względu na odczuwalne przesunięcia gamma.

Panele VA (Vertical Alignment)

Jeśli monitor LCD próbuje wyświetlać czerń, to filtr koloru będzie ustawiony tak, aby jak najmniej światła (jakiegokolwiek koloru) z podświetlenia przedostawało się przez niego. Większość monitorów LCD radzi sobie z tym dobrze, ale filtr nie jest idealny i dlatego czerń może nie być tak głęboka, jak powinna. Zdecydowanie mocną stroną panelu VA jest jego skuteczność w blokowaniu światła z podświetlenia, gdy nie jest ono potrzebne. Daje to głębszą czerń i wyższy współczynnik kontrastu, wynoszący około 2000:1 – 5000:1 przy wyłączonych trybach „dynamicznego kontrastu” – kilkukrotnie wyższy niż w przypadku innych technologii LCD. Są one również mniej podatne na 'bleed' lub 'clouding' w kierunku krawędzi ekranu, co może czynić takie ekrany dobrymi kandydatami dla miłośników filmów i miłymi w użyciu do pracy ogólnego przeznaczenia. Takie problemy mogą, niestety, nadal nękać niektóre jednostki dowolnego typu paneli.

Seria BenQ EW – m.in. nowoczesne monitory z panelem VA

Kolejną kluczową zaletą VA są lepsze kąty widzenia i odwzorowanie kolorów w porównaniu do TN. Przesunięcie koloru w poprzek ekranu i „poza kątem” jest mniej wyraźne, a odcienie mogą być wytwarzane z większą precyzją. Pod tym względem są one lepszymi kandydatami do pracy z kolorami krytycznymi, ale nie są tak mocne w tej dziedzinie jak IPS i technologie pokrewne, o których mowa w dalszej części. Odczuwalne jest osłabienie nasycenia przy porównywaniu odcienia na środku ekranu z tym samym odcieniem przy krawędziach lub na dole ekranu, pod normalnym kątem patrzenia. Występuje także przesunięcie gamma, które jest najbardziej zauważalne w przypadku szarości lub odcieni pastelowych, ale można je zaobserwować także w innych miejscach, gdzie dany odcień wydaje się rozjaśniać lub przyciemniać nawet przy niewielkim ruchu głową. Niektóre modele VA mają niemal efekt „stożka” lub „tunelu” z powodu tych przesunięć, z regionami peryferyjnymi wydającymi się zauważalnie ciemniejszymi niż centralna część ekranu. Powoduje to również maskowanie ciemnych szczegółów na środku („black crush”, wysoka postrzegana gamma) i może ujawnić dodatkowe, niezamierzone szczegóły na peryferiach (niska postrzegana gamma). Obraz przedstawia ten sam system SpyderCHECKR 24, który został użyty do wcześniejszego przykładu TN, tym razem na monitorze AOC CQ27G2(U) z panelem VA. Pionowe przesunięcia w nasyceniu i odwzorowaniu kolorów są mniej ekstremalne, ale z pewnością nadal występują.

Powszechną słabością modeli VA jest ich stosunkowo niski poziom reakcji pikseli w niektórych miejscach. Piksele przechodzą z jednego stanu do drugiego stosunkowo wolno, gdy wyświetlane są pewne odcienie – co prowadzi do wyraźniejszego rozmycia obrazu podczas ruchu na ekranie. W niektórych poważnych przypadkach może się wydawać, że obraz „rozmazuje się”, tworząc smugę przypominającą dym, jak pokazano na poniższym filmie, nakręconym na monitorze AOC Q3279VWF. Jest to dość ekstremalny przykład, niektóre modele VA (jak zbadamy wkrótce) nie wykazują takiego stopnia osłabienia czasu reakcji piksela.

Niektóre z nowoczesnych typów paneli VA stosowanych w monitorach PC obejmują panele typu VA SVA („Super” Vertical Alignment), MVA (Multi-domain Vertical Alignment) i AAS (Azimuthal Anchoring Switch). Najnowsze modele z panelami VA AU Optronics i SVA Samsunga wykorzystują efektywne przesterowanie pikseli i nie cierpią na te rozległe smugi „dymu”. W rzeczywistości są one na równi z nowoczesnymi modelami IPS dla niektórych przejść pikseli, co jest czymś, na co producenci będą się chwytać, podając mylące i zbyt optymistyczne określone czasy reakcji. 4ms jest powszechnie określone, jak niektóre przejścia pikseli można oczekiwać, aby być wykonywane z taką prędkością. Inne przejścia pikseli, szczególnie tam, gdzie w przejściu biorą udział ciemniejsze odcienie, są nadal stosunkowo wolne. Wystarczająco, aby znacząco zwiększyć postrzegane rozmycie z pewnym smużącym wyglądem – choć nie zawsze w stopniu zademonstrowanym na powyższym filmie.

Wzrasta zapotrzebowanie na panele VA o wysokiej częstotliwości odświeżania, w tym panele VA 34″-35″ „UltraWide” o częstotliwości odświeżania 100Hz+ oraz różne rozmiary ekranów z panelami VA 144Hz+ 16:9. Modele takie jak AOC C24G1 i LG 32GK850G wykorzystują efektywne i elastyczne przesterowanie pikseli i mogą zapewnić przyzwoite wrażenia w zakresie 144Hz – 165Hz. Użytkownicy korzystają ze zmniejszonego rozmycia obrazu dzięki wysokiej częstotliwości odświeżania przy odpowiednio wysokiej liczbie klatek na sekundę, a wiele przejść między pikselami jest wykonywanych wystarczająco szybko, by zapewnić przyzwoitą wydajność. Jednak nadal istnieją pewne niedociągnięcia, z niektórymi reakcjami pikseli znacznie wolniej niż optymalnie i dając miejscami „ciężki puder” lub „rozmazany” ślad. Niektóre modele, w tym AOC C24G1, mają jeszcze jedną sztuczkę w swoich przysłowiowych rękawach. Zawierają one tryby podświetlenia stroboskopowego (w AOC nazywane MBR lub „Motion Blur Reduction”), które mogą znacznie zredukować postrzegane rozmycie obrazu spowodowane ruchem gałek ocznych, pod warunkiem, że częstotliwość odświeżania obrazu odpowiada częstotliwości odświeżania. Ta koncepcja i związane z nią aspekty zostały szczegółowo omówione w naszym artykule na temat responsywności.

Panele IPS (In-Plane Switching), PLS (Plane to Line Switching) i AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle)

Jeśli chodzi o efekt końcowy, te trzy technologie są zasadniczo bardzo podobne; kluczowe różnice polegają na tym, że technologia IPS jest rozwijana głównie przez LG Display, technologia PLS przez Samsunga, a AHVA przez AUO. Są one czasami określane zbiorczo jako panele „typu IPS”. Inni producenci paneli mają własne technologie „IPS”, w tym Innolux ze swoją technologią AAS (Azimuthal Anchoring Switch), która, co jest mylące, ma również swoje własne wersje typu VA. I BOE z ich technologią IPS-ADS. Prawdziwym atutem tych monitorów jest ich doskonała dokładność odwzorowania kolorów, spójność i kąty widzenia w porównaniu do innych technologii LCD. Każdy odcień zachowuje swoją własną „tożsamość” niezależnie od pozycji na ekranie. W połączeniu z rozszerzoną gamą kolorów (zwiększającą potencjalny zakres odcieni i nasycenie) w niektórych modelach, zapewnia to żywy i nasycony wygląd na całym ekranie. Spójność gamma jest również wysoka, co zapewnia, że ciemne odcienie wyglądają na całym ekranie w odpowiedni sposób, a nie są zbyt widoczne w niektórych regionach ekranu i zbyt zamaskowane w innych. Ta spójność zarówno gamma jak i nasycenia sprawia, że panele typu IPS są szczególnie dobrymi kandydatami do pracy „krytycznej” pod względem kolorów. Osoby, które cenią sobie bogactwo kolorów, które jest dobrze utrzymane na całym ekranie, mogą z przyjemnością używać ich do gier, filmów i ogólnej pracy na biurku. Zdjęcie przedstawia ten sam system SpyderCHECKR 24, który został użyty wcześniej dla przykładów TN i VA, tym razem na monitorze ASUS PA278QV z panelem typu IPS. Konsekwencja jest znacznie lepsza niż w przypadku modelu TN i poprawiona w porównaniu z przykładem VA, a zestawy odcieni po lewej i prawej stronie ekranu wydają się być stosunkowo podobne do siebie.

Wśród większości głównych producentów, w tym Dell, LG, Acer, AOC i ASUS, dostępny jest bardzo dobry wybór niedrogich monitorów typu IPS. Oznacza to, że fotografowie, projektanci lub po prostu zwykli użytkownicy z niższym budżetem mogą również skorzystać z tej technologii. Wiele nowoczesnych monitorów IPS jest także znacznie bardziej responsywnych niż ich odpowiedniki VA, a w niektórych przypadkach stanowią skuteczną konkurencję dla wielu monitorów TN. Responsywność była tradycyjnie obszarem znacznej słabości paneli IPS. Dzięki radykalnej poprawie szybkości reakcji pikseli i częstotliwości odświeżania, niektóre nowoczesne modele znalazły uznanie wśród graczy, którzy korzystają z wydajności kolorów w swoich ulubionych tytułach bez wielu nieestetycznych smużenia. Tego typu panele 144Hz+ są obecnie powszechne. Kolejnym obszarem tradycyjnych słabości był kontrast. W tej kwestii nastąpiła pewna poprawa, a większość paneli tego typu jest obecnie podobna do swoich odpowiedników TN w tym dziale (około 1000:1 kontrastu bez kontrastu dynamicznego). Niektóre są nieco mocniejsze, inne nieco słabsze. Jedną z kłopotliwych kwestii, którą niektórzy zauważyli, jest połysk lub „poświata” podczas oglądania ciemnych treści, która jest spowodowana zachowaniem światła w tych panelach. Jest to zazwyczaj najbardziej oczywiste podczas oglądania „pod kątem”, jak pokazano na BenQ PD2705Q na poniższym filmie. Na ogół można to zaobserwować na rogach modeli 21,5″+ podczas oglądania bezpośrednio z przodu, chyba że siedzimy dość daleko od ekranu. Przez większość czasu będziesz patrzył na jaśniejsze i bardziej kolorowe odcienie, w których te wyświetlacze przodują, ale zawsze warto spojrzeć poza liczby na papierze.

Wniosek

Istnieją trzy główne kategorie paneli używanych w nowoczesnych monitorach LCD; TN, VA i typu IPS. Jeszcze do niedawna TN był najbardziej rozpowszechniony, oferując przyzwoitą wydajność obrazu i wysoką responsywność za przyzwoitą cenę. VA poświęca szybkość reakcji, będąc generalnie najwolniejszym obecnie typem panelu, ale oferując stosunkowo silny kontrast i poprawę wydajności kolorów w stosunku do technologii TN. IPS, PLS i AHVA są królami kolorów, oferując najbardziej spójną i dokładną wydajność w tej dziedzinie, jednocześnie oferując doskonałe kąty widzenia, przyzwoitą szybkość reakcji i rozsądny kontrast. Zrozumienie ogólnych cech wydajności różnych paneli jest świetnym punktem wyjścia.

Dalsza lektura