Технологии играют важную роль, как в жизни отдельного человека, так и всего сообщества в целом. Их разработка и внедрение позволяют не только улучшать характеристики выпускаемой продукции, успешно справляясь с конкурентами, но и порой вызывают настоящий фурор. Именно таким событием стало представление новой технологии южнокорейской компании Samsung, которая одна из первых внедрила новшества в сфере производства дисплеев для. Новое поколение экранов — это не только hd super amoled усовершенствованная технология, улучшающая показатели средств коммуникации, но и перспектива их дальнейшего развития.
Основные принципы технологии
Super amoled от компании Samsung - это технология, основанная на использовании органических светодиодов, которые применяются в качестве светоизлучающих деталей, тонкопленочных транзисторов, которые ими управляют, и представлены в виде активной матрицы.
Для производства новых экранов могут использоваться две технологии, отличие которых заключается в структуре пикселя: матрица plus и PenTile. В super amoled plus матрица имеет традиционную структуру субпикселей (красный-синий-зеленый) и равное их количество.
При внедрении технологии PenTile применяется схема RGBG, имеющая четыре цвета (красный-зеленый-синий-зеленый). В super amoled plus матрице количество субпикселей примерно на 50 % больше, чем у PenTile, что обеспечивает лучшее качество и четкость изображений. Однако компанией Samsung было решено сначала использовать PenTile матрицу, поскольку она долговечнее, чем plus . Это основано на деградации синих субпикселей, которых в матрице plus намного больше и поэтому она быстрее выходит из строя. Однако дальнейшие разработки сделали возможным и использование super amoled plus.
Недостатки выбранной матрицы компенсируются производителем в виде экрана большего размера, выполненного по технологии super amoled.
Достоинства и недостатки
Оптимальная организация производства и модернизация технологического процесса за счет внедрения разработок, позволяют выпускать экраны hd super amoled, стоимость которых значительно дешевле аналогов. Они отличаются большим разрешением и небольшой толщиной, почти не влияющей на линейные размеры электронных устройств.
Дисплей, изготовленный по технологии super amoled, с использованием матриц PenTile или plus, характеризуется также следующими преимуществами:
- Снижением энергопотребления электронными устройствами на 20%
Одной из главных проблем, которые присущи всем гаджетам и различным средствам коммуникации, является неэффективный расход потребляемой мощности батарей. Технология super amoled продлевает время их функционирования, в том числе и за счет наличия светодиодов, благодаря которым не требуется подсветка дисплея.
- Отсутствием искажения восприятия визуальной информации на ярком солнце
Теперь не нужно закрывать дисплей рукой или какими-нибудь предметами: новая разработка позволяет читать тексты и играть в разные игры даже под прямыми лучами, не опасаясь бликов.
- Широким углом обзора
Он составляет 180⁰, однако при этом изображение не уменьшает своей четкости и не становится размытым. Это позволяет рассматривать графическую информацию, не изменяя наклона дисплея, и обеспечивает превосходное качество изображения.
- Увеличением яркости экрана
Кроме четкости линий, технология super amoled как с матрицей plus, так и с PenTile, позволяет получать более яркие насыщенные цвета и оттенки, а цветопередача повысилась на 30 %.
- Контрастностью
При использовании экрана hd super amoled нет эффекта ″размытости″ во время воспроизведения видеоинформации, и просматриваются четкие границы между различными форматами изображений и в переходе от цвета к цвету.
- Надежностью и долговечностью
В новых дисплеях, произведенных компанией Samsung, отсутствуют воздушные подушки, поэтому механическая прочность и срок эксплуатации увеличиваются.
К недостаткам hd super amoled относится преобладание холодных оттенков при передаче изображений и небольшой срок службы светодиодов. На больших дисплеях этого типа они выгорают не позднее, чем через 2—3 года после начала эксплуатации, а на устройствах мобильной связи — через 5—10 лет. Но поскольку за это время средства коммуникаций морально устаревают, то такой срок функционирования hd super amoled считается приемлемым.
Область применения
Чаще всего создатели новых разработок стремятся внедрить их для улучшения характеристик собственной продукции. Вот и Samsung в феврале 2011 года наладила выпуск электронных устройств с экраном новой разработки, которыми оказались смартфоны серии Samsung Galaxy S II. Именно на их примере потребители ощутили все преимущества новых технологий.
Перспективы развития
Особенностью процесса создания дисплеев hd super amoled является возможность дополнять их устройство, не меняя все этапы производства, а лишь дорабатывать, дополняя слоями с новыми характеристиками. Последнее усовершенствование состоит из следующих слоев:
- Сенсорной пленки
- Защитного покрытия, к которому прикрепляется проводка низкого напряжения. Оно прозрачно и приклеено к предыдущему
- Слой со светодиодами, отвечающими за изображение
- Тонкопленочные транзисторы
- Слой подложки, которая может изготавливаться из самых разных материалов
Именно на совершенствование последнего слоя направлены все усилия разработчиков: эти разработки позволяют создавать гибкие дисплеи от компании Samsung с запланированными характеристиками. В свою очередь гибкие экраны помогут кардинально изменить принцип функционирования мобильных электронных устройств.
На создание данной статьи меня сподвигли две вещи: многочисленные спекуляции маркетологов и профильных журналистов на тему экранов; и куча абсолютно одинаковых веток комментариев под обзорами смартфонов с абсолютно одинаковыми дискуссиями о том, какие матрицы лучше. Обычно, самая жара происходит под обзорами китайских телефонов с OLED экранами. Я устал вести борьбу с ветряными мельницами, общаясь с каждым читателем в отдельности, в этом материале я решил расставить все точки над i и развеять многочисленные мифы о современных экранах, забегая вперед скажу, что упор будет сделан на противостояние IPS и AMOLED матриц. Скорее всего большинство из вас не увидит в написанном ничего нового, сакральных знаний вы здесь не получите, как и срыва покровов. Я расскажу об очевидных вещах, о которых не хотят говорить ни блогеры ни журналисты. Гайд рассчитан на адекватных думающих людей, убежденные фанатики могут отправляться по своим делам.
Определение термина “экран”
Прежде чем перейти к сути, нужно дать определение термину экран и прояснить его функциональное назначение. Википедия говорит нам, что экран или дисплей – это электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Если попытаться дать менее лаконичное и более современное определение экрана с точки зрения функционального назначения и с упором на потребительские свойства, то получится как-то так: экран – это устройство задача которого максимально точно и подробно отображать всевозможный контент и пользовательский интерфейс операционных систем и приложений такими какими их задумали авторы . За “максимально подробно” отвечает физическое разрешение, иначе: количество наименьших элементов экрана (picture’s elements) или просто пикселей (pixels), чем выше разрешение тем лучше, в идеале оно должно быть бесконечно большим. За “максимально точно” отвечают такие параметры как: точность цветопередачи и контрастность или отношение самой светлой и самой темной точки на экране. К второстепенным параметрам, напрямую не влияющим ни на точность ни на подробность отображения информации, но влияющим на потребительские свойства экрана, относятся: максимальная яркость, искажение картинки при отклонении взгляда от перпендикулярного, коэффициент отражения, частота обновления картинки, время отклика, энергоэффективность и некоторые другие. Особняком стоит такой параметр как цветовой охват – важнейший параметр для профессиональных мониторов и практически ничего не значащий для устройств предназначенных для потребления контента. Но именно цветовой охват в последние годы является предметом множества спекуляций со стороны производителей мобильных гаджетов. Давайте проясним эту мутную тему, прежде чем двигаться дальше.
Что такое цветовой охват и почему он является предметом множества спекуляций
Начать нужно с того, что любое изображение при захвате и сохранении в память фото- или видеокамеры кодируется. Искусственно созданные картинки и клипы, а также части графического пользовательского интерфейса операционных систем и приложений закодированы схожим образом изначально. В обоих случаях информация о цвете представляется с помощью цветовой модели – специального математического инструмента для описания цвета с помощью чисел или, если быть точными, координат. Самой распространенной является трехмерная RGB модель, в ней каждый цвет описан набором из трех координат отвечающих за один из цветов: красный, зеленый и синий, от отношения яркости каждой из компонент зависит отображаемый оттенок. Современные экраны способны отображать лишь часть спектра цветов и оттенков видимых человеком, цветовой охват буквально означает насколько велика эта “часть”. В силу такой ограниченности человек вынужден создавать стандарты представления цветового спектра отталкиваясь от возможностей существующих экранов. Так в 1996 году для унификации использования модели RGB в мониторах и печати, HP и Microsoft разработали стандарт sRGB , который использовал основные цвета описанные распространенным в то время на телевидении стандартом BT.709 и гамма-коррекцию рассчитанную на мониторы с электронно-лучевой трубкой. Важно понимать, что такая унификация позволяет, хоть и с некоторыми оговорками, гарантировать то, что создатель и потребитель контента на своих экранах будут видеть примерно одно и то же. Впоследствии стандарт sRGB получил широкое распространение во всех областях производства контента, в том числе в сфере создания интернет-сайтов. Конечно, существуют и другие стандарты представления цветового спектра, например Adobe RGB, цветовой охват которого намного шире , но на сегодняшний день подавляющая часть контента закодирована в соответствии с sRGB.
Что же произойдет если sRGB контент просматривать на экране с более широким цветовым охватом без адаптации? Координаты пространства sRGB будут перенесены в систему координат цветового пространства такого экрана, вследствие чего цвета будут казаться более насыщенными, чем есть на самом деле, в некоторых случаях оттенки исказятся настолько, что оранжевый цвет станет красным, салатовый зеленым, а голубой синим. И наоборот, если контент имеющий более широкий цветовой охват просматривать на экране с sRGB, перенос координат приведет к тому, что цвета будут казаться менее насыщенными, чем должны быть.
Мы все знаем, что экраны большинства современных флагманских смартфонов обладают расширенным относительно sRGB цветовым охватом, как же это сказывается на их потребительских свойствах? Если это смартфон или планшет на android, то возможны три варианта. В лучшем случае в настройках оболочки будут присутствовать предустановленные цветовые профили, среди которых есть тот, что приводит пространство к стандарту sRGB, примером могут служить MIUI или оболочка от Samsung. Но, даже в этом случае применение профилей “на лету” невозможно, и пользователю придется выбирать между расширенным цветовым охватом и правильной цветопередачей. Второй вариант, это когда в системе нет встроенных профилей, но в настройках разработчика можно активировать режим sRGB, например это можно сделать на смартфонах Google Pixel и OnePlus 3T. К сожалению, графический интерфейс операционной системы при активации режима sRGB становится блеклым, так как закодирован в соответствии с цветовым охватом их экранов. В третьем худшем варианте никаких профилей в системе пользователь не найдет и никакого выбора соответственно не получит, ему останется наслаждаться перенасыщенными цветами. А вот в персональных компьютерах на Windows и MacOS такой проблемы нет, так как обе системы не только поддерживают цветовые профили , но и могут “на лету” преобразовывать цвета из одного пространства в другое, то есть вне зависимости от того какой контент и на каком экране будет отображаться, пользователь с некоторыми оговорками будет видеть цвета такими какими их задумал автор. Схожая система менеджмента цветовых профилей есть и в iOS. Производители, то ли ради красивых циферок на странице спецификаций, то ли просто чтобы было, продолжают устанавливать во флагманские модели IPS и OLED экраны с расширенным цветовым охватом не смотря на то, что в этом нет никакой необходимости, так как 99% контента соответствует стандарту sRGB и вряд ли ситуация в ближайшее время коренным образом поменяется. Задач, которые могут выполнять такие экраны в устройствах созданных для потребления контента, просто нет. Во всем этом был бы хоть какой-то смысл, если бы Google добавил в Android менеджмент цветовых профилей, как это сделал Apple, но как минимум в 2017 году мы этого не увидим. Ирония заключается в том, что проблема создана на пустом месте, и решать ее никто не торопится.
Жидкокристаллический экран: принцип работы; преимущества и недостатки
Еще двадцать лет назад в большинство мониторов и телевизоров устанавливались экраны на основе электронно-лучевой трубки , вскоре им на смену пришли жидкокристаллические экраны или LCD (liquid crystal display) , которые со временем получили несколько веток развития и на сегодняшний день существует три технологии производства матриц жидкокристаллических экранов: TN, MVA и IPS, последняя в силу удачного сочетания преимуществ и недостатков стала доминирующей в сегменте мобильной техники. Принцип работы LCD несложен, в зависимости от технологии производства некоторые детали могут различаться, но типичная матрица включает в себя лампу подсветки и шесть других слоев. Первым за лампой располагается вертикальный фильтр который поляризует свет соответствующим образом. За ним идут два слоя электродов с расположенным между ними слоем жидких кристаллов, поданное на электроды напряжение ориентируют кристаллы и те преломляют свет таким образом, чтобы он проходил или не проходил через следующий слой – горизонтальный поляризационный фильтр. Последним идет цветовой фильтр – красный, зеленый или синий. Жидкокристаллические экраны легче, компактнее и энергоэффективнее своих предшественников, но они имеют и ряд серьезных недостатков, в частности малую контрастность и глубину черного цвета, ограниченный даже в потенциале цветовой охват, который зависит от несовершенства ламп подсветки. Кроме того показатели яркости и контрастности могут ухудшаться если смотреть на экран не под прямым углом.
Экран на органических светодиодах: преимущества, недостатки, ШИМ, Pentile
Относительно недавно у LCD появился серьезный конкурент – это экраны с активной матрицей на органических светодиодах или AMOLED . Такие экраны принципиально отличаются от LCD тем, что в них источником света является не лампа подсветки, а каждый субпиксель в отдельности, что наделяет AMOLED множеством преимуществ перед жидкокристаллическими экранами, главными из которых являются: практически бесконечная контрастность; меньшее энергопотребление при показе изображений с преобладанием темных тонов; потенциально более широкий цветовой охват; и меньшие габариты. Первые AMOLED экраны кроме преимуществ имели и значимые недостатки, в числе которых: неточная цветопередача; быстрое выгорание светодиодов; высокое энергопотребление при показе изображений с преобладанием светлых тонов; мерцание из-за широтно-импульсной модуляции; и главное высокая стоимость производства. Со временем большинство недостатков смогли побороть или свести их к минимуму, кроме ШИМ, который по сей день является ахиллесовой пятой технологии. Широтно-импульсная модуляция или ШИМ – это один из способов регулировать яркость светодиодов, побочным эффектом которого является мерцание экрана с некоторой частотой. Большинство людей не восприимчивы к такого рода мерцанию, но у некоторых пользователей ШИМ может вызывать быстрое утомление глаз и даже головную боль. Важно отметить, что эффект мерцания полностью отсутствует на значениях яркости близких к максимальным и начинает проявляться при уровне яркости 80% и ниже.
Невозможно пройти мимо темы с организацией субпикселей в экранах на органических светодиодах, дело в том, что у большинства AMOLED матриц субпиксели выстроены по схеме RGBG , когда пиксель состоит не из трех субпикселей как у типичного LCD экрана, а из четырех: красного, синего и двух зеленых, такую схему еще называют Pentile. Производитель (Samsung) считает физическое разрешение таких экранов по количеству зеленых субпикселей, красных и синих субпикселей в матрице ровно в два раза меньше. Очевидно, что для получения оттенка нужно как минимум три полноценных субпикселя. Таким образом, эффективное разрешение таких экранов не равно номинальному разрешению указанному в официальной спецификации. К примеру для QHD-экрана номинальное разрешение равно 2560*1440 пикселей, разрешение исходя из количества красных и синих субпикселей будет равно примерно 1811*1018:
Эффективное разрешение такой матрицы с учетом хитрых алгоритмов интерполяции заложенных в контроллер экрана находится где-то между 1811*1018 и 2560*1440, можно считать, что оно соотносится с FullHD разрешением в RGB-матрицах. Очень может быть, что именно для такого соответствия Samsung выбирает QHD разрешение для своих флагманских смартфонов уже много лет подряд.
Подробное сравнение IPS и AMOLED на примере экранов смартфонов iPhone 7 и Galaxy S8
Теперь после того как мы узнали все о характеристиках экранов и о особенностях разных типов матриц можно перейти к главному вопросу: какая технология лучше? Уверен, корректно пытаться ответить на этот вопрос сравнивая лучшие AMOLED и IPS матрицы имеющиеся на сегодняшний день, а именно экраны смартфонов Samsung Galaxy S8 и Apple iPhone 7 . Так как тестовым оборудованием я пока не обзавелся, проанализирую результаты тестов взятые с авторитетного ресурса . Начнем с разрешения, у экрана Galaxy S8 оно составляет 2960*1440 пикселей, гарантированное эффективное разрешение будет равно 2094*1018, гарантированная эффективная плотность пикселей равна 403 на дюйм. У iPhone 7 Plus номинальное оно же эффективное разрешение меньше: 1920*1080, а эффективная плотность пикселей 401 на дюйм. Очевиден перевес в пользу экрана от корейского вендора. Разрешения обоих экранов хватает для повседневного использования и недостаточно для комфортной эксплуатации со шлемами виртуальной реальности. Далее перейдем к точности, показатель контрастности у Galaxy S8 практически бесконечный. У iPhone 7 заявленная контрастность 1400:1, фактическая чуть выше – 1700:1, такой контрастности более чем достаточно для комфортного просмотра контента. Получается, что и по этому параметру экран Galaxy S8 оказался впереди. Что касается точности цветопередачи, то оба смартфона показали фактически одинаковые результаты, ошибками цветопередачи в Galaxy S8 и iPhone 7 можно смело пренебречь. Наиболее важные на мой взгляд второстепенные характеристики вы можете видеть ниже:
| Параметр | Samsung Galaxy S8 | Apple iPhone 7 |
| Эффективное разрешение, больше лучше | 2094*1018 | 1920*1080 (iPhone 7 Plus) |
| Эффективная плотность пикселей на кв.дюйм, больше лучше | 403 | 401 (iPhone 7 Plus) |
| Контрастность, больше лучше | бесконечная | 1400:1 |
| Средняя погрешность цветопередачи sRGB / Rec.709 JNCD, очень хорошо если меньше чем 3,5 | 2,3 | 1,1 |
| Максимальная яркость, больше лучше | 1020 нит | 705 нит |
| Минимальная яркость, меньше лучше | 2 нит | 3 нит |
| Коэффициент отражения внешнего освещения, меньше лучше | 4,5% | 4,4% |
| Точка белого D65, стандарт 6500 К | 6520 К | 6806 К (холоднее) |
| Падение яркости при отклонении взгляда на 30°, лучше когда меньше 50% | 29% | 54% портретный режим; 55% альбомный режим. |
| Контрастность при отклонении взгляда на 30°, больше лучше | бесконечная | 980:1 портретный режим; 956:1 альбомный режим. |
| Максимальное энергопотребление, меньше лучше | 1,75 ватт при 420 нит, на 13,1 дюйм² заливка белым | 1,08 ватт при 602 нит, на 9,4 дюйм² |
Что касается цветового охвата, то тут впереди iPhone 7, так как он может отображать цвета пространства DCI-P3 или 126% поля sRGB, при этом пользователю не нужно жертвовать цветопередачей, контент отображается исходя из заложенного в него цветового профиля. Экран Galaxy S8 имеет еще более широкий цветовой охват – примерно 142% от поля sRGB, но не имеет менеджмента цветовых профилей, загоняя пользователя в угол, то есть в Основной режим, который соответствует 100% поля sRGB.
Так что в итоге? Если рассматривать технологии экранов в отрыве от конечного продукта, то AMOLED на сегодняшний день практически во всем превосходит IPS, правда до сих пор имеет проблемы с ШИМ и высоким энергопотреблением. Без всякого сомнения за матрицами на органических светодиодах будущее. К сожалению, из-за ограничений Android их потенциал пока не раскрыт полностью. При сравнении готовых решений в лице Galaxy S8 и iPhone 7, очевидно небольшое превосходство последнего за счет честного DCI-P3 и эталонных остальных параметров. Хочу предостеречь вас от того, чтобы проецировать результаты вышеописанного сравнения на абсолютно все IPS и AMOLED экраны. На рынке очень много хороших, средних и плохих матриц, и в каждом случае нужно разбираться отдельно. В этом нам помогут интернет-издания ориентированные на техническую подробность и достоверность, к таким изданиям я бы отнес уже упомянутый , anandtech.com и некоторые другие сайты, из русскоязычных сайтов – ixbt.com .
Возможно не стоит относится к потребительским свойствам экранов слишком серьезно, ведь на объективную информацию почти всегда накладывается фактор субъективного восприятия. Например, в юго-восточной Азии есть очень много людей, которым нравятся неестественные перенасыщенные цвета, в нашей стране таких людей тоже не мало. С другой стороны транслировать налитую в уши маркетологами информацию в многочисленных дискуссиях под обзорами на YouTube как минимум странно. Напоследок побуду Кэпом и дам пару банальных советов: не переставайте думать и относитесь критически к любой информации получаемой от представителей брендов и из СМИ, умейте анализировать данные и проверять факты или просто читайте ресурсы и смотрите блогеров, которым можно доверять.
К 2018 году соперничество между экранными технологиями свелось к тому, что на рынке осталось всего два достойных варианта. TN матрицы были вытеснены, VA в мобильных аппаратах не использовались, а чего-то нового еще не придумали. Поэтому конкуренция развернулась между IPS и AMOLED. Тут стоит напомнить, что IPS, LCD LTPS, PLS, SFT – это то же самое, как и OLED, Super AMOLED, P-OLED и т.д. являются лишь разновидностями светодиодной технологии.
На тему того, что же лучше, IPS или AMOLED, . Но технологии не стоят на месте, поэтому в 2018 году не будет лишним внести коррективы и сделать разбор с учетом сегодняшних реалий. Ведь оба типа матриц постоянно совершенствуются, избавляются некоторых недостатков или эти минусы становятся менее существенными.
Что лучше для смартфона, IPS или AMOLED, сейчас попробуем выяснить. Для этого взвесим все плюсы и минусы каждой из технологий, чтобы по перевесу сильных сторон выявить абсолютного лидера или, с учетом специфики, решить, что лучше в конкретных условиях.
Плюсы и минусы IPS дисплеев
Разработка и совершенствование IPS дисплеев длится уже два десятилетия, и за это время технология успела обзавестись рядом плюсов.
Преимущества матриц IPS
IPS матрицы являются лучшими среди всех типов ЖК-панелей благодаря ряду достоинств.
- Доступность . За годы развития технологию массово освоили многие компании, сделав массовый выпуск экранов IPS недорогим. Стоимость экрана для смартфона с разрешением FullHD сейчас стартует с отметки около $10. Благодаря низкой цене такие экраны делают смартфоны более доступными.
- Цветопередача . Хорошо откалиброванный IPS экран передает цвета с максимальной точностью. Именно поэтому профессиональные мониторы для дизайнеров, графиков, фотографов и т. д. выпускаются на IPS матрицах. Они обладают наибольшим охватом оттенков, что позволяет получить на экране реалистичные цвета объектов.
- Фиксированное энергопотребление . Жидкие кристаллы, формирующие картинку на IPS экране, почти не потребляют ток, основным потребителем являются диоды подсветки. Поэтому расход энергии не зависит от изображения на дисплее и определяется уровнем подсветки. Благодаря фиксированному расходу энергии IPS экраны обеспечивают примерно одинаковую автономность при просмотре фильмов, веб-серфинге, письменном общении и т.д.
- Долговечность . Жидкие кристаллы почти не подвержены процессу старения и износа, поэтому в плане надежности IPS лучше, чем AMOLED. Деградировать могут светодиоды подсветки, но срок службы таких LED весьма велик (десятки тысяч часов), поэтому даже за 5 лет экран почти не теряет в яркости.
Недостатки IPS матриц
Несмотря на весомые плюсы, есть у IPS и минусы. Эти недостатки являются фундаментальными, поэтому путем совершенствования технологии они не устраняются.
- Проблема чистоты черного цвета . Жидкие кристаллы, которые отображают черный цвет, блокируют свет от подсветки не на 100%. Но так как подсветка IPS экрана общая для всей матрицы, ее яркость не снижается, панель остается подсвеченной, в итоге черный цвет получается не очень глубокий.
- Низкая контрастность . Уровень контрастности ЖК-матриц (примерно 1:1000) приемлем для комфортного восприятия картинки, но по этому показателю AMOLED лучше IPS. Из-за того, что черный не очень глубокий, разница между самым ярким и самым темным пикселем у таких экранов заметно меньше, чем у светодиодных матриц.
- Большое время отклика . Скорость реакции пикселей у IPS панелей невысока, порядка десятка миллисекунд. Этого хватает для нормального восприятия картинки при чтении или просмотре видео, но маловато для VR-контента и других требовательных задач.
Плюсы и минусы дисплеев AMOLED
В основе технологии OLED лежит использование массива миниатюрных светодиодов, расположенных на матрице. Они независимы, поэтому предлагают ряд преимуществ над IPS, но не лишены и минусов.
Преимущества AMOLED матриц
Технология AMOLED новее, чем IPS, и ее создатели позаботились об устранении минусов, характерных для ЖК-дисплеев.
- Раздельное свечение пикселей . В AMOLED экранах каждый пиксель сам является источником света и управляется системой независимо от других. При отображении черного цвета он не светится, а при показе смешанных оттенков может выдавать повышенную яркость. За счет этого AMOLED экраны демонстрируют лучшую контрастность и глубину черного.
- Почти мгновенная реакция . Скорость отклика пикселей на светодиодной матрице на порядки выше, чем у IPS. Такие панели способны отображать динамичную картинку с высокой частотой смены кадров, делая ее более гладкой. Эта возможность – плюс в играх и при взаимодействии с VR.
- Сниженное потребление энергии при показе темных тонов . Каждый пиксель матрицы AMOLED светится независимо. Чем светлее его цвет – тем ярче пиксель, поэтому при показе темных тонов такие экраны потребляют меньше энергии, чем IPS. А вот в процессе отображения белого AMOLED панели демонстрируют схожий, или даже больший, чем у IPS, расход заряда батареи.
- Малая толщина . Так как у AMOLED матриц нет слоя, рассеивающего свет подсветки на жидкие кристаллы, такие дисплеи имеют меньшую толщину. Это позволяет уменьшить габариты смартфона, сохранив его надежность и не жертвуя емкостью аккумулятора. Кроме того, в перспективе возможно создание гибких (а не только изогнутых) матриц AMOLED. Для IPS это невозможно.
Недостатки AMOLED-матриц
Свойственны AMOLED-матрицам и недостатки, причем виновник большинства бед один. Это – синие светодиоды. Освоение их производства дается сложнее, а по качеству они уступают зеленым и красным.
- Синева или ШИМ . Выбирая смартфон с AMOLED экраном, приходится выбирать между широтно-импульсной регулировкой яркости и голубизной светлых тонов. Все из-за того, что при непрерывном свечении синие субпиксели воспринимаются сильнее, чем красные и зеленые. Исправить это можно с помощью использования ШИМ-регулировки яркости, но тогда всплывает другой недостаток. На максимальной яркости экрана ШИМ нет или частота регулировки достигает около 250 Гц. Этот показатель находится на границе восприятия и почти не влияет на глаза. А вот при снижении уровня подсветки – снижается и частота ШИМ, в итоге на низких уровнях мерцания с частотой около 60 Гц могут приводить к усталости глаз.
- Выгорание синего . Тут тоже проблема в синих диодах. Их срок службы меньше, чем зеленых и красных, поэтому со временем возможно искажение цветопередачи. Экран уходит в желтизну, баланс белого сдвигается в сторону теплых тонов, общая цветопередача ухудшается.
- Эффект памяти . Так как миниатюрные светодиоды склонны к выгоранию, места на экране, которые отображали яркую статичную картинку (например, часы или индикатор сети светлого цвета), со временем могут терять яркость. В результате даже если элемент не отображается, в этих местах виднеется силуэт этого элемента.
- PenTile . Структура PenTile не является фундаментальным минусом всех панелей AMOLED, но пока характерна для большинства из них. При такой структуре матрица содержит неодинаковое число красных, зеленых и синих субпикселей (у Samsung синих вдвое меньше, у LG – вдвое больше). Основной мотив использования PenTile – желание компенсировать недостатки синих LED. Однако побочным эффектом данного решения становится снижение четкости картинки, особенно заметное в VR-гарнитурах.
С учетом всех особенностей обоих типов матриц можно отметить, что IPS с высоким разрешением лучше, если вас интересует VR и нужна максимальная четкость картинки. Ведь у AMOLED комфортному восприятию виртуальной реальности немного препятствует PenTile, и ШИМ подсветки пока нивелирует мгновенную скорость реакции. Также IPS лучше, если вам приходится больше работать со светлыми тонами (веб-серфинг, мессенджеры).
За экранами AMOLED будущее, но пока технология не идеальна. Однако можно смело покупать смартфон со светодиодным экраном, особенно если это флагман. Яркость, контрастность, глубокий черный и экономия энергии при показе темных тонов способны перекрыть все минусы OLED.
Сторонники технологий, применяемых при изготовлении дисплеев мобильных устройств, разделились на любителей AMOLED и приверженцев LCD. Оба основаны на различных техниках изготовления, а производители подчеркивают преимущества только собственного технологического процесса.
Так какой экран лучше - IPS или AMOLED? Есть ли заметное отличие между этими технологиями, а если есть, то в чем оно состоит?
Технология LCD
LCD означает ЖК-дисплей. Цвета в нем воспроизводятся совершенно иначе, чем в AMOLED. В дисплее на жидких кристаллах источником света служит подсветка. Подсветка может быть множественной, что позволяет экономить электроэнергию, но она применяется в больших телевизорах.
Белый цвет не имеет собственной длины волны. Он представляет собой смесь всех других видимых цветов спектра. Таким образом, ЖК-подсветка должна создавать мнимый белый свет настолько эффективно, насколько это возможно, чтобы из него получить различный цвета в ЖК-элементе. Большинство ЖК-дисплеев имеет голубую светодиодную подсветку, которая попадает на фосфор и генерирует близкий к белому свет.
Настоящие сложности начинаются, когда свет поляризуется и проходит сквозь кристалл. ЖК-элемент может повернуть его на разный угол путем изменения приложенного к нему напряжения. Далее свет проходит сквозь другой поляризационный фильтр, смещенный на 90° по отношению к первому. Это гасит его в зависимости от угла поворота. Затем свет проходит сквозь RGB-светофильтр, создавая субпиксели, группируемые затем в пиксели.
Все это говорит о том, что LCD-дисплей контролирует количество света путем блокирования подсветки, и цветной свет для каждого пикселя не генерирует. Подобно AMOLED, LCD-дисплеи могут быть активными и пассивными матричными устройствами.
AMOLED-технология
Скрытый в названии ключевой компонент экранов данного типа - светодиод (LED). Любители электроники знали об этих лампочках и раньше, но в панели дисплея они кардинально уменьшены и размещены в виде красных, зеленых и синих кластеров, которые и составляют отдельный пиксель, способный воспроизводить белый и другие цвета. Компоновка этих субпикселей может незначительно повлиять на характеристики дисплеев.
Буква O означает органический. Существует целый ряд тонких органических пленок, помещенных между проводниками светодиода, излучающих света при подаче тока.
И, наконец, часть AM в AMOLED обозначает «активная матрица», в отличие от пассивной технологии. Это указывает на то, как управляется каждый светодиод OLED. Для управления отдельным пикселем в пассивной матрице используются контролирующие подачу напряжения в необходимый столбец или строку. Это медленно и недостаточно точно. Активные матричные системы в каждом светодиоде используют TFT-транзистор и конденсатор. При активации ряда и столбца для доступа к пикселю его конденсатор сохраняет заряд между циклами обновления. Это позволяет быстро и точно им управлять.
Еще один термин, который можно встретить - это Super AMOLED, маркетинговое название компании Samsung для дисплея, объединенного с емкостным Обычно такой экран исполняется в виде отдельного слоя на внешней части дисплея. Такое объединение делает дисплей тоньше.
Super AMOLED против LCD
Такая глубокая разница в способе работы дисплеев оказывает большое влияние на ощущения пользователя. Цветовая гамма наиболее часто упоминается при сравнении этих технологий. AMOLED обеспечивает больший диапазон вариантов цвета, чем LCD, что приводит к более ярким изображениям.
OLED-дисплеи отличаются дополнительной насыщенностью зеленого и синего, наиболее мощных цветов в субпикселях. Некоторые считают, что это дополнительное насыщение производит неестественные цвета. ЖК-дисплеи, как правило, имеют тенденцию сверхкомпенсации красных тонов с более приглушенным зеленым. Несмотря на то что они не обладают достаточно широкой гаммой, создаваемое ими изображение очень близко соответствует стандартному профилю цветовой гаммы, используемому в фото и видео.
Более внимательное изучение дисплеев смартфонов показывает, что цветовая гамма может варьироваться довольно значительно даже в дисплеях одного типа. Например, несмотря на то что в BlackBerry Priv и Galaxy Note 5 используется AMOLED-дисплей одного производителя, у них совершенно разные гамма-профили. Это может быть частично объяснено наличием нескольких профилей и разной калибровкой изображения производителем.
Точность цветопередачи - другое существенное различие, особенно когда речь идет о белом цвете. Тестирование некоторых из лучших смартфонов Android показало, что OLED-дисплеи дают очень точные результаты, в то время как ЖК-дисплеи имеют незначительный голубой оттенок. Это неудивительно, учитывая, что ЖК-дисплеи работают на фильтрованной синей подсветке.
Отсутствие подсветки и фильтрующих слоев также говорит в пользу OLED. ЖК-дисплеи часто пропускают лишний свет и имеют низкую контрастность, так как подсветка не выключается, даже если пиксели должны быть черного цвета, в то время как OLED может просто отключить свои пиксели. Фильтрующий слой LCD также блокирует часть света, а большая толщина означает, что углы обзора меньше по сравнению с OLED.
Недостатком AMOLED является то, что разные светодиоды имеют разный срок службы, а это означает, что отдельные компоненты RBG в конечном итоге деградируют с разной скоростью. Цветовой баланс OLED-дисплея может со временем незначительно смещаться, а светодиодная подсветка LCD означает, что цветовой баланс более стабилен.
Управляемость
Одним из главных преимуществ OLED-экранов является их высокая управляемость на уровне каждого пикселя. Этот элемент можно выключить, что позволяет достичь глубины черного и высокого коэффициента контрастности. Управление излучением на уровне отдельного пикселя имеет следствием экономию энергии, а отсутствие дополнительных слоев над светодиодами означает, что поверхности достигает максимум света. Изображения становятся ярче и улучшается угол обзора.
Тонкость и гибкость
Приверженцы AMOLED отмечают меньшую толщину экрана, от которой зависят размеры устройства и его вес. Это объясняется отсутствием подсветки. Хотя для многих этот параметр может показаться несущественным, он оказывает влияние на другой важный показатель - угол обзора, который прямо зависит от толщины дисплея.
Применение светодиодов означает, что LED-єкраны чрезвычайно тонкие, что идеально для портативных устройств. Отсутствие жесткой подсветки и прорыв в производстве подложек позволили создать первое поколение гибких дисплеев, весьма перспективных для создания новых форм-факторов.
Контраст
Одним из основных параметров, который поможет разобраться, какая технология экрана лучше - IPS или AMOLED, - является контрастность. Преимущество светодиодной технологии - огромная контрастность, за что пользователи и любят данную технологию. Когда человек в первый раз видит такой красочный дисплей, то очень удивляется. Это и есть «вау-эффект», столь почитаемый маркетологами.
Глубина чёрного
Следующий параметр, который поможет определиться, какой экран лучше - IPS или Super AMOLED, - это способность передавать черный цвет. Благодаря тому, что светодиодные экраны светятся самостоятельно, пользователи отдают им бесспорное преимущество. Задействованы лишь пиксели, необходимые в изображении, а не весь экран, как в IPS. Контрастность - отношение яркости наиболее светлых и темных участков экрана, поэтому теоретическая контрастность органических светодиодов бесконечна, так как свечение отсутствует. Но в действительности дело обстоит иначе, через участки черного проходит отраженный свет. Разница в контрастности - 20-кратная (30000:1 против 1500:1).
Энергопотребление
Среди показателей, позволяющих определиться, что лучше, IPS или AMOLED, пользователи называют экономичность экрана. В LED-технологии она достигается за счёт свечения отдельных субпикселей. На тёмных сценах экран тратит мало энергии, но на светлых больше. Поэтому энергопотребление дисплея зависит от режима его использования.
Быстродействие
Время отклика также влияет на мнение потребителей, какой дисплей лучше - IPS или AMOLED. У последней технологии оно меньше, что в теории должно означать чуть более быструю смену картинки. В реальности большее время отклика IPS почти незаметно. А в Samsung Galaxy S4 проявилась другая проблема - быстрая смена изображения вызывает заметный визуальный эффект.
Цветопередача
Еще один вопрос, который позволяет выбрать AMOLED или IPS - что лучше передает цвета? IPS-дисплеи дают изображение, не искажая цветовую гамму. Цвет будет ярким тогда, когда так должно быть. Естественная гамма на светодиодных дисплеях достигается настройкой программного обеспечения.
Качество белого
Настоящий белый цвет на дисплеях LED, как говорят пользователи, труднодостижим. LCD же дает мнимый белый цвет, излучаемый люминофором. Следствием этого являются оттенки синего, жёлтого и розового вместо белого цвета. В этом случае может помочь индивидуальная настройка изображения.
Углы обзора
Еще один параметр, который поможет определить, какая матрица лучше - IPS или AMOLED, — сохранение точности цветопередачи при просмотре под углом. Если говорить о ЖК-экранах, то у них цвета сдвигаются к холодной стороне, а нестандартная раскладка субпикселей светодиодных дисплеев, которая отлична от привычной, уводит картинку в разные цвета, например, она может позеленеть или покраснеть.
Яркость
Большая яркость означает хорошую различимость изображения в условиях сильного внешнего освещения. Это следующий параметр, который позволит определиться, что лучше - IPS или AMOLED. Контрастность экрана здесь не поможет. В LCD-дисплеях белый свет создается мощной подсветкой, а LED-панели излучают каждым пикселем. Это и объясняет разницу в силе света - технологии AMOLED пока не позволяют яркости субпикселей конкурировать с лампами подсветки в ЖК-дисплеях.
Четкость
Что лучше - IPS или AMOLED, - поможет рассудить детализация и резкость изображения. Некоторые пользователи без труда различают субпиксели светодиодного экрана, что не очень хорошо. Близорукие люди отчетливо видят их даже при разрешении Full HD. Это объясняется применением технологии PenTile, обеспечивающей одинаковое свечение субпикселей разных цветов. Изображение теряет в четкости и имеет менее четкие контуры. Традиционное размещение в раскладке IPS означает большую детализацию и прямизну линий.
Выгорание пикселей
Очередным «плюсом» IPS-технологии является «минус» светодиодной. со временем выгорают. Хотя достаточно большой, отличия в яркости разных участков станут заметны уже через год. ЖК-экраны от проблем с выгоранием избавлены.
Стоимость
Ответ на вопрос, что лучше, IPS или AMOLED, также зависит от цены. Стоимость устройства обусловлена суммой цен всех его компонентов, из которых наиболее дорогим является дисплей. Но меньшая цена гаджета не означает меньшую стоимость экрана. Например, HTC One с IPS и Samsung Galaxy S4 с Super AMOLED стоили одинаково, хотя цена больше.
AMOLED, TFT IPS: что лучше?
Технологии обладают качествами, которые можно называть преимуществами или недостатками в зависимости от пользовательских установок цвета и контраста. Хотя множество доступных режимов отображения в современных смартфонах позволяет достичь максимального качества. Снижение затрат на производство и дополнительные преимущества OLED-дисплеев делает их, вероятно, более перспективными, а более дешевым ЖК-дисплеям суждено заполнять пробелы в бюджетных сегментах рынка.
Ведущие производители дисплеев, такие как LG Display, делают ставку на OLED-технологии, инвестируя в дополнительные производственные мощности. Рынок панелей AMOLED, как ожидается, достигнет $30 млрд в 2022 г., что более чем вдвое превышает сегодняшний уровень. Не говоря уже о еще нереализованном потенциале рынка гибких дисплеев.
Развитие ЖК-дисплеев с квантовой точкой может сократить разрыв в производительности между LCD и OLED, так что сбрасывать со счетов LCD пока не стоит.
Решая, какой тип дисплея выбрать - Super AMOLED или IPS, что лучше для пользователя, - следует помнить: каждая технология имеет свои плюсы и минусы. Только взвесив все за и против, учитывая степень важности каждого параметра, и имеет смысл делать выбор. ЖК-экраны обладают чуть большим числом преимуществ. Среди них - естественный качественный цвет и большая яркость изображения. Светодиодной технологии присущи чрезмерная насыщенность цвета, небольшая читаемость при ярком внешнем освещении и меньший срок службы. Тем не менее AMOLED-дисплеи обладают превосходным «вау-эффектом», снова и снова доводя очередную жертву до потребительского экстаза.
Часто можно слышать вопрос, в чем отличие олеофобных дисплеев от жидкокристаллических? Они же AMOLED и IPS. Вопрос этот важный, так как более 90 процентов рынка смартфонов и планшетов ориентированы на эти два типа дисплеев. Так что придется отвечать.
Начать стоит с того, что AMOLED бывает еще и Super AMOLED. А IPS может обозначаться и как LCD. Оба имеют свои преимущества и недостатки. Не углубляясь далеко в технологические дебри, постараемся объяснить своими словами.
Сразу стоит отметить, что все крупные производители предпочитают либо один тип дисплея, либо другой. Связано это не столько с ценой (а IPS дешевле, чем AMOLED), сколько с патентами технологий, используя которые, компании платят роялти держателям патентов. Причем два вроде бы AMOLED-смартфона, положенные рядом, могут выдавать разную по качеству картинку. И связано это с тем, что запатентованы технологии по несколько разным показателям. То есть держатели патентов – разные организации, во избежание монополий.
Если же говорить о разнице между AMOLED и IPS LCD в широком смысле, то различия между этими двумя технологиями изменились на протяжении многих лет и будут продолжать меняться, так как появляются обновления. Так что следите за последними обновлениями от крупных производителей.
А теперь конкретика.
AMOLED
Технология AMOLED – это активная матрица на органических светоизлучающих диодах. В настоящее время мы часто видим ее в новом облике – Super AMOLED. С помощью этих дисплеев отдельные пиксели горят отдельно. Это называется активной матрицей. Причем горят на верхней части тонкопленочного транзистора (TFT). Когда весь массив проходит через электрическое органическое соединений, это и называется OLED. Но некоторые компании хитрят и не пропускают весь массив, оставляя недоработанный вариант дисплея, который так и называется – TFT. Он дешевле AMOLED, так как имеет незавершенный цикл. Или, проще говоря, это половина от всего процесса. Но в любом случае полный или незавершенный цикл этой технологии показывает картинку лучше, чем у IPS LCD. Но не во всех регионах. Сборка сборке рознь. Так что о картине можно говорить лишь в целом.
В сердце своей технологии OLED использует аноды и катоды для потока электронов, пропуская их через очень тонкую пленку. Яркость при этом определяется силой тока электронов. А цвет контролируется крошечными красными, зелеными и синими светодиодами, встроенными в дисплей. Лучший способ понять процесс – это думать о каждом пикселе как о независимой лампочке с тремя цветами на выбор.
Цвета, как правило, ярче именно у AMOLED и Super AMOLED, а черные тона выглядят темнее из-за части экрана, который может быть эффективно выключен. Когда лампочка не горит, она дает «чистый» черный цвет. Когда горят все три цвета, она дает «чистый» белый цвет. Так что контрастность лучше, цвета выглядят ярче, насыщеннее. Как раз из-за того, что каждый элемент работает отдельно. Каждый пиксель в этом случае – независимая натура.
Причем нигде не сказано, что насыщенные краски дисплея обязательно должны уничтожать быстрее заряд батареи. Работа батареи скорее зависит от эффективной работы процессора. Так что AMOLED может быть более энергоемким, чем IPS LCD.
Другое дело, что AMOLED быстрее выгорает. И это никак не связано с пребыванием на солнце. Просто в этом случае дисплей работает на всю мощь, что и приводит к более интенсивному износу. Так что качество пикселей деградирует с течением времени. Но над решением этой проблемы активно работают.
Также часто заметно, что при ближайшем рассмотрении смартфона или планшета на данной технологии пользователь как бы видит все пиксели по отдельности. Только в этом случае смотреть на экран надо на расстоянии менее 5 см, что, конечно же, портит зрение. Так что эти опыты не имеют фактического применения в жизни. Средний пользователь держит планшет или смартфон на расстоянии около 30 см от лица.
Samsung является большим поклонником дисплеев Super AMOLED и активно снабжает свои устройства передовыми технологиями в этой сфере. Это касается и баланса белого и более четкого черного тонов. Так что последние устройства от корейского производителя имеют потрясающе насыщенную картинку и не боятся солнца. Широкий угол обзора и длительное время нормальной работы пикселей прилагаются.
Ключевая разница между Super AMOLED и стандартной AMOLED-технологией (которая часто используется компаниями, что пытаются сэкономить, типа Motorola) – в том, что Super AMOLED на порядок уменьшил толщину защитной пленки над датчиками, что и проявляется в более насыщенном цвете при тех же условиях безопасности.
К тому же Super AMOLED также предлагает большее время автономной работы, хотя опять же производители упорно трудятся, чтобы свести к минимуму разницу между технологиями.
IPS LCD
В другом углу ринга у нас есть IPS LCD, что расшифровывается как In-Plane Switching жидкокристаллический дисплей. Если Super AMOLED – это как обновление от AMOLED, то IPS ЖК – это улучшение первых типов жидкокристаллических дисплеев. Могучая Apple зациклилась на этих типах дисплея, с годами выпуская все айфоны по одной и той же технологии. Это дешевле в производстве, что является бонусом. Но айфоны ведь никогда не были из дешевых. Так?
В сущности, ЖК использует поляризованный свет, который затем пропускают через цветовой фильтр. Никаких отдельных элементов. Горизонтальные и вертикальные фильтры по обе стороны от жидких кристаллов управляют яркостью и работают вне зависимости от того, включен ли каждый пиксель или выключен. Добавляем сюда еще подсветку и видим, что обычно телефоны с подобной технологией имеют довольно толстый корпус. Айфоны от Apple тут скорее исключение.
Так как все пиксели с подсветкой, то баланс черного получается подсвеченным, «серым». Отсюда страдает контраст. А вот белому цвету все равно – он любит много цветов, поэтому белый выглядит красивее всех остальных тонов на такой технологии и иногда даже лучше, чем у олеофобного дисплея, так как там он становится немного желтоватым. Самое интересное, что Apple одну из своих расцветок, предлагаемых для телефонов, и называет темно-серым цветом. Хотя это черный. Просто засвеченный. Так как иначе не может. Но на фоне такого же цвета корпуса это не так заметно. Мимикрия заставляет глаза обманываться. Нам кажется, что мы видим черный цвет, потому что мозг сопоставляет его с цветом корпуса. Хитрый коммерческий ход.
Первое, что плохо в этой технологии, – углы обзора часто не совсем хорошие. В этом снова вина подсветки. Фотографы, как правило, выбирают именно IPS ЖК-дисплеи, поскольку они показывают цвета более точно. Ведь фотографируют часто при отличном искусственном или естественном освещении, отсюда и складывается преобладание белого над черным. А когда мы видим черно-серые ночные фотографии, то можно обвинить плохую вспышку. Только вспышка ни при чем. Этот тот же «темно-серый» черный цвет.
Вывод
Нет победителя, когда дело доходит до AMOLED против IPS LCD, но есть условности, которые стоит учитывать. Поэтому качество экрана в первую очередь сводится к тому, какую производитель применяет эталонную технологию. Стоит учитывать и то, что многие проблемы цветопередачи – от размытого черного до белых пятен – можно убрать с помощью цифровой обработки, чем активно и занимаются передовые процессоры перед тем, как выдать нам окончательную картинку. Конечно, это сказывается на работе батареи. Так что компания HTC , которая сильно полагалась на цифровую обработку своих передовых камер процессором, получила жесткий перегрев чипов. Тип дисплея IPS сыграл с тайваньским производителем злую шутку.
В любом случае у обеих технологий есть и недостатки. Так что неплохо заиметь уже что-то новое, третье, которое сведет плюсы обоих технологий вместе на радость довольному потребителю.
