Технічні характеристики монітора

Вступ

Технічні характеристики монітора. Про кількість відтінків кольорів монітора.

На сторінці розглядаються деякі технічні характеристики монітора.
Наприклад:
види підсвічування рідких кристалів дисплея;
Pulse Width Modulation, PWM;
кількість відтінків кольорів монітора і розрядність (6Bit, 8bit, технологія A-FRC, 10bit);
Розрядність LUT, 3D LUT, Uniformity.

1. Про види підсвічування рідких кристалів дисплея

1) CCFL-підсвічування, використовується в моніторах з колірним обхватом близьким sRGB.
2) Wide Gamut CCFL-підсвічування, використовується в моніторах з колірним обхватом близьким AdobeRGB.
3) White LED-підсвічування, використовується в моніторах з колірним обхватом близьким sRGB.
4) GB-r LED-підсвічування або MG LED-підсвічування - використовується в моніторах з колірним обхватом близьким AdobeRGB.
5) RGB LED-підсвічування, використовується в деяких моделях моніторів з колірним обхватом близьким AdobeRGB.
6) BlueLED-підсвічування з прошарком з квантових точок (with Quantum Dot technology).

На малюнках представлені спектри для моніторів з різним підсвічуванням 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 Dots прошарком.

2. ips-монітори з BlueLED підсвічуванням з прошарком
з квантових точок (with Quantum Dot technology)

Квантові точки (Quantum Dot) - це напівпровідники нанокристали,
котрі під дією світла або електричного струму починають світитися.
Наприклад, під дією випромінювання синього світлодіода (BlueLED) нанокристали селеніда кадмія 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 селеніда кадмія двох діаметрів: 4 та 6 нанометрів), або скляних пластин з покриттям з квантових точок.

3. Монітори 4K UHDTV

4K UHDTV - це один з сучасних стандартів телебачення надвисокої чіткості.
23 серпня 2012 року UHDTV був офіційно затверджений у якості стандарту Міжнародним союзом електрозв'язку (ITU).
Основні характеристики UHDTV:
- роздільна здатність 3840 х 2160 для 4K UHDTV або 7680 х 4320 для 8K UHDTV;
- глибина кольору 10, 12біт;
- колірний простір BT.2020 (Rec.2020);
- дискретизація 4:2:0 (розповсюдження), 4:2:2 або 4:4:4 (виробництво).

Варто враховувати, що для підключення 4К LCD-монітора знадобиться відеокарта з підтримкою 4К.



Приклади фігур колірного обхвату профілів в колірній координатній системі CIE xy:
оливковий трикутник - ProPhoto RGB,
білий трикутник - BT.2020 (Rec.2020),
сірий трикутник - AdobeRGB,
синій трикутник - DCI-P3,
чорний трикутник — sRGB (Rec.709).

4. OLED монітори

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:
- широкі кути огляду,
- дуже низький час відгуку,
- широкий колірний обхват, NTSC> 100%,
- OLED не вимагають 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 більш енергії (хоча для відтворення тексту - менше),
- дорожнеча,
- менший термін служби, та менша надійність.

5. Pulse Width Modulation, PWM

ШІМ (Pulse Width Modulation, PWM) - широтно-імпульсна модуляція блоку підсвічування матриці монітора.

ШІМ - це один із найпростіших способів досягнення широкого діапазону регулювання яскравості в екранах моніторів. Принцип дії - дуже швидке циклічне включення і виключення підсвічування. Чергування включення/виключення відбувається настільки швидко, що людське око
не помічає мерехтіння.

І хоча шкідливість ШІМ для людського зору не доведено, але в деяких випадках ШІМ ймовірно може бути причиною швидкої стомлюваності очей
у чутливих людей.

ШІМ використовується в переважній більшості LCD-моніторів.

В деяких сучасних моніторах використовуються технологія Flicker-Free.

6. Про кількість відтінків кольорів монітора, bit, A-FRC.

Для більшості сучасних моніторів заявлено підтримку 16,77 мільйонів відтінків кольорів.
А деякі монітори здатні відтворювати 1,073 мільярд відтінків кольорів, але це лише означає, що такі монітори передають лише більше відтінків (градацій).

Наприклад:
256 відтінків (Red) x 256 відтінків (Green) x 256 відтінків (Blue) =
= 16 777 216 відтінків кольорів ~ 16,77 мільйонів відтінків кольорів.

Advanced Frame Rate Control (A-FRC) - технологія, що дозволяє штучно розширити кількість відтінків кольорів.

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.

A-FRC працює за принципом змішування кольорів у часі, тобто, швидкого мерехтіння послідовності чотирьох кольорових кадрів для створення відчуття нового кольору.

В інтерпретації Samsung ця технологія називається Hi FRC.

Зауваження: Навіть якщо монітор має 8bit драйвер (драйвер - система управління рідкими кристалами, що використовуються у LCD-панелі),
це зовсім не означає, що дизеринг взагалі відсутній.
Такий 8bit драйвер продукує напругу, що може змінювати кут піксела
в 256 положень, але, на жаль, кількість світла, що пропускається пікселом, дуже нелінійно залежить від напруги.
Щоб виправити цю нелінійність, доводиться застосовувати дизеринг.
Навіть якщо заявлено, що матриця 8bit, дизеринг все одно застосовується.

7. Розрядність LUT, 3D LUT, Uniformity

Є комплекс чинників, що може впливати на якість передачі зображення:
1) Розрядність LUT монітора ;
2) 3D LUT ;
3) Uniformity.

1) Розрядність LUT монітора (Look-up table внутрішня таблиця корекції кольорів або розрядність внутрішніх обчислень)

LCD-монітори відрізняються від CRT-моніторів з точки зору сприйняття гамма характеристик для кожного базового кольору.

Наприклад, CRT-монітори мали однакові криві гама-розподілу для кожного базового кольору.

Але для LCD-моніторів криві гамма-розподілу кожного кольору відрізняються, що створює шкалу сірого, яка не збалансована від чорного до білого.

Тому корекція LUT кожного базового кольору: Red, Green, Blue, дуже важлива для того, щоб отримати точний баланс сірого за шкалою рівнів сірого кольору.

Для звичайних моніторів як правило використовується 8-бітний LUT.

Розрядність 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).

Розрядність 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, які працюють з професійними програмами,
може знадобитись ще вища розрядність.

В професійних моніторах EIZO ColorEdge, NEC PА, NEC SpectraView, розрядність LUT може сягати 14-16 bit - це забезпечує максимально плавні градієнти практично без втрат градацій, найкращий результат в темних ділянках зображень, та відсутність просочування іншого кольору.

2) 3D LUT
В деяких топових моніторах EIZO, NEC, 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 обхват 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 якісно реалізований як правило лише в топових моніторах EIZO, NEC.

В моніторах Dell, Benq, HP, LG інколи важко знайти хоч якусь користь
від 3D LUT (тому що в деяких випадках комплектне програмне забезпечення для створення 3D LUT працює не стабільно або видає не коректний результат, або взагалі не працює).

3) 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, NEC, є функція Uniformity.

Uniformity працює по всій площині екрану, для яскравості (brightness)
та кольору (color tones) одночасно, для всіх greyscale levels.

Також подібна функція почала з'являтись в моніторах інших брендів (щоправда, Uniformity від інших брендів має певні обмеження, а ефективність в більшості випадків дорівнює нулю, що не дивно, все ж відставання від провідних брендів - катастрофічне).




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