Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях IPS, TN, PVA

Автор: Категорія: IT продукти

В данном исследовании, приуроченном к выходу на рынок новых моделей мониторов LG Flatron IPS2x6, приняли участие следующие ЖК-дисплеи: LG Flatron IPS236, LG Flatron IPS226, LG Flatron W2442PA, Samsung SyncMaster F2380. При этом основной набор тестов выполнялся на модели IPS236, а младшая, IPS226, привлекалась в отдельных тестах по необходимости.

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Дисплеи подключались к единому высококачественному источнику сигнала (ПК) через DVI-мультиплексор (умножитель выходов) Aten VS-164 DVI Video Splitter. Передача сигнала производилась по цифровому интерфейсу DVI. Отсутствие деградации сигнала на этапе передачи от источника к дисплею контролировалось визуально по набору контрольных шаблонов. Цифровой шум, джиттер и снижение разрядности, а также какие-либо другие аномалии тракта передачи сигнала отмечены не были.

Объективные измерения яркостных параметров и цветопередачи производились с помощью аппаратно-программного комплекса, состоящего из колориметра ColorVision Spyder 3 и свободно распространяемого ПО ColorHCFR (http://www.homecinema-fr.com/colorimetre/index_en.php). С целью увеличения точности выполняемых измерений время интеграции показаний датчика при каждом замере составляло 10000 мс (вместо стандартных 3000 мс), а шкала серого считывалась в 50 контрольных точках (вместо стандартных 10). Это дало возможность построить подробные и точные графики параметров цветопередачи.

Оценка углов обзора дисплеев и фиксация субъективных наблюдений велась с помощью фотографирования дисплеев зеркальным цифровым фотоаппаратом Nikon D7000. Предварительно все три дисплея были приведены к единой средней яркости в 100 кд/м2 (рекомендуемое значение для типовой работы). В процессе съемки каждого теста для всех трех дисплеев фотографические параметры (диафрагма, выдержка, чувствительность ISO, баланс белого, настройки Picture Style, функция Active D-Lightning) фиксировались вручную и не изменялись на протяжении всего теста. Тем самым удалось получить наглядные результаты, которые можно смело сопоставлять между испытуемыми дисплеями в пределах одного теста.

Перед началом тестирования все дисплеи сбрасывались в настройки по умолчанию, после чего прогревались в течение 30 мин.

1. Яркость и контрастность

Начнем с наиболее очевидных и простых для понимания параметров, довольно важных при выборе дисплея и работе с ним. Результаты измерений приведены в таблице:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Яркость белого MAX: теоретически – чем выше, тем лучше. Чем ярче монитор, тем комфортнее работать при ярком свете (например, когда за окном яркий солнечный день и нет жалюзи). Однако при стандартном офисно-домашнем освещении рекомендуется яркость не более 100 кд/м2, поэтому на практике высокая максимальная яркость бывает довольно редко востребована. Преимущество F2380 здесь заметно, но оно не столь существенно, чтобы играть какую-то роль.

Яркость белого MIN: чем ниже, тем лучше. Возможность очень сильно понизить яркость пригодится тем, кто вынужден работать за компьютером в полной темноте. Это очень утомительно для глаз, из-за высокого контраста между светлым экраном и темнотой в комнате, поэтому при работе ночью без света стоит максимально понижать яркость. Низкая минимальная яркость бывает востребована среди любителей ночного образа интернет-жизни. Для таких пользователей по результатам данного теста мониторы W2442PA и F2380 будут предпочтительнее IPS236, так как они позволяют сильнее понизить яркость своих экранов, для подавляющего же большинства других это вряд ли будет играть существенную роль.

Контрастность MAX: в тесте исследуется статическая контрастность, которая наиболее важна при типичной модели использования компьютерного монитора. PVA-матрицы славятся своими рекордными показателями контрастности, что убедительно демонстрирует F2380 – здесь безоговорочная (и весьма весомая) победа.

Нужно отметить, что этот параметр не зависит ни от максимальной яркости, ни от типа подсветки, ни даже от совершенства управляющей электроники дисплея либо матрицы. Он целиком и полностью определяется технологией изготовления ЖК-панели, так как представляет собой отношение коэффициента пропускания полностью открытой панели (белый цвет) к нему же для полностью закрытой (черный).

Почему важна высокая контрастность? Учитывая, что рекомендуемая яркость белого для всех дисплеев одинакова, показатель контрастности, по сути, определяет глубину черного цвета. Если вывести на экран черную заливку, то дисплеи с высокой контрастностью и в темноте остаются почти черными; дисплеи же с низкой контрастностью начинают заметно светиться.

Уровень черного исследуемых мониторов (3 раздельных снимка с одинаковыми параметрами):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Уровень черного исследуемых мониторов (один общий снимок с более длинной выдержкой):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

При типовой эксплуатации глубокий черный цвет дает более сочную картинку, хотя это будет заметно лишь при слабом и умеренном освещении (при засветке экрана внешним светом, например солнечным или ярким искусственным, визуально воспринимаемая контрастность падает на порядки). Также высокая контрастность облегчает читаемость мелких шрифтов и восприятие элементов интерфейса. Наконец, низкий уровень черного визуально скрадывает неравномерность подсветки, которая в случае невысокого контраста в затемненных условиях может быть более заметна.

2. Цветопередача

Под качеством цветопередачи дисплея обычно подразумевается точность его соответствия тому либо иному стандарту отображения. Для мониторов ПК наиболее общепринятым является стандарт sRGB, определяемый целевой функцией со значениями T=6500K, y=2,2, а также заданными координатами точек первичных цветов (R, G и B) в абсолютном цветовом пространстве.

В переводе с технического на русский литературный это значит примерно следующее: при прочих равных для конечного пользователя более предпочтителен тот дисплей, который передает изображение максимально близко к эталону. А чтобы проверить это, производятся замеры отображения базовых цветов – красного, синего и зеленого – в значениях от 0 до 255, т.е. по так называемой шкале серого (потому что когда R=G=B, монитор должен отобразить нейтральный серый цвет).

Цветовая температура – это мерило уклона изображения в холодные синие (высокие значения) либо теплые желтые (низкие значения) тона. Но одной цифрой всего не опишешь – часто бывает так, что темные участки изображения синеваты, а светлые – наоборот, желтят. Поэтому применяют измерение цветовой температуры по всему диапазону оттенков – от самых темных до самых светлых (т.е. от черного до белого цвета):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях IPS, TN, PVA

На практике для пользователя играет роль не столько точное соответствие графика прямой Y=6500К, сколько его ровность (линейность) по всей шкале.

Здесь видно, что у модели IPS236 наиболее линейный график цветовой температуры, и в режиме sRGB он в точности совпадает с 6500К. Что касается двух других дисплеев, то здесь все сложнее. У W2442PA тени будут существенно холоднее, чем светлые области; у F2380 вообще налицо серьезный изъян, когда цветовая температура аномально изменяется в светлых тонах (примерно треть графика). Оба результата говорят о неприемлемости данных устройств для серьезной работы с цветом без применения калибратора либо другого способа корректной настройки дисплея. В то же время IPS236 этот тест проходит на «отлично».

Цветовые кривые. Несмотря на широкую распространенность измерений графика цветовой температуры дисплеев по шкале серого, полной оценки качества цветопередачи этот параметр не дает. А вот графики цветовых кривых позволяют визуально оценить, насколько отображаемые монитором уровни R-, G- и B-компонент расходятся с эталоном. В отличие от графика цветовой температуры, здесь заметны не просто отклонения в холодные либо теплые тона, а явные избыток либо нехватка того или иного цвета. В идеале все три кривые должны сливаться в одну и в точности повторять эталон, изображенный пунктиром:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях IPS, TN, PVA

На кривых видно, что у IPS236 все три графика проходят выше эталонной кривой. Это говорит о том, что картинка на экране будет выглядеть слегка светлее, чем нужно. Для серьезной работы надо будет компенсировать это тщательной настройкой гаммы.

У W2442PA кривые ближе всех к эталону, но «подкачал» синий канал: изображение будет оставаться слегка «холодным» почти до белого цвета.

У F2380 самая неприятная картина, когда преобладание синего канала в тенях сменяется его недостачей в светлых областях и снова выравнивается к белому цвету. Без калибратора здесь явно не обойтись.

Цветовые компоненты: суть графика аналогична предыдущему, просто другие масштабы и формат подачи информации. В этом представлении лучше видна степень несоответствия отображаемых цветов эталонным (в идеале все три графика должны сливаться в одну прямую на уровне 100%):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях IPS, TN, PVA

Хорошо видно, что у IPS236 графики линейны, за исключением самых темных и самых светлых областей. Однако для того, чтобы передача цветов была идеальной, нужно бы чуть понизить уровень зеленого.
У W2442PA вся проблема заключена в неточной настройке синего канала: его вклад монотонно понижается, а должен оставаться неизменным по всей шкале. К сожалению, средствами самого дисплея это не исправить. Также не помешало бы слегка усилить вклад красного канала.

Наконец, у F2380 графики синего и красного цветов заметно искажены, имеют выраженную нелинейность. Увеличение уровня красного здесь приведет лишь к тому, что светлые обрасти станут заметно «краснить», поэтому простой коррекцией здесь не поможешь, калибратор необходим.

Цветовой охват. Измерение цветового охвата выявляет, насколько красный, синий и зеленый цвета, отображаемые монитором, действительно являются таковыми в колориметрических терминах. В стандарте sRGB цветовые координаты точек R, G и B в абсолютном цветовом пространстве четко определены, и чтобы соответствовать стандарту, измеренные величины должны быть к ним, по крайней мере, близки.

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях IPS, TN, PVA

На графике показаны координаты точек R, G и B для уровня интенсивности серого цвета 50%. Видно, что к эталону sRGB наиболее близка модель IPS236, а у двух других охват слегка расширен в сторону зеленых оттенков. На практике же разница в цветовом охвате вряд ли будет особо заметной. Надо отдать должное IPS236 за более точное соответствие эталонным величинам.

3. Визуальное тестирование

Равномерность по площади экрана. Находящийся на тесте экземпляр IPS236 оказался заметно «пятнистым», что в преувеличенном виде демонстрирует это фото (неравномерность усилена в графическом редакторе):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Цветовая неравномерность по площади экрана вызвана, скорее всего, неточным подбором светодиодов в линейках по спектру их излучения. Для CCFL-подсветки такой эффект иногда тоже встречается, и там причина также заключается в отклонениях состава люминофора в лампах от эталонного.

Второй монитор, IPS226, оказался в этом отношении лучше, хоть и не идеален. Вот снимок равномерности на сером для трех дисплеев: – IPS226, F2380 и IPS236 соответственно:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Видно, что легкая неравномерность есть у всех моделей, но у F2380 она минимальна, а у IPS226 заметны обширные зоны переходов яркости. Впрочем, эти нюансы обычно присущи лишь конкретным экземплярам, поэтому утверждать, что дело обстоит именно так для всех мониторов линеек IPS2x6, разумеется, нельзя.

Равномерность на черном поле мы уже видели в иллюстрации к тесту контрастности:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Здесь свою лепту вносит еще один эффект, о котором ниже. Пока же просто отметим, что равномерность у модели IPS236 неидеальна.

Углы обзора.

Искажения цвета и падение яркости и контраста, наблюдаемые при взгляде на дисплей под углом к плоскости экрана – давно известная и всесторонне исследованная проблема ЖК-мониторов. Для различных технологий ЖК-панелей она характерна в разной степени. Считается, что для IPS-матриц нежелательные явления при взгляде под углом наименее выражены, хотя, разумеется, они также присутствуют.

При просмотре красочных фотографий неопытные пользователи могут не сразу заметить разницу между испытуемыми дисплеями. Особенно если смотреть на них так, как и предполагает модель эксплуатации компьютерного монитора – из точки напротив центра дисплея, направление взгляда под прямым углом к плоскости панели, расстояние не более 2 м.

Но если изменить положение наблюдателя относительно дисплея, начинают сказываться ограничения углов обзора, характерные для всех ЖК-технологий без исключения. Просто они по-разному проявляют себя, и некоторые будут заметны только на картинках определенного характера либо цветовой гаммы.

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

На фото – три исследуемых монитора, при взгляде под нормальным углом. Многие ли смогут угадать, где какая матрица? Скорее всего, единицы – хотя небольшие отличия в характере изображений есть.

При взгляде под большим углом отличия становятся более заметны, но также заставляют присматриваться к изображению в их поиске:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Монитор на IPS, дающий наиболее естественное изображение – на этом снимке крайний правый.

Но различия становятся значительно очевиднее, если удачно подобрать другую иллюстрацию. Причем даже при нормальном угле зрения (на данном снимке IPS236 оказался в центре):

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Казалось бы, в ходе измерений на некоторых графиках различие между моделями не выглядело столь уж радикальным. То ли дело при взгляде глазами…

Интересно, что разница между TN и PVA в этом тесте небольшая. Совсем другое дело – IPS. Несомненный плюс модели IPS236 – естественные цвета, хорошая проработка полутонов, визуально приятный, «мягкий» характер изображения.

Чем-то напоминает качественные ЭЛТ-дисплеи, но без присущего им множества специфических недостатков.
Разница между характером отображения значительно усиливается, если взглянуть на мониторы сбоку:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

При взгляде слева на изображение с обилием светлых полутонов искажения различных ЖК-технологий проявляют себя в полной мере. TN, например, потеряла плавность цветовых переходов в светлой области и создала грубый излишний контраст вокруг солнца. Впрочем, общая тональная гамма изображения осталась без изменений. В то же время на PVA в полной мере проявился характерный недостаток данной технологии – сдвиг полутонов при отклонении угла взгляда.

Глядя на правое фото, кажется, что на нем очень сильно упал контраст, но это не совсем так. Скорее, просто пастельные полутона выцвели и стали более светлыми, за счет чего и создается такой эффект. Ну, а IPS с данным тестом справилась лучше всех.

Но ситуация становится еще интереснее, если взглянуть на экраны дисплеев сверху и снизу:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Дисплеи фотографировались при равной яркости и при фиксированных ручных настройках фотоаппарата для всех троек снимков. Итак, самые «страшные» результаты, естественно, у TN-панели. Характерное осветление картинки вплоть до инверсии самых светлых областей при взгляде сверху, а также затемнение вплоть до полной черноты в тенях при взгляде снизу – это характерная особенность всех TN-панелей, простой признак, позволяющий легко отличать их от остальных типов. Если вы не знаете, какая панель установлена в мониторе, взгляните на него снизу – TN-панель обязательно потемнеет, в то время как другие типы либо станут светлее (*VA), либо особо не изменят яркость полутонов (IPS).

У PVA-панели дела обстоят получше. Каких-то серьезных искажений, кроме общего осветления полутонов (отметим, изначально излишне светлых из-за особенностей заводской настройки), обращает на себя внимание разве что усиление места перехода светлых тонов в область, залитую солнцем (справа). Некоторые оттенки, проявившиеся при взгляде сверху, в исходном изображении выражены не столь заметно.

IPS держится молодцом, особенно при взгляде снизу – контраст на месте, тональный баланс также не пострадал. Но что это за фиолетовый отлив в глубоких тенях на центральном верхнем фото?..

4. Glow

Этот эффект получил англоязычное название Glow. В дорогих панелях типа S-IPS использовался так называемый A-TW поляризатор, улучшающий картинку для острых углов обзора и не пропускающий паразитную засветку черного. Видимо, его применение – довольно затратное удовольствие, поэтому современные мониторы на удешевленных IPS такого поляризатора лишены. В связи с этим на черных участках изображения при взгляде под углом glow-эффект проявляет себя в полной мере. Разумеется, заметно это будет только при работе в полной темноте:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Первый – LG Flatron W2442PA на TN-матрице, его выдает небольшой glow и невысокий контраст. По центру – Samsung F2380 на PVA, у него лучшие результаты. Наконец, третий – IPS236, и здесь glow проявляет себя в виде заметного фиолетового отлива.

Взглянем под другим углом:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Что ж, у Samsung F2380 минимальный уровень черного, и при взгляде под углом его черный цвет остается таковым в полной мере. Этого уже нельзя сказать о W2442PA с его TN-матрицей, которой glow-эффект также слегка присущ. Но он в буквальном смысле меркнет перед картинкой, которую мы наблюдаем на IPS-панели модели IPS236…

Это не ошибка фотографа и не преувеличение, черный цвет на мониторе при взгляде под определенным углом действительно ярко синеет. А если взглянуть с другой стороны – уходит в фиолетовый оттенок.

Здесь также проявили себя несущественные различия между моделями IPS236 и IPS226 – чтобы их зафиксировать, три монитора сняты в одном кадре. Первый IPS226, посередине F2380, последний IPS236:

Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA Сравнительное тестирование ЖК-мониторов на панелях eIPS, TN, cPVA

Видно, что у моделей IPS236 и IPS226 эффект glow проявляет себя по-разному. Меньшая модель, IPS226, синеет при взгляде справа сверху, и уходит в фиолетовый отлив при смещении влево. Большая же, IPS236, ведет себя с точностью до наоборот. Судя по всему, ориентация матриц (т.е. «верх» и «низ») при производстве ЖК-панелей в этих моделях оказалась различной.

Впрочем, это несущественные детали. Гораздо актуальнее практический вопрос: насколько существенно это при реальной эксплуатации?

Как и в случае с уровнем черного, это зависит от условий эксплуатации дисплея. Glow-эффект на черном цвете может быть заметен при недостаточном либо умеренном освещении, и никак себя не проявит в помещениях с нормальным и высоким уровнем внешней освещенности. Он также не скажется на картинке при прямом взгляде на экран, без отклонений от нормали. Наконец, этот эффект характерен только для черного цвета, на типичных фото он никак себя не проявляет. В этом случае, наоборот, хорошо заметны преимущества IPS-панели в виде минимального искажения картинки при взгляде под углом:

5. Динамика, LED-подсветка и выводы

Время реакции. Для обычного пользователя быстродействие всех трех мониторов окажется вполне достаточным для просмотра фильмов и эпизодических игр. Что касается геймеров, то визуально TN-панель W2442PA оказалась наименее подвержена смазыванию изображения при резких рывках картинки на экране, а F2380 и IPS236 ведут себя примерно одинаково. При этом у F2380 предусмотрена трехступенчатая регулировка системы разгонного импульса («Быстродействие: обычное, повышенное, высокое»), а у моделей IPS226 и IPS236 таковой нет. К сожалению, у автора нет возможности как-либо запечатлеть свои субъективные впечатления о быстродействии этих дисплеев инструментально.

LED-подсветка. Краткий список общепризнанных достоинств LED backlight таков:

• Ниже энергопотребление (иногда разница двукратная);
• Более экологична в производстве и утилизации;
• Для питания LED не требуется блок высоковольтного инвертора, соответственно, проще конструкция;
• Позволяет достичь впечатляюще тонкого дизайна корпуса панели;
• Позволяет получать более высокие цифры «динамической контрастности» (за счет полного гашения подсветки в темных сценах).
• Более быстрый прогрев и стабилизация яркости после регулировки (отсутствие «дрейфа»).

Выводы по итогам тестаВ целом мониторы LG Flatron IPS236 и 226 получились удачными, вполне конкурентоспособными с TN-устройствами, и с оговорками конкурентоспособными с PVA. Их преимущества – высокая линейность цветопередачи, хорошая проработка полутонов, минимальные искажения при взгляде под углами – будут очевидны для тех, кто интересуется вопросами качества и точности отображения графической информации. Однако есть и недостатки, среди которых два основных – низкий контраст и подверженность черного цвета glow-эффекту при взгляде под углом. Это ограничивает их применение в темных и плохо освещенных помещениях (например, ночью).

Если вы часто работаете с графикой только при свете монитора и настольной лампы, PVA может оказаться более удачным выбором; в случае же соблюдения нормальных требований к эргономике рабочего места имеет смысл предпочесть IPS2х6. Учитывая разумную разницу в стоимости с массовыми моделями на TN, выбор между TN- и IPS-моделями вообще стоять не может – преимуществ у TN-моделей практически нет. В то же время преимущество IPS над TN совершенно очевидно, особенно, снова-таки, с учетом цены.

Нужно отметить, что отдельные категории пользователей, включая автора данного обзора, с самого начала продвижения на рынок ЖК-технологии как таковой, сетовали на невозможность выбора качественного ЖК-дисплея для работы с графической информацией за разумные (приемлемые для непрофессионалов) деньги. Судя по всему, эта мечта сбылась. Мы получили ЖК-дисплеи с IPS-матрицами, но практически по цене устройств на TN! А это дает надежду на то, что на рынке уже очень скоро появится множество интересных и доступных простым смертным моделей на *VA и IPS-матрицах (очень интересной также выглядит, например, модель LG Flatron IPS231). До этого момента поиск недорогого дисплея на не-TN матрице для обработки фото и дизайна представлял собой нешуточную задачу, иногда неразрешимую. Поэтому отдельно выразить благодарность подразделениям LG.Display и LG Electronics за этот решительный шаг в развитии индустрии ЖК-мониторов, ведущий в правильном направлении.

Тарас Олейник,
независимый ИТ-эксперт