Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка Карманный ПК

⇡# лабораторные работы

Теория – это одно, а посмотреть на все собственными глазами – совсем другое. Под микроскопом полежали следующие наиболее популярные на сегодняшний день модели смартфонов и планшетов: Apple iPad 2, iPad 3 , iPhone 4, HTC Desire HD, Evo 3D, Nokia Lumia 800 , Samsung Galaxy Note , Galaxy Nexus , Galaxy S II , Galaxy S , Galaxy S c покалеченным жизнью дисплеем и Sony Xperia S.

IPS . Начало

Начнём, пожалуй, с планшетов, а именно iPad. Как второй, так и третий iPad выполнены, по всей видимости, по одной из самых продвинутых технологий – IPS-Pro.

Микрофотографии дисплея Apple iPad 2

Apple iPad 2: слева — все пиксели работают, справа — экран выключен

Обратите внимание, что при выключенном экране продолжают светиться «уши» красного и синего пикселей, во время съёмки эти области мерцали, поэтому есть ненулевая вероятность того, что даже в выключенном состоянии на дисплеи подаётся пусть и совершенно небольшое, не влияющие на продолжительность жизни батарейки питание.

Размеры одного субпикселя (точнее, светящегося субпикселя) у iPad 2 составляют приблизительно 72 на 218 микрометров, а размер одного пикселя, соответственно, около 258 на 258 мкм, что вполне различимо человеческим глазом. Свет испускается примерно с 70% площади дисплея.

Apple iPad 3: в сравнении с iPad 2 чувствуется существенный прогресс в уменьшении размера пикселей и увеличении разрешения

Форма субпикселей у нового iPad практически ничем не отличается от оной в iPad 2, что свидетельствует об однотипной технологии исполнения. Впрочем, в матрице планшета третьего поколения ряды пикселей разнесены друг относительно друга. Размер субпикселя равен приблизительно 30 на 74 мкм, а всего пикселя – 132 на 132 мкм.

Это в понятии «разрешение экрана» примерно соответствует его увеличению в четыре раза по сравнению с тем, что было в iPad 2. Собственно, более плотную упаковку тех же самых пикселей, выполненных по технологии IPS, маркетологи Apple и называют Retina Display.

IPS . Продолжение

Если мы взглянем на дисплей Samsung Galaxy S , то пиксели в данном устройстве расположены похожим на AS-IPS (см. иллюстрацию в первой части статьи) образом (при желании можно различить отдельные «полосочки» в субпикселе). Размер субпикселя составляет около 40 на 110 мкм, а всего пикселя – 143 на 143 мкм. Этот показатель почти такой же, как у iPad 3, при этом всего лишь пятая часть дисплея не используется по назначению.

Samsung Galaxy S : вполне достойный конкурент iPad 3

Экран Retina iPhone 4

С выходом iPhone 4, а затем и iPad 3 только и слышно об экранах Retina, которые обладают необычайно маленьким размером субпикселя (около 30 на 72 мкм) и, соответственно, пикселя (около 108 на 108 мкм), что позволяет пользователям данных смартфонов наслаждаться сверхчётким и очень ярким (излучающая площадь занимает до 75% дисплея) изображением.

Apple iPhone 4: один из лучших по размеру пикселя

Все типы экранов смартфонов

Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

LCD, TFT, IPS, AMOLED, P-OLED, QLED — это неполный список технологий дисплеев, которые сегодня можно встретить на массовом рынке потребительской электроники. Когда идешь покупать очередной гаджет, постоянно с этим сталкиваешься и ругаешь себя, что вовремя не разобрался.

Так вот он шанс. Читайте про специфику каждого и чем они отличаются …

LCD

Liquid Crystal Display, то есть жидкокристаллический дисплей — именно эта технология в конце 1990-х позволила превратить мониторы и телевизоры из удобных лежанок для котиков с вредными для человека электронно-лучевыми трубками внутри в тонкие изящные устройства. Она же открыла путь к созданию компактных гаджетов: ноутбуков, КПК, смартфонов.

Жидкие кристаллы — вещество, которое одновременно является и текучим, как жидкость, и анизотропным, как кристалл. Последнее качество означает, что при разной ориентации молекул жидких кристаллов оптические, электрические и другие свойства меняются.

В дисплеях такое свойство ЖК используется для регулирования светопроводимости: в зависимости от сигнала с транзистора кристаллы ориентируются определённым образом. Перед ними находится поляризатор, «собирающий» световые волны в плоскость кристаллов. После них свет проходит через RGB-фильтр и становится красным, зелёным или синим соответственно. Затем, если не блокируется передним поляризатором, проступает на экране в виде субпикселя. Несколько таких световых потоков соединяются между собой, и на дисплее мы видим пиксель ожидаемого цвета, а его сочетание с соседними пикселями способно выдавать гамму sRGB-спектра.

Когда дисплей включён, подсветка осуществляется белыми светодиодами, расположенными по периметру дисплея, и равномерно распределяется по всей площади благодаря специальной подложке. Отсюда возникают известные «болезни» LCD. Например, до пикселей, которые должны быть чёрными, свет всё равно доходит. В старых и некачественных дисплеях легко различимо «чёрное свечение».

Про мини ПК:  Лучшие смартфоны с экраном диагональю 4 дюйма: топ рейтинг 2019 года

Бывает, что кристаллы «застревают», то есть не двигаются даже при получении сигнала с транзистора, тогда на дисплее появляется «битый пиксель». Из-за специфики источника света по краям LCD-мониторов бывают видны белые засветы, а смартфоны с LCD не могут быть абсолютно безрамочными, хотя оба поколения Xiaomi Mi Mix и Essential Phone к этому стремятся.

TN, или TN film.

По факту, Twisted nematic — «базовая» технология, которая подразумевает поляризацию света и закручивание жидких кристаллов в спираль. Такие дисплеи недорогие и сравнительно просты в производстве, а на заре своего пребывания на рынке они имели самое низкое время отклика — 16 мс — но при этом характеризовались невысокой контрастностью и малыми углами обзора. Сегодня технологии сильно шагнули вперёд, и на смену стандарту TN пришёл более продвинутый IPS.

IPS (in-plane switching).

В отличие от TN, жидкие кристаллы в IPS-матрице не закручиваются в спираль, а поворачиваются все вместе в одной плоскости, параллельной поверхности дисплея. Это позволило увеличить комфортные углы обзора до 178° (то есть фактически до максимума), существенно повысить контрастность изображения, сделать чёрный цвет намного более глубоким, сохранив при этом сравнительную безопасность для глаз.

Изначально IPS-матрицы обладали большим временем отклика и энергопотреблением, чем у дисплеев с технологией TN, поскольку для передачи сигнала требовалось повернуть весь массив кристаллов. Но со временем IPS-матрицы лишились этих недостатков, отчасти — за счёт внедрения тонкоплёночных транзисторов.

TFT LCD.

По сути, это не отдельный тип матрицы, а скорее подвид, который характеризуется применением тонкоплёночных транзисторов (thin-film-transistor, TFT) в качестве полупроводника для каждого субпикселя. Размер такого транзистора составляет от 0,1 до 0,01 микрона, благодаря чему стало возможным создание небольших дисплеев с высоким разрешением. Во всех современных компактных дисплеях стоят такие транзисторы, причём не только в LCD, но и в AMOLED.

Преимущества LCD:

недорогое производство;

слабое негативное воздействие на глаза.

Недостатки LCD:

неэкономное распределение энергии;

«светящийся» чёрный цвет.

OLED

Organic light-emitting diode, или органический светодиод — грубо говоря, это полупроводник, который излучает свет в видимом спектре, если получает квант энергии. Он имеет два органических слоя, заключённых в катод и анод: при воздействии электрического тока в них происходит эмиссия и, как следствие, излучение света.

Из множества таких диодов состоит OLED-матрица. В большинстве случаев они красного, зелёного и синего цвета и вместе составляют пиксель (тонкости различного сочетания субпикселей опустим). Но дисплеи попроще могут быть монохромными и в основе иметь диоды одного цвета (например, в умных браслетах).

Однако одних «лампочек» мало — для правильного отображения информации требуется контроллер. И долгое время отсутствие адекватных контроллеров не позволяло производить светодиодные дисплеи в их сегодняшнем виде, так как корректно управлять таким массивом отдельных миниатюрных элементов крайне сложно.

PMOLED.

По этой причине в первых OLED-дисплеях диоды управлялись группами. Контроллером в PMOLED служит так называемая пассивная матрица (passive matrix, PM). Она подаёт сигналы на горизонтальный и вертикальный ряд диодов, и точка их пересечения подсвечивается. За один такт можно просчитать только один пиксель, так что получить сложную картинку, да ещё и в высоком разрешении, таким образом невозможно. Из-за этого же производители ограничены и в размере дисплея: на экране с диагональю больше трёх дюймов качественного изображения не выйдет.

AMOLED.

Прорыв на рынке светодиодных дисплеев произошёл, когда появилась возможность использовать тонкоплёночные транзисторы и конденсаторы для управления каждым пикселем (точнее — субпикселем) в отдельности, а не группой. В такой системе, которая называется активной матрицей (active matrix, AM), один транзистор отвечает за начало и конец передачи сигнала в конденсатор, а второй — за передачу сигнала от диода на экран. Соответственно, если сигнала нет, диод не светится, и на выходе получается максимально глубокий чёрный цвет, ведь свечение отсутствует в принципе. Благодаря тому, что светятся сами диоды, лежащие практически на поверхности, углы обзора AMOLED-матрицы максимальные. Но при отклонении от оси взгляда может искажаться цвет — уходить в красный, синий или зелёный оттенок либо вовсе пойти RGB-волнами.

Такие дисплеи отличаются высокой яркостью и контрастностью картинки. Раньше это было настоящей проблемой: первые AMOLED-экраны почти всегда были «вырвиглазными», от них могли уставать и болеть глаза. В некоторых дисплеях использовалась широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для того, чтобы тёмное изображение не «уходило» в фиолетовый оттенок, что тоже оказывалось болезненным для глаз. Из-за органического происхождения диоды порой выгорали за два-три года, особенно при длительном отображении неизменной картинки.

Про мини ПК:  [10 лучших] Рейтинг смартфонов с IPS экраном на июль 2022 г.

Впрочем, сегодня технологии ушли далеко вперёд, и перечисленные проблемы по большей части уже решены. AMOLED-дисплеи способны выдавать естественные цвета без сильной нагрузки на глаза, а IPS-дисплеи, напротив, подтянулись в области сочности красок и контрастности. В плане энергопотребления AMOLED-технология изначально была примерно в полтора раза более эффективна, нежели LCD, но по тестам разных устройств можно сказать, что сегодня этот показатель почти выровнялся.

Тем не менее AMOLED бесспорно выигрывает в набирающих популярность направлениях. Речь идёт о безрамочных гаджетах, где разместить светодиоды значительно проще, чем жидкие кристаллы с боковой подсветкой, и об изогнутых (а в перспективе — гнущихся) дисплеях, для которых технология LCD непригодна в принципе. Но тут в игру вступает новый тип OLED-матриц.

P-OLED.

На самом деле, есть доля лукавства в том, чтобы выделять данные дисплеи в отдельную категорию. Ведь по сути принципиальное отличие P-OLED (или POLED, не путать с PMOLED) от AMOLED одно — использование пластиковой (plastic, P) подложки, позволяющей изгибать дисплей, вместо стеклянной. Но она сложнее и дороже в производстве, чем стандартная стеклянная. К слову, AMOLED-дисплеи в силу меньшего количества «слоёв» намного тоньше LCD, а P-OLED, в свою очередь, тоньше AMOLED.

Во всех смартфонах с изогнутым дисплеем (преимущественно Samsung и LG) используется именно P-OLED. Даже во флагманах Samsung 2022 года, где, по уверению производителя, стоит сразу и Super AMOLED, и Infinity Display. Дело в том, что это маркетинговые названия, к фактическим технологиям производства не имеющие практически никакого отношения. С такой точки зрения там установлены дисплеи из органических светодиодов, которые управляются активной матрицей тонкоплёночных транзисторов и лежат на пластиковой подложке — то есть те же AMOLED, или P-OLED. К слову, в LG V30 дисплей хоть и не изгибается, а всё равно лежит на пластиковой подложке.

Преимущества OLED:

высокая контрастность и яркость;

глубокий и не энергозатратный чёрный цвет;

возможность использования в новых форм-факторах.

Недостатки OLED:

сильное воздействие на глаза;

дорогое и сложное производство.

Маркетинговые ходы

Retina и Super Retina.

В переводе с английского это слово означает «сетчатка», и Стив Джобс выбрал его неспроста. Во время презентации iPhone 4 в 2022 году он сказал, что человеческий глаз не способен различать пиксели, если показатель дисплея ppi превышает 300. Строго говоря, любой соответствующий дисплей может называться Retina, но по понятным причинам никто, кроме Apple, данный термин не использует. Дисплей будущего iPhone X был назван Super Retina, хотя в нём будет установлен AMOLED-дисплей, а не IPS, как в остальных смартфонах компании. Иными словами, к технологии изготовления экрана название также не имеет никакого отношения.

Super AMOLED.

Данная торговая марка принадлежит компании Samsung, которая производит дисплеи как для себя, так и для конкурентов, в том числе Apple. Изначально главное отличие Super AMOLED от просто AMOLED заключалось в том, что компания убрала воздушную прослойку между матрицей и сенсорным слоем экрана, то есть объединила их в единый элемент дисплея. В результате при отклонении от оси взгляда картинка перестала расслаиваться. Очень скоро технология добралась практически до всех смартфонов, и сегодня не совсем ясно, чем «супер» лучше «обычных» AMOLED, производимых той же компанией.

Infinity Display.

Тут всё совсем просто: «бесконечный дисплей» означает всего лишь практически полное отсутствие боковых рамок и наличие минимальных рамок сверху и снизу. С другой стороны, не представлять же на презентации какой-то там обычный безрамочный смартфон — надо назвать красиво.

Перспективные технологии

Micro-LED или ILED.

Эта технология является логичной альтернативой органическим светодиодам: в её основе лежат неорганические (Inorganic, I) из нитрида галлия, очень маленького размера. По оценке специалистов, micro-LED смогут посоперничать с привычными OLED по всем ключевым параметрам: более высокая контрастность, лучший запас яркости, меньшее время отклика, долговечность, меньший размер и вдвое меньшее энергопотребление. Но, увы, такие диоды очень сложны в массовом производстве, поэтому пока технология не сумеет конкурировать на рынке с привычными решениями.

Впрочем, это не помешало Sony показать на выставке CES-2022 55-дюймовый телевизор с матрицей из неорганических светодиодов. Apple же в 2022 году купила компанию LuxVue, специализирующуюся на исследованиях в данной области. И хотя в iPhone X используется классический AMOLED, в будущих моделях уже могут быть установлены матрицы с micro-LED, которые, как нас уверяют, позволят увеличить плотность пикселей до 1500 ppi.

Про мини ПК:  Подборка флагманских смартфонов с процессором Qualcomm Snapdragon 888 на Алиэкспресс / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live

Quantum Dots, или QD-LED, или QLED.

Эта перспективная технология от Samsung взяла всего понемногу от уже существующих на рынке. От ЖК-дисплеев ей досталась внутренняя подсветка, вот только «бьёт» она не в жидкие кристаллы, а в очень маленькие кристаллы с эффектом свечения, напылённые прямо на экран — квантовые частицы. От размера каждой точки зависит, каким цветом она будет светить, диапазон составляет от двух до шести нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса — 100000 нанометров). В результате получаются яркие, насыщенные и в то же время натуральные цвета. Но пока это очень дорогая в производстве технология: средняя стоимость QLED-телевизоров составляет примерно $2500-3000. В мобильной электронике подобные дисплеи не используются, а будут ли и когда — неизвестно.

Выводы

На практике современные дисплеи LCD и AMOLED все меньше отличаются друг от друга по качеству изображения и энергоэффективности. А вот будущее — за светодиодными технологиями в том или ином виде. Жидкие кристаллы уже отжили свой век и держатся на рынке только за счёт дешевизны и простоты производства, хотя высокое качество картинки тоже присутствует. ЖК-дисплеи благодаря своей структуре толще, чем светодиодные, и бесперспективны с точки зрения новых трендов на изогнутость и безрамочность. Так что их уход с рынка уже виднеется на горизонте, тогда как LED-технологии уверенно развиваются сразу по нескольким направлениям и, что называется, ждут своего часа.

Автор текста: Макс Дворак, 4pda.ru

[источники]

источники
http://4pda.ru/2022/10/15/347387/

Как увеличить экран смартфона по-бюджетному…

Эта штука призвана увеличить экран вашего смартфона для тех или иных целей, а как она с этим справляется — будем посмотреть.

Приехала в такой тоненькой, но стильной коробочке, основные плюшки расписаны и разрисованы тут же:
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Внутри довольно плотно упакован сам каркас в пластиковое посадочное место.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Итак, что же это такое, китайская магия и нанотехнологии?
А это на самом деле линза Френеля.
ru.wikipedia.org/wiki/Линза_Френеля

В сложенном состоянии компактно складывается, удобна для транспортировки.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Приводится в рабочее состояние всего за 5сек, просто поднимаем основную панель:
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

На хвосте приподымаем эту панель в клетку, под ней мини ножка сама вскакивает.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

И на днище есть откидная ножка.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Передняя часть имеет несколько степеней свободы для настройки угла наклона линзы по отношению к экрану смартфона, а вот наклон самого смартфона не регулируется.
Под большим углом смотреть сверху вниз все равно настроить не получится, конструкция позволяет скорее смотреть несколько развалившись в кресле.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Материал корпуса — пластик, за счет этого вес минимален, всего 105г, но и прочностью не отличается, лучше на ронять на асфальт.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Ставим смартфон в соотв. место, у меня он диагональю 5″.
К сожалению, смартфон никак не крепится к конструкции, что делает неудобным быстрый перенос с места на место (надо придерживать или снять смартфон). Опять же, лежа на диване с этой штукой есть риск падения смартфона, лучшее положение — на ровном столе.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

В итоге наши 5″ превращаются почти в 8″
Точные размеры линзы: 168*113мм, диагональ 198мм.
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов под микроскопом / Offсянка

Наилучшее положение для просмотра в случае с 5″ смартфоном — около 50см по центру экрана. Вдвоем смотреть кино будет затруднительно, только в обнимочку.
Линза дает геометрические искажения и хроматические аберрации по краям.
На расстоянии около полуметра экран смартфона достигает размеров линзы, при дальнейшем удалении точки взгляда от поверхности конструкции размеры изображения растут и оно уже не вмещается в диагональ линзы.
Качество картинки так себе.
Было бы неплохо присоединить блютуз клаву с мышью и получить такой себе бюджетный нетбук, но увы, для работы с текстом линза не очень годится.
Слишком сильны геом. искажения и паразитные блики от всего, что только можно.
Она больше всего подходит, пожалуй, для просмотра фильмов.
Для этого качества картинки хватает.
В описании магазина особо указывается, что лучше всего смотреть анаглиф 3д фильмы, скорее всего, так и есть, т.к. даже на обычных фильмах без очков создается некий легкий эффект трехмерности как при просмотре через 3д очки.

Как говорится, лучше один раз увидеть.

Цена, конечно, не айс.
Картинка тоже не как на рекламных фоточках.
Взял чисто из любопытства пощупать что же это и на что претендует.
И вот вам все как есть расписал.

ps: владельцы пирометров, загляните в дуло ваших инструментов, а вы знали, что там стоит линза Френеля?

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Типы матриц

Популярные типы матриц
Популярные типы матриц

В настоящее время в современных мобильных устройствах применяют три технологии производства матриц основанных:

  • на жидких кристаллах (LCD): TN film и IPS;
  • на органических светодиодах (OLED) – AMOLED.

Начнем с TFT (thin-film transistor), которая представляет собой тонкоплёночные транзисторы, использующиеся для управления работой каждого субпикселя. Данная технология применяется во всех указанных выше типах экранов, включая AMOLED, поэтому сравнивать TFT и IPS не всегда правильно.

TN film (TN) – наиболее простая и дешевая матрица, используемая в мобильных устройствах c малыми углами обзора, слабой контрастностью и низкой точностью цветопередачи. Данный тип матриц устанавливается в самые дешёвые смартфоны.

IPS (или SFT) – самый распространенный тип матрицы в современных мобильных гаджетах, обладающий широкими углами обзора (до 180 градусов), реалистичной цветопередачей и обеспечивают возможность создания дисплеев с высокой плотностью пикселей. У данного вида матриц несколько видов, рассмотрим самые востребованные:

  • AH-IPS – от компании LG;
  • PLS – от компании Samsung.

Говорить о преимуществах относительно друг друга бессмысленно, так как матрицы идентичны по свойствам и характеристикам. Отличить дешёвую IPS-матрицу можно на глаз по характерным свойствам:

  • выцветание картинки при наклонах экрана;
  • низкая точность цветопередачи: изображение с перенасыщенными цветами, либо с очень тусклыми.

LCDAMOLEDОт LCD особняком стоят матрицы, созданные на основе органических светодиодов –OLED. В мобильных устройствах применяется разновидность технологии OLED — матрица AMOLED, демонстрирующая самый глубокий чёрный цвет, низкое энергопотребление и слишком насыщенные цвета. Кстати, срок работы AMOLED ограничен, но современные органические светодиоды рассчитаны минимум на три года беспрерывной работы.

Сравнение IPS и AMOLED матриц, у последней заметна перенасыщенность цветов
Сравнение IPS и AMOLED матриц, у последней заметна перенасыщенность цветов

Цветопередача и яркость

Цвета OLED-экранов очень насыщенные, поэтому они могут казаться неестественными. Для снижения яркости применяется ШИМ – широтно-импульсная модуляция, то есть включение и выключение цифрового сигнала с частотой более 60 Гц. Считается, что ШИМ незаметна для глаз, но на практике многие люди испытывают от нее усталость и головную боль.

Обычное расположение субпикселей и схема Pentile с дополнительным зеленым субпикселем

Дисплеи на базе OLED могут воспроизводить глубокий черный цвет, так как для этого они просто отключают светодиоды. Однако у них есть проблема с отображением белого цвета – он может иметь серый или желтый оттенок. Этот недостаток устраняется с помощью технологии PenTile:

Угол обзора OLED-экрана — 180º, так что картинка видна без искажений цвета, яркости и контрастности под любым острым углом. 

Оцените статью
Карман PC
Добавить комментарий