VA или IPS: чем различаются эти экранные матрицы и какую выбрать

Как работают ЖК‑дисплеи

Чтобы понять, что скрывается за обозначениями VA и IPS, для начала стоит выяснить, как в принципе работают ЖК‑дисплеи. Эта технология получила такое название из‑за использования жидких кристаллов (ЖК) — смеси веществ, находящихся одновременно и в жидком, и в кристаллическом состоянии. Смесь (её научное название — цианофенил) может и течь, и иметь чёткую структуру.

Благодаря текучести кристаллы меняют свою ориентацию при поступлении на них электрического напряжения: таким образом регулируется количество света, которое сможет пропустить каждый элемент. Из кристаллов состоят субпиксели — ячейки, зажатые между двумя поляризационными плёнками, пропускающими только один определённый световой спектр. Три субпикселя разных цветов составляют пиксель: их количество и указывают в разрешении дисплея.

Жидкие кристаллы не светятся сами по себе — им нужна подложка. Чаще всего это светодиодная панель, расположенная позади них. Обычно она светит равномерным белым светом, но в зависимости от производителя различается температура. Более того, разные компании используют неодинаковое количество светодиодов в подложке.

Когда дисплею поступает команда показать определённое изображение, электроды, между которыми зажаты жидкие кристаллы, подают соответствующее напряжение на каждый субпиксель, меняя ориентацию жидких кристаллов и заставляя их пропускать необходимое количество света. В итоге получается нужный оттенок пикселя.

Каковы ключевые характеристики дисплеев

Вне зависимости от технологии дисплеи имеют множество параметров, которые важно учитывать, чтобы подобрать подходящий вам экран. Вот на что стоит обращать внимание.

Контрастность

Контрастность — это параметр, который показывает разницу между самым ярким и самым тёмным элементом на изображении. Традиционно контрастность тестируется с помощью выведения на экран шахматного поля с идеально чёрными и идеально белыми клетками. Чем чернее чёрный и чем белее белый, тем контрастнее считается дисплей.

Контрастность может уходить даже в бесконечность, если, например, в дисплее используется подсветка с несколькими зонами затемнения, которая попросту выключается на чёрных полях. Такие конструкции в последнее время стали особенно популярны в ЖК‑телевизорах с технологиями MiniLED и MicroLED.

В таких в качестве подсветки используется матрица с огромным количеством крошечных светодиодов, каждый из которых управляется индивидуально. В некоторых уже доступных в продаже телевизорах с технологией MiniLED удалось получить более 5 000 отдельных зон подсветки.

Отсутствие света позволяет чёрным полям быть максимально чёрными без паразитной засветки — таким же образом работают и цветные светодиоды в OLED‑дисплеях. Но если в последних каждый пиксель — это отдельный светодиод, то в моделях MiniLED и MicroLED диодов значительно меньше и светятся они только белым светом, а оттенок создаётся за счёт поляризационных фильтров и правильной ориентации кристаллов.

Яркость

Под этой характеристикой понимают максимальную яркость дисплея при выведении на него абсолютно равномерного белого изображения. Считается, что чем ярче экран, тем лучше. По крайней мере, более высокая яркость точно важна, если устройство используется в помещениях с большим количеством дополнительных источников света — лампами или широкими окнами.

Чем ниже яркость дисплея, тем хуже будет видно изображение при хорошем освещении. Однако в полностью затемнённой комнате будет достаточно и не самого высокого значения.

Горизонтальные углы обзора

Если говорить просто, то горизонтальный угол обзора позволяет понять, сколько человек может сидеть рядом, смотреть в экран и видеть одно и то же изображение без искажения цветов.

У ЖК‑экранов этот параметр максимально приближается к 180 градусам, но не достигает их из‑за особенностей геометрии. Чаще всего в параметрах можно встретить 178 и 179 градусов.

Вертикальные углы обзора

Аналогичным образом объясняются и вертикальные углы обзора: насколько высоко либо низко может сидеть человек и видеть изображение на дисплее без искажений. У современных ЖК‑экранов вертикальный угол обзора, как и горизонтальный, максимально близок к 180 градусам.

Равномерность цвета и подсветки

Под равномерностью понимаются два параметра: при выведении на экран изображения, залитого одним цветом, во всех частях экрана сам оттенок должен быть одинаковым, как и его яркость.

В силу того, что в ЖК‑дисплеях используется слой светодиодной подсветки, бывает, что в промежутках между светодиодами изображение становится более тусклым. Современные производители решают эту проблему за счёт использования большего количества светодиодов меньшего размера.

Время отклика

То, насколько быстро жидкие кристаллы могут менять свою ориентацию в пространстве и, соответственно, цвет, и показывает время отклика. Это период, который проходит между командой на выведение определённого изображения и его появлением на экране.

В чём особенности матрицы IPS

Аббревиатура IPS расшифровывается как In‑Plane Switching: в такой панели кристаллы всегда лежат в одной плоскости и всегда параллельны панели. Когда на ячейку подаётся напряжение, все кристаллы поворачиваются одновременно на 90 градусов.

IPS‑дисплеи пришли на смену ЖК‑панелям первого поколения, использовавших технологию TN — Twisted Nematic: в ней кристаллы располагались в несколько слоёв, часть из них была перпендикулярна плоскости матрицы, и в итоге они образовывали спиральную конструкцию.

TN‑матрицы были просты в производстве и отличались низкой скоростью отклика, но среди их недостатков малые углы обзора и низкое качество цветопередачи. В IPS‑матрицах за счёт изменения расположения кристаллов и переноса обоих электродов на одну панель удалось эти проблемы решить. Правда, пришлось пожертвовать временем отклика плюс увеличилось энергопотребление. Да и стали такие панели достаточно толстыми.

Кроме больших углов обзора и стабильной цветопередачи по всей площади экрана, IPS‑матрицы отличает отсутствие эффекта бандинга — ступенчатости при отображении градиентов на тёмных полутонах.

Эти особенности популяризировали IPS‑панели среди представителей креативных профессий — тех, кому требовалась высокая точность цветопередачи: фотографов, видеографов, дизайнеров, художников. Впрочем, на таких экранах достаточно удобно работать и с документами.

Часть недостатков IPS‑матриц со временем удалось устранить: они стали компактнее (хоть и не дошли до уровня VA), контрастнее, ярче. Одной из главных бед в IPS‑панелях был glow‑эффект: из‑за особенностей технологии углы изображения на чёрном фоне обесцвечивались, а на сплошном чёрном мог появляться паразитный оттенок — например, цвет мог уходить в зелень или желтизну.

Этот эффект не стоит путать с равномерностью — к ней он отношения не имеет: при выведении изображения одного цвета IPS‑мониторы будут его показывать с одинаковой яркостью и цветопередачей по всей площади.

Со временем благодаря использованию новых вариантов поляризаторов производители практически победили glow‑эффект на IPS‑матрицах. Также удалось снизить их энергопотребление и тепловыделение, добиться более тёмного чёрного цвета и увеличить скорость отклика.

В чём особенности матрицы VA

Технология VA — Vertical Alignment — изначально разрабатывалась как компромисс между IPS и TN. В 90‑х первые VA‑матрицы могли посоперничать с TN по скорости отклика, а с IPS — по углам обзора, при этом предлагая более глубокий чёрный цвет.

Этого удалось добиться за счёт расположения кристаллов в субпикселях перпендикулярно поляризационным фильтрам. Свет, проходя через них, не меняет направления, из‑за чего при отсутствии напряжения чёрный остается глубоким. А при подаче напряжения кристаллы поворачиваются на 90 градусов в вертикальной плоскости, и за счёт этого свет проходит через второй фильтр без потерь.

Такая конструкция в дальнейшем показала, что высокого времени отклика от VA‑матриц не добиться — по крайней мере, настолько же высокого, как у современных IPS. Это приводит к появлению таких эффектов, как ghosting и smearing, — это паразитные остатки предыдущего изображения, возникающие из‑за того, что субпиксели не успели переключиться достаточно быстро.

Зато эти панели могут похвастать высокой контрастностью, особенно те, в которых используются подсветки с локальным затемнением. Правда, в основном только по центру экрана.

Одной из проблем матриц VA являются углы обзора: на заре технологии они составляли 160–170 градусов, а сейчас, хоть и подобрались к 178, всё равно показывают больше искажений, чем те же IPS. Строение панели не даёт плавных переходов на полутонах, за счёт чего проявляется эффект бандинга, которого лишены IPS‑дисплеи.

Ещё одна особенность — эффект Black‑Crush, при котором полутона становятся очень тёмными, если смотреть на экран под углом.

Производители дисплеев нашли элегантный выход из ситуации и начали предлагать изогнутые модели: за счёт приближения боковых краёв дисплея к пользователю удалось добиться более стабильного восприятия изображения не только по центру экрана, но и на периферии.

По факту же искажения всё равно есть — падает контрастность, меняется цветопередача. Изогнутые дисплеи — некое эгоистичное решение, которое максимально погружает пользователя в происходящее на экране. А сценарий, при котором в один экран смотрят несколько человек, обычно не рассматривается — потому горизонтальные углы обзора не так и важны.

Правда, изогнутость приводит к тому, что вся конструкция становится более хрупкой и менее устойчивой. Но если рассматривать плоские варианты, то они будут значительно дешевле IPS‑аналогов.

Что лучше для конкретных задач и условий: VA или IPS

Современные производители делают всё для того, чтобы максимально нивелировать недостатки тех или иных технологий, и во многих сферах VA и IPS плотно соперничают друг с другом.

Рассмотрим несколько ситуаций, для которых пользователи обычно присматривают себе мониторы и телевизоры.

Гейминг

Выбор зависит от того, какие именно игры вы предпочитаете. Если это неторопливые RPG, хорроры, стратегии или что‑то, что уже можно отнести к классу «ретро», то вы наверняка не заметите проблем с ghosting или недостаточным временем отклика у VA‑матриц.

Также за счёт высокой контрастности изображение выглядит приятнее — особенно это будет важно, например, в тех же хоррорах, где большинство событий происходит в очень тёмных условиях. Правда, скорость отклика сильнее всего себя проявляет как раз на переходах между тёмными оттенками, и движущиеся объекты могут казаться чуть смазанными именно в таких сценах.

Если же вы предпочитаете шутеры, иммерсив симы, файтинги и прочие игры, в которых важна скорость реакции, то стоит обратить внимание на IPS‑модели. Они обеспечат более чёткую, равномерную картинку.

Недостатки IPS‑матриц будут почти незаметны, если вы используете для игр телевизор, а не монитор. Glow‑эффект практически пропадает, если сидеть достаточно далеко от экрана, не выкручивать яркость на максимум и включить свет. Заэкранные системы освещения будут особенно хороши в этом случае.

Если же вам необходим монитор, а не телевизор, то изогнутая VA‑модель, в силу геометрии скрывающая часть недостатков самой матрицы, может прийтись кстати.

Работа с медиа

Большинство VA‑мониторов, доступных на рынке, в данный момент изогнутые — и потому не дают достоверной цветопередачи. Она воспринимается правильной, но по факту таковой не является. Изогнутость матрицы также меняет геометрию изображения на экране, и потому объективно оценивать размеры элементов достаточно сложно.

IPS‑мониторы тоже бывают изогнутыми, но у них обычно меньший радиус, который даёт не такое сильное искажение в восприятии геометрии объектов. А по цветопередаче к ним никаких вопросов нет, и даже glow‑эффект на качество работы не повлияет. Поэтому выбор очевиден.

Работа с текстами и документами

Здесь ответ простой: либо IPS, либо VA повыше классом. Самые доступные решения на базе VA‑матриц из‑за низкой стабильности картинки могут искажать изображение, если пользователь немного отклоняется от экрана, и из‑за этого можно пропустить какие‑то важные моменты — например, непрокрашенные ячейки в Excel или опечатки в текстах.

Если вы работаете в хорошо освещённом помещении, то стоит обратить внимание на модели с высоким уровнем яркости. Если же, наоборот, внешнее освещение у вас слабое, то посмотрите, насколько тусклым может быть дисплей, чтобы он меньше бил по глазам.

Просмотр кино

Если вы смотрите фильмы не в одиночестве и любите развалиться на диване в разных позах, то здесь очевидный победитель — IPS за счёт высоких углов обзора. Впрочем, в темноте невысокая контрастность IPS‑панелей может быть неуместной.

Поэтому если телевизор, например, стоит у вас в гостиной и используется при включённом свете, то IPS‑модель вам подойдёт. Если же вы предпочитаете смотреть фильмы в одиночестве и в ночи, то можно выбрать и контрастные VA.

Что в итоге

Каждое устройство, будь то телевизор или монитор, необходимо подбирать под ваши потребности и сценарии использования. Мы постарались объяснить все особенности матриц IPS и VA, но восприятие изображения также зависит и от конкретного человека.

Перед покупкой внимательно смотрите не только на характеристики, но и на саму картинку: иногда цифры не дают полноценного представления о том, как экран будет работать на самом деле.

К сожалению, из‑за особенностей законодательства в России мониторы и телевизоры являются сложной техникой и возврату и обмену подлежат только в случае брака. Поэтому изучайте варианты очень тщательно: вернуть товар, потому что он не понравился, не выйдет.

И не стоит торопиться: рекомендуем вооружиться флешкой с изображениями, залитыми одним цветом (чёрным, белым, красным), картинкой с шахматным полем и парой динамичных тестовых роликов (подойдут сцены из того же «Тёмного рыцаря») и вдумчиво оценить демонстрационные модели в магазинах техники или шоурумах. Ведь иногда лучше один раз увидеть, чем прочитать целый том теории.