Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Лучшие экраны телевизоров: в поисках идеальной картинки

⇡ Определение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление статической контрастности

На первый взгляд, этот тест кажется самым простым. Для того чтобы измерить яркость белого цвета, мы выводим на экран абсолютно белую картинку и измеряем яркость при помощи колориметра — полученное значение и будет называться яркостью белого поля. А для того чтобы измерить яркость чёрного, мы проделываем то же самое с абсолютно чёрной картинкой. Яркость белого и чёрного полей измеряется в кд/м 2 (канделах на квадратный метр). Контрастность узнаётся и того проще: поделив яркость белого поля на яркость чёрного, мы получаем искомое значение. Величина статической контрастности у практически идеального экрана смартфона или планшета составляет 1000:1, хотя результаты 700:1 и выше можно также назвать отличными.

К сожалению, простым этот тест можно назвать только с виду. В последние годы производители смартфонов пошли по тому же пути, что и производители телевизоров: они стали добавлять различные «улучшайзеры» изображения в прошивку аппаратов. Это не удивительно, а скорее закономерно, потому что почти все крупнейшие производители смартфонов занимаются разработкой телевизоров и/или мониторов.

В случае жидкокристаллических дисплеев (с OLED все ровно наоборот) эти «улучшайзеры» работают, как правило, следующим образом: чем меньше на дисплее светлых точек, тем ниже яркость подсветки. Сделано это, во-первых, для того, чтобы обеспечить большую глубину чёрного на тех изображениях, в которых много этого цвета. А во-вторых, чтобы не тратить зря электроэнергию: если изображение в основном тё
мное, нет смысла светить подсветкой на полную катушку — логично её
приглушить.

Проблема в том, что реальная контрастность от этого не повышается: при использовании «улучшайзера» светлые участки на тё
мном изображении тоже станут чуточку темнее, так что соотношение яркости белого и чё
рного в лучшем случае останется таким же, как и при полной подсветке. То есть если на дисплее, оснащё
нном динамической оптимизацией подсветки, измерить светимости белого и чё
рного полей, как описано выше, а потом просто поделить одно на другое, то получится не настоящее значение контрастности, а довольно абстрактная цифра. Чаще всего — очень заманчивая (вроде 1500:1), но не имеющая ничего общего с реальной контрастностью.

Для того чтобы обойти эту проблему, мы отказались от картинок, полностью залитых чёрным или белым цветом в пользу изображения, состоящего на 50% из белого и на 50% из чё
рного. Таких картинок у нас две (50-50 и 50-50-2 на рисунке ниже), соответственно, мы измеряем значения светимости белого и чё
рного полей как в верхней, так и в нижней частях дисплея — а вычисленные после деления этих чисел значения контрастности усредняем.

Полный набор тестовых изображений для измерения характеристик LCD-дисплеев

Оптимизация вносит изрядную погрешность в том числе и в измерение других параметров экрана — цветовой температуры и гамм. Поэтому для получения более корректных результатов мы и для этих тестов используем не полностью залитые цветом картинки, а квадраты, занимающие около 50% от площади экрана. Фон при этом заливается белым или чёрным цветом, чтобы соотношение светлых и тёмных точек на дисплее было более равномерным для всех тестовых изображений и динамическая подстройка подсветки вносила минимальные искажения в результаты.

Такой подход позволяет повысить реалистичность полученных значений контрастности и прочих параметров дисплея.

Физиология восприятия яркости

Фоторецепторы глаза, палочки и колбочки, наиболее чувствительны к свету с длиной волны в 550 нанометров (зеленый свет). Чувствительность понижается с увеличением или уменьшением длины волны. Благодаря этой чувствительности зеленый, и цвета, находящиеся рядом с ним в спектре (желтый и оранжевый), кажутся нам наиболее яркими. То есть, яркость — это свойство света выглядеть ярким или тусклым, в зависимости от того, как мозг обрабатывает информацию о длине волны.

Люди, как и другие животные, приспосабливаются к окружающим условиям, и если в окружающей среде не происходит изменений, то люди привыкают к ней и перестают ее замечать, так как она не представляет опасности. Так происходит и с восприятием яркости. Люди привыкают к яркости в окружающей среде и судят о яркости предметов в зависимости от яркости среды. Например, экран сотового телефона с неизменной яркостью кажется ярким ночью и тусклым днем. Это из-за того, что ночью наши глаза привыкают к темноте, и поэтому бо́льшая разница между экраном и средой значит для нас бо́льшую яркость. Меньшая разница между дневным светом и экраном значит маленькую яркость, хотя на самом деле яркость экрана не изменяется.

Проверка контрастной чувствительности

Контрастная чувствительность

Контрастная чувствительность — это способность глаза видеть разницу между яркостью предметов. Эта чувствительность особенно важна в случаях, когда этот контраст понижен из-за освещения, например в тумане, в темноте, или когда яркость и цвет находящихся рядом предметов близки. Людям с низкой чувствительностью обычно трудно управлять автомобилем вечером или в тумане, передвигаться в темноте, или видеть, если мешает слепящий свет. Низкая контрастная чувствительность особенно проблематична для людей, которые к тому же страдают цветовой слепотой.

Контрастная чувствительность ухудшается с возрастом, а также вследствие ряда заболеваний, например из-за глаукомы, катаракты, инфаркта миокарда, или диабетической ретинопатии, то есть повреждения сетчатки глаза вследствие диабета. Проблема с контрастной чувствительностью независима от ухудшения зрения, и часто возникает у людей с прекрасным зрением, хотя иногда зрение и контрастная чувствительность ухудшаются одновременно. Проверка контрастной чувствительности отличается от проверки зрения тем, что ее можно проходить в очках или контактных линзах, если человек носит их в повседневной жизни. Вместо таблицы с буквами разного размера пациенту предлагается таблица с буквами, у которых понижается контрастность. В более усложненном варианте на таблице изображены не буквы, а линии на разном фоне, и задача усложняется тем, что в глаз также может быть направлен свет, чтобы ухудшить видимость.

Специальные очки, подобранные для пациента на основе результатов проверки зрения, часто помогают повысить контрастную чувствительность. Такая проверка похожа на тесты, которые проводят перед лазерной хирургией. Кстати, лазерная хирургия для коррекции других дефектов зрения иногда помогает повысить контрастную чувствительность, хотя в некоторых случаях, наоборот, ухудшает ее, как побочный эффект. Нередко также можно улучшить чувствительность с помощью очков с желтыми линзами.

«Впечатление. Восходящее солнце» Клода Моне. Музей Мармоттан-Моне, Париж.

Что означают показатели 1200, 3000, 5000

1200 – невысокая контрастность, такую обычно имеют бюджетные модели телевизоров. Это означает, что самая тёмная зона картинки на экране будет в 1200 раз отличаться по яркости от самого светлого места. Показатели 3000 и 5000 отражают то же самое. Но экраны LCD с такими коэффициентами контрастности демонстрируют картинку лучше, чем первая модель.

Однозначного ответа на вопрос: « Какая контрастность лучше?» нет. Восприятие изображения зависит от настроек и условий, в которых вы собираетесь смотреть свой новый ТВ. Поэтому в первую очередь настройте прибор под себя — заводские настройки подходят не всем.

Учитывайте, что в зависимости от того, в какое время суток вы любите смотреть телевизор, можно выбрать разные уровни подсветки. Для домохозяек, занимающихся просмотром сериалов и шоу днём достаточно LCD – экрана с зональной подсветкой. А вот любителем готических ужастиков в ночное время понадобится экран с повышенной контрастностью, чтобы чётко передавать тёмные пейзажи.

Какая должна быть яркость у телевизора

Правильно настроенная яркость телевизора – залог комфортного и безопасного для глаз продолжительного просмотра. Настройка, как правило, проводится индивидуально, подстраиваясь под различные особенности – как человека, так и интерьера. В целом, наиболее распространенные значения яркости: 50-75%.

При установке параметров важно учитывать несколько особенностей:

  • сильное отдаление дисплея от человека – в таком случае настройку следует выставлять в повышенных значениях – на 10-20% больше. Такое решение позволит улучшить зрительный контакт с объектом;
  • установка телевизора под углом – если человек направляет свой взгляд не прямо, а под небольшим углом, то в этом случае значение снижается на 5-8%. Обусловлено это с тем, что слишком насыщенное изображение негативно влияет на периферийное зрение;
  • большая диагональ телевизора – требует настройки в 50-60%. Зачастую из-за визуального размытия по углам дисплея, пользователи ошибочно выставляют завышенные параметры.

Основные параметры

Основные возможности монитора напрямую зависят от типа установленной матрицы, который влияет и на цену устройства. Сегодня производители используют три основных типа матрицы: TN+film, IPS и MVA/PVA. У каждой из них свои достоинства и недостатки. Так, TN+film сочетает невысокую цену и минимальное время отклика, с другой стороны, уступает профессиональным матрицам по качеству цветопередачи. Матрицы MVA/VA и IPS предлагают более высокое качество изображения, но стоят дороже. Поэтому они применяются в основном в мониторах для специалистов: дизайнеров, фотографов, художников, инженеров. Но есть и альтернативные варианты: например, матрицы E-IPS и C-PVA — это более доступные версии IPS и MVA/VA, которые можно встретить в недорогих мониторах, предназначенных для домашнего применения. Кроме того, многие производители пользуются фирменными технологиями для повышения качества картинки.

Диагональ экрана — одна из ключевых характеристик монитора. Отметим, что здесь не всегда работает принцип «чем больше, тем лучше». Диагональ экрана необходимо рассматривать в комплексе с остальными характеристиками, ведь не исключено, что в модели с большей диагональю придется пожертвовать какими-то параметрами. Но чаще всего между ценой монитора и диагональю экрана есть прямая зависимость (если у моделей одинаковый тип матрицы). Поэтому, если вам не требуется высокое разрешение и цена устройства весьма критична, можно остановить выбор на 17-дюймовых мониторах. Это позволит сэкономить до 1,5 тыс. руб. по сравнению с 19—20-дюймовыми моделями.

Выбор разрешения экрана не сложен. Чаще всего производители предлагают один-два варианта разрешения для той или иной диагонали. Для 17-дюймовых моделей — 1280×1024 пикселя, для 19-дюймовых мониторов (с соотношением сторон 16:10) самый распространенный вариант — 1440×900 пикселей, в 20-дюймовых часто используется разрешение 1600×900 точек. Широкоформатные 19- и 20-дюймовые модели подойдут для просмотра фильмов за счет поддержки HD-формата 720р.

Acer V173Db

Перейдем к времени отклика, оно измеряется в миллисекундах (мс). Данная характеристика очень важна для игр. Большинство бюджетных моделей оснащено TN-матрицей с временем отклика 5 мс. Этого более чем достаточно для большинства задач.

Еще один важный параметр — яркость (измеряется в канделах на квадратный метр — кд/м2), характеризует интенсивность свечения экрана. В бюджетных моделях он составляет 200—300 кд/м2. Нормальный параметр — 250 кд/м2.

Контрастность определяет способность монитора передавать оттенки и полутона. Чем выше контрастность, тем лучше монитор справится с воспроизведением затемненного изображения. Хорошим уровнем контрастности считается показатель 1000:1.

В современных мониторах помимо аналогового разъема (VGA) используются цифровые интерфейсы (DVI, HDMI и DisplayPort). Последние обеспечивают максимальное качество передачи картинки. Из цифровых интерфейсов выделим HDMI — он пригодится тем, кто желает подключать к монитору дополнительные аудио/видеоустройства (например, медиаплеер). В большинстве же бюджетных моделей устанавливается разъем VGA.

Обратите внимание на дизайн и эргономику подставки. Дизайн устройства особенно важен, если монитор предназначен для работы в домашних условиях и станет частью интерьера

Здесь все зависит от личных предпочтений покупателя. Что касается подставки, лучше приобрести вариант, в котором предусмотрено регулирование высоты и наклона экрана.

Что нужно знать о матрице монитора?

Давайте разбираться. На данный момент распространены всего три типа матриц и наверное будет не трудно их запомнить:

TFT – TN
(устанавливаются на бюджетные мониторы, очень старая разработка)

TFT – AH-IPS
(Очень качественная матрица, с отличным углом обзора, но дорогая)

TFT – MVA
(Хорошая технология, для средних и дорогих мониторов, на мой взгляд лучшее соотношение цены и качества)

В жизни, чтобы не заморачиваться пропускают одинаковое название и получается просто матрица типа:

TN
– самая дешевая модификация, встречается в бюджетных моделях мониторов, плохой угол обзора. То есть если вы будите смотреть на экран со стороны, то цвета будут сильно искажаться и нервировать, поэтому за такими дисплеями следует сидеть близко и исключительно напротив.

IPS
— матрица, одна из лучших и по сей день. Используется в большинстве мониторов средней и высокой цены. Отличается хорошим углом обзора и насыщенностью красок.

MVA/ VA
– хорошая матрица с отличным углом обзора, немного хуже чем ips, но невооруженным глазом этого не заметно, поэтому если не хотите переплачивать, то это лучший вариант.

Кстати, вы можете увидеть на некоторых ценниках, рекламных плакатах или коробках сокращение LED и многие думают, что это лучший вариант, но это не тип матрицы, а всего лишь реклама подсветки.

Да, тут нас часто пытаются ввести в заблуждение, но теперь вы знаете, что на надпись LED не стоит обращать внимание и путать ее с типом матрицы. Не забываем и про стандартные значения, например про частоту кадров, мониторы следует выбирать от 60Гц

Любители поиграть могут обратить внимание на такой параметр, как скорость отклика,в последнее время у всех мониторов все нормально с этим параметром, но все же напомню, чем меньше скорость отклика тем лучше.

Физическое представление

A в физике рассматриваемую величину можно выразить через понятие работы. Работа понимается как обмен энергиями между системой и внешней средой. Обмен может происходить в форме электромагнитного излучения. Интенсивность излучения как раз и будет определять яркость. Если понимать, в чем измеряется работа в физике, можно определить физическое представление яркости. Работа в физике измеряется в джоулях, которые можно представить, как Ватт-секунды. То есть мощность излучения, умноженная на время, будет считаться работой. Чем больше мощность светового излучения, тем более ярким будет источник света.

Световой поток против яркости

Для телевизоров и видеопроекторов Nits и ANSI Lumens — это оба показателя светового выхода (Luminance). Однако, в чем заключен термин Яркость?

Яркость не совпадает с фактической количественной яркостью (светоотдачей). Однако яркость можно назвать способностью зрителя обнаруживать различия в яркости.

Яркость также может быть выражена как процент более яркий или процент менее яркий от субъективной контрольной точки (такой как контроль яркости телевизора или видеопроектора — см. Дальнейшее объяснение ниже). Другими словами, Яркость — это субъективная интерпретация (более яркая, менее яркая) воспринимаемой Яркости, а не фактическая генерируемая Яркость.

Способ работы регулятора яркости телевизора или видеопроектора — это настройка уровня черного, который отображается на экране. Уменьшение «яркости» приводит к тому, что темные участки изображения становятся более темными, что приводит к уменьшению детализации и «мутному» виду в более темных областях изображения. С другой стороны, повышение «яркости» приводит к тому, что темные части изображения становятся ярче, что приводит к тому, что темные области изображения становятся более серыми, при этом общее изображение выглядит размытым.

Хотя яркость не совпадает с фактической количественной яркостью (светоотдачей), производители телевизоров и видеопроигрывателей, а также рецензенты продуктов имеют привычку использовать термин Яркость как уловку для более технических терминов, описывающих световой поток, которые включают Nits и Lumens. Одним из примеров является использование Epson термина «Цветная яркость», на который ссылались ранее в этой статье.

Измерение яркости

Поскольку свет имеет измеримые параметры, то яркость как параметр света имеет свои единицы измерения. Сейчас, по интернациональной системе СИ, яркость измеряется в канделах на квадратный метр, значение этой единицы соответствует принятой в старину единице нит, величина которой выражалась отношением одной канделы к одному метру в квадрате. Кроме нитов, единицами яркости также были:

  • Стильб;
  • Апостильб;
  • Ламберт.

Апостильб в настоящее время является устаревшей величиной, которая вышла из употребления она в 1978 году. Она обозначала яркость поверхности площадью 1 квадратный метр и излучающей световой поток в 1 люмен.

Величина стильб используется системе измерений СГС. В этой системе основными мерами являются меры длины, веса и времени, что в расшифровке аббревиатуры СГС соответствует величинам сантиметр, грамм, секунда. В более поздних версиях системы появились электрические и магнитные расширения СГСЭ и СГСМ. Здесь и находится и стильб, как единица измерения электромагнитного излучения.

Ламберт — это внесистемная единица. Появилась и используется преимущественно в Америке. Ее название происходит от имени немецкого физика Иоганна Ламберта, проводившего исследования в теории систем, иррациональных чисел, фотометрии и тригонометрии. Один ламберт — это единица яркости светящейся поверхности площадью в один квадратный сантиметр и обладающей световым потоком в один люмен.

Итоговый выбор

Итак, изучив все характеристики экранов, наиболее лучшими для наших глаз являются экраны со следующими характеристиками:

  • Экономный вариант. Оснащен матрицей TFT-TN. Имеет яркость 200 кд/м2. Обладает контрастностью 600:1. Размер экрана составляет 17-19 дюймов.
  • Стандартный вариант. Матрица TFT-MVA. Яркость 250 кд/м2. Контрастность 800:1. Размер монитора 19-23 дюйма.
  • Высокий класс. Матрица TFT-IPS. Яркость 300 кд/м2. Контрастность 1000:1. Размер 23 дюйма и больше.

Световой поток
— мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.

Один люмен
равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен
люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен
(лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света
— пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность
— поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк)
, равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость
— поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м 2).

Светимость (светность)
— поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Наименование величины Наименование единицы Выражениечерез единицы СИ (SI) Обозначение единицы
русское между-народное
Сила света кандела кд кд cd
Световой поток люмен кд·ср лм lm
Световая энергия люмен-секунда кд·ср·с лм·с lm·s
Освещенность люкс кд·ср/м 2 лк lx
Светимость люмен на квадратный метр кд·ср/м 2 лм·м 2 lm/m 2
Яркость кандела на квадратный метр кд/м 2 кд/м 2 cd/m 2
Световая экспозиция люкс-секунда кд·ср·с/м 2 лк·с lx·s
Энергия излучения джоуль кг·м 2 /с 2 Дж J
Поток излучения, мощность излучения ватт кг·м 2 /с 3 Вт W
Световой эквивалент потока излучения люмен на ватт лм/Вт lm/W
Поверхностная плотность потока излучения ватт на квадратный метр кг/с 3 Вт/м 2 W/m 2
Энергетическая сила света (сила излучения) ватт на стерадиан кг·м2/(с 3 ·ср) Вт/ср W/sr
Энергетическая яркость ватт на стерадиан-квадратный метр кг/(с 3 ·ср) Вт/(ср·м 2) W/(sr·m 2)
Энергетическая освещенность (облученность) ватт на квадратный метр кг/с 3 Вт/м 2 W/m 2
Энергетическая светимость (излучаемость) ватт на квадратный метр кг/с 3 Вт/м 2 W/m 2

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.М.: Издательство МЭИ, 1998

На сегодняшний день во всем мире существует множество производителей (около 100) и моделей телевизоров (несколько тысяч). Каждый производитель пытается добиться внимания покупателя последними разработанными технологиями, о которых, чтобы сделать правильный выбор, надо знать, а еще лучше в них разбираться. Целью данной статьи является помощь в выборе современного, функционального, дающего качественное изображение и надежного телевизора.

В первую очередь, необходимо определиться, какая диагональ экрана телевизора будет для Вас самой подходящей. В наши дни выпускают телевизоры с диагональю экрана, начиная от 15 дюймов (около 38 см) и заканчивая более чем 150 дюймами. Наиболее популярными сегодня являются диагонали экрана 32 (около 81 см), 40 (около 102 см) и 46 дюймов (около 117 см). Если Вы выбираете телевизор для небольшой комнаты, где расстояние от телевизора до Ваших глаз будет минимально, то вряд ли стоит приобретать телевизор с большей диагональю.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации