От пузатых кинескопов до OLED-магии: как эволюционировали мониторы

При сборке ПК люди часто уделяют внимание только основному железу, вроде видеокарты или процессора. В погоне за мощностью мы часто воспринимаем монитор как данность. Но нельзя забывать, что он должен подходить не только по связку ГП + ЦП, но и для глаз: все время работы за компьютером мы смотрим именно на экран, поэтому выбирать его нужно тщательно, не экономя на здоровье. А все свойства дисплея напрямую зависят от матрицы. Давайте вспомним, какой была эволюция мониторов, тем более что все ЖК-матрицы для них до сих пор производятся для рынка.

Для зумеров это уже артефакт древности, но миллениалы отлично помнят электронно-лучевые трубки (ЭЛТ, или CRT). Это были массивные агрегаты, глубина которых порой превышала их ширину, типичные «коробки» или «ящики». Перестановка 17-дюймового монитора была сродни легкой тренировке в зале за счет солидного веса экрана.

Картинка формировалась за счет пушки, стреляющей электронами по фосфорному покрытию. При этом, такие мониторы из-за особенностей конструкции также выделяли радиацию. Отсюда и мерцание, от которого нещадно уставали глаза, и легендарный миф о том, что кактус рядом с монитором «впитывает ионизирующее излучение». А еще этот ни с чем не сравнимый звук «вжжжух» при размагничивании экрана... Зато у ЭЛТ был один плюс, который ЖК-мониторы пытались догнать еще очень долго: практически нулевая задержка ввода (input lag), идеальная плавность в динамике и невероятная цветопередача, недостижимая до появления подсветки miniLED и матриц типа OLED. Киберспортсмены, дизайнеры и энтузиасты, работающие с кино или видео, сидели на «трубках» до последнего

В середине нулевых произошел массовый переход на жидкокристаллические (LCD) панели. Стоили они тогда прилично, как OLED сейчас, но покупали их ради главного — они были плоскими. Внезапно на компьютерном столе освободилась куча места.

Правда, первые TN-матрицы были, мягко говоря, компромиссными. Цветопередача оставляла желать лучшего, а углы обзора были такими, что стоило чуть отклонить голову вниз, и картинка уходила в жуткий негатив. Зато именно в этот период началась гонка разрешений. Стандартные 1024x768 сменились на 1280x1024 с соотношением 4:3, а затем и на первые широкоформатные 16:9, которые навсегда изменили потребление контента и гейминг. Несмотря на все минусы ранних ЖК, мониторы ТN полностью вытеснили с рынка устаревающие ЭЛТ, которые полностью исчерпали возможности к модернизации, в то время как проблемы нового типа матриц решались очень быстро, что привело к появлению совершенно новых представителей данной индустрии.

Технологии не стояли на месте. TN-матрицы постепенно ушли в ультрабюджетный и узкоспециализированный киберспортивный сегмент благодаря минимальной задержке, а на сцену вышли IPS и VA. Первые подарили нам хорошие цвета и отличные углы обзора — рай для дизайнеров и тех, кто любит красивую картинку. Вторые предложили глубокий контраст.

Примерно в это же время индустрия осознала, что 60 Гц — это мало, особенно для соревновательных игр, шутеров и динамичного кино. Вскоре появились мониторы на 120, а затем и 144 Гц. Тот, кто хоть раз пересаживался с 60 на 144 Гц, знает это чувство: даже простое перемещение курсора мыши по рабочему столу кажется магически плавным.

Правда, у ранних IPS и VA долгое время оставалась одна бесячая проблема — гостинг. Из-за высокого времени отклика пикселей в динамичных сценах за объектами тянулся мыльный шлейф. Но инженеры в ответ на это создали Fast IPS и разогнанные ревизии VA. За счет новых жидких кристаллов и умного «овердрайва» матрицы лишились шлейфов, достигнув заветного отклика в 1 мс, и окончательно выдавили TN с массового рынка. Параллельно эволюционировала и подсветка. Долгое время глубокий черный цвет и высокий контраст были недостижимы из-за особенностей работы кристаллов ЖК-мониторов, оставшись в ушедшей эре ЭЛТ. Ответом индустрии на проблему стал Mini-LED — технология, где за экраном прячутся тысячи крошечных светодиодов, разбитых на зоны локального затемнения. Если участок кадра должен быть темным, диоды там просто отключаются. В итоге мы получили контраст, но и тут возникла проблема. Из-за того, что зона подсветки включает в себя определенное количество пикселей, вокруг изображения на темном фоне возникают белые ореолы, по форме повторяющие зоны. Подсветка просто не может сделать так, чтобы нужный объект, частично оказавшийся в какой-то зоне, светился, а остальная часть – нет. Светится либо вся область, либо ничего не светится. Данное обстоятельство подтолкнуло инженеров искать альтернативные решения.

Путь OLED (OrganicLED) к настольным мониторам был долгим и постепенным. В начале 2000-х годов из-за высокой стоимости производства и быстрого износа материалов технология применялась преимущественно в компактных дисплеях — от экранов MP3-плееров до ранних смартфонов. Лишь спустя годы, оптимизировав структуру матриц и решив проблему быстрой деградации синих субпикселей, инженеры смогли наладить выпуск телевизионных диагоналей, а затем и мониторов с высокой плотностью пикселей. Техническое преимущество OLED заключается в отказе от отдельного слоя подсветки: здесь каждый органический пиксель является самостоятельным источником света. Это позволяет физически отключать нужные точки на экране, обеспечивая абсолютно черный цвет и максимальную контрастность изображения. При этом благодаря сверхбыстрому отклику, OLED’ы помогли внедрить частоту обновления монитора свыше 144 Гц: 165, 240 и даже свыше 300 Гц для высокого разрешения! Именно это полностью «убило» смысл в TN-матрицах, единственным плюсом которых к этому моменту оставался только сверхбыстрый отклик – у OLED он оказался еще меньше. На данный момент OLED-мониторы считаются лучшими премиальными решениями на рынке и подходящими практически для всех задач в любой сфере использования. Но у них есть ряд ключевых недостатков. Во-первых, вопрос деградации пикселей до сих пор полностью не решен: если у IPS- и VA-матриц он идет десятилетиями, то OLED может выгореть за несколько лет, особенно если за ним неправильно ухаживать. Да и яркость у данных панелей не лучшая по сравнению с остальными ЖК. Во-вторых, они очень дорогие: по сравнению с обычными мониторами, даже с MiniLED-подсветкой, OLED’ы стоят на 15-20% дороже как минимум, несмотря на серьезное снижение цен в последние годы. В-третьих, это наличие мерцания, которое нагружает на глаза: из-за того, что каждый пиксель светится сам по себе, у монитора нет единого обновления экрана, (оно поочередное у каждого из пикселей), что вызывает кратковременную смену яркости. Несмотря на то, что у OLED’ов последнего поколения данные проблемы сведены к минимуму, они все равно не решены, поскольку ресурсы данной технологии подошли к своему практическому потолку. Поэтому инженерам вновь пришлось искать альтернативный путь

Несмотря на текущее доминирование OLED и Mini-LED в премиальном сегменте, производители и эксперты рассматривают их скорее как закономерные переходные этапы. У обеих технологий остаются фундаментальные компромиссы. Органическая природа OLED неизбежно ведет к риску выгорания пикселей при длительном отображении статичных интерфейсов программ и операционных систем. Mini-LED решает проблему долговечности и недостатка яркости, но физический размер зон локального затемнения больше отдельного пикселя, из-за чего вокруг ярких объектов на темном фоне возникают световые ореолы (halo-эффект), да и по цветопередаче они все же уступают OLED’ам. Финальной точкой этой эволюции должен стать Micro-LED — дисплеи, состоящие из миллионов неорганических микроскопических диодов. Эта технология является случаем, когда зона подсветки равна одному пикселю. Это означает, что Micro-LED объединяет в себе все плюсы Micro-LED’ов и OLED’ов, не наследуя их минусы. При этом подсветка может работать с любым типом матриц, убирая любые их недостатки. Но и у этой технологии есть фундаментальная проблема – на данный момент единственной преградой для массового внедрения Micro-LED остается запредельная сложность и стоимость производства подобных матриц. Это приводит к тому, что какой-нибудь телевизор с такой подсветкой стоит как новенькая квартира в центре крупных провинциальных городов. Однако, их массовое применение – вопрос самого ближайшего будущего: в силу стремительного развития технологий эксперты прогнозируют, что это произойдет в течение 5-10 лет.

За четверть века мониторы проделали путь от пузатых «телевизоров» с разрешением, на которое сегодня больно смотреть, до тонких панелей, выдающих картинку, практически неотличимую от реальности. А потом инженеры придумают что-нибудь еще, что вновь произведет техническую революцию, подобную той, которую в свое время совершили первые ЖК-матрицы

Disclaimer: Все визуальные материалы в данной статье использованы в информационных целях. Права на изображения принадлежат их законным владельцам. Все изображения взяты из открытых источников или использовались в варианте для демонстрации биографии личности или развития явления/объекта (fair use)