IPS матриця – основні плюси та мінуси

admin

IPS (In-Plane Switching) – технологія виробництва матриць, що використовуються в моніторах, телевізорах, ноутбуках, смартфонах та планшетах. Була розроблена в 1996 році спільно компаніями Hitachi і NEC на основі методу Гюнтера Бауера.

На даний момент IPS екрани є одними з найпопулярніших і найпоширеніших завдяки високій якості зображення. Технологія передбачає багатошарове паралельне розташування рідких кристалів. Як і інші види матриць, має низку переваг та недоліків, які важливо враховувати при виборі.

Особливості та різновиди

IPS – це сімейство вдосконалених матриць, у яких пікселі розташовані паралельно та у кілька шарів. Завдяки цьому вдалося покращити перенесення кольорів і збільшити кути огляду.

Рідкокристалічна IPS панель складається з 2-х основних модулів:

  1. Матриця з рідких кристалів, що відображає зображення.
  2. Світлодіодне (LED) підсвічування, що подає світло на пікселі.

Принцип роботи виходить з змінної інтенсивності світла. Світло виходить з модуля підсвічування, проходить через два поляризаційних фільтри зі зміною інтенсивності в матриці з рідких кристалів залежно від напруги, що подається. Кристали розкручуються під змінним кутом і передають на колірний фільтр і скляну пластину певну кількість світла, завдяки чому на екрані з'являється зображення.

Існує кілька типів IPS матриць:

  • S-IPS (Super IPS). Відрізняється зниженим до 5 мс часом відгуку. За цим параметром максимально наближена до TN.
  • S-IPS II. Поліпшений різновид S-IPS, що відрізняється зниженим споживанням енергії.
  • AS-IPS або E-IPS (Advanced Super або Enhanced IPS).Модернізована розробка «Hitachi», що відрізняється зменшеним часом відгуку та збільшеною яскравістю.
  • H-IPS (Horizontal IPS). Кристали упаковані в матриці горизонтально, завдяки чому вдалося збільшити контрастність та покращити кольоропередачу.
  • e-IPS. Модифікація від LG, що відрізняється зменшеними кутами огляду, але більш доступною вартістю.
  • UH-IPS і H2-IPS – модернізований варіант H-IPS з покращеною світлопроникністю та більш високою яскравістю.
  • AH-IPS. Застосовується в дисплеях з підвищеною роздільною здатністю (Ultra HD). Покращена H-IPS зі зниженим часом відгуку, мінімальним енергоспоживанням, підвищеною яскравістю та вищими кутами огляду.

Також такі дисплеї відрізняються типом використовуваного підсвічування, від якого залежить насамперед глибина чорного кольору. Для подачі світла можуть використовуватись люмінесцентні або світлодіодні лампи. Зараз застосовуються переважно світлодіоди, що забезпечують високу чіткість та контрастність. Крім того, LED світло є більш комфортним для очей.

За типом будови LED підсвічування класифікується на 2 види:

  1. Edge-LED. Світлодіоди розташовані лише по краях, а світло від них розсіюється по всій поверхні. Найпоширеніший варіант через доступну вартість.
  2. Direct-LED. Світлодіоди рівномірно розподілені по всій задній поверхні матриці. Забезпечує відображення глибшого чорного кольору.

Такі екрани мають такі основні характеристики:

  • Кути огляду – близько 178 °. При погляді збоку відтінки практично не змінюються.
  • Час відгуку – 2-5 мс.
  • Передача кольору максимально наближена до натуральної. Дисплей може відображати повноцінний 8-бітовий колір. У цьому випадку кожен колір має 256 відтінків.
  • Максимально широкий колірний діапазон.
  • Висока контрастність.

Переваги IPS дисплеїв

До основних переваг матриць даного типу можна віднести:

  • Максимально якісна кольорова передача. За цим параметром технологія перевершує практично всі аналоги, такі як TN, VA, MVA та AMOLED.
  • Збільшена контрастність у порівнянні з TN. Це забезпечує більш насичену та приємну оку картинку. Однак контрастність все ж таки не така висока, як у MVA дисплеїв.
  • Великі кути огляду – До 178 °. Завдяки цьому забезпечується якісна передача кольору при погляді не тільки прямо, але і з боків.
  • Хороша видимість зображення під час яскравого освітлення. За монітором приємно працювати навіть при попаданні прямих сонячних променів, особливо якщо він оснащений матовою лицьовою панеллю.
  • Тривалий термін служби порівняно з більшістю аналогів. Пікселі вигоряють вкрай рідко, зазвичай лише у випадку заводського шлюбу. При регулярній тривалій експлуатації якість зображення не погіршується.
  • Невисоке енергоспоживання. Такі екрани вважаються одними з найенергоефективніших, у тому числі за рахунок використання світлодіодного підсвічування. За цим параметром IPS програє тільки
  • Універсальність. Матрицю можна встановити практично в будь-який пристрій, який повинен відображати якісну картинку. Наразі такі дисплеї можна зустріти у моніторах, телевізорах, моноблоках, ноутбуках, смартфонах, планшетах та інших пристроях.
  • Максимальне колірне охоплення. Є повна підтримка найпоширеніших стандартів колірного спектру – sRGB та Adobe RGB.
  • Висока чіткість зображення.

Недоліки технології IPS

Незважаючи на величезну кількість переваг, такі матриці мають і кілька мінусів:

  • Більш висока вартість у порівнянні з TN, VA та MVA.Найдорожчими вважаються моделі, в яких підсвічування побудовано на базі органічних світлодіодів.
  • Більше енергоспоживання, ніж у TN. Це пов'язано з використанням набагато більшої кількості пікселів, які розташовані в кілька шарів.
  • Відносно великий час відгуку. Може змінюватись в межах 2-5 мс. Є й моделі зі швидкістю відгуку 1 мс, але дуже дорогі, тому зустрічаються рідко. У TN цей параметр становить менше 1 мс.
  • Менш якісна передача кольору в порівнянні з аналогами, побудованими на технології OLED, що забезпечує відображення абсолютно природного чорного кольору.
  • У дешевих IPS екранів іноді спостерігається ефект «блакитність» зображення. Як правило, таке явище зустрічається у недорогих смартфонах та планшетах.
  • Невисока контрастність у порівнянні з MVA та OLED.

Висновок

На даний момент технологія IPS є найпоширенішою у сфері виробництва дисплеїв. Завдяки відображенню якісного зображення такі екрани застосовуються практично у будь-яких гаджетах. IPS ідеально підходить для перегляду фільмів.

Якісна передача кольорів дозволяє використовувати такі монітори для роботи з графікою. Однак це не універсальне рішення для всіх користувачів. Для кіберспорту такі дисплеї підходять погано через порівняно високий час відгуку. Але для обробки графіки та перегляду мультимедійного контенту на даний момент це одне з найкращих рішень.

IPS матриця – основні плюси та мінуси - Priroda.v.ua

На відміну від роздільної здатності екрана або діагоналі дисплея, технологія виготовлення матриці найчастіше йде на другий план при виборі монітора: абревіатури IPS, TN і VA не несуть значущої інформації для середнього покупця.

При детальному зіставленні типів матриць проявляються відмінності, які можуть бути вирішальними у ряді випадків: це і кути огляду, і передачі кольору, і швидкість відгуку. За високу якість картинки найбільшого поширення набула технологія IPS — чи справді універсальні монітори з IPS-матрицею і в яких випадках вони виправдовують свою ціну?

Що таке матриця IPS?

Історія рідкокристалічних матриць бере свій початок із появи технологічно простих TN-дисплеїв, заснованих на явищі поляризації. Скручені в спіраль кристали такої матриці не дозволяли досягти високої контрастності та комфортних кутів огляду, і на основі методики Гюнтера Баура у 1996 році японською компанією Hitachi було виготовлено модернізовану версію існуючої технології.

В альтернативній схемі рідкі кристали розташовуються в кілька шарів паралельно один одному, завдяки чому без напруги екран передає куди більш контрастний чорний колір, а також досягається більший кут огляду на шкоду енергоспоживання і швидкості відгуку.

IPS або In-Plane Switching — сімейство вдосконаленої технології виробництва РК-матриць, що відрізняється широкими кутами огляду та якісною перенесенням кольорів.

Новий підхід у виробництві дисплеїв з часом витіснив TN-матриці, за винятком бюджетного та ігрового сегменту, де критично важлива максимальна швидкодія, якою поки що не може похвалитися технологія IPS та її похідні.

Зараз In-Plane Switching використовується повсюдно: екрани телевізорів, ноутбуки, монітори, моноблоки, смартфони та планшети – фактично скрізь, де потрібна якісна насичена картинка з широкими кутами огляду.

Які трапляються типи IPS матриць?

Під загальною назвою IPS поєднується ціла технологія виробництва матриць, а її розвиток згодом породив модифіковані рішення від великих компаній-виробників. На ринку зараз основу складають AH-IPS, E-IPS та низку інших типів матриць.

  • S-IPS або Super IPS – Одна з перших модифікованих технологій IPS, за допомогою якої вдалося домогтися скорочення часу відгуку до 5 мілісекунд, що максимально наблизило новий тип матриць швидкодії до TN-панелям.
  • S-IPS II– Нове покоління матриць S-IPS, одне з досягнень якого це знижене енергоспоживання.
  • E-IPS, AS-IPS або Enhanced і Advanced Super IPS — розробка компанії Hitachi, що є вдосконаленою технологією IPS з підвищеною яскравістю та скороченим часом відгуку.
  • H-IPS або Horizontal IPS — завдяки горизонтальній упаковці пікселів у матриці, ця технологія демонструє покращену кольоропередачу та підвищену контрастність.
  • e-IPS – Модифікація, запатентована компанією LG, спрямована на здешевлення виробництва на шкоду широким кутам огляду.
  • UH-IPS та H2-IPS – друге покоління H-IPS з підвищеною світлопроникністю та збільшеним діапазоном яскравості.
  • AH-IPS — одна з найпоширеніших модифікацій для дисплеїв високої роздільної здатності (UHD), удосконалений аналог H-IPS з коротким часом відгуку, низьким споживанням енергії, максимальними кутами огляду і високою яскравістю.

Також є PLS матриця від Samsung, яка базується на ips матриці, детальніше про неї можна почитати в нашій статті – Тип матриці PLS – технологія виготовлення, особливості, плюси та мінуси. IPS vs PLS

Існуючі розгалуження покликані поєднати переваги технологій IPS, TN і VA, проте досягти по-справжньому універсального рішення виробникам, як і раніше, так і не вдалося.

Підсвічування IPS матриці

Крім технології виконання самої матриці, на якість картинки, і насамперед на глибину чорного кольору, впливає реалізація вбудованого підсвічування монітора. Існують два принципові підходи: люмінесцентний і світлодіодний — якщо перший тип зараз вважається застарілим, другий використовується майже повсюдно.

LED-підсвічування сприяє як підвищенню контрастності та чіткості картинки, так і більш комфортній роботі для людського ока. Світлодіодне підсвічування у свою чергу може бути виконане в одному з двох варіантів:

  • Direct-LED – розміщення світлодіодів по всій поверхні матриці;
  • Edge-LED – освітлення тільки по краях з подальшим розсіюванням.

У першому випадку можливість локального вимикання LED-лампочок дозволяє передавати глибший чорний колір, підвищуючи тим самим контрастність зображення.

У разі IPS-матриць проте більш поширений саме Edge-LED тип підсвічування через дешевизну та слабовиражений ефект локального затемнення на IPS панелях.

Особливості IPS-матриць

Коли справа доходить до вибору технології виготовлення матриці, дисплеї порівнюють насамперед по ряду найбільш характерних параметрів: кути огляду, швидкодія, перенесення кольорів, глибина колірної гами і контрастність.

Кути огляду

Мабуть, головною перевагою моніторів IPS є те, що зображення виглядають однаково, незалежно від того, під яким кутом дивитися на монітор.

Матриці TN у цьому плані суттєво поступаються: при погляді на монітор зверху, знизу або збоку, кольори почнуть змінюватись і навіть можуть повністю інвертуватися. Яскравість екрана також змінюється під час руху, а іноді навіть при ледве помітних зрушеннях. Тому виникає неправильне сприйняття зображення, що призводить до неузгодженості, якщо ви працюєте з фотографіями або цифровою графікою.

Монітори IPS хоч і не ідеальні в цьому відношенні і можуть спотворювати картинку при погляді збоку, однак такий ефект зведений до мінімуму. Для різкої зміни кольору потрібен погляд з екстремально великого кута, близького до 178 °, що дозволяє забути про необхідність центрування по всіх напрямках, як це буває у випадку TN-матриць.

Час відгуку

Історично склалося так, що однією з переваг панелей TN перед панелями IPS була їхня частота оновлення – кількість оновлень зображення за секунду. У них також, як правило, швидший час відгуку – час, необхідний для того, щоб конкретний піксель змінив відтінок.

Цей недолік IPS матриць насправді не має значення для графічних дизайнерів, оскільки зазвичай в процесі роботи немає динамічних сцен і об'єктів, що швидко рухаються на екрані. Однак це може стати принциповим фактором на користь TN моніторів, якщо справа стосується, наприклад, наддинамічних ігор, де зволікання навіть у частки мілісекунди може бути критичним.

Втім, сьогодні різниця між технологіями у цьому плані вже не така помітна, як раніше. Монітори IPS наздоганяють TN за частотою оновлення: спочатку відгуку варіюється від 2 до 5 мс, для TN-матриць це значення трохи менше – 1 мс.Крім того, враховуючи переваги IPS-моніторів у кольоропередачі та кутах огляду, їх широко використовують і в ігровій індустрії. Є IPS монітори і з 1 мс, але коштують дорого.

Передача кольорів

IPS-монітори мають ще одну важливу перевагу перед іншими рішеннями на ринку: вони можуть відтворювати 8-бітовий колір (256 відтінків кожного основного кольору) природним чином, без змішування 6-бітових кольорів (64 відтінки на основний колір). Більше того, вони можуть досягти 8-бітового кольору без дизерингу. Дизеринг означає, що на дисплеї два "майже правильні" пікселі розташовані поруч один з одним для створення ілюзії правильного кольору.

Однак залишається питання, чи може таку різницю помітити людське око. Хоча це і залежить від конкретного монітора, в деяких випадках різниця помітна неозброєним поглядом, особливо в градієнтах кольору. Картинка 8-бітних моніторів виглядають більш згладжено, але варто враховувати, що результат залежить навіть від інших факторів і може змінюватись від дискретного колірного градієнта до максимально плавного.

Колірна гама

У тих випадках, коли в роботі над графікою потрібно якомога більша глибина відтінків, IPS-матриця по-справжньому незамінна. Незважаючи на те, що на ринку немає моніторів, здатних відображати всю кольорову гаму, яку може розрізняти людське око, дисплеї з IPS матрицею в рази перевершують повноту палітри екранів, виконаних за іншою технологією.

Під заявами виробників про "100% колірного простору sRGB" або "98% колірного простору AdobeRGB", як правило, мається на увазі підмножина кольорів, які монітори можуть відображати.Переважна у свою чергу ширша гамма, оскільки вона збільшує діапазон кольорів, який може бути зображений в ході роботи з графікою.

Контрастність

Різні виробники екранів рекламують свій «коефіцієнт контрастності» для конкретного дисплея за типом 1:1000 або 1:1200. Такі співвідношення непорівнянні для різних брендів, оскільки немає єдиного стандарту. Однак це не означає, що концепція коефіцієнта контрастності марна.

Монітори з найкращим коефіцієнтом контрастності дозволяють розрізняти більше деталей у темній області дисплея з більшою тональністю в тінях. Це дуже важливо для фотографії та графічного дизайну, де ви потенційно можете мати справу з ледь помітними відмінностями у темних областях зображення.

Монітори IPS майже завжди мають кращий коефіцієнт контрастності, ніж порівнянні панелі TN, навіть незважаючи на те, що їх наздоганяють нові вдосконалені TN-матриці. Третій же тип дисплеїв, монітори VA, часто мають кращий коефіцієнт контрастності з усіх, проте вони, як правило, поступаються за точністю кольору, тому фотографи здебільшого дотримуються саме IPS-моніторів.

Що вибрати: TN або IPS

Вибираючи між двома принципово різними технологіями, варто ще раз звернути увагу на сильні і слабкі сторони кожного рішення.

Tn Матриця плюси та мінуси

Класичні TN-матриці, які продовжують проте модифікуватися, досі мають попит за рахунок низки переваг:

  • Доступна ціна;
  • низький рівень споживання енергії;
  • Найкращий час відгуку та частота оновлення.

З іншого боку, переваги TN-дисплеїв нівелюються суттєвими недоліками, якщо монітор використовується в роботі з графікою та деякими повсякденними завданнями:

  • Невеликі кути огляду: трохи більше 160-170 градусів;
  • Погана передача кольору;
  • Низька контрастність.

IPS матриця плюси та мінуси

IPS – найбільш затребувана альтернатива застарілої технології, що займає левову частку ринку завдяки відмінним перевагам:

  • Відмінна передача кольору;
  • Висока контрастність;
  • Широкі кути огляду;
  • Найкраща видимість при сонячному світлі;
  • Більше тривалий термін служби.

Однак претендувати на універсальність IPS-матриці, як і раніше, не можуть через існуючі недоліки:

  • Збільшений час відгуку: від 2 до 5 мс, але зустрічаються і дорожчі варіанти з 1 мс
  • Дорожнеча в порівнянні з TN-моніторами;
  • Підвищене енергоспоживання.

Чи варто купувати IPS монітор?

Зараз саме монітори з IPS-матрицею залишаються кращим вибором за винятком тих випадків, коли обмежений бюджет покупки або потрібна максимально можлива швидкість відгуку. В інших випадках для вирішення повсякденних завдань IPS-дисплей задовольнить будь-яке людське око своєю соковитою картинкою — ідеально підходить для звичайних користувачів.

Для професійних рішень, потрібно підходити індивідуально, виходячи зі сфери діяльності та завдань. Наприклад, графічним дизайнерам та професійним фотографам дуже важлива натуральність кольору і далеко не кожен IPS монітор таке зможе дати.

IPS матриця – основні плюси та мінуси - Priroda.v.ua

Матриця – основна складова будь-якого монітора, від якої залежить якість зображення. У цій статті я розгляну 3 основні типи сучасних матриць, виявлю їх особливості та постараюсь визначити, для чого кожна з них краще підходить.

Види матриць

На сьогодні можна виділити 3 найпопулярніші різновиди матриць, які активно використовуються як користувальницькому, так і в ігровому, а також професійному сегментах: TN, VA та IPS.

TN

TN (Twisted Nematic) матриця складається з двох електродних стекол та шару рідких кристалів, які вишиковуються під кутом 90°. При подачі електричного сигналу на матрицю рідкі кристали повертаються і змінюють пропускання світла.

Особливістю TN матриці є швидкий відгук та низька вартість виробництва. Вона ідеально підходить для ігор та динамічних відео, тому що дозволяє досягти високої частоти оновлення екрана при низькій затримці, тобто мінімізувати розмиття зображення при швидкому русі.

Однак у TN матриці низький рівень контрастності та обмежений кут огляду. При спостереженні збоку або зверху кольори можуть спотворюватися, а чорний може виглядати сірим. Також TN матриці мають проблеми з передачею кольору. Такі монітори найчастіше віддають перевагу бюджетному ігровому сегменті.

VA

VA (Vertical Alignment) матриця в моніторах складається з трьох шарів: двох електродних стекол та шару рідких кристалів. Рідкі кристали розташовуються між електродним склом і вибудовуються вертикально, що дозволяє контролювати кут огляду і зменшити витік світла.

Особливістю VA матриці є високий рівень контрастності та глибина чорного кольору, що робить її ідеальною для перегляду фільмів та ігор, особливо при слабкому освітленні. Ще однією перевагою цього типу матриць є великий кут огляду, який практично не поступається IPS – близько 178 °.

Швидкість відгуку VA матриць сильно залежить від конкретної моделі монітора, проте більшість пристроїв відмінно підходять як для відео, так і для динамічних ігор або фільмів.Загалом VA матриці мають відмінне співвідношення продуктивності та якості за адекватної вартості. Тому монітори з VA можна зустріти в різних сегментах.

IPS

IPS (In-Plane Switching) матриця в моніторах складається з трьох шарів: двох стекол та шару рідких кристалів, які вишиковуються паралельно. При подачі електричного сигналу на матрицю рідкі кристали не повертаються, а просто змінюють свою орієнтацію, що дозволяє змінювати пропускання світла через матрицю.

Особливістю IPS матриці є високий рівень контрастності та широкий кут огляду. Кольори на екрані залишаються точними та не спотворюються при спостереженні з будь-якого кута. Також IPS матриці мають відмінну передачу кольорів, що дозволяє досягти точного і реалістичного відображення кольорів.

Головним недоліком IPS матриць є відносно повільний відгук, проте виробники змогли вирішити цю проблему за допомогою додаткових модифікацій. Тому монітори з IPS матрицями можуть купуватися для ігор, але я б рекомендував розглядати їх до покупки лише в середньому і високому цінових сегментах. Бюджетні моделі краще підійдуть для перегляду контенту, обробки фото/відео або роботи з графікою, де важливі контрастність та коректність відображення кольорів.

Підіб'ємо підсумки

Навіть якщо ваш бюджет не обмежений, знайти ідеальне універсальне рішення навряд чи вдасться. Важливо визначити свої цілі та бажані параметри і лише потім переходити до вибору.

Потрібна недорога матриця з низьким відгуком для динамічних ігор онлайн? Добре підійде TN.IPS зможе забезпечити кращу контрастність для яскравих сцен, проте деякі моделі моніторів страждають низьким часом відгуку, тому підбирати для ігор їх варто з особливою обережністю, а краще з тестами наживо. VA матриця виступає якимось балансом з відмінною вартістю, гарним часом відгуку та майже ідеальним чорним кольором, що є вагомою перевагою, якщо ви любите посидіти вночі за комп'ютером.

Для тих, хто думав придбати телевізор, рекомендую подивитись наші добірки:

Тут точно знайдете подарунок для себе, а то й близьким.

Про автора

Cooperation for product reviews:
Пошта: [email protected]
Телеграм: https://t.me/ImMaksims

Для пропозицій співпраці пишіть на пошту або в Telegram.