Безопасность
Еще одной расхожей темой при сравнении ЖК и ЭЛТ мониторов является их безопасность для здоровья. Несмотря на то, что эта тема напрямую не связана с качеством изображения, я все же рассмотрю ее. Впрочем, речь пойдет не столько о том, насколько безопасны ЖК-мониторы, сколько о том, опасны ли их собратья на ЭЛТ.
Во-первых, монитор может представлять опасность с точки зрения излучений. В различных дискуссиях мне доводилось встречать утверждения о наличии у ЭЛТ-мониторов самых разнообразных их видов, от альфа-частиц до гамма-излучения. Давайте рассмотрим их по очереди... Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия-четыре – так как изначально в электронно-лучевой трубке гелия нет, то может это излучение взяться разве что за счет протекания в ней ядерных реакций, что, очевидно, невозможно. Следующее излучение – бета-излучение, которое представляет собой поток электронов; внутри электронно-лучевой трубки действительно присутствует поток электронов, разгоняющихся до энергий порядка 25 кэВ (так как рабочее напряжение кинескопа составляет порядка 25 кВ), однако между ним и пользователем находится стекло почти сантиметровой толщины, преодолеть которое не в состоянии ни один электрон.
Ударяясь в люминофор и тормозя в нем, электроны лишь часть своей энергии передают ему (собственно говоря, за счет этой энергии люминофор и светится), другая же часть энергии уходит в так называемое тормозное излучение, возникающее при торможении заряженной частицы в поле электронной оболочки неподвижного атома. Спектр тормозного излучения простирается от нуля до максимальной энергии тормозящих частиц – то есть максимальная его энергия может составлять 25 кэВ, что соответствует очень мягкому рентгену (мягким называется излучение с энергией квантов до сотни килоэлектронвольт из-за сравнительно небольшой проникающей способности – для сравнения, в современной рентгенографии верхняя граница энергетического спектра излучения может превышать 150 кэВ).
Следом за рентгеновским излучением следует гамма-излучение с энергиями квантов в десятки мегаэлектронвольт, а возникает оно либо при переходах между разными энергетическими уровнями ядерного ядра после реакции ядерного распада, либо как тормозное напряжение при бомбардировке мишени частицами с энергиями в десятки МэВ. Очевидно, что ядерные реакции в мониторе не идут, и миллионовольтных напряжений в нем нет, а потому гамма-излучение он испускать не может.
Итак, из излучений остался только мягкий рентген с энергией порядка 25 кэВ. Для борьбы с ним во всех без исключения кинескопах переднее стекло трубки (а тормозное излучение всегда направлено вперед, по направлению движения вызвавших его частиц) содержит в себе свинец и ряд других тяжелых металлов (добавление одного только свинца приводит к помутнению стекла со временем), а потому более чем эффективно задерживает это излучение. Таким образом, рентгеновское излучение монитора изначально имеет весьма мягкий спектр, а после прохождения через свинцовое стекло трубки его уровень не превышает обычного природного фонового уровня излучения.
Во-вторых, помимо излучений, старые мониторы могли представлять собой некоторую не то что опасность, но скорее неприятность из-за наличия мощного электростатического поля на передней поверхности трубки, однако абсолютно все мониторы, соответствующие стандарту MPR-II (не говоря уж о серии стандартов TCO), имеют на трубке заземленное проводящее покрытие, снижающее электростатическое поле до приемлемых величин.
В-третьих, отклоняющая система монитора излучает сравнительно мощное электромагнитное поле. Однако отклоняющая система расположена на горловине трубки, то есть сравнительно далеко от пользователя, к тому же в хороших современных мониторах она еще и закрыта защитным металлическим экраном – иначе говоря, нанести себе какой-либо вред за ее счет можно разве что, если долгими днями сидеть, прислонив голову к задней или боковой стенкам монитора, но никак не в метре перед экраном.
Таким образом, получается, что в современном ЭЛТ-мониторе нет ничего опасного для здоровья – все приписываемые ему излучения либо вообще отсутствуют, либо же подавляются до безопасного уровня. Более того, если обратить внимание на жалобы пользователей на наносимый их здоровью ущерб, то в первую очередь выделяются жалобы на головную боль, усталость глаз и ухудшение зрения. Однако я позволю себе заметить, что после воздействия такой дозы рентгеновского излучения, которая вызывала бы головную боль и покраснение глаз, уже надо срочно решать вопрос с завещанием, а не с заменой монитора...
Иначе говоря, вызваны все эти расстройства банальным плохим качеством изображения, а отнюдь не всевозможными излучениями. Наиболее частые причины – плохая фокусировка монитора, плохое сведение лучей или "мылящая" видеокарта, что приводит к нечеткому изображению на экране монитора, очень сильно утомляющему глаза. Также нередко встречается неправильно настроенный монитор – например, с выкрученной на максимум контрастностью при убранной в ноль яркости или же наоборот, со слишком высокой яркостью при низкой контрастности. Сильно влияет на усталость глаз также попытка работать в полной темноте...
Таким образом, главное достоинство ЖК-мониторов сводится не столько к отсутствию излучений (по причине отсутствия как электронных пучков, так и каких-либо отклоняющих систем и вообще высоких напряжений, кроме напряжения питания ламп подсветки), сколько к принципиальному отсутствию таких понятий, как "фокусировка" и "сведение" – четкость изображения на ЖК всегда идеальна, за исключением разве что некоторых недорогих моделей, имеющих проблемы с подстройкой под аналоговый сигнал видеокарты. Тем не менее, проблемы с настройкой яркости и контрастности на комфортный уровень это не отменяет – от избыточной яркости или недостаточной контрастности глаза на ЖК-мониторе будут страдать точно так же, как и на ЭЛТ.
На этом позвольте мне закончить с теорией и перейти к конкретике – то есть к различным типам матриц, присутствующим сейчас на рынке, а также их типичным характеристикам.
TN+Film-матрицы
TN-матрицы (на ранних этапах своего развития получившие приставку "Film", обозначающую дополнительную пленку, улучшающую углы обзора – так как в настоящий момент все матрицы этого типа имеют такую пленку, то отдельное упоминание о ней давно уже перестало быть обязательным, а потому, говоря о современных матрицах, "TN" и "TN+Film" можно считать синонимами) – самый старый тип матриц, ведущий свое существование еще со времен пассивных матриц.
TN-матрицы никогда не выделялись высокими параметрами, в первую очередь страдала цветопередача, которая у старых ЖК-мониторов не просто отличалась от ЭЛТ-мониторов, а была столь специфической, что к ней зачастую приходилось привыкать даже в офисных приложениях, а о работе с фотографиями лучше было и не упоминать. По этой причине TN-матрицам долгое время прочили замену и вытеснение с рынка, сначала в лице IPS-матриц, а потом MVA-матриц (о них я скажу чуть ниже), однако на практике все получилось совсем иначе, чем в прогнозах аналитиков.
Свое название – а TN расшифровывается как "Twisted Nematic" – эти матрицы получили за способ организации жидких кристаллов в панели, при котором при подаче напряжения кристаллы сворачиваются в спираль, ось которой перпендикулярна плоскости панели. К сожалению, форма спирали оказывается слегка искажена (крайние кристаллы не точно параллельны поверхности, а находятся под небольшим углом к ней), к тому же, очевидно, оптические характеристики спирали при взгляде вдоль ее оси и под углом будут сильно различаться – из-за первого недостатка TN-матрицы не могут похвастаться большой контрастностью, а из-за второго – большими углами обзора.
Второе дыхание к технологии TN пришло с появлением матриц с временем отклика 16 мс. Во-первых, на тот момент это были единственные матрицы, для которых можно было указать такое время отклика – а следовательно, это было громадное подспорье маркетинговым отделам, которые могли начать громко рекламировать непревзойденно быстрые матрицы. Как известно, для подобной рекламы лучше всего выделить один параметр, "интуитивно" понимаемый пользователем (насколько близко к реальности понимает его пользователь, уже не столь важно) – тогда достаточно будет крупным шрифтом написать его на коробке; эту идею, крайне широко применяемую при продаже компьютерной (да и не только) техники, наиболее лаконично озвучил Крейг Барретт, говоря об успехах продаж процессоров Intel: "Покупают мегагерцы". Как с точки зрения покупателей процессоров тактовая частота была "интуитивно понятным" показателем, якобы однозначно определяющим скорость процессора (и AMD пришлось приложить немало усилий и потратить немало денег лишь на то, чтобы поколебать это убеждение), так для покупателей ЖК-мониторов время отклика стало (или, как утверждают скептики, было сделано не без помощи маркетинговых отделов) параметром, однозначно определяющим качество матрицы.
Кроме того, технология TN – самая дешевая из имеющихся технологий производства ЖК-матриц, а значит, ЖК-мониторы на этих матрицах можно продавать дешевле, чем изделия конкурентов на других типах матриц. Это сочетание – дешевизна и интуитивно понятная для пользователей характеристика – оказалось практически убийственным для других типов матриц. Снова проводя аналогию с процессорами – представьте себе эффект от появления в продаже многогигагерцовых процессоров Intel по цене
значительно ниже конкурирующих изделий AMD. Ох, несладко бы пришлось в этом случае AMD...
Именно эта ситуация и была реализована производителями ЖК-мониторов два года назад – на рынок были выброшены TN-матрицы, мониторы на которых были одновременно дешевле конкурентов на IPS или MVA матрицах и "качественнее" их же (это слово я беру в кавычки, потому что под качеством маркетинговые отделы понимали одну-единственную достойную внимания характеристику TN – время отклика). В результате к настоящему моменту все 17-дюймовые мониторы, кроме буквально нескольких моделей (некоторые мониторы Samsung выпускаются на базе PVA-матриц, а у Iiyama есть модель H430S на базе S-IPS-матрицы), выпускаются на базе TN-матриц, и уже началось наступление TN на рынок 19-дюймовых мониторов – до сих пор его спасало фактически только отсутствие большеформатных TN-матриц.
К сожалению, на практике время отклика отнюдь не является показателем качества. Во-первых, время отклика 16 мс для новых матриц было достигнуто за счет трюка, возможного благодаря методике измерения времени отклика. Как Вы помните, оно измеряется только на переключении матрицы с черного на белый и обратно... а теперь посмотрите на приведенные ниже графики времени переключения пиксела с черного на градации серого:
На этом графике представлены результаты двух мониторов – NEC LCD1760VM имеет время отклика 25 мс, а Iiyama ProLite E431S – 16 мс. Невооруженным глазом видно, что графики совпадают практически полностью, за исключением именно переключения с черного на белый, где 16 мс матрица резко вырывается вперед. Такая ситуация не является уникальной для данного монитора – все TN-матрицы со временем отклика менее 25 мс демонстрируют такие же графики. Разумеется, время отклика на переходах с черного на серый тоже уменьшается – для современных 12-миллисекундных матриц оно составляет уже менее 25 мс в максимуме, и очевидно, что если бы продолжалось дальнейшее развитие 25 мс матрицы, то и они могли бы достичь таких же показателей, за исключением резкого падения времени отклика на переходах с черного на белый. Впрочем, компании Samsung удалось добиться времени перехода с черного на серый менее 20 мс в своем SyncMaster 710T, однако это пока единственный случай, где максимальное время отклика в достаточной степени соответствует паспортному времени – во всех остальных мониторах среди протестированных в нашей лаборатории выигрыш "быстрых" матриц на переходах с черного на серый весьма невелик и составляет не более 2-3 мс по сравнению с матрицами предыдущего поколения. Иначе говоря, на практике Вы обнаружите, что во многих случаях 16 мс матрица быстрее 25 мс отнюдь не в полтора раза, а 12 мс матрица быстрее 16 мс опять же не в 1,33 раза, а несколько меньше.
Тем не менее, постепенное улучшение времени отклика, хоть оно и не столь велико, как это кажется из приводимых производителями цифр, не может не радовать. К настоящему моменту 25 мс матрицы уже полностью вытеснены с рынка, а господствуют на нем 16 мс модели (я сейчас говорю про TN+Film и только про TN+Film матрицы!). Впрочем, и их господство продлится недолго – уже появились модели на 12 мс матрицах, а не за горами и 8 мс. Однако даже с таким временем отклика ЖК-матрицам еще далеко до ЭЛТ-мониторов – для того, чтобы смазывание движущихся изображений стало неразличимо, необходимо время отклика порядка 4 мс, причем не только на переходах с черного на белый, а во всем диапазоне оттенков.
Выше я сетовал на то, что маркетинговые отделы производителей мониторов постарались сделать время отклика основным параметром матрицы, что не совсем адекватно отражает действительность. Вернемся же к другим параметрам этих матриц...
Во-первых, у матрицы есть углы обзора. Проблема первых 16-миллисекундных матриц заключалась в том, что эти углы обзора были настолько малы, что это делало фактически неприемлемой нормальную работу за монитором – даже сидя перед ним неподвижно, все равно нельзя было не отметить, что верх экрана заметно темнее низа, а по бокам цвета начинают слегка отдавать в желтизну... Вообще говоря, такая особенность – заметное потемнение при взгляде снизу – однозначно выдает TN-матрицу, ибо на других типах матриц не наблюдается.
Разумеется, с тех пор произошли заметные улучшения – горизонтальные углы обзора стали достаточными для того, чтобы, даже сидя перед монитором вдвоем, не жаловаться на "грязноватость" белого цвета, да и вертикальные углы уже не доставляют больших неудобств, хотя неравномерность яркости экрана по вертикали до сих пор заметна даже на лучших образцах матриц. К сожалению, производители мониторов на TN-матрицах, стараясь догнать конкурирующие типы матриц по этому параметру хотя бы на бумаге, стали все чаще указывать углы обзора, измеренные по падению контрастности до 5:1, а не до 10:1 – таким образом TN-матрицы "обзавелись" паспортными углами обзора 160 градусов, не получив при этом никаких реальных преимуществ. Здесь мне хотелось бы еще раз предостеречь читателей и напомнить про описанный выше метод измерения углов обзора – даже заявленный производителем "честный" угол обзора 140 градусов означает вовсе не то, что для обнаружения его нехватки придется "смотреть на монитор из-под стола" или "танцевать перед ним во время работы", как полагают при взгляде на заявленные характеристики многие покупатели, ибо заметные на глаз искажения картинки наступают при углах намного меньше заявленных, а цифра "140 градусов" означает сильные искажения картинки при взгляде под такими углами. Так, неравномерность яркости по вертикали на TN-матрицах можно легко заметить, даже неподвижно сидя прямо перед монитором, а потому, если для Вас важна равномерность изображения по всей площади экрана, то монитор на базе TN-матрицы будет, прямо скажем, худшим вариантом выбора из возможных.
Во-вторых, контрастность TN-матриц также оставляет желать лучшего. Несмотря на то, что большинство производителей заявляют контрастность порядка 500:1, реальная контрастность таких матриц редко достигает даже 300:1, и лишь немногим экземплярам мониторов удается добраться до 400:1. На практике это означает, что получить на мониторе с TN-матрицей качественный черный цвет практически невозможно, а уж в полутемной комнате (например, при просмотре фильмов) черный фон на экране будет отчетливо подсвечиваться. Впрочем, надо заметить, что контрастность матриц сильно зависит от их производителя – если, скажем, для последних матриц от Samsung контрастность 300...400:1 является достаточно стандартным показателем, то матрицы от Chunghwa Picture Tubes (CPT) зачастую демонстрируют столь плачевную контрастность, что мониторы на их базе не всегда можно рекомендовать даже в качестве недорогих офисных моделей.
Еще один недостаток TN-матриц – в случае выхода из строя тонкопленочного транзистора на экране появляется яркая точка, ибо в неактивном состоянии пикселы в TN-матрицах свободно пропускают свет. Такие точки значительно заметнее, чем просто темные пикселы, особенно если Вы собираетесь использовать монитор дома, то есть преимущественно вечером и для просмотра фильмов или игр.
В-третьих, не лучше и цветопередача этого типа матриц. Мало того, что все без исключения "быстрые" матрицы – 18-битные, то есть отображение 16,2 млн. цветов на них достигается исключительно за счет FRC, так еще и даже без учета этого цвета на TN-матрицах оставляют желать лучшего – они бледные, невыразительные и сравнительно далеки от естественных, что делает TN-матрицы малопригодными для работы с цветом даже на среднем любительском уровне.
Таким образом, малое время отклика оказывается не только главным, но и единственным преимуществом TN-матриц – все остальные параметры находятся у них на весьма среднем уровне. Мониторы на этом типе матриц подойдут для игр или просмотра фильмов, а также для обычной офисной работы, но вот для серьезной работы лучше будет обратить внимание на другие типы матриц. К сожалению, фактически это ограничивает выбор мониторов моделями с диагональю от 19 дюймов и больше, ибо среди 17-дюймовых моделей абсолютное большинство имеют именно TN+Film матрицу.
IPS-матрицы
Технология IPS была разработана компанией Hitachi в 1996 году именно для устранения двух проблем TN-матриц – маленьких углов обзора и низкого качества цветопередачи. Свое название – In-Plane Switching – она получила за счет того, что кристаллы в ячейках IPS-панели всегда расположены в одной плоскости и всегда параллельны плоскости панели (не считая небольших искажений, вносимых электродами). При подаче на ячейку напряжения все кристаллы поворачиваются на 90 градусов, причем, в отличие от TN, в активном состоянии панель пропускает свет, а в пассивном (при отсутствии напряжения) – нет, так что при выходе из строя тонкопленочного транзистора соответствующий пиксел всегда будет черным.
Как видно из рисунка, от TN-матриц IPS отличается не только структурой кристаллов, но и расположением электродов – оба электрода находятся на одной пластине, а потому занимают большую площадь, нежели электроды в TN-матрицах, что снижает контрастность и яркость матрицы.
Впоследствии на базе IPS было разработано несколько технологий с улучшенными характеристиками – Super-IPS (S-IPS), Dual Domain IPS (DD-IPS) и Advanced Coplanar Electrode (ACE). Последние две технологии принадлежат IBM (DD-IPS) и Samsung (ACE) и фактически не встречаются в продаже – выпуск ACE-панелей вообще прекращен, а панели по технологии DD-IPS выпускает совместное предприятие IBM и Chi Mei Optoelectronics, компания IDTech; как правило, это весьма недешевые модели с высокими разрешениями, а потому на рынке они занимают особую нишу, мало пересекающуюся с обычным потребительским рынком. Также компания NEC выпускает IPS-панели под названиями A-SFT, A-AFT, SA-SFT и SA-AFT, но это в общем и целом не более чем вариации и дальнейшее развитие технологии S-IPS.
Панели же, выполненные по технологии S-IPS, получили большое распространение, в первую очередь стараниями еще одного совместного предприятия – LG.Philips LCD, наладившего выпуск сравнительно недорогих и весьма качественных 19- и 20-дюймовых матриц. Причем цена – а 19-дюймовый монитор LG L1910S на S-IPS панели последнего поколения можно купить менее чем за 600 долларов – является весьма немаловажным достижением, ибо очень долгое время IPS-матрицы являлись наиболее дорогими, что сильно сдерживало их распространение.
Помимо дороговизны, серьезным недостатком IPS-панелей являлось время отклика – для первых панелей оно составляло до 60 мс (и это на "официальных" переходах с черного на белый и обратно, на переходах же между оттенками серого – и того больше), постепенно опустившись до 35 мс – но даже такое улучшение все еще не позволяло использовать IPS-матрицы для игровых мониторов. К счастью, в последнее время инженерам удалось добиться снижения полного времени отклика до 25 мс, причем эта цифра практически поровну делится между временами зажигания и гашения пиксела. К тому же на переходах с черного на серый цвет время отклика по сравнению с паспортным растет не сильно, что позволяет современным S-IPS матрицам практически на равных конкурировать с TN-матрицами по этому параметру. Ниже на графике приведено сравнение времени зажигания пиксела для 16 мс TN+Film матрицы монитора NEC LCD1760NX и 25 мс S-IPS матрицы монитора LG Flatron L1910S – как видите, графики весьма близки:
А вот в чем IPS-матрицы всегда превосходили TN+Film, так это в цветопередаче и углах обзора. По качеству цветопередачи S-IPS матрицы фактически не оставляют шансов другим жидкокристаллическим технологиям – только они демонстрируют настолько приятные и мягкие цвета, очень естественные и близкие к качественным ЭЛТ-мониторам. Благодаря этому все без исключения ЖК-мониторы для профессиональной работы с цветом базируются именно на S-IPS матрицах – от сравнительно недорогих моделей до hi-end мониторов серий Eizo ColorEdge со встроенными средствами пользовательской аппаратной калибровки.
Углы обзора после TN-матриц также не могут не радовать – сидя перед монитором, невозможно заметить ни малейших искажений картинки, как это бывает у мониторов на базе TN+Film. С этой точки зрения есть только один специфичный для технологии IPS недостаток – при отклонении вбок черный цвет приобретает характерный фиолетовый оттенок (по которому, к слову, можно легко отличить IPS-матрицу от любой другой технологии). Впрочем, с этим недостатком идет достаточно успешная борьба разработчиков матриц, и, хотя до полной победы еще далеко, фиолетовую засветку можно спокойно отнести к несущественным – в большинстве случаев – недостаткам.
Единственной действительно хорошо заметной проблемой S-IPS матриц на данный момент является невысокая контрастность – как правило, она составляет всего лишь около 200:1, то есть находится на уровне TN-матрицы среднего класса. На практике, как я уже говорил, это приводит к тому, что вместо черного цвета на мониторе будет наблюдаться темно-серый – и если при работе при дневном освещении это практически не заметно, то при использовании монитора дома вечером, при неярком освещении постоянная подсветка черного фона (а уж тем более в сочетании с характерным фиолетовым оттенком при взгляде чуть сбоку) может несколько разочаровать.
Увы, но по указанным ранее причинам к настоящему моменту IPS-матрицы полностью вытеснены с рынка 17-дюймовых мониторов (за исключением модели Iiyama H430S, по своим характеристикам подходящей только для работы со статичными изображениями – большое время отклика делает ее малопригодной для динамичных игр или работы с видеороликами), так что покупателям, которых не устраивает невысокое качество изображения TN+Film матриц, но все же требуется низкое время отклика, волей-неволей приходится обращать внимание на 19-дюймовые модели. К счастью, среди них S-IPS матрицы достаточно распространены, чтобы не стеснять покупателя в выборе – так, на них базируются весьма распространенные модели LG Flatron L1910S и L1910B, NEC MultiSync LCD1960NXi (не путайте с моделью LCD1960NX, в ней используется другой тип матрицы), Philips Brilliance 190B5 и многие другие.
С точки же зрения целей и задач мониторы на базе S-IPS матриц – единственный разумный выбор для любой сколь-нибудь серьезной работы с цветом. Кроме того, эти матрицы являются наиболее разумным компромиссом между различными требованиями – они обеспечивают отличные углы обзора и достаточно малое время отклика, а потому отлично подойдут людям, выбирающим себе домашний монитор для игр, фильмов и интернета. TN+Film же матрицы, проникшие в последнее время на рынок 19-дюймовых мониторов, несмотря на лучшее время отклика, имеют весьма и весьма скромные углы обзора (всего лишь 140 градусов), а потому для мониторов с большой диагональю их довольно трудно назвать хорошим выбором.
