Устройства отображения для мультимедиа систем.
Автор: Бочаров Сергей.
Наметившиеся в последнее время тенденции развития систем мультимедиа и телевизионного вещания с переходом на стандарт высокой четкости (HD) предъявляют целый ряд специфических требований к устройствам отображения информации.
Сейчас ситуация на этом рынке претерпела довольно серьезные изменения. Еще совсем не давно здесь практически единолично господствовали дисплеи на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Альтернативные решения были дороги и не доступны для массового потребителя. Но быстрое развитие различных технологий привело к значительному снижению стоимости широкоформатных устройств.
Все устройства отображения, существующие в настоящее время можно условно разделить на две большие группы: это аппараты прямого отображения и проекционные.
Первая группа включает в себя дисплеи, в которых картинка формируется непосредственно на экране. В нее входят ЭЛТ телевизоры, плазменные и LCD панели.
Ко второй группе относятся устройства, где изображение созданное, например, при помощи ЭЛТ или других технологий проецируется оптической системой на специальный просмотровый экран, который может быть не связан с основным проектором единым конструктивом. Именно из-за этой технологической особенности данный класс аппаратов и называют проекционными.
Каждая из этих групп имеет свои достоинства и недостатки. На рынке устройств прямого отображения сейчас господствуют LCD и плазменные панели. Телевизоры, созданные на основе ЭЛТ практически не развиваются, а многие компании и вовсе прекратили их выпуск. Такая ситуация делает приобретение ЭЛТ телевизора или монитора в домашний кинозал не удачным выбором, другое дело дача или кухня. Хотя и в этом случае лучше подойдет ЖК-панель, как более компактное и экономичное решение.
Целью данной статьи является помочь покупателю выбрать оптимальные для своих задач технические характеристики аппаратуры. А также разобраться в обилии различных устройств и технологий, представленных на рынке.
Статья будет состоять из нескольких глав и посвящена аппаратам прямого отображения. Материал Я буду выкладывать по мере готовности.
Что нужно для полного счастья?
Требования к любой системе формируются под влиянием двух основных факторов. Первый это получение качественной картинки, а второй это бюджет, в который нужно уложиться при покупке. Но, для начала, наиболее важно сформулировать основные пожелания к устройствам отображения информации для комфортного просмотра мультимедиа контента. А уж после этого можно и о бюджете подумать.
В первую очередь важен размер формируемой картинки, затем следуют яркость и соотношение контраста изображения, получаемого на экране. И еще два важных параметра – это разрешение матрицы и диапазон разрешений входного сигнала, которые поддерживает устройство. Особое внимание следует обратить также и на коммутационные возможности дисплея. Но обо всем по порядку.
Как, я уже отметил выше, наиболее существенным параметром дисплея является размер формируемого изображения. Он определяется исключительно величиной диагонали экрана. Для систем начального уровня рекомендуется диагональ не менее 32 дюймов. Такой размер выбран исходя из практических соображений. Дело в том, что широкоформатные панели с соотношением сторон 16:9 имеют малую высоту и величину диагонали ниже 32 дюймов нельзя признать комфортным для просмотра и работы с мультимедиа контентом. Истинные киноманы предпочитают большие диагонали, и, как правило, оптимальным считается размер в 50 дюймов.
С показателями яркости и контраста вопросов, как правило, не возникает. Чем они больше, тем лучше. Но здесь не стоит путать обычное соотношение контраста и динамическое. Все дело в том, что динамический контраст измеряется в особых условиях работы дисплея и именно этим объясняются столь высокие значения этого параметра. Для проекторов аналогичная ситуация возникает при использовании встроенной диафрагмы. Подробнее об этом Я расскажу в описании конкретных технологий.
Конечно, лучше всего если дисплей обеспечивает поддержку широкого диапазона разрешений: 480i/p, 576i/р, 720р, 1080i, 1080p, 1080р/24. Замечу, что первые два режима предназначены исключительно для совместимости со старыми аналоговыми стандартами NTSC и PAL/SECAM соответственно. Хотя определенные технические улучшения их тоже коснулись. Буква р в названии свидетельствует о формировании сигнала в режиме прогрессивной развертки. Она, в отличие от классической транслируемой по эфиру чересстрочной развертки (i), обеспечивает более качественное изображение, и снижает эффект мерцания.
Режим 720р (1280х720 пикселей и прогрессивная развертка) является своего рода промежуточным между полноценным Full HD режимом и стандартным. Он был наиболее актуален в предыдущие два года, сейчас популярность этого формата пошла на спад. Его должен вытеснить полноценный Full HD, что мы сейчас и наблюдаем.
Последние два разрешения 1080p и 1080р/24 это своего рода High-End, именно при аппаратной поддержке этих режимов дисплей получает «почетный знак» Full HD. Матрица, установленная в таком аппарате, должна иметь разрешение 1920х1080 пикселей.
Здесь хотелось бы еще пару слов сказать о формате 1080р/24. Недавно появившись, он уже успел завоевать заслуженную популярность у киноманов. Дело в том, что именно в этом режиме картинка на экране формируется с частотой 24 кадра в секунду, как и в аналоговой кинокамере при съемке фильма. И благодаря этому киноматериал не подвергается транскодированию в формат PAL или NTSC с повышением частоты кадров. А это в свою очередь позволяет избежать возможной рассинхронизации изображения и звука. И таким образом мы сможем увидеть на телеэкране фильм, как он был задуман и смонтирован режиссером.
Об аппаратной поддержке для Full HD панелей, Я упомянул не случайно, ведь и дисплеи с разрешением 1366х768 пикселей вполне могут отображать видеоданные в формате 1080i/p и даже 1080р/24. Правда, в этом случае они будут подвергнуты деструктивному даунскейлингу (понижение разрешения сигнала). А качество полученной картинки будет сильно зависеть от применяемого алгоритма масштабирования. Естественно, в идеале дисплей должен” понимать” как минимум первые четыре режима.
Конечно, выбирая телевизор обязательно нужно обратить внимание на коммутационные возможности. Очень желательно наличие HDMI порта, а лучше двух ведь без них не получится, полностью насладится просмотром материала, записанного в стандарте HD, поскольку все современные источники видеосигнала оснащены этим цифровым терминалом. Для работы с аналоговыми устройствами может потребоваться наличие порта SCART, не помешает также и компонентный порт. А для подключения к ПК будет полезен терминал D-SUB (конечно, возможна работа с ПК и через интерфейс DVI или HDMI при его наличии у видеокарты).
LCD панели.
В основе конструкции LCD панелей лежит открытие, сделанное в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Ренитцером. В середине 1960-х годов прошлого века было установлено, что, воздействуя на жидкие кристаллы электрическим полем, можно изменять пространственную ориентацию молекул, из которых они состоят. Именно в результате этого явления изменяется оптическая проницаемость кристаллов. Проходя через них световое излучение, становится поляризованным. Под этим понимают способность среды пропускать излучение со строго определенным направлением вектора поляризации.
Таким образом, для работы LCD дисплея необходимо наличие двух поляризующих пленок. Первая пленка размещается между источником света и панелью, вторая находится на лицевой стороне экрана, после цветных светофильтров. Свет, от лампы подсветки пройдя первичный поляризатор, приобретает определенное направление вектора и если на ячейку кристаллов подано напряжение активации, то он беспрепятственно попадает на светофильтр нужного цвета и далее на экран.
Когда ячейка не активна, то поворота вектора поляризации не происходит и свет не проходит дальше. Именно таким образом происходит работа дисплея на жидких кристаллах. Из описания работы видно, что свет, от источника проходя через поляризатор два раза, теряет около 20% интенсивности.
До недавнего времени основных недостатков у этой технологии было два: это низкое время реакции ячеек матрицы и дороговизна технологического процесса. Сейчас оба эти недостатка можно считать практически побежденными, усовершенствование технологии производства привело к резкому снижению цен на LCD дисплеи. Время реакции матрицы, также заметно снижено стараниями разработчиков. Даже скептики, еще недавно критиковавшие эту технологию за неестественность цветопередачи, теперь не могут придраться к этому. Поэтому можно сказать, что на данном этапе развития LCD панели практически лишены серьезных недостатков.
Зато в плюсы ей можно смело поставить малое энергопотребление, и что также весьма важно управление панелью осуществляется с помощью низковольтных цепей.
Продолжение следует...