Разобраться с тем, какие существуют матрицы телевизоров даже многим искушенным пользователям достаточно сложно, прежде всего, из-за маркетинговой составляющей вопроса. Многие бренды стали придумывать новые названия, чтобы увеличить спрос на новые коллекции своих товаров. Постараемся разобраться с тем, какие матрицы телевизоров лучше в 2021 году, учитывая особенности и виды технологий.
Прежде всего, следует понимать, что все LED-телевизоры бывают трех типов:
- TN-матрицы – самый бюджетный, и уже не актуальный тип;
- VA-матрицы – обладают быстрым откликом, хорошо подходят для игр, но имеют не достаточно широкий угол обзора;
- IPS-матрицы – привлекают хорошей цветопередачей, обзором, сбалансированной ценой и характеристиками.
Лучшие матрицы для телевизоров на 2021 год
VA и IPS – какая матрица лучше?
Собственно, этому противостоянию уже много лет. До появления премиальных матриц с органическими светодиодами были только жидкокристаллические телевизоры, которые по сегодняшний день пользуются популярностью даже в сегменте хороших 4К-телевизоров.
Условно говоря, Vertical Alignment (VA) и In-Plane Switching (IPS) работают по одному принципу: пропускают подсветку через крошечные жидкокристаллические структуры. В плане цветопередачи и яркости многое зависит скорее от конкретной модели, но по ряду параметров отличия есть.
Уровень черного цвета
Один из немногих параметров, в котором явно лидируют VA-матрицы над своими конкурентами, и выдают черный цвет на уровне 0,020-0,015 Нит. У IPS-матриц уровень яркости черного оттенка в несколько раз хуже – в районе 0,07-0,09 Нит. На что влияет этот показатель?
- Качество отображения расширенного динамического диапазона (HDR);
- Восприятие других цветов на контрасте (общий фон);
- Уровень контрастности в целом.
Уровень цветопередачи
В плане уровня цветопередачи сложно выделить явного лидера. Все-таки многое зависит еще и от класса, а не типа матрицы. Так, например, 10-битная IPS будет лучше 8-битной VA, как и ровным счетом наоборот. Характеристики также раскрывает HDR. В целом, сегодня много моделей среднего класса с поддержкой более 1 миллиарда оттенков.
Вместе с тем, нельзя забывать о глубине черного цвета в VA-матрицах, из-за чего при одинаковом цветовом охвате, на таких телевизорах картинка визуально может выглядеть более насыщенной.
Воспроизведение динамичных сцен
Конечно же, многое зависит от частоты обновления кадров, но по умолчанию IPS-матрицы лучше воспроизводят динамичный контент, чем VA. В купе с широким углом обзора, смотреть спортивные телепередачи или экшн-фильмы приятнее.
Вместе с тем, VA-матрицы имеют меньшую скорость отклика, что особенно ощутимо при подключении к телевизору игровой консоли.
Вывод: что лучше IPS или VA?
Сравнивая IPS- и VA-телевизоры можно сделать следующие выводы:
- VA-матрица лучше подходит для игровых мониторов и телевизоров;
- IPS-матрица лучше подходит для просмотра динамичных сцен.
Не стоит также забывать о том, что в каждой конкретной линейке есть различные технологии по улучшению изображения. Нередко они играют основное значение. Наш вывод является субъективным.
Типы экранов
Выбор телевизора напрямую зависит от цели, с которой приобретается мультимедийное устройство. Будет ли оно предназначаться для домашнего просмотра или использоваться в ходе презентаций. Расставив приоритеты и разобравшись в особенностях дисплеев, созданных по разной технологии, можно смело отправляться в супермаркет электроники за покупкой.
На данный момент устаревших моделей, выводящих картинку на табло при помощи электронно-лучевой трубки давно нет. Кинескопные телевизоры отслужили свой срок, уступив место более продвинутым вариантам – плоским LED и LCD устройствам.
Жидкокристаллические экраны (технология LCD)
ЖК-дисплеи пришли на смену плазменным дорогим панелям. Технология производства LCD экранов довольно проста, поэтому стоимость телевизоров с такой матрицей невелика. Изображение транслируется при помощи жидких молекул кристаллов, которые движутся по поверхности, постоянно меняя свое расположение. С движением световых потоков связан значительный минус данного вида – искажение/размытие картинки при взгляде под углом и плохом сигнале. Также жидкокристаллический дисплей недостаточно отражает глубину черного цвета. Но, несмотря на недостатки, модели телевизоров с ЖК матрицей пользуется популярностью. В список достоинств входят:
- Высокий уровень четкости и контрастности изображения при хорошем сигнале
- Привлекательная цена
- Малое потребление электроэнергии.
Светодиодные экраны (технология LED)
К этой категории принадлежат телевизоры, имеющие жидкокристаллический экран со светодиодной подсветкой. В основе работы матрицы лежит другой принцип воспроизведения изображения. Передача визуальной информации происходит при помощи жидких кристаллов, которые без подачи напряжения не светятся. Как только свет начинает поступать, картинка становится видна человеческому глазу. Причем чем интенсивнее поток, тем ярче цвета. Источником напряжения служат светодиоды, пришедшие на смену люминесцентным лампам. Выделяется контурная и прямая подсветка. В 1-ом случае множество светодиодов находятся по периметру дисплея, отражая свет к его центру.
Среди преимуществ LED телевизоров выделяются:
- Яркость, четкость, насыщенность изображения
- Качество картинки не связано с углом обзора
- Широкий диапазон размерного ряда
- Экраны стали намного тоньше, что позволяет крепить их к стене
- Экономия электричества.
Можно сказать, что данный тип – идеальный вариант. Однако стоимость таких телевизоров достаточно высокая.
OLED-телевизоры
Новейшее поколение экранов, обладающих улучшенными характеристиками. Уникальная технология воспроизведения изображения при помощи органических светодиодов позволяет выводить картинку на дисплей с максимальной точностью передачи цвета и контраста. В отличие от LED, светодиоды не нуждаются в подсветке, а наоборот, сами ее излучают. Поэтому подсвечивается каждый пиксель, а не экран. Причем чем больше пикселей, тем глубже цвета.
Главные достоинства:
- Самые тонкие и изящные варианты
- Небольшой вес и габариты
- Мгновенный отклик при включении
- Возможность создания гибких дисплеев
- Качество изображения одинаковое при любом угле обзора.
Среди недостатков можно отметить очень высокую стоимость, чувствительность к влаге, малый срок службы синих пикселей, ограниченный модельный ряд.
Плазменные телевизоры
Еще одна разновидность телевизионных экранов – плазма. В основе матрицы лежат ячейки, заполненные газом. Работает плазма по принципу «инициализация-адресация-подсветка», в результате чего образуется одно подполе картинки. Сочетание нескольких подполей (стандартно 8 штук) формирует изображение нужной яркости и четкости.
Главные достоинства:
- Доступная цена
- Глубокие, четкие цвета
- Повышенная контрастность
- Больший срок службы по сравнению с ЖК-панелями. В среднем 20-30 лет в противовес 7-10 годам жидкокристаллических матриц.
К минусам относится больший расход электричества и габариты. Технология производства не позволяет создавать модели меньше 32 дюймов по диагонали.
Чем отличаются матрицы NanoCell от компании LG?
Если не знаете, на какой матрице выбрать телевизор в среднем классе, то стоит обратить внимание на NanoCell от компании LG. В сегменте LED-экранов пока еще нет альтернатив, и тот факт, что лучшие телевизоры LG занимают больше 60% рынка Европы, является тому подтверждением. В чем же этот тип технологии отличается от IPS и VA?
На самом деле NanoCell – это модернизированная IPS-технология, которая гораздо эффективнее отфильтровывает цвета, что и гарантирует картинку высокого качества.
В плане угла обзора, воспроизведения динамичных сцен эта технология ничем не уступает простым LED-альтернативам.
Что такое матрица
Общая конструкция матрицы, используемой в телевизорах, представляет собой систему, включающую в себя узкие бесцветные электроды. Они размещаются параллельно относительно друг друга в одной плоскости по вертикали или горизонтали. Если такую матрицу изобразить в виде схемы на бумаге, она получится в виде сетки с квадратными гнездами.
Весь набор электродов располагается внутри пластин, изготовленных из пленки или стекла. Электроды, расположенные вертикально, не соприкасаются между собой. Таким образом, схематично матрицу можно представить, как бумажный лист, с нанесенными на него светящимися точками. Загораясь в определенной последовательности, они выдают нужное изображение.
Для изготовления матриц используются специальные технологии, влияющие на качество картинок, транслируемых с экрана. Условно, их можно разделить на три основных типа:
- LCD. Данная технология используется в жидкокристаллических дисплеях.
- LED. Светодиодная подсветка ЖК-экранов.
- Плазменные. Используется особая технология. Через газ пропускается электрический ток, под действием которого происходит световое излучение.
В настоящее время наиболее дешевыми и экономичными считаются жидкокристаллические конструкции. В связи с этим, плазменные изделия практически уже покинули рынок электроники. В то же время матрицы LCD выпускаются в нескольких вариантах, с разными свойствами и разной стоимостью. Несмотря на видимую общность применяемой технологии, качество изображений у каждого типа существенно отличается.
Чем матрица QLED лучше, чем NanoCell?
Сразу стоит сказать, что QLED технология подразумевает использование «квантовых точек», что кардинально отличается от жидкокристаллических LED-телевизоров. Указанную технологию представила компания Samsung, позиционируя свои матрицы в качестве чего-то превосходного и неподражаемого, но спустя какое-то время стало ясно, что до финальных этапов развития еще очень-очень далеко.
QLED-матрицы действительно очень яркие, в чем Nano Cell им уступают. Но и назвать матрицу идеальной сложно, так как по сути это VA с дополнительной пленкой между жидкими кристаллами. В будущем действительно могут появиться квантовые стержни, что позволит лучшим телевизорам Samsung составить конкуренцию OLED-панелям конкурентов, но пока они сами для многих своих линеек заказывают другие панели. Во-первых, QLED расходуют много энергии. Во-вторых, из-за дополнительного слоя они крупнее.
VA
VA матрица – это компромисс между TN и IPS. Она является популярным видом матриц и применяется во многих современных моделях ЖК телевизоров. В VA жидкие кристаллы в выключенном состоянии находятся перпендикулярно к плоскости экрана. Это позволяет получить насыщенный черный цвет, который невозможно получить при использовании TN и IPS. Кристаллы имеют возможность свободно перемещаться, благодаря чему оттенки не искажаются при смене угла обзора. Телевизоры, в которых применяется технология VA, подойдут для помещений со слабым освещением.
Матрицы VA по качеству изображения опережают TN, но они недостаточно хороши, по сравнению с IPS. Однако, при производстве VA постепенно внедряются новые технологии, позволяющие исправить множество недостатков этого типа матрицы. К таким технологиям можно отнести – MVA и PVA.
Лучшая матрица 2021 года для телевизоров — OLED!
На наш субъективный взгляд, лучшей матрицей для телевизоров является OLED. Такие телевизоры работают на базе пикселей, каждый из которых представляет собой отдельный источник света. Технология уже доведена до ума, и предусматривает экономию энергии (ненужные пиксели не требуют электричества), а также пространства в панели. Помимо того, к достоинствам OLED-телевизоров следует отнести:
- Лучшее время отклика;
- Максимальный угол обзора;
- Высокую контрастность;
- Самый глубокий черный цвет.
QLED матрица лучше лишь в точности передачи оттенков, но тут многое зависит от технологий по улучшению картинки, а процессоры у LG очень мощные. Впрочем, как и у другого южнокорейского производителя.
Устройство матрицы VA
Разработанная Fujitsu технология предусматривает размещение выключенных кристаллов перпендикулярно поверхности экрана. Это даёт максимальную глубину и чистоту чёрного цвета.
Под разными углами обзора кристаллы видны неравномерно, поэтому была разработана мельтидоменная структура. Она предусматривает выступы на обкладках, определяющие для кристаллов направление поворота. В результате удаётся компенсировать отклонения.
Чтобы снизить время отклика, ведущие производители (Sony, Samsung, CMO) предлагают мониторы и телевизоры с VA матрицей, оснащённые системой Overdrive. Она предусматривает динамическое увеличение напряжения на отдельных участках. Это техническое решение позволяет существенно увеличить угол обзора, а в модификации Advanced MVA ещё и контрастность изображения.
Габариты
Помните, раньше телевизоры называли «ящиками»? Для создания изображения на экране использовалась тогда технология электронно-лучевой трубки, которую можно было разместить только в объемном и тяжелом корпусе.
Сейчас телевизоры плоские, рамки узкие, так что габариты их практически сводятся к размерам (т.е. диагонали) экрана. Ее традиционно измеряют в дюймах. Выбирать габариты телевизора, конечно же, нужно по размерам комнаты. В маленькой комнате Вы не сможете сесть далеко от экрана, и если он окажется слишком большим, глазам будет трудно охватить всю картинку целиком. Напротив, выбрав слишком маленький телевизор для большой комнаты, Вы не сможете разглядеть мелкие детали. Советы специалистов сводятся к тому, что расстояние от экрана до глаз должно равняться трем – четырем его диагоналям. Для удобства расчетов напомним, что дюйм равняется 2,54 см.
Кстати, не так давно появилась альтернатива плоским телевизорам – телевизоры с изогнутым экраном. Но этот модный тренд, похоже, не приживется. Даже если глубина и реалистичность картинки на таком экране не очередной миф, придуманный маркетологами, а реальность, то эта прекрасная реальность лишь для ценителей-одиночек. Углы обзора изогнутого экрана чрезвычайно малы. Качественное изображение можно увидеть практически только из одной точки. Так что для семьи или компании друзей такой телевизор не годится.
Телевизоры. Часть 1. Типы телевизоров, подсветок и технологий, практические различия
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.
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.
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.
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 (1920×1080 точек), но динамическое 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.
