Технічні характеристики монітора

Вступ

На цій сторінці розглянемо деякі технічні характеристики монітора.

1. Backlight

Backlight - підсвічування, що використовується в LCD-дисплеях, розташовується у тильній або бічній частині панелі LCD-дисплея.

Деякі види підсвічування рідких кристалів LCD-дисплея та колірний гамут:
1) CCFL-підсвічування (колірний гамут близький sRGB).
2) Wide Gamut CCFL-підсвічування (колірний гамут близький AdobeRGB).
3) White LED-підсвічування (колірний гамут близький sRGB).
4) GB-r LED-підсвічування або MG LED-підсвічування (колірний гамут близький AdobeRGB).
5) RGB LED-підсвічування (колірний гамут близький AdobeRGB).
6) BlueLED-підсвічування з прошарком з квантових точок (with Quantum Dot technology) - колірний гамут залежить від моделі матриці екрана. В деяких екранах може бути колірний гамут більше sRGB. В деяких екранах може бути колірний гамут близький DCI-P3.

На малюнках представлені спектри для LCD-моніторів з різними видами підсвічування рідких кристалів дисплея. Чорним кольором виділено спектр для білого кольору, червоним - для червоного, зеленим - для зеленого, синім - для синього.



Ліворуч - спектри для монітора з CCFL-підсвічуванням.
Праворуч - спектри для монітора з Wide Gamut CCFL-підсвічуванням.



Ліворуч - спектри для монітора з White LED-підсвічуванням.
Праворуч - спектри для монітора з GB-r LED-підсвічуванням.



Ліворуч - спектри для монітора з RGB LED-підсвічуванням.
Праворуч - спектри для монітора з BlueLED-підсвічуванням з Quantum Dot прошарком.
Джерело: Backlight.

2. Quantum Dot

Quantum Dot (Квантові точки) - це напівпровідники нанокристали, котрі під дією світла або електричного струму починають світитися.
Наприклад, під дією випромінювання синього світлодіода (BlueLED) нанокристали селеніду кадмію діаметром 6 нанометрів почнуть світитися червоним світлом, а нанокристали діаметром 4 нанометри - зеленим світлом.
Технологія квантових точок передбачає додавання в LCD-панель або плівки з покриттям з квантових точок (нанокристалів селеніду кадмію двох діаметрів, 4 та 6 нанометрів), або скляних пластин з покриттям з квантових точок.
Джерело: Quantum Dot.

3. Bit depth

Bit depth (Глибина кольору) - кількість бітів, що використовуються для опису кожного пікселя екрана. Кожен додатковий біт додає вдвічі більше колірних комбінацій до доступної кількості. 1 Bit (чорний і білий), 8 біт (256 кольорів).
Наприклад:
Матриця монітора містить пікселі трьох базових кольорів (Red, Green, Blue):
256 відтінків (Red) x 256 відтінків (Green) x 256 відтінків (Blue) = 16 777 216 відтінків кольорів (16,77 мільйонів відтінків кольорів) або 8 Bit.
Джерела: Bit depth, Color Depth * (archive).

4. Frame Rate Control (FRC)

Frame Rate Control, FRC (Керування частотою кадрів) - це метод часового дизерингу (temporal dithering), який використовується переважно в LCD- дисплеях для імітації вищої глибини кольору.
FRC працює шляхом швидкого чергування увімкнення/вимкнення субпікселів протягом кількох кадрів для створення додаткових рівнів сірого та колірних відтінків.
Наприклад, для матриць 6 bit (262 144 кольорів) технологія дозволяє штучно розширити кількість відтінків кольорів до 16,77 млн.;
а для матриць 8 bit (16,77 млн. кольорів) - розширити кількість відтінків кольорів до 1,073 мільярда.
В інтерпретації Samsung ця технологія називається Hi FRC.

Зауваження: Навіть якщо монітор має 8bit драйвер (драйвер - система керування рідкими кристалами, що використовуються у LCD-панелі),
це зовсім не означає, що dithering взагалі відсутній.
Такий 8bit драйвер продукує напругу, що може змінювати кут пікселя в 256 положень, але, на жаль, кількість світла, що пропускається піксельом, дуже нелінійно залежить від напруги.
Щоб виправити цю нелінійність, доводиться застосовувати dithering.
Навіть якщо заявлено, що матриця 8bit, дизеринг все одно застосовується.
Джерела: Frame rate control, Maximum Display Colors, * (archive), Monitor Panel Difference * (archive).

5. Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation (PWM) - широтно-імпульсна модуляція (ШІМ) блоку підсвічування матриці LCD-монітора.
ШІМ - це один із найпростіших способів досягнення широкого діапазону регулювання яскравості в екранах LCD-моніторів. Принцип дії - дуже швидке циклічне увімкнення і вимкнення підсвічування. Чергування увімкнення/вимкнення відбувається настільки швидко, що людське око
не помічає мерехтіння.
ШІМ використовується в переважній більшості LCD-моніторів.
В деяких сучасних LCD-моніторах використовуються технологія Flicker-Free.
В окремих випадках ШІМ, ймовірно, може бути причиною швидкої втомлюваності очей.
Джерело: Pulse Width Modulation.

6. Flicker-free

Flicker - мерехтіння дисплея.
Раніше LCD-дисплеї використовували люмінесцентні лампи підсвічування, які мерехтіли з частотою 100–120 Гц. Пізніше LCD-дисплеї з люмінесцентним підсвічуванням використовували електронний баласт, який мерехтів з частотою 25–60 кГц, що далеко за межами діапазону сприйняття людиною.
LED-підсвічування при одному значенні яскравості не мерехтить, але для регулювання яскравості, більшість конструкцій люмінесцентного та LED-підсвічування, використовують Pulse Width Modulation (PWM) з частотою від 180 Гц до кількох кГц, хоча існують деякі конструкції підсвічування без мерехтіння (flicker-free).
Людські очі найбільш чутливі до мерехтіння на периферії поля зору і найменш чутливі в області, на якій фокусується погляд. Як наслідок, чим більшу частину нашого поля зору займає дисплей, тим більша потреба у високій частоті оновлення.
Джерело: Flicker (screen).

7. Uniformity

Монітори можуть мати нерівномірність яскравості (brightness), кольору (color tones) та гами (gamma) по всій площині екрану.
Для виправлення нерівномірності в деяких професійних моніторах EIZO є функція DUE (Digital Uniformity Equalizer).
DUE працює по всій площині екрану, для яскравості (brightness)
та кольору (color tones) одночасно, для всіх greyscale levels.
Також подібна функція, під назвою Uniformity, почала з'являтись в моніторах інших брендів (щоправда, Uniformity від інших брендів має певні обмеження, а ефективність, в більшості випадків, сумнівна).
Джерело: Brightness and Color Uniformity with DUE * (archive).

8. OLED

OLED (Organic Light Emitting Diode) - органічний світлодіод.
Головна особливість цієї технології - використання органічних сполук,
які при проходженні через них електричного імпульсу випромінюють світло.
Переваги OLED-моніторів, порівняно з LCD:
- споживають менше енергії;
- широкі кути огляду;
- дуже низький час відгуку;
- широкий колірний гамут, NTSC > 100%;
- класичний OLED не вимагає додаткового підсвічування, завдяки чому дисплей може бути тоншим, може мати добру рівномірність відтінку і яскравості по площині екрану;
- можна отримати вищу яскравість;
- можна отримати вищу контрастність (до 40000:1 і вище).
Недоліки:
- для відтворення відео потрібно більше енергії (але менше для відтворення тексту);
- дорожнеча;
- менший термін служби, та менша надійність.
Джерела: OLED, NTSC.

9. 1D LUT монітора

1D LUT монітора - внутрішня таблиця корекції кольорів монітора.
Для традиційного 1D LUT фактично використовується три окремі LUT:
один для Red, один для Green, та один для Blue.

В залежності від рівня монітора, може використовуватись 1D LUT 8bit, 10bit або ще більше, 12bit.
Для звичайних офісних моніторів використовується 1D LUT 8bit або 10bit.
1D LUT 8bit - може призводити до похибок в розрахунках (як наслідок - певні градації можуть бути втрачені, а певні градації, чи навіть всі, можуть отримати ледь помітне просочування іншого кольору).
1D LUT 10bit - це вже досить добре, але може бути не достатньо для темних ділянок зображень (особливо там, де різниця між двома відтінками сірого дуже мала). Тому для користувачів з найвищими вимогами до кольоропередачі, може знадобитись ще вища розрядність 1D LUT монітора.

В професійних моніторах EIZO ColorEdge використовується 3D-LUT, розрядність 14-16 bit (а в деяких моделях навіть 24 bit) - це забезпечує максимально плавні градієнти практично без втрат градацій, найкращий результат в темних ділянках зображень, та відсутність просочування іншого кольору.

10. 3D-LUT монітора

В деяких топових моніторах EIZO, Dell, Benq, HP, LG може використовуватись 3D LUT, що надає певні переваги.

Для традиційного 1D LUT фактично використовується три окремі LUT:
один для Red, один для Green, та один для Blue. 1D LUT може контролювати лише gamma, RGB balance (grey scale) та white point. Але не може контролювати колірний гамут монітора чи якісь нелінійні атрибути монітора (наприклад saturation).

В 3D LUT використовується єдина тривимірна внутрішня таблиця корекції кольорів. 3D LUT дозволяє контролювати gamma, RGB balance (grey scale)
та white point, але окрім цього здатен контролювати нелінійні атрибути монітора (наприклад saturation) та здійснює емуляцію цільового колірного простору.



Зауваження, 3D LUT реалізовано якісно в топових моніторах EIZO.

В моніторах Dell, Benq, HP, LG інколи важко знайти хоч якусь користь від 3D LUT (оскільки комплектне програмне забезпечення для створення 3D LUT може працювати не стабільно або видавати не коректний результат, або взагалі не працювати).
Джерело: 3D LUT.



Теги: Технічні характеристики монітора. Про кількість відтінків кольорів монітора. 6Bit, 8bit, A-FRC. Характеристики матриць моніторів. Колірний гамут монітора. Монітори 4K UHDTV.