Современные ЭЛТ

FD Trinitron (Sony)

В настоящее время все выпускаемые Sony ЭЛТ-мониторы имеют плоскую внешнюю поверхность экрана (даже модели с диагональю 15"). Технология, которую Sony использует в своих мониторах, разрабатывается компанией уже более тридцати лет, и не будет преувеличением сказать, что она приобрела всемирную известность. Все началось в 1968г., когда было изобретена технология Trinitron. В 1982г. Sony выпустила первый компьютерный дисплей, в котором была применена ЭЛТ Trinitron. В 1998г. компания представила первый монитор с плоской поверхностью экрана, выполненный по технологии FD Trinitron.

ЭЛТ Trinitron, которые всем хорошо известны по бытовым телевизорам, отличались от обычных тем, что имели не сферическую поверхность экрана, а цилиндрическую. Остановимся на интересных моментах, отличающих технологию FD Trinitron.

Прежде всего это высокое разрешение. Чтобы достигнуть высокой разрешающей способности, необходимо наличие трех составляющих - очень тонкой экранной маски, минимального диаметра электронного луча и безошибочного позиционирования этого луча на всей поверхности экрана. Такая задача таит в себе немало трудностей. Например, уменьшение диаметра электронного луча вызывает снижение яркости изображения. Чтобы компенсировать потери в яркости, нужно увеличить мощность электронного луча, но это ведет к сокращению срока службы люминофорного покрытия и котода самой электронной пушки, который служит источником электронов.

В FD Trinitron применена конструкция электронной пушки под названием SAGIC (Small Aperture G1 with Impregnated Cathode). В ней используется привычный бариевый катод, но обогащенный вольфрамом, что позволяет продлить срок службы ЭЛТ. Кроме того, диаметр фильтрующего отверстия в первом элементе решетки электронной пушки G1 уменьшен до 0, 3 мм по сравнению с обычными 0, 4 мм, что позволяет получать на выходе более тонкий электронный луч.

В качестве экраннной маски Sony использует апертурную решетку с шагом 0, 22-0, 28мм (Этот показатель меняется не только зависимости от модели монитора. В самом мониторе шаг маски может быть различным в центре и на периферийных участках). Применение апертурной решетки вместо теневой маски позволяет увеличить количество электронов, достигающих поверхности люминофорного покрытия, а это дает более чистую, лучше сфокусированную и яркую картинку. Кроме того, в электронной пушке применены специальные системы фокусировки: DQL (Dynamic Quadropole Lens), MALS (Multi Astigmatism Lens System) и EFEAL (Extended Field Elliptical Aperture Lens). Они позволяют получать тонкое и отлично сфокусированное пятно электронного луча в любом месте экрана.

Все мониторы с ЭЛТ FD Trinitron имеют специальное многослойное покрытие (от 4 до 6 слоев), которое выполняет несколько функций. Во-первых оно позволяет получать истинные цвета на поверхности экрана за счет снижения отраженного света. Кроме того, благодаря дополнительному специальному черному слою антибликового покрытия (Hi-Con™) повышается контрастность, значительно улучшена передача серых оттенков. В дополнение ко всему это уникальное для FD Trinitron черное покрытие " впитывает" как прямой, так и отраженный свет, что повышает контрастность изображения.

Flatron (LG Electronics)

Основное отличие ЭЛТ Flatron от кинескопов других производителей состоит в том, что в ней для формирования изображения используется абсолютно плоская поверхность экрана как снаружи, так и внутри. Это позволило увеличить угол обзора и, как следствие, видимую область изображения. В мониторах LG Flatron используется щелевая маска, позволяющая воспроизводить изображение с высоким разрешением (шаг маски у 17" мониторов LG Flatron 775FT и 795FT Plus - 0, 24 мм). Кроме того, в ЭЛТ LG Flatron толщина маски снижена, что повышает качество формируемого на экране электронного пятна.

В LG Flatron используется электронная пушка специальной конструкциии - Hi-Lb-MQ Gun. В обычных пушках по краям экрана электронное пятно имеет овальную форму. Это ведет к появлению муара и снижению горизонтального разрешения. Примененная же в Hi-Lb-MQ Gun система фокусировки позволяет добиваться практически идеальной формы электронного пятна по всей поверхности экрана. В конструкцию решетки электронной пушки также внесены изменения - добавлен дополнительный фильтрующий элемент G3.

Еще одной примечательной особенностью Flatron является антибликовое и антистатическое покрытие W-ARAS, оно значительно снижает количество отраженного света и вместе с тем позволяет добиться самого низкого коэфффициента светопропускания экрана (38% против 40-52% у конкурентов).

ErgoFlat (Hitachi)

В ЭЛТ ErgoFlat используется теневая маска с очень маленьким шагом (так, у модели Hitachi CM771 шаг маски равен 0, 22 мм по горизонтали и 0, 14 мм по вертикали).

DynaFlat (Samsung)

В ЭЛТ DynaFlat фирмы Samsung также используется теневая маска с очень маленьким шагом (до 0, 20 мм). Кроме того, в мониторах этого типа применяется также антибликовое и антистатическое покрытие Smart III. По отзывам специалистов мониторы с ЭЛТ DynaFlat позволяют получать даже более яркую и насыщенную картинку, чем в мониторах на базе FD Trinitron.

Рубикон перейден. Объем продаж жидкокристаллических дисплеев сравнялся с ЭЛТ-мониторами. Данный факт является лучшим подтверждением их жизнеспособности. А как все начиналось … Может быть кто-то еще помнит первые цветные ЖК панели используемые в ноутбуках. Зрелище было очень интересное. Помимо очень небольшого рабочего угла обзора любая мало-мальски динамичная сцена приводила к тому, что за движущимся объектом с некоторым смещением перемещался его цветной контур. Тернистый путь совершенствования ЖК-технологии привел к тому, что вслед за пассивными матрицами, появились матрицы двойного сканирования, а затем и активные матрицы, которые и используются в большинстве современных LCD-мониторов.
Каковы же причины, позволившие столь успешно конкурировать ЖК-дисплеям с их классическими собратьями и изменять «баланс сил» в свою пользу? Конечно, это целый ряд достоинств, которыми не обладают ЭЛТ-мониторы. Главными из них являются компактность, небольшой вес, малое энергопотребление, высокий уровень безопасности для человека и, разумеется, лучшее по ряду параметров качество изображения. В последнем можно отметить высокую яркость, отсутствие таких дефектов как геометрические искажения, несведение, плохая фокусировка. Как всегда в жизни у жидкокристаллических дисплеев есть и свои «теневые» стороны. К их числу можно отнести высокую цену и ряд аспектов в изображении, по которым они проигрывают ЭЛТ-мониторам. Отставание заключается в менее широком угле обзора, менее качественной передаче цветовой палитры, меньшем показателе контрастности, заметном ухудшении качества изображения при переходе в иное, чем рекомендуемое экранное разрешение. Еще одним недостатком является более высокая инерционность ЖК-панелей, приводящая к потере качества при воспроизведении динамичных сцен. Как ни парадоксально будет звучать, но непрерывное изменение ситуации на рынке в пользу LCD-дисплеев как и раз и связано с их вышеперечисленными недостатками, а точнее с непрерывной борьбой с ними со стороны производителей. Собственно говоря, совершенствуются и ЭЛТ-мониторы, но у их молодых соперников этот процесс происходит более быстрыми темпами и выглядит более убедительно. Достаточно привести несколько примеров. Яркость жидкокристаллических панелей достигает 500 Кд/м2 против 300 Кд/м2 у лучших ЭЛТ-мониторов нового поколения. Показатель контрастности может быть равен 500: 1 против 700: 1 у электронно-лучевых трубок. Угол обзора у новых ЖК-моделей достигает 176 градусов, а время отклика пикселей – 20 мс. Наряду с существенным прогрессом в качестве изображения жидкокристаллических дисплеев за последнее время существенно снизилась и их цена - более значительными темпами, чем у классических моделей.
Можно сказать, перефразируя известное выражение, что в наше время ЖК-панели перестали быть роскошью, а стали обычным средством передвижения. Теперь уже совершенно однозначно стоит хорошенько подумать приобретая себе монитор - какую именно модель себе взять, и стоит ли экономить несколько десятков у.е. покупая ЭЛТ-монитор. Жидкокристаллический дисплей будет лучшим выбором для работы с офисными приложениями и подойдет в большинстве случаев, когда Вы кроме этого играете в игры и смотрите видео и DVD. Противопоказанием для приобретения плоскопанельного красавца будет желание работать на нем с профессиональными графическими приложениями. Здесь пока вне конкуренции ЭЛТ-дисплеи.

Принцип действия любых жидкокристаллических дисплеев основан на способности жидких кристаллов изменять свои оптикоэлектронные свойства под воздействием электромагнитного поля. Жидкие кристаллы размещаются между двумя стеклянными подложками и двумя поляризационными панелями. С одной стороны стекла находятся лампы подсветки, а с другой цветовой фильтр. При подаче напряжения кристаллы начинают менять свою пространственную ориентацию и в определенный момент перестают пропускать свет.

В большинстве продаваемых в наши дни ЖК-мониторах используются активные матрицы на тонкопленочных транзисторах с жидкими скрученными кристаллами, где для увеличения угла обзора используются специальные пленки. Благодаря постоянному совершенствованию этой технологии она сохранила за собой лидирующее положение и в ближайшем будущем вряд ли его утратит. ЖК-дисплеи на подобных матрицах отличаются достаточно высоким качеством изображения при умеренной цене.
Каждый пиксель на матрице состоит из трех подпикселей представляющих три основных цвета: красный, зеленый и синий. Каждый из этих элементов может управляться отдельно, обеспечивая тем самым изменение цветовой палитры в целом.

Попытка уменьшить недостатки, свойственные стандартной тонкопленочной транзисторной технологии, была сделана в инновации предложенной компаниями NEC и Hitachi. Она получила название IPS (In-Plane Switching). В матрицах, выполненных с ее использованием, управляющие электроды находятся только на одной подложке, благодаря чему обеспечивается очень точное расположение молекул параллельно поверхности. Предпринятые меры позволяют добиться угла обзора 170 градусов. Недостатком этого способа является большое время реакции пикселей.

Одной из наиболее совершенных с точки зрения качества изображения технологий является MVA (Multi-Domain Vertical Alignment). Ее главной особенностью является то, что каждая ячейка, формирующая изображение, разбивается на несколько участков, где происходит локальная ориентация жидких кристаллов независимым способом. В результате этого достигается широкий угол обзора, в котором не страдает качество изображения. Кроме этого еще одним из достоинств данной технологии, предложенной компанией Fujitsu, является малое время отклика пикселей. Обратной стороной медали, препятствующей широкому распространению инновации MVA, является высокая стоимость ввиду ее большей сложности. Очевидно, по этой причине она так и не смогла получить широкого распространения, не смотря на все свои преимущества.

Технологический процесс изготовления жидкокристаллических матриц очень сложный и дорогостоящий. По этой причине производители стараются любым способом минимизировать свои финансовые издержки. Результатом этого является возможность встретить в продаже монитор, на экране которого можно заметить несколько светящихся невпопад точек. Это означает, что в использованной при изготовлении дисплея матрице оказалось несколько «мертвых» или дефектных пикселей. Допускаемое их количество, не считающееся браком в целом, варьируется у различных производителей. Единой нормы здесь нет. Максимальное количество может достигать восьми дефектных пикселей. Поэтому при приобретении жидкокристаллического монитора необходимо проверить его во включенном состоянии. В случае обнаружения одного или нескольких нерабочих пикселей, вписывающихся в допустимое количество, но не устраивающих Вас, необходимо сразу решить вопрос о замене данного дисплея на другой экземпляр. В противном случае привозить его обратно продавцу после включения дома и объяснять, что Вас не устраивает пара «горелых» пикселей, и Вы хотите монитор сдать, может не встретить понимания. С юридической точки зрения он будет прав – подобный дисплей бракованным может не считаться. Ситуация достаточно тонкая, и не во всех фирмах Вам пойдут навстречу и произведут замену монитора.

Одним из факторов, раздражающих некоторых пользователей при работе за ЖК-дисплеем, является то, что при отклонении взгляда от нормали к экрану к его плоскости качество изображения начинает падать. Происходит это из-за специфики технологии, используемой в матрице. Ухудшение видимости связано с падением контрастности. Обычно производители указывают углы обзора по горизонтали и вертикали, при которых показатель контрастности падает в десять раз (10: 1) по сравнению с тем, что мы видим, глядя на экран прямо по центру. Несмотря на то, что разработчики за последнее время добились существенного успеха в деле увеличения угла обзора, в продаже по-прежнему попадаются модели, имеющие этот показатель существенно ниже того, что наблюдается у ЭЛТ-мониторов. Иногда бывает и так, что указанные в характеристиках углы на практике кажутся завышенными. На самом деле проблема все же представляется несколько преувеличенной. Любой нормальный человек, приобретший себе за достаточно внушительные деньги ЖК-дисплей, естественно не собирается работать за ним сидя под углом к экрану. На практике для владельца монитора достаточно, если хорошая видимость обеспечивается в условном конусе с углом зрения примерно 45 градусов к экрану. Особенно это касается пятнадцатидюймовых моделей. Размер экрана у них не очень большой (около 30 см), и пользователи сидят за ними на расстоянии примерно 80 см, так что больше для реальной работы и не требуется. Исключением являются случаи, когда ЖК-дисплей предназначен для демонстрационных или презентационных целей. Здесь уже хорошо должно быть видно всем.

True color – режим отображения цветовой палитры на экране при котором пользователь может увидеть на своем дисплее до 16.7 миллионов цветов, давно уже стал своеобразным стандартом. Все современные видеокарты способны работать в подобном режиме. Для передачи света в этом случае используются 24 бит – по 8 бит на каждую составляющую RGB. С ЭЛТ-мониторами никаких проблем нет - все они могут выдавать «реальный цвет» и даже поддерживать «неограниченное» количество цветов. Немного тоньше ситуация с жидкокристаллическими дисплеями. Формально подавляющее количество производителей декларируют в своих мониторах поддержку 16 миллионов цветов. На практике же дело обстоит не всегда так. Причина заключается в том, что по-прежнему производятся дисплеи, поддерживающие только 262 тыс. цветов. В них используются аналогоцифровые преобразователи, поддерживающие 18-разрядный цвет (по 6-бит на каждую составляющую RGB) и, вероятно, более простые матрицы. Стоят они, естественно, дешевле реально «полноцветных» и многие производители мониторов используют их в своих продуктах с целью уменьшения их стоимости. Но далеко не все они официально говорят об этом. В характеристиках подобных дисплеев очень часто можно прочитать о поддержке до шестнадцати миллионов цветов. Так то оно может быть и так, но «true color» в данном случае получается ненастоящий, а за счет специальной технологии добавления (подмешивания) недостающих цветов, называемой dithering. Для обычных пользователей разница может быть не заметна на глаз и не столь существенна, а для людей поднаторевших в графике это окажется неприятным сюрпризом. Чтобы не ошибиться при покупке, если вопрос реальности цветовой палитры для Вас существенен, стоит заранее выяснить этот вопрос по интересующей Вас модели. Иногда для этого достаточно бывает внимательно изучить технические характеристики монитора. Расплывчатость формулировок, отсутствие точной информации о поддержке 16 млн. цветов без оговорок, наличие опций в меню типа Dither являются косвенным свидетельством того, что в Вашем мониторе фактически реализована только схема с 262 тыс. цветов.

Привычный нескольким поколениям пользователей аналоговый интерфейс VGA с успехом на протяжении многих лет выполнял свое предназначение, обеспечивая вывод видеосигнала с графического адаптера на ЭЛТ-монитор через разъем D-Sub. Ситуация изменилась с появлением жидкокристаллических дисплеев, изначально являющихся цифровыми устройствами. Старый способ передачи сигнала становился в принципе порочным. Цифровой сигнал видеокарты с помощью RAMDAC преобразовывался в аналоговый, чтобы затем подвергнуться обратному преобразованию в ЖК-мониторе.
Проблема решалась за счет перехода на цифровой интерфейс, что и было сделано. Из нескольких предлагаемых вариантов в конечном итоге победил стандарт DVI (Digital Visual Interface), имеющий 24 контакта. Он существует в трех разновидностях. Одна из них аналоговый DVI-A является по своей сути эквивалентом классического VGA. DVI-D наоборот относится к чисто цифровым интерфейсам. Наконец последний из них DVI-I относится к комбинированным устройствам, позволявшим подключать как цифровые ЖК-дисплеи, так и классические аналоговые ЭЛТ-мониторы. В последнем случае необходим специальный переходник.
Правда, пока цифровой интерфейс DVI не стал обязательным атрибутом каждой ЖК-панели. Производители по-прежнему во многих случаях используют в своих продуктах классический разъем D-Sub, особенно в 15-дюймовых моделях, либо устанавливают сразу оба интерфейса – DVI и VGA. Связано это с тем, что до сих пор в компьютерах имеется значительное количество графических адаптеров только с классическим аналоговым интерфейсом. Хотя ситуация быстро меняется, и в ближайшем будущем можно ожидать увеличение доли ЖК-мониторов, оборудованных DVI-интерфейсом. Ведь цена видеокарт с DVI-интерфейсом снижается, а количество подобных моделей растет. Поэтому для того чтобы добиться максимально возможного качества изображения желательно к графическому адаптеру, имеющему цифровой выход, приобретать жидкокристаллический дисплей, имеющий DVI-разъем.

Одной из важных характеристик любого ЖК-монитора является время отклика пикселей. Чем оно меньше, тем лучше на дисплее будут выглядеть динамические сцены. Пиксели с небольшим временем отклика не вызывают эффекта «размазывания» изображения при быстром перемещении объектов на экране. В настоящее время можно сказать что дисплеи, где используются матрицы со временем отклика пикселей 30 и менее миллисекунд, условно можно считать пригодными для работы с любыми приложениями. Казалось бы, все просто. Выбираем монитор, глядя на его технические характеристики, со временем отклика пикселей 20-25 мс и используем его для просмотра фильмов и проведения досуга за трехмерными играми. Но, как говорят, иногда простота бывает хуже порока. Не все производители указывают настоящее время отклика пикселей, трактуя его по-своему. В теории эта величина складывается из суммы двух величин. Ко времени, необходимому для перевода пикселя из состояния «выключено» в состояние «включено», прибавляется время, необходимое для обратной процедуры. На практике некоторые производители могут указывать одно из этих значений, либо среднеарифметическое этих двух величин. Поэтому очень маленькое время отклика пикселей типа 10-15 мс должно восприниматься с определенной долей скептицизма. Скорее всего, это один из способов некорректной рекламы своей продукции производителем.
Еще одним аспектом времени отклика пикселей является то, что даже честное значение, указанное в характеристиках, относится к идеальной ситуации, когда пиксель переходит из выключенного состояния во включенное и обратно в выключенное при подаче максимального напряжения. На практике время отклика пикселей при подаче на них не максимального напряжения, а какого-то промежуточного увеличивается в несколько раз. По этой причине не всегда быстро меняющееся изображение может быть безгрешным даже на дисплеях с очень малым временем отклика пикселей.

Жидкокристаллические мониторы в силу своих технологических особенностей не обладают рядом дефектов, свойственных ЭЛТ-моделям и имеют свои собственные, присущие только им «слабые места», на которые необходимо обращать внимание. Поэтому акцент в тестировании был сделан именно на эти стороны. Качество изображения проверялось в рекомендуемом для пятнадцатидюймовых дисплеев экранном разрешении 1024x768 и глубине цвета 32-бит отдельно для статического состояния картины и динамических сцен. Отдельно проверялось качество изображения в экранном разрешении 800x600 и той же глубине цвета в статическом состоянии. Оценивалось соответствие заявленных углов обзора реальному положению дел. Обращалось внимание на дизайн моделей, возможности и удобство работы с органами управления и экранным меню. Наконец в работе с дисплеем оценивалось наличие нестандартных функциональных возможностей и соответствие качества монитора в целом заявленной цене.

Программа Nokia Monitor Test


Программа Iiyma Monitor Test @ Calibration Tool


Программа CheckScreen


Программа Monitor Tester

Для оценки качества статичного изображения использовались тесты Nokia версии 2.0, CheckScreen версии 1.2, Iiyma Monitor Test @ Calibration Tool версии 2.1 и Monitor Tester версии 2.01. Внимание обращалось на четкость изображения, цветопередачу, равномерность подсветки, качество передачи полутонов и читаемость текста. Качество изображения при воспроизведении динамичных сцен оценивалось с помощью программы 3Dmark 2001SE и просмотра фильмов формата Mpeg4 с помощью плеера BSPlayer версии 4, использующего кодек DivX 5.03. Использовалась операционная система Windows XP Professional с Service Pack 1. Никакой специальной аппаратуры для измерений не применялось, и в силу этого все результаты в определенной степени носят субъективный характер.

Конфигурация тестовой платформы была следующая:

материнская плата Elitegroup K7S5A
процессор AMD Athlon 700 МГц
графический адаптер ATI Radeon 8500 64 Мбайт
жесткий диск IBM DTLA 15 Гбайт UDMA/5

По результатам тестирования каждому монитору давалась оценка в баллах – до десяти максимум по каждому из оцениваемых параметров со следующими весовыми коэффициентами:

Качество изображения 1024x768 (статическое) – 1
Качество изображения 1024x768 (динамическое) – 1
Качество изображения 800x600 (статическое) – 1
Углы обзора – 0.5
Дизайн – 0.5
Органы управления и экранное меню – 0.5
Функциональность – 0.5
Обоснованность цены – 0.5

Таким образом, максимально возможное количество баллов, которое могла получить каждая модель, равнялось пятидесяти пяти. Система рейтинговой оценки мониторов не является истиной в последней инстанции, и Вы можете принимать в расчет только те аспекты, которые интересуют Вас лично.

Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей, ЖКД, англ. Liquid crystal display, LCD), также жидкокристаллический монитор (ЖК-монитор) — плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпикселя

Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).

Применение

Часы с ЖК-дисплеем

Дисплей на жидких кристаллах используется для отображения графической информации в компьютерных мониторах (также и в ноутбуках), телевизорах, телефонах, цифровых фотоаппаратах, электронных книгах, навигаторах, также — электронных переводчиках, калькуляторах, часах и т. п. (реже в них используются ЖКИ), а также во многих других электронных устройствах.

Изображение в нём формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы с дисплеем (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2—5-цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.

На 2008 год в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на каждый RGB-канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.