Продолжаем (начало ЗДЕСЬ) погружение в мир больших и маленьких экранов и пробуем разобраться с новыми технологиями.

OLED (органический светодиодный дисплей) – наиболее перспективная технология для производства экранов. Такие матрицы дают сочный цвет, имеют высокую контрастность, качественно отображают темные оттенки и дают глубокий черный, умеют экономить энергию. Об отличиях LCD и OLED детальнее можно почитать в конце публикации. Однако есть у светодиодных матриц и недостатки.

Одним из минусов светодиодов является ограниченный срок службы. Если время жизни крупных LED на основе соединений металлов (такие используются в осветительной технике) может достигать 100 тыс. часов постоянного горения, то для миниатюрных диодов на основе органических веществ оно меньше. Так, самые совершенные образцы синих OLED светят без заметной потери яркости «всего» до 20 тыс. часов.

Даже 10 тыс. часов – это много. Чтобы светодиод существенно деградировал, он должен непрерывно работать больше года. При эксплуатации смартфона по 8 часов в день ресурса дисплея хватит на 3,5 года, тогда как одним аппаратом большинство пользуется 2-3 года. Но главная проблема в том, что диоды нагружаются неравномерно, в зависимости от изображения на экране, а синие субпиксели живут меньше зеленых и красных.

Из-за неравномерной нагрузки даже небольшая потеря яркости частью субпикселей приводит к появлению на экране теней, засветов, силуэтов статичных элементов. Иногда хватает нескольких месяцев на витрине, с отображением одной картинки, чтобы экран пришел в негодность. Во избежание подобных проблем производители смартфонов, а также телевизоров и компьютеров, прибегают к различным мерам.

Выгоревший экран Samsung Galaxy S6 с витрины © Reddit

Аппаратные меры защиты от выгорания

Аппаратные средства предотвращения выгорания закладываются на этапе разработки матриц. Одной из таких мер является использование структуры пикселей PenTile и ее разновидностей (Diamond Pixel и т.п.). В основе этих технологий лежит оснащение матриц неравномерным числом субпикселей, для более эффективного использования их ресурса.

OLED экраны производства Samsung, как правило, имеют вдвое меньше синих и красных субпикселей, чем зеленых. Кроме того, синие диоды имеют самые крупные размеры. Это позволяет сделать их мощнее, но при этом эксплуатировать в щадящем режиме (не задействовав весь потенциал), чтобы достичь продления срока службы. За счет разницы в конструкции субпикселей разных цветов достигается их равномерная скорость износа, чтобы потеря яркости со временем происходила в одном темпе.

Структура OLED экрана Samsung © IXBT

В отличие от Samsung, LG в некоторых своих OLED экранах применяет структуру PenTile, в которой синие субпиксели маленькие, но их вдвое больше, чем красных и зеленых. Эффект достигается примерно тот же: синих больше – значит их суммарная яркость больше, но светят они не на полную силу, что позволяет сохранить ресурс.

Структура OLED экрана LG © IXBT

Стоит отметить, что Pentile используется не только для продления ресурса. Эта технология хоть и делает картинку зернистой при небольшом PPI, но позволяет обеспечить лучшую цветопередачу, экономить энергию и сделать матрицы дешевле.

Pixel Shifting

Алгоритм Pixel Shifting используется для предотвращения показа статичной картинки длительное время. Суть его заключается в периодическом смещении изображения на один или несколько пикселей, для распределения нагрузки. Впервые данный метод применен еще в ЭЛТ мониторах и плазменных телевизорах (которые выгорали похлеще нынешних OLED). Ярким примером использования Pixel Shifting в современной технике являются iPhone X и XS.

При задействовании технологии Pixel Shifting статичная картинка на экране периодически «плавает» вверх-вниз и влево-вправо. Происходит это незаметно, например, при переключении между различными меню, а также во время показа динамичного контента (кино, игр).

Эффект Pixel Shifting (ускорено) © Gfycat

Так как смещение незначительное, большинство пользователей не замечают его невооруженным глазом. При этом, так как статичные элементы (индикаторы, логотипы, иконки, кнопки) обычно маленькие, даже этого достаточно для того, чтобы пиксели сменили оттенок, а статичная нагрузка на них в среднем была ниже.

Недостатком технологии Pixel Shifting является неполное предотвращение выгорания. Так как картинка хоть и немного смещается, но остается прежней, площадь воздействия статического изображения увеличивается лишь незначительно. Увеличить ресурс больше, чем на десяток процентов с ней не получится. Эффект выгорания все равно остается, просто деградировавшие участки экрана становятся более размытыми и не так бросаются в глаза.

Выгоревшие пиксели наэкранных кнопок Samsung Galaxy S8 © Pinterest

Программные методы

Средства защиты OLED экранов от выгорания программного типа реализуются на уровне операционных систем и драйверов устройств. Наиболее популярный метод – использование подвижных элементов интерфейса. К примеру, заставка на экране движется при бездействии, обои экрана периодически сменяются, а строка состояния меняет цвет в зависимости от приложения.

Производители смартфонов и других устройств с OLED дисплеем часто прибегают к адаптации интерфейса. Для этого они используют темное оформление без контрастных переходов цвета в районе статичных элементов, используют анимированные обои и скринсейверы, скрывают кнопки управления внизу и строку состояния вверху экрана.

ОС Android содержит программные инструменты для защиты от выгорания экрана, в том числе, поддерживает смещение пикселей. Однако оптимизация не идеальна, к примеру, в системе не проработан такой инструмент, как периодическая инверсия строки состояния индикаторов. В актуальных версиях Android (7 и выше) она монохромная, и поэтому переключение с белых значков на черном фоне к черным значкам на белом фоне было бы очень кстати.

В MIUI 10 цвет значков строки состояния инвертируется в зависимости от фона © Александр Навагин

Как предотвратить выгорание экрана самостоятельно

Если меры защиты, принимаемые производителями электроники, кажутся вам недостаточными, можно самостоятельно усилить их. В первую очередь, избегайте использования обоев, заставок и интерфейсов приложений, содержащих много синего, голубого, и близких оттенков. Синие субпиксели выгорают быстрее всего, поэтому лучше их не напрягать лишний раз. Если в часто используемом приложении поддерживается настройка цвета оформления – выбирайте красный или зеленый цвет.

В системах на базе Android, поддерживающих смену тем, стоит чередовать их. Та же MIUI предлагает большой выбор вариантов, из которых есть что выбрать. Кроме того, у Xiaomi реализована автоматическая смена цвета строки состояния, в зависимости от фона. Периодическое переключение индикаторов с белых на черные, и обратно, позволяет снизить эффект выгорания на Mi Note 2, Mi 8 и других устройствах компании с OLED.

Для защиты мониторов OLED используйте похожие меры. Настройте регулярную смену обоев в автоматическом режиме, установите автоматическое сокрытие панели задач, задайте динамичный скринсейвер (кстати, название Screen saver – «хранитель экрана», возникло как раз потому, что динамичная картинка защищала древние ЭЛТ-экраны от выгорания) при бездействии компьютера, а также автоматическое отключение монитора.

Сокрытие панели задач в Windows 7 © Александр Навагин

Если вы заметили, что экран уже выгорел, на некоторых тонах видны силуэты значков – можно попытаться исправить ситуацию. Для этого нужно включить в настройках инверсию цветов и использовать ее в тех приложениях, которые оставили эти силуэты. Также, если есть возможность не отключать экран при бездействии, можно попробовать запускать приложение, выжигающее пиксели своими статичными элементами, ставить яркость подсветки на 100%, и на несколько ночей оставлять устройство с активным дисплеем.

Инверсия цветов может помочь против выгорания © Александр Навагин

Однако, учтите, приведенный метод – крайняя мера. Он не лечит экран от выгорания, а всего лишь приводит к выгоранию других пикселей. В итоге максимальная яркость становится ниже, но зато выгоревшие точки не бросаются в глаза. Прибегать к такой радикальной мере стоит, только если экран имеет вид как на одной из иллюстраций выше.

Источник

AMOLED или IPS – какой экран лучше для смартфона

Фото: Smartprix Blog

К 2018 году соперничество между экранными технологиями свелось к тому, что на рынке осталось всего два достойных варианта. TN матрицы были вытеснены, VA в мобильных аппаратах не использовались, а чего-то нового еще не придумали. Поэтому конкуренция развернулась между IPS и AMOLED. Тут стоит напомнить, что IPS, LCD LTPS, PLS, SFT – это то же самое, как и OLED, Super AMOLED, P-OLED и т.д. являются лишь разновидностями светодиодной технологии.

На тему того, что же лучше, IPS или AMOLED, сказано уже немало. Но технологии не стоят на месте, поэтому в 2018 году не будет лишним внести коррективы и сделать разбор с учетом сегодняшних реалий. Ведь оба типа матриц постоянно совершенствуются, избавляются некоторых недостатков или эти минусы становятся менее существенными.

Что лучше для смартфона, IPS или AMOLED, сейчас попробуем выяснить. Для этого взвесим все плюсы и минусы каждой из технологий, чтобы по перевесу сильных сторон выявить абсолютного лидера или, с учетом специфики, решить, что лучше в конкретных условиях.

Плюсы и минусы IPS дисплеев

Разработка и совершенствование IPS дисплеев длится уже два десятилетия, и за это время технология успела обзавестись рядом плюсов.

Слои матрицы IPS. Фото: iMore

Преимущества матриц IPS

IPS матрицы являются лучшими среди всех типов ЖК-панелей благодаря ряду достоинств.

• Доступность. За годы развития технологию массово освоили многие компании, сделав массовый выпуск экранов IPS недорогим. Стоимость экрана для смартфона с разрешением FullHD сейчас стартует с отметки около $10. Благодаря низкой цене такие экраны делают смартфоны более доступными.
• Цветопередача. Хорошо откалиброванный IPS экран передает цвета с максимальной точностью. Именно поэтому профессиональные мониторы для дизайнеров, графиков, фотографов и т. д. выпускаются на IPS матрицах. Они обладают наибольшим охватом оттенков, что позволяет получить на экране реалистичные цвета объектов.
• Фиксированное энергопотребление. Жидкие кристаллы, формирующие картинку на IPS экране, почти не потребляют ток, основным потребителем являются диоды подсветки. Поэтому расход энергии не зависит от изображения на дисплее и определяется уровнем подсветки. Благодаря фиксированному расходу энергии IPS экраны обеспечивают примерно одинаковую автономность при просмотре фильмов, веб-серфинге, письменном общении и т.д.
• Долговечность. Жидкие кристаллы почти не подвержены процессу старения и износа, поэтому в плане надежности IPS лучше, чем AMOLED. Деградировать могут светодиоды подсветки, но срок службы таких LED весьма велик (десятки тысяч часов), поэтому даже за 5 лет экран почти не теряет в яркости.

Недостатки IPS матриц

Несмотря на весомые плюсы, есть у IPS и минусы. Эти недостатки являются фундаментальными, поэтому путем совершенствования технологии они не устраняются.

• Проблема чистоты черного цвета. Жидкие кристаллы, которые отображают черный цвет, блокируют свет от подсветки не на 100%. Но так как подсветка IPS экрана общая для всей матрицы, ее яркость не снижается, панель остается подсвеченной, в итоге черный цвет получается не очень глубокий.

В темноте видно, что черный отсвечивает серым. Фото: hardwarecanucks.com

• Низкая контрастность. Уровень контрастности ЖК-матриц (примерно 1:1000) приемлем для комфортного восприятия картинки, но по этому показателю AMOLED лучше IPS. Из-за того, что черный не очень глубокий, разница между самым ярким и самым темным пикселем у таких экранов заметно меньше, чем у светодиодных матриц.
• Большое время отклика. Скорость реакции пикселей у IPS панелей невысока, порядка десятка миллисекунд. Этого хватает для нормального восприятия картинки при чтении или просмотре видео, но маловато для VR-контента и других требовательных задач.

Плюсы и минусы дисплеев AMOLED

В основе технологии OLED лежит использование массива миниатюрных светодиодов, расположенных на матрице. Они независимы, поэтому предлагают ряд преимуществ над IPS, но не лишены и минусов.

Слои матрицы AMOLED. Фото: IGNIS Innovation

Преимущества AMOLED матриц

Технология AMOLED новее, чем IPS, и ее создатели позаботились об устранении минусов, характерных для ЖК-дисплеев.

• Раздельное свечение пикселей. В AMOLED экранах каждый пиксель сам является источником света и управляется системой независимо от других. При отображении черного цвета он не светится, а при показе смешанных оттенков может выдавать повышенную яркость. За счет этого AMOLED экраны демонстрируют лучшую контрастность и глубину черного.

Черные пиксели не светятся совсем. Фото: Silicon Investor

• Почти мгновенная реакция. Скорость отклика пикселей на светодиодной матрице на порядки выше, чем у IPS. Такие панели способны отображать динамичную картинку с высокой частотой смены кадров, делая ее более гладкой. Эта возможность – плюс в играх и при взаимодействии с VR.
• Сниженное потребление энергии при показе темных тонов. Каждый пиксель матрицы AMOLED светится независимо. Чем светлее его цвет – тем ярче пиксель, поэтому при показе темных тонов такие экраны потребляют меньше энергии, чем IPS. А вот в процессе отображения белого AMOLED панели демонстрируют схожий, или даже больший, чем у IPS, расход заряда батареи.
• Малая толщина. Так как у AMOLED матриц нет слоя, рассеивающего свет подсветки на жидкие кристаллы, такие дисплеи имеют меньшую толщину. Это позволяет уменьшить габариты смартфона, сохранив его надежность и не жертвуя емкостью аккумулятора. Кроме того, в перспективе возможно создание гибких (а не только изогнутых) матриц AMOLED. Для IPS это невозможно.

Недостатки AMOLED-матриц

Свойственны AMOLED-матрицам и недостатки, причем виновник большинства бед один. Это – синие светодиоды. Освоение их производства дается сложнее, а по качеству они уступают зеленым и красным.

• Синева или ШИМ. Выбирая смартфон с AMOLED экраном, приходится выбирать между широтно-импульсной регулировкой яркости и голубизной светлых тонов. Все из-за того, что при непрерывном свечении синие субпиксели воспринимаются сильнее, чем красные и зеленые. Исправить это можно с помощью использования ШИМ-регулировки яркости, но тогда всплывает другой недостаток. На максимальной яркости экрана ШИМ нет или частота регулировки достигает около 250 Гц. Этот показатель находится на границе восприятия и почти не влияет на глаза. А вот при снижении уровня подсветки – снижается и частота ШИМ, в итоге на низких уровнях мерцания с частотой около 60 Гц могут приводить к усталости глаз.

• Выгорание синего. Тут тоже проблема в синих диодах. Их срок службы меньше, чем зеленых и красных, поэтому со временем возможно искажение цветопередачи. Экран уходит в желтизну, баланс белого сдвигается в сторону теплых тонов, общая цветопередача ухудшается.

• Эффект памяти. Так как миниатюрные светодиоды склонны к выгоранию, места на экране, которые отображали яркую статичную картинку (например, часы или индикатор сети светлого цвета), со временем могут терять яркость. В результате даже если элемент не отображается, в этих местах виднеется силуэт этого элемента.

Смартфон очень долго находился на витрине, отображая постоянно надписи, от которых остались розовые тени. Фото: Guru3D.com

• PenTile. Структура PenTile не является фундаментальным минусом всех панелей AMOLED, но пока характерна для большинства из них. При такой структуре матрица содержит неодинаковое число красных, зеленых и синих субпикселей (у Samsung синих вдвое меньше, у LG – вдвое больше). Основной мотив использования PenTile – желание компенсировать недостатки синих LED. Однако побочным эффектом данного решения становится снижение четкости картинки, особенно заметное в VR-гарнитурах.

PenTile под микроскопом. Фото: Alvinemman.com

Как показал анализ плюсов и минусов, однозначно сказать, что лучше, IPS или AMOLED, нельзя. Обе технологии обладают преимуществами и недостатками, при этом чем дешевле смартфон (и его экран) – тем меньше заметны плюсы и сильнее выражены минусы. То есть, у условных Samsung Galaxy J5 (2016) и Doogee Mix, оснащенных экранами AMOLED, PenTile и ШИМ будут видны сильнее, чем у Samsung Galaxy S8.

С учетом всех особенностей обоих типов матриц можно отметить, что IPS с высоким разрешением лучше, если вас интересует VR и нужна максимальная четкость картинки. Ведь у AMOLED комфортному восприятию виртуальной реальности немного препятствует PenTile, и ШИМ подсветки пока нивелирует мгновенную скорость реакции. Также IPS лучше, если вам приходится больше работать со светлыми тонами (веб-серфинг, мессенджеры).

За экранами AMOLED будущее, но пока технология не идеальна. Однако можно смело покупать смартфон со светодиодным экраном, особенно если это флагман. Яркость, контрастность, глубокий черный и экономия энергии при показе темных тонов способны перекрыть все минусы OLED.

Источник