طبق ادعای سامسونگ، پنل SVA با هدایت کریستالهای مایع در جهات مختلف، زاویههای دید بهتری را برای مخاطب به ارمغان میآورد:
پنل VA
در یک LCD، دو لنز پلاریزه وجود دارد که به شیوهای بسیار مشابه با عینکهای مثال بالا ، قرار گرفتهاند، به طوری امکان مسدود کردن کامل نور در آنها وجود دارد. کریستال مایعی ساختار خاصی دارد و میتواند با عبور گرما یا برق، نور را کامل از خود عبور دهد. هربار که ساختار چینش این مولکولهای کریستال مایع تغییر میکند، جهت و میزان عبور نور هم تغییر مییابد.
درست مانند تلویزیونهای خانگی، مدلهای اولیه مانیتورها نیز از فناوری لامپهای پرتوی کاتودی یا CRT استفاده میکردند و علاوه بر صفحهای با پوشش فلورسنت به ابزاری برای شتابدهی و کانونی کردن اشعهی الکترون مجهز بودند. نمونههای اولیه تلویزیونها و مانیتورها، مونوکروم یا تکرنگ بودند و در سه مدل محدب یا کروی، مسطح یا فلت و مقعر یا استوانهای عرضه میشدند.
OLED یا دیود ساطعکنندهی نور ارگانیک (Organic Light Emitting Diode) فناوری دیگری برای پنلها است که روزبهروز بیشتر گسترش مییابد و محبوبیت بالایی نیز دارد. فناوری بهکاررفته در OLEDها با فناوری پنلهای LCD تفاوت زیادی دارد. این پنلهای OLED با فناوری تابشی الکتریکی (Emissive) تصاویر را نمایش میدهند، به این معنی که هر پیکسل جداگانه با دریافت سیگنال الکتریکی، نورِ رنگی ساطع میکند و به نور پسزمینه نیازی ندارد. ازآنجاکه پنلهای OLED میتوانند وضعیت تکتک پیکسلها را از روشن به خاموش تغییر دهند، رنگ مشکی را عمیقتر و یکنواختتر نمایش میدهند و دیگر در اطراف اجسام روشنایی دیده نمیشود. علاوهبراین، پنلهای OLED زوایای دید وسیع را با کیفیتی چشمگیر ارائه میدهند و زمان پاسخگویی آنها نیز تقریباً آنی است.
یکی دیگر از اصطلاحاتی که با آن مواجه خواهید شد Super AMOLED است که اصطلاح بازاریابی سامسونگ برای نمایشگری است که به جای قرار دادن لایهای جداگانه در بالای پنل، صفحهنمایش لمسی خازنی را مستقیماً در نمایشگر قرار میدهد و محصول نهایی نمایشگری نازکتر خواهد بود. برای آشنایی بیشتر با نمایشگرهای لمسی خازنی، ابتدا خیلی مختصر دربارهی نمایشگرهای لمسی توضیح میدهیم.
نمایشگرهای لمسی
در این مطلب سعی کردیم تمام فناوریهای موجود نمایشگرها و پنلهای آنها را معرفی کنیم؛ با توجه به آنچه گفته شد، شما از میان انواع مختلف نمایشگرها، کدام را انتخاب میکنید؟ از دیدگاه شما آیندهی فناوری این گجتهای نمایشدهندهی تصاویر چه خواهد بود؟ از میان غولهای فناوری کدام شرکت در این راه نوآورانهتر عمل خواهد کرد؟
منبع
شرایط پنلهای VA کمی پیچیده است، آنها معمولاً در مقایسه با مدلهای مشابه TN یا IPS، زمان پاسخدهی کمی کندتری دارند و این موضوع بهویژه در تصاویر مشکی بسیار محسوس بوده و هنگام حرکتهای سریع دنبالههایی تیره از اجسام دیده میشود که معمولاً از آنها بهعنوان لکهی مشکی یاد میکنند. پس طبق آنچه گفته شد، پنلهای IPS و TN حرکات را بهتر از پنل VA مدیریت میکنند.
هنگام خرید قطعات و سختافزار کامپیوتری دقت داشته باشید که نمایشگر و واحد گرافیکی باید همیشه با هم متناسب باشند. خرید مانیتور 4K بدون سختافزار متناسب با آن، اساساً آن نمایشگر را به مانیتوری با قابلیت پخش 1080P تبدیل میکند. همین امر در مورد گرافیک سیستم نیز صادق است؛ شما میتوانید بهترین مانیتور روی کرهی زمین را بخرید، اما اگر گرافیک سیستمتان تنها قابلیت نمایش رزولوشن 1080P را داشته باشد، هرگز از آن نمایشگر، بازده رضایتبخشی را دریافت نخواهید کرد.
طراحی حرفهای
qHD
LEDهای بیشتر میتوانند نقاط تاریک را بهتر نمایش دهند و درنتیجه کنتراست (تفاوت بین قسمتهای تاریک و روشن یک تصویر) بهتری ارائه دهند. علاوه بر آن تولیدکنندگان miniLEDها در تولید این نمایشگرها از LEDهای بازطراحیشدهای بهره بردهاند که تصاویر روشنتری ایجاد کرده و برای نمایش محتوای HDR ایدئال هستند.
microLEDها در ترکیب و اتصال با پنلهای مشابه خود محدودیتی ندارند و میتوانند با پنلهای مشابه خود ترکیب شده و نمایشگری با رزولوشن 16K و حتی بیشتر تولید کنند.
miniLED
در QLEDها برخلاف OLEDها، CRTها و نمایشگرهای پلاسما، از فناوری انتقالی به جای فناوری تابشی استفاده میشود. در فناوری تابشی یا ساطعکننده (Emissive) نور از ابتدا بهصورت رنگی تابیده میشود و به عبور از فیلتری خاص برای به تولید رنگ نیازی نیست؛ بااینحال در فناوری انتقالی (Transmissive) نورِ بیرنگِ زمینه با عبور از فیلتری از جنس کریستال مایع، به خود رنگ میگیرد. تلویزیونهای QLED مانند LCDها از این فناوری استفاده میکنند؛ با این تفاوت که با استفاده از غشائی از نقاط کوانتومی، دقت رنگ و روشنایی آنها بهبود پیدا میکند.
نمایشگرهای قدیمی از صفحه فلورسنت و لولهی پرتوی کاتُدی (CRT) ساخته شده بودند که سنگین و بزرگ بودند و فضای زیادی اشغال میکردند. امروزه دیگر اغلب نمایشگرها با فناوری صفحهی نمایش تخت (LCD) و نور پسزمینهی LED ساخته میشوند و در مقایسه با نمایشگرهای قدیمی CRT فضای کمتری اشغال میکنند.
نمایشگرهای microLED برای بهبود فناوری OLED به وجود آمدند. همانطورکه گفته شد، OLEDها با اینکه عملکرد بسیار خوبی ارائه میدهند، اما نقاط ضعفی مانند روشنایی محدود نیز دارند. فناوری microLED برای از بین بردن نقاط ضعف OLEDها معرفی شد، اما هنوز آنچنان که باید فراگیر نشده است و همچنان بهترین نمایشگرهای موجود در بازار از فناوری OLED استفاده میکنند.
نمایشگرهای نسل بعدی سبکتر، نازکتر، انعطافپذیرتر، سازگارتر، کارآمدتر و مطابق با نیازهای متغیر جامعه خواهند بود. برای مثال OLEDهایی که از پلیمرهای ساطعکنندهی نور تشکیل شدهاند، میتوانند نور مورد نیاز نمایشگرهای نازک و کممصرف را تأمین کنند، فناوری DLP با استفاده از آینههای میکروسکوپی بسیار، میتواند برای پروژکتورهای بزرگ، امکان نمایش حداکثر ۳۵ تریلیون رنگ را فراهم کند، نمایشگرهای پلاسما تصاویری با کیفیت بسیار بالا را روی نمایشگرهای بسیار بزرگ نمایش میدهند. نمایشگرهای انتشار میدانی (Field Emission) میتوانند مانند فناوری CRT، تصاویری با وضوح بالا را در حجم کمتر تولید کنند. سازندگان کاغذ الکترونیکی نیز تلاش میکنند با توسعهی نمایشگرهایی با خواص کاغذ، این فناوری را جایگزین صنعت چاپ کنند. در کل میتوان گفت که تقاضا برای نمایشگرهایی با کیفیت بالاتر، مهمترین عامل در تکامل فناوری نمایشگرها است.
با توجه به اینکه امروزه دیگر پنلهای TN مانند گذشته محبوب نیستند و مدلهای باقیمانده از آنها هم بخش گیمینگ با عملکرد بالا را هدف قرار میدهند، تمرکز کمتری روی روشنایی آنها وجود دارد. به همین دلیل، تقریباً تمام نمایشگرهای بالاردهای که امروزه در بازار میبینیم، از پنلهای VA یا IPS استفاده میکنند، بنابراین اگر بهدنبال روشنایی بالا در تصویر نمایشگر خود هستید؛ به احتمال زیاد به پنلی از نوع VA یا IPS نیاز خواهید داشت.
در ابتدا، CRTها صنعت نمایشگرها را در انحصار خود داشتند، اما امروزه فناوریهای جدیدتری مانند LCD و LED جایگزین CRT شدهاند و دستگاههای مختلف، از تلویزیونهای HD گرفته تا دستگاههای کوچک مانند گوشیها از طیف گستردهای از فناوریهای نمایشگر استفاده میکنند.
بیشتر پنلهای VA در LCDها نسبت کنتراست بالاتر از ۲۵۰۰:۱ دارند و برخی از آنها حتی کنتراستی بین ۵۰۰۰:۱ تا ۶۰۰۰:۱ ارائه میدهند. مانیتورهای جدید حتی از نور کم موضعی برای دستیابی به نسبت کنتراست بسیار بالاتر استفاده میکنند. پنلهای IPS حتی در نور کم هم نمیتوانند رنگ مشکی را با دقتی برابر با پنلهای VA تولید کنند. در کل میتوان گفت که پنل VA تنها نوع پنل LCD است که میتواند سیاهی عمیقی را در اتاق تاریک ایجاد کند.
فرکانس بالای تا ۶۰۰ هرتز، نمایش دقیق رنگها، کنتراست بالا و هزینهی پایین تولید پنلهای بزرگ، همه و همه از نقاط قوت نمایشگرهای پلاسما نسبت به نمایشگرهای CRT هستند، بااینحال، سه عامل مصرف بالای انرژی، فرایند مشکل ساخت تولید پنلهایی با رزولوشنهای بیشتر از 1080p و پدیدهی سوختگی تصویر (در ادامه توضیح داده میشود) باعث شدند تا به تدریج تولید این نمایشگرها متوقف شود.
LCD
بزرگترین مشکل نمایشگرهای CRT، علاوه بر ابعاد بزرگ و وزن بالا، مصرف بالای برق و تولید حرارت زیاد آنها بود. این مشکلات باعث شد تا دانشمندان فناوری جدیدی به نام پلاسما را برای نمایشگرها توسعه دهند.
پلاسما
تلاشها برای تولید و نمایش طیف وسیعتری از رنگها و داشتن زوایای دید بهتر به تولید پنلهای IPS منجر شد که دومین پنل محبوب امروزی است. در سال ۱۹۹۶ هیتاچی پنل IPS را معرفی کرد. در این پنل دیگر خبری از معایب پنل TN نبود و محدودیتهایی مانند ناتوانی در نمایش طیف گستردهای از رنگها و زاویهی دید محدود را نداشت. برخلاف پنلهای TN که مولکولهای کریستال مایع در آن بهصورت عمودی قرار میگیرند، این مولکولها در پنلهای IPS افقی چیده شدهاند. آرایش افقی مولکولهای کریستال مایع، پراکندگی نور را کاهش داده و علاوه بر افزایش میدان دید، رنگهای طبیعیتری را به نمایش میگذارد. پنلهای IPS میتوانند رنگ مشکی واقعیتری نسبت به پنلهای TN ایجاد کنند و درنتیجه رنگها را زندهتر و شادابتر نمایش میدهند.
طبق آنچه تا اینجا گفته شد، هیچ نوع پنلی برای تمامی کاربریها بهترین نیست؛ و انتخاب از میان آنها کاملاً به نحوهی استفادهی کاربر بستگی دارد. شاید در گذشته تفاوتهای قابلتوجهی میان انواع پنلها وجود داشت، اما درحالحاضر با پیشرفت فناوری، این تفاوتها دیگر ناچیز هستند؛ در این میان دو استثنا وجود دارد: زاویهی دید و کنتراست.
- اگر در اتاقی تاریک از نمایشگر خود استفاده میکنید، پنل VA بهتر میتواند سیاهی عمیق را نمایش دهد و بهترین انتخاب به حساب میآید.
- اگر در اتاقی با نور کافی از نمایشگر خود استفاده میکنید، باید روی سایر قابلیتهای پنل آن تمرکز کنید و براساس آنها و کاربری خود تصمیم به انتخاب بگیرید. پنلهای IPS عموماً برای کاربریهای اداری ترجیح داده میشوند و پنلهای TN نیز معمولاً بهترین تجربهی گیمینگ را ارائه میدهند.
OLED
HDMI که اخیراً نسخهی ۲٫۱ آن توسعه داده شد، توانایی پشتیبانی از سرعتی معادل ۴۸ گیگابیتبرثانیه را هم دارد، درمقابل VESA اخیراً استاندارد جدید دیسپلیپورت را در نسخهی ۲٫۰ معرفی کرد که از حداکثر سرعت ۸۰ گیگابیتبرثانیه هم پشتیبانی میکند؛ البته هنوز این نسخه از DisplayPort در دستگاههای زیادی استفاده نمیشود و HDMI 2.1 نیز (که بسیاری از قابلیتهایش برای تولیدکنندهها انتخابی است) هنوز به محصولات زیادی در دنیای واقعی راه پیدا نکرده است.
با کاهش هزینهی تولید انبوه پنلهای IPS شرکتهایی مانند سامسونگ و الجی به تولید نمایشگرهایی مجهز به این پنل روی آوردند و در سالهای اخیر نیز مدلهای جدیدی از پنلهای IPS به بازار معرفی شدند که یا از قابلیتهای جدیدی بهره میبردند یا در برخی، معایب پنلهای IPS قدیمی برطرف شده بود. پنلهای IPS نرخ نوسازی پایینی دارند، بنابراین برای گیمینگ مناسب نیستند و از آنها بیشتر در محیطهای کاری حرفهای استفاده میشود. این پنلها، تصاویر را با کیفیتی چشمگیر نمایش میدهند و کمی گرانتر از پنلهای TN به فروش میرسند.
بهطور کلی سادهترین روش بیان رزولوشن نمایشگرها به این صورت است که تعداد پیکسلهای چیدهشده در عرض در تعداد پیکسلهای چیدهشده در ارتفاع آن را بیان کنیم؛ البته تراکم پیکسلی تمام نمایشگرها یکسان نیست و ممکن است ابعاد فیزیکی دو نمایشگر با رزولوشن یکسان، برابر نباشد.
Progressive درمقابل Interlaced
ماتریس غیرفعال فناوری بهکاررفته در نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) است و از شبکهی قطعات هادی عمودی و افقی متشکل از اکسید قلع ایندیم (ITO) برای ایجاد تصویر استفاده میکند. هر پیکسل توسط تقاطع دو هادی کنترل شده و با اعمال اختلاف ولتاژ در یک تقاطع، کریستال مایع پیکسل روشن را در آن تقاطع ایجاد میکند. امروزه نمایشگرهای کریستال مایع (LCDها) محبوبترین فناوری نمایشگر در جهان شناخته میشود که در تلویزیونها، مانیتورها، گوشیها و بسیاری از گجتهای دیگر کاربرد دارند. بااینحال، همه LCDها یکسان نیستند و عملکرد آنها به دو بخش ماتریس غیرفعال و ماتریس فعال تقسیم میشود.
در نمایشگرهای کریستال مایع (LCD)، از پلاریزهکنندههای خطی استفاده میشود که عملکردی مشابه شیشهی عینکهای آفتابی پلاریزه ارائه میدهد. اگر از دو لنز پلاریزه را در زاویهی ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر قرار دهید، نور از آنها عبور نمیکند. درواقع این اساس کار LCDها است، اما کریستالهای مایع با آرایشی خاصی میان لنزهای پلاریزهی متقاطع قرار گرفتهاند که به نور اجازه عبور میدهند.
اساس کار نمایشگرهایی که از تکنیک Interlaced یا درهمبافته برای نمایش تصاویر استفاده میکنند با نمایشگرهایی که از تکنیک پروگرسیو یا پیشرونده استفاده میکنند، متفاوت است؛ تکنیک درهمبافته، تکنیکی برای ادغام و نمایش دو فریم متوالی بدون مصرف پهنای باند اضافی است. در این تکنیک، همهی پیکسلها و خطوط، در یک زمان پردازش نمیشوند؛ ابتدا تعدادی از پیکسلها و در مدت زمان اندکی باقی پیکسلها پردازش شده و پس از آن، پیکسلهای پردازششده از دو فریم متوالی با هم ادغام میشوند.
در بحث کنتراست پنلهای VA پیروز میدان هستند و پنلهای TN بدترین عملکرد را در بخش کنتراست دارند؛ کنتراست این پنلها معمولاً در محدودهی ۶۰۰:۱ تا ۱۲۰۰:۱ است، کنتراست پنلهای IPS کمی بهتر و در محدودهی بین ۷۰۰:۱ تا ۱۵۰۰:۱ متغیر است، اما همچنان به خوبی پنلهای VA عمل نمیکند.
در سال ۱۸۵۰ هرمان ون هلمولتز فیزیکدان آلمانی این فرضیه را مطرح کرد که سه نوع گیرندهی نوری در چشم انسان وجود دارند که میتوان آنها را با توجه به واکنشی که به طول موجهای نوری ارسالشده به شبکیهی چشم نشان میدهند به سه دستهی طیف کوتاه (آبی)، طیف متوسط (سبز) و طیف بلند (قرمز) تقسیم کرد. پس از آن فردی به نام هرمان گرسمن مفهوم فضای رنگی را در دو مرحله گسترش داد، مرحلهی اول ایدهی فضای برداری (Vector Space) بود که مفاهیم هندسی در چند بعد را نمایش میداد و مرحلهی دوم نیز نحوهی ترکیب رنگها در این فضا بود. فضای رنگ CIE 1931 XYZ، یکی از اولین فضاهای رنگی بود که براساس اندازهگیریهای انجامشده بر درک چشم انسان، معرفی شد.
microLEDها برای رفع ایرادهای OLEDها به وجود آمدند
VGA برای اتصال کامپیوتر به پروژکتور، مانیتور یا تلویزیون استفاده میشود که رزولوشن رنگی ۶۴۰ در ۴۸۰ را با ۱۶ رنگ و نرخ نوسازی ۶۰ هرتز ارائه داده و برای رزولوشنهای کمتر از ۳۲۰ در ۲۰۰ نیز ۲۵۶ رنگ را نمایش میدهد. ازآنجاکه اتصال VGA از سیگنالهای آنالوگ استفاده میکند، تصاویر دریافتشده توسط آن، کیفیت و وضوح پایینی دارند؛ این کانکتورها در نهایت با کابل و کانکتورهای HDMI و DVI جایگزین شدند.
Thunderbolt
در پنلهای miniLED، دستهبندی یا گروهبندی دیودهای ساطعکنندهی نور بسته به صلاحدید سازنده متفاوت است و میتوان آن را به صورت کارآمدی به کار گرفت. برای مثال اپل در iPad Pro M1، تعداد ۲۵۰۰ منطقهی مختلف را برای دستهبندی چهارتایی دیودها بهکار برده است؛ بدینترتیب ۱۰ هزار دیود، روشنایی بیشینهی ۱۶۰۰ نیت در محتوای HDR و روشنایی تمامصفحهی ۱۰۰۰ نیتی را تولید میکنند.. سامسونگ نیز در تلویزیونهای NEO QLED از فناوری مشابهی برای بالا بردن روشنایی پنل استفاده میکند؛ بهعنوان مثال تلویزیون QN90A در مدل ۶۵ اینچی خود از ۷۹۲ منطقهی نوردهی بهره میبرد و هنگام نمایش محتوای HDR به روشنایی نزدیک به ۲۰۰۰ نیت دست مییابد.
نمایشگرهای لمسی در انواع مختلفی تولید میشوند که سه نوع رایج آن را در ادامه معرفی میکنیم:
- نمایشگر لمسی مقاومتی: اولین نمایشگر لمسی تولیدشده از نوع خازنی بود، اما نوع مقاومتی آن در سالهای بعد، به رایجترین نوع در بازار تبدیل شد. این صفحهنمایش از لایهی نازکی از رسانای الکتریکی و مقاومتی از فلز ساخته شده است و هنگامی که کاربر با لمس صفحه به آن فشار وارد میکند، تغییری در جریان الکتریکی ایجاد شده و به واحد کنترل کامپیوتر ارسال میشود. امروزه این نوع نمایشگر لمسی بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند و با توجه به مقاومتی که درمقابل مایعات یا گرد و غبار دارند، نسبت به انواع دیگر قابل اطمینانتر هستند.
- نمایشگر لمسی موج آکوستیک (صوتی) سطحی: این مانیتورها ورودی را ازطریق امواج اولتراسونیک پردازش میکنند. زمانی که کاربر نمایشگر را لمس میکند، موج پردازش و توسط کامپیوتر دریافت میشود. این نوع از نمایشگر لمسی درمقابل آب یا گرد و غبار آسیبپذیر است.
- صفحهنمایش لمسی خازنی: در نهایت به صفحهنمایش لمسی خازنی استفادهشده در AMOLEDها میرسیم، این صفحهنمایش شامل پوششی با مواد شارژشدهی الکتریکی است که بهطور مداوم جریان را روی صفحه برقرار نگه میدارد و عمدتاً از لمس انگشت به جای قلم بهره میبرد. این نمایشگرها شفافیت بالایی دارند و در اثر گرد و غبار آسیب نمیبینند. امروزه از صفحهنمایش لمسی خازنی بیشتر در گوشیها استفاده میشود.
LED
نمایشگرهای کریستال مایع ماتریس غیرفعال، آرایش شبکهمانندی از قطعات هادی دارند و معمولاً از مواد رسانایی مثل اکسید قلع ایندیم (ITO) ساخته میشوند. اکسید قلع ایندیم مانند شیشه شفاف است، اما برخلاف شیشه، رسانایی بالایی دارد و الکتریسیته را از خود عبور میدهد. شفافیت و رسانایی، اکسید قلع ایندیم را به مادهای فوقالعاده مفید برای استفاده در LCDهای ماتریس غیرفعال تبدیل میکند.
تاندربولت ۴ هم مانند نسل قبلی خود تنها با یک کابل، داده و سیگنالهای ویدیویی و برق را منتقل میکند و نرخ انتقال برابری با نسخهی نسل گذشته دارد، اما بهبودهای قابلتوجهی نسبت به تاندربولت ۳ در آن دیده میشود. از مهمترین بهینهسازیها در استاندارد نسل جدید میتوان به تطبیقپذیری و امنیت بیشتر اشاره کرد.
HDMI
از مزیتهای پنل VA میتوان به بهبود زاویه دید و بازتولید بهتر رنگها نسبت به پنل TN اشاره کرد
با شکلدهی ساختار بومرنگگونهی سلولهای کریستال مایع و تقسیم بیشتر هر زیرپیکسل به دو بخش مختلف، علاوه بر نمایش مناسب تصاویر از زوایای مختلف، میتوانید رنگها را نیز واقعی و بدون تغییر ببینید.
نمایشگرهای کریستال مایع (Liquid Crystal Display) یا LCDها یا امروزه در دستگاههای بسیاری استفاده میشوند. این نمایشگرها از دو لایهی شفاف پلاریزه با اختلاف زاویهی ۹۰ درجه تشکیل شدهاند که بین آنها مادهای به نام کریستال مایع قرار گرفته است. این ماده در سال ۱۸۸۸ اختراع شد و حالتی بین جامد و مایع دارد. هنگامی که مولکولهای کریستال مایع آرایش خاصی داشته باشند، میتوانند نور را از خود عبور دهند. در LCDها تمامی نور تصاویر از منبع نور پشتی (بک لایت) توسط لامپ فلورسنت CCFL تأمین میشود. این نور با عبور از شیشهی اول و فیلترهای رنگی به کریستال مایع میرسد و در صورت دریافت جریان مورد نیاز، با تغییر آرایش مولکولها، زاویهی تابش نور به نحوی تغییر پیدا میکند که از لایهی پلاریزه عبور کرده و رنگ تعریفشده را به نمایش در میآورد. نتیجهی این فرایند، روشنایی یکپارچهی تصاویر است. در LCDها لامپهای CCFL وظیفهی تأمین روشنایی را بر عهده دارند و کریستال مایع نیز مانند شاتر دوربین عمل میکند.
پنل IPS
فناوریهای جدید، مانند Nano IPS الجی و دات کوانتوم سامسونگ، با اضافه کردن لایهای اضافی به LCD، طیف رنگی نمایشگرهای مدرن IPS و VA را به میزان قابلتوجهی بهبود بخشیدهاند. در کل میتوان گفت پنلهای IPS در نمایش دقیق رنگها برتری جزئی نسبت به نمایشگرهای VA و TN دارند.
برای مثال نمایشگری با عمق بیت ۸، دو به توان ۸ یا ۲۵۶ فام از هر رنگ اصلی ( درمجموع، ۱۶٫۷ میلیون رنگ) تولید میکند و نمایشگر ۱۰ بیتی نیز میتواند ۱۰۲۴ فام یا درمجموع ۱٫۰۷ میلیارد رنگ تولید کند. گاموتهای رنگی نمایشگر زیرمجموعهای از نمودار کروماتیسیتی xy هستند که همیشه بهشکل مثلث نمایش داده میشود. امروزه، تعریفهای تخصصیتری برای گاموتهای رنگی وجود دارد که درادامه، چند نمونه از آنها را معرفی میکنیم:
- RGB از حروف اول سه رنگ Red (قرمز)، Green (سبز)، Blue (آبی) گرفته شده است و بیشتر در نمایشگرهایی مانند LCD ، LED یا CRT استفاده میشود. RGB با توجه به قابلیتهای سیستم به روشهای مختلفی پیادهسازی میشود و رایجترین این روشها نیز، اجرای ۲۴ بیتی است که از سال ۲۰۰۶ تا به حال به کار میرود و ۱۶٫۷ میلیون رنگ تولید میکند.
- sRGB (مخفف standard Red Green Blue) متداولترین فضای رنگی است که امروزه به کار میرود؛ این فضای رنگی در سال ۱۹۹۶ توسط HP و مایکروسافت برای نمایشگرهای CRT معرفی و سپس در LCDها و دیگر انواع نمایشگرها نیز به کار گرفته شد. sRGB با وجود محبوبیت بالا، تنها بخشی از طیف نوری مرئی را پوشش میدهد و ۲۵ تا ۳۳ درصد از رنگهای قابلدرک برای چشم را بازتولید میکند. این گاموت رنگی در نمایش درخشش و سرزندگی رنگها ضعیف عمل کرده و رنگها را تا حدودی ماتتر از آنچه هستند، نشان میدهد. sRGB درحالحاضر بهعنوان پروفایل پیشفرض در نرمافزارهای زیادی مانند فتوشاپ وجود دارد و در بیشتر سیستمعاملها، مانند ویندوز به کار میرود؛ اغلب وبسایتها و محتوای آنها نیز منطبق با همین استاندارد پیادهسازی میشوند.
- Rec.709 گاموت رنگی دیگری است که برای فضاهای کمنور طراحی شده است. این فضای رنگی شباهت زیادی به sRGB دارد و ازآنجاکه اغلب نمایشگرها امکان تنظیم مقدار گاما را میدهند، گاما را میتوان بهعنوان رابط بین روشنایی نمایشگر و نوردهی پیکسلها تعریف کرد؛ گامای پایین با روشن کردن بیش از حد بخشهای تاریک، باعث میشود تصویر صاف به نظر برسد و گامای بالا نیز تشخیص جزئیات در این مناطق را دشوار میکند. درواقع گاما شدت نور در نقاط تاریک و سایهها را تحت تأثیر قرار میدهد؛ گامای مناسب، تصاویر را واقعگرایانهتر نمایش میدهد و درک ما از عمق تصاویر را بهبود میبخشد. تفاوت بین sRGB و Rec.709 را میتوان نامحسوس دانست؛ این دو استاندارد ناحیهی یکسانی از نمودار کروماتیسیتی را پوشش میدهند و تنها تفاوتشان این است که در sRGB از گامای کمتری نسبت به Rec.709 استفاده میشود که آن را به گاموت رنگی مناسبتری برای اتاقهای روشن مانند فضاهای اداری تبدیل میکند.
مقالهی مرتبط:
- AdobeRGB فضایی رنگی است که توسط ادوبی توسعه داده میشود. این فضا از sRGB گستردهتر بوده و تقریباً ۵۰ درصد از طیف رنگی مرئی را پوشش میدهد. AdobeRGB بهطور خاص برای عکاسی طراحی شده و در محتوای ویدیویی کاربردی ندارد. اگر دقت کرده باشید، پرینترها به جای استفاده از جوهرهای آبی، قرمز یا سبز (RGB) برای پرینت رنگی عکسها، اغلب از مدل رنگی CMYK (مخفف Cyan، Magenta، Yellow و Key) استفاده میکنند و هدف از توسعهی فضای AdobeRGB نیز در همین راستا است تا عکاسان بتوانند کنترل بیشتری روی تصاویر چاپی خود داشته باشند. با اینکه AdobeRGB مختص عکاسی است و فضای مناسبی برای نمایش تصاویر محسوب میشود، دوربینها اغلب بهصورت پیشفرض از فضای رنگی sRGB استفاده میکنند، چراکه خروجی تصاویر معمولاً بهصورت دیجیتالی روی نمایشگرها نشان داده میشود و از طرفی خروجی AdobeRGB نیز برای اغلب برنامهها تعریف نشده است. در کل میتوان گفت که AdobeRGB، گاموت رنگی محبوبی نیست، اما پروفایل اختصاصی برای نمایش این فضای رنگی در برخی نمایشگرها وجود دارد.
- DCI-P3 یا P3 یا Display P3، فضای رنگی یا مجموعهای از رنگها است که کنسرسیومی به نام Digital Cinema Initiatives آن را توسعه داده است. این فضای رنگی بیشتر در مانیتورها استفاده میشود و بیشتر تلویزیونها هنوز از طیف رنگی کوچکتر sRGB بهره میبرند. DCI-P3 نسبت به دیگر گاموتها، فضای رنگی گستردهتری از نمودار کروماتیسیتی xy (حدود ۲۵ درصد وسیعتر از sRGB) را پوشش میدهد و تجربهای رضایتبخش را برای تماشای محتوای HDR به ارمغان میآورد. DCI-P3 حدود ۲۷ درصد از ناحیهی نمودار کروماتیسیتی را پوشش میدهد و شباهت زیادی به فضای رنگی AdobeRGB دارد؛ نمایشگرهایی که از این فضا پشتیبانی میکنند، میتوانند رنگها را زندهتر و اشباعتر نمایش دهند. DCI-P3 در نمایش محتوای ویدیویی کاربرد دارد و بنابراین نسبت به AdobeRGB از محبوبیت بیشتری برخوردار است؛ تقریباً تمام نمایشگرهای دستگاههای دیجیتالی، حداقل بخشی از این فضای رنگی را با کیفیتی قابلتوجه پوشش میدهند.
- Rec. 2020 و Rec.2100 جدیدترین گاموتهای رنگی توسعه دادهشده هستند؛ Rec.2020 بزرگترین ناحیهی نمودار کروماتیسیتی را پوشش میدهد و اولین استانداردی است که از نمایشگرهای ۱۰ و ۱۲ بیتی و وضوحهای بیشتری مثل 4K و 8K پشتیبانی میکند. این گاموت رنگی نزدیک به ۷۵ درصد از طیف نور مرئی را پوشش میدهد (۴۰ درصد بیشتر از DCI P3) و بهحدی وسیع است که حتی بهترین نمایشگرها نیز تنها از ۶۰ تا ۸۰ درصد آن پشتیبانی میکنند. Rec.2100 را میتوان نسخه توسعهیافتهی Rec.2020 دانست که برای نمایش محتوای HDR مناسب است.
انواع نمایشگر
نمایشگرهای لمسی، رابط ورودی دوستانهای را ایجاد کرده و کاربر را از داشتن سواد یا مهارتهای کامپیوتری بینیاز میکنند. دستگاههای مجهز به نمایشگرهای لمسی راهی آسان برای ارتباط با تکنولوژی را برای کاربر فراهم میکند و با نمایش تصاویر یا کلماتی به کاربر به او کمک میکند تا بهراحتی با سیستم تعامل داشته باشد. وارد کردن اطلاعات نادرست در نمایشگرهای لمسی غیرممکن است و تنها گزینهی معتبر روی صفحات لمسی نمایش داده میشود و پس از لمس منوها یا آیکونها، ورودی را از کاربر دریافت کرده و پردازش میکند.
دقت داشته باشید که فناوری LCD دائماً پیشرفت میکند و توضیحات بالا تنها اصول اولیهی عملکرد این فناوری است.
ماتریس فعال و ماتریس غیرفعال در LCD
با وجود تمام قابلیتهای پنلهای OLED، این پنلها هم بینقص نیستند. در OLEDها خطر Burn-in یا سوختگی دائمی تصویر، بهخصوص زمانی که عناصر مدت زیادی روی نمایشگر ثابت باقی میمانند، وجود دارد.
مقالهی مرتبط:
اثر هاله (Halo effect) یا Blooming: اثر هاله زمانی رخ میدهد که نور بخشهای روشن نمایشگر به مناطق تاریکتر اطراف آن نفوذ کند. این اتفاق، هالهای در اطراف بخش تاریک ایجاد میکند.
پنل TN
هنگامی که نمایشگر یا دستگاهی مجهز به نمایشگر را خریداری میکنید، ممکن است روی آن عبارت SVA را مشاهده کنید؛ این عبارت در واقع مخفف Super Vertical Alignment است که توسط سامسونگ معرفی شده است. SVA نوعی پنل VA به حساب میآید که ادعای زاویه دید بهتری نسبت به مدلهای معمولی دارد (به همین دلیل بسیاری از مردم به اشتباه فکر میکنند SVA مخفف Super Viewing Angles است). نمایشگر مجهز به SVA هنگام مشاهده تصویر از زوایای مختلف با نوردهیهای متفاوت (کنار، بالا، پایین و در فضای روشن و آفتابی)، کیفیت مطلوبتری نسبت به پنل VA معمولی ارائه میدهد.
در نمایشگرهای مجهز به دیودهای ساطعکنندهی نور، با استفاده از قابلیت تیرگی موضعی، نور نمایشگر بهتر کنترل شده و تصاویر تیره با وضوح بالاتری دیده میشوند. طول عمر بالا، ضخامت کمتر و مصرف بهینهی ۴۰ درصدی برق در این نمایشگرها نسبت به LCDها از عوامل برتری LEDها به شمار میروند. درواقع LED همان LCD است که نور پسزمینهی آن به جای لامپ فلورسنت توسط لامپهای LED تأمین میشود و نام درست آن نیز LED Backlit LCD است که به اختصار LED شناخته میشود.
Apple II که با نام Apple ][ نیز شناخته میشود، کامپیوتر خانگی 8 بیتی بود که اپل در ۱۰ ژوئن ۱۹۷۷ عرضه کرد؛ این کامپیوتر توسط استیو وزنیاک و استیو جابز طراحی شده بود و با قیمت پایهی ۱۲۹۸ دلار به فروش میرسید.
LCDهای ماتریس غیرفعال
ازآنجاکه تمام نورها را میتوان به دو قطبش عمود تقسیم کرد، دو نوع لنز پلاریزه برای جلوگیری از عبور تمام نورها کافی هستند؛ یعنی اگر دو جفت عینک آفتابی پلاریزه بردارید و آنها را بچرخانید بهطوریکه عدسی یکی روی عدسی دیگری قرار گیرد و عینکها با هم زاویهی قائمه داشته باشند، نباید از ترکیب این دو، نوری عبور کند. لنز اول نورهای یک قطبش را مسدود کرده و لنز دوم نورهای قطبش دیگر را مسدود میکند.
کاربری مختلف افراد از نمایشگر، ممکن است انتخابهای متفاوتی برای خرید این فناوری را پیش روی او قرار دهد. برای مثال گیمرها همیشه بهدنبال نرخ نوسازی بالا برای داشتن تجربهی کاربری روانتری هنگام بازی هستند. طراحان و متخصصان اغلب از نمایشگرهای زیبای IPS با رنگهای واقعی که در صفحهنمایش جلوه داشته باشند، استفاده میکنند. در ادامه نگاهی دقیقتر به رایجترین کاربردهای نمایشگرها و بهترین انتخاب برای خرید براساس کاربری خواهیم داشت:
کاربری روزمره و اداری
پنل VA
مانیتورها روی میز کامپیوتر قرار داده میشوند؛ اما تلویزیونهای خانگی را میتوان به دیوار وصل کرد
- نمایشگرهای محدب یا کروی: این نمایشگرها میدان دید بسیار محدودی داشتند.
- فلت یا مسطح: نمایشگرهای صفحهتخت یا Flat-Panel Display، سبکتر از مدلهای محدب هستند و فضای کمتری را اشغال میکنند. این نمایشگر مصرف برق کمتری هم دارد و ازآنجاکه تشعشعات مضر تولید نمیکند، بیشتر استفاده میشود. نمایشگرهای مسطح میتوانند آنالوگ یا دیجیتال یا ترکیبی از هر دو باشند.
- مقعر یا منحنی یا خمیده: انحنای خفیفی بهسمت داخل دارند و میدان دید بهتری نسبت به دو نوع قبلی ارائه میدهند.
تلویزیونهای خانگی
با اینکه لرزشها یا تاری سوژههای در حرکت برای بسیاری به اندازهی تفاوتها در کیفیت تصویر خروجی ملموس نیست، اما واقعیت این است که پنلهای مختلف در مدیریت این لرزشها و تیرهوتاریها، متفاوت عمل میکنند. پنلهای TN از همان ابتدا به دلیل نرخ نوسازی بالا و زمان پاسخگویی سریع، در حوزهی گیمینگ بهترین عملکرد را ارائه میکردند. بااینحال، سازندگان راههایی برای بهبود چشمگیر مدیریت حرکتهای سریع در پنلهای VA و IPS پیدا کردهاند که تفاوت خروجیها را کاهش میدهند.
Nano IPS فناوری بهبودیافتهای بر پایهی فناوری IPS به حساب میآید که لایهای از ذرات نانو روی نور پسزمینه (Backlight) پیادهسازی شده است. این پنل با هدف ترکیب زمان پاسخگویی سریع و کیفیت بصری بالا توسعه داده شده و رنگهای زندهتر و تأثیرگذارتری برای مخاطب به ارمغان میآورد. پنل Nano IPS با فناوریها و تکنیکهای G-Sync و FreeSync سازگار بوده و نرخ فریم و نرخ نوسازی را به خوبی با یکدیگر هماهنگ میکند. در کل یکی از بزرگترین نقاط قوت پنل Nano IPS، زمان پاسخگویی یک میلیثانیهای آن بوده که مشکل پنل IPS معمولی را برطرف کرده است.
پنل VA یا چیدمان عمودی
در نمایشگر کریستال مایع ماتریس غیرفعال معمولی، پیکسلها در محل اتصال هادیهای ITO کنترل میشوند و با افزایش یا کاهش ولتاژ در محل این اتصالات، تصاویر ایجاد میشوند. ماتریس غیرفعال یکی از قدیمیترین انواع فناوریهای LCD محسوب میشود که ریشهی آن به اوایل دههی ۱۹۸۰ برمیگردد و در تولید رنگها و کنتراست نیز با محدودیتهایی همراه است.
8K UHD
با توجه به اینکه پنلهای TN در ابتدا تنها از رنگهای ۶ بیتی پشتیبانی میکردند، این پنلها رنگها را نسبت به دو پنل دیگر ضعیفتر نمایش میدادند. البته امروزه دیگر بسیاری از نمایشگرهای امروزی، از جمله مدلهای TN، حداقل ۸ بیتی هستند و بسیاری از آنها حتی میتوانند رنگهای ۱۰ بیتی را ازطریق تکنیک dithering تقریب بزنند.
امروزه پنلهای TN، محبوبترین، رایجترین و ارزانترین پنلها در جهان بوده و تقریباً در تمام لپتاپها و اکثر مانیتورهای دسکتاپها یافت میشوند. پنلهای TN اولین نوع از پنلها برای نمایشگرهای صفحه تخت یا Flat-Screen بودند که به تولید انبوه رسیدند. با معرفی این پنلها، نمایشگرهای CRT (لامپ پرتوی کاتدی) از رده خارج شده و به دلیل مقرونبهصرفه بودن تولید نمایشگرهایی با پنل TN، درحالحاضر نیز انواع مختلفی از آنها تولید شده و در بازار به فروش میرسد.
فناوری نمایشگرها از زمان معرفی آنها به عرصهی الکترونیک، راه درازی را پیموده است و نقش مهم و مؤثری در نحوهی انتقال اطلاعات دارد. با مطرح شدن روزافزون ایدههای نوآورانه، فناوریهای نمایشگرها نیز پیچیدهتر میشوند، تا جایی که بازار نمایشگرهای امروزی مملؤ از انتخابهای فراوانی برای کاربران است؛ هرکدام از این انتخابها مزایا و معایب خاص خود را داشته و انتخاب این فناوری تا حد زیادی به کاربری فرد بستگی دارد.
الجی و فیلیپس نیز هر دو تلویزیونهای miniLED خود را در سال ۲۰۲۱ روانهی بازار کردند. الجی این نمایشگرهای خود را با نام تجاری QNED (دیودهای ساطعکنندهی نانوسل کوانتومی) و در اندازههای بزرگتر و رزولوشنهای 8K و 4K عرضه میکند و فیلیپس نیز نمایشگرهایی در ابعاد ۶۵ و ۷۵ اینچی با این فناوری تولید میکند. امروزه محصولاتی مانند آیپد پرو ۱۲٫۹ اینچی، مکبوکهای ۱۴ و ۱۶ اینچی و نمایشگر Pro Display XDR همگی از فناوری miniLED بهره میبرند.
miniLED درمقابل microLED
بهینهترین فاصلهای را که کاربر برای دیدن نمایشگر باید رعایت کند، ۴ برابر ارتفاع صفحهنمایش معرفی کردهاند؛ در این فاصله، معمولاً پیکسلها را دیگر نمیتوان به صورت تک به تک تشخیص داد.
فضاهای رنگی
ضخامت و وزن کم، مصرف پایین انرژی و کیفیت بالای تصاویر باعث شدند تا نمایشگرهای کریستال مایع به محبوبترین نمایشگرهای دنیا تبدیل شوند.
در تعریف ساده، microLED به فناوری تابشیای گفته میشود که روندی شبیه به نمایشگرهای OLED دارد و هریک از پیکسلها بهصورت مجزا و تکی روشن میشوند. درواقع پیکسلها در این فناوریهای، به نور پسزمینه نیازی ندارند. مهمترین مزیت microLEDها قابلیت نمایش رنگ مشکی با کیفیتی چشمگیر است. علاوه بر توانایی نمایش بهینهی رنگ مشکی، کنتراست و نوردهی بالای microLEDها نیز جزو نقاط مثبت آنها است. OLED نوردهی حداکثر هزارنیتی و microLED نوردهی حداکثر پنجهزارنیتی ارائه میکند.
در نظر داشته باشید که درحالحاضر هیچکدام از نمایشگرهای موجود در بازار نمیتوانند کل رنگهای طیف مرئی را پوشش دهند و گاموت رنگی وسیع نیز، به تنهایی معیاری مناسب برای داشتن تصویر خروجی رضایتبخش محسوب نمیشود. اگر نمایشگری بتواند در همان محدودهی گاموت رنگی که پوشش میدهد، فامهای منحصربهفردی از ترکیب سه رنگ اصلی (آبی و سبز و قرمز) تولید کند، خروجی با کیفیتی خواهد داشت؛ این تعداد فامهای منحصربهفرد، عمقِبیت نامیده میشوند؛ در واقع، عمقِبیت، مقدار دادههایی است که برای نمایش سطح درخشش هر زیرپیکسل بهکار میروند و عمقِبیت بیشتر نشاندهندهی این امر است که نمایشگر میتواند گرادیانهای دقیقی از رنگهای اصلی را ایجاد کند.
SD و HD Ready یا Full HD
***
LCDهای ماتریس فعال
تعداد پیکسلهای عرض و ارتفاع در نمایشگرهایی با رزولوشن 1080p، از نسبت ۱۶ به ۹ یا همان تصویر عریض (Widescreen) پشتیبانی میکنند و این نمایشگرها ۱۰۸۰ خط افقی یا پیکسل در ارتفاع و ۱۹۲۰ خط عمودی یا پیکسل در عرض دارد؛ در نمایشگرهای قدیمیتر (CRT)، نسبت رزولوشن افقی به عمودی ۴ به ۳ است. دقت داشته باشید که تعداد پیکسلهای نمایشگری Full HD ثابت است و بسته به ابعاد نمایشگر که کوچک (گوشی ۴ اینچی) یا بزرگ (تلویزیونی ۶۵ اینچی) باشد، وضوح نیز کمتر یا بیشتر خواهد بود.
در طبیعت نور به صورت پلارایزشده وجود دارد و به اجزایی مجهز است که در جهات بالا و پایین و چپ و راست در نوسان هستند. از طرف دیگر در طبیعت موادی (یا همان کریستال مایع) وجود دارند که تنها به برخی از این پلاریزاسیونها اجازهی عبور میدهند. برای مثال، عدسیهای پلاریزه روی عینک آفتابی به کاهش تابش خیرهکنندهی نور کمک میکنند، چراکه به پلاریزاسیونهای ناشی از انعکاسها اجازهی عبور نمیدهند، اما باقی نورها را از خود عبور میدهند.
LEDها از لامپ فلورسنت CCFL استفاده نمیکنند و از دو آرایش قرار دادن دیودهای ساطعکنندهی نور در قسمت پشت پنل (Full Array LED) یا دورتادور پنل (Edge Lit LED) بهره میبرند. این دیودها قابلیت نمایش عمیقتر و طبیعیتر رنگ سیاه را دارند و کنتراست را بهتر نمایش میدهند. هر دو دسته به قابلیت Local Dimming مجهز هستند و روشنایی LEDها در آنها به نحوی کنترل میشود که امکان روشنایی و تاریکی موضعی فراهم باشد؛ به این معنی که روشنایی بخشهای مختلف صفحه بهصورت جداگانه و مستقل کنترل میشوند.
صفحات لمسی بر درک و ارتباط مستقیم با کاربر متکی بوده و علاوه بر بزرگسالان، کودکان نیز قادر به ارتباط برقرار کردن با آنها هستند. امروزه نمایشگرهای لمسی در سیستمهای پرداختی مانند دستگاههای خودپرداز، برخی سیستمهای آموزشی، سیستمهای کنترل و اتوماسیون اداری، سیستمهای موقعیتیابی (GPS)، گوشیها، تبلتها، ساعتهای هوشمند و کنسولهای بازی کاربرد دارند.
در نمایشگرهای LCD تفاوت زیادی بین پنلهای VA و IPS از نظر یکنواختی پخش رنگ خاکستری وجود ندارد.
درحالحاضر در تمام LCDها از فناوری LED استفاده میشود و LEDها در واقع همان LCD هستند
در بحث زاویه دید افقی، پنل IPS نسبت به دو پنل دیگر برتری دارد؛ چراکه تصویر حتی در زاویهی گسترده نیز با کیفیت ثابتی نمایش داده میشود. پنلهای VA و TN معمولاً هنگام تغییر زاویه دید افقی، با افت کیفیت همراه هستند: دقت رنگ عموماً در پنلهای VA بهتر باقی میماند، اما پنلهای TN در زوایای متوسط تغییری جزئی در دقت رنگ دارند. هر دو پنل TNو VA معمولاً با تغییر کم زاویه دید افقی، با کاهش روشنایی همراه هستند و اگر زاویهی دید خیلی کم باشد، دیگر حتی تصویری دیده نمیشود.
در کل به ندرت پیش میآید که نمایشگرها در نمایش رنگ خاکستری غیریکنواخت عمل کنند. بااینحال پنلهای TN در این حوزه با اختلاف جزئی عملکرد ضعیفتری نسبت به پنل IPS یا VA دارند و نیمهی بالایی صفحه تقریباً همیشه تیرهتر از بقیه قسمتها به نظر میرسد.
LCD از دو لایهی پلاریزه روی هم تشکیل شده است که هر دو به شکلی پلاریزه شدهاند که نور به خوبی از آنها عبور میکند. یکی از لایهها (یا هر دو) از کریستالهای مایع ساخته شده و میتوان با اعمال ولتاژ جهت قرارگیری آنها را تغییر داد. اگر ولتاژ به نحوی اعمال شود که کریستالهای مایع لایهای نسبت به لایهی دوم در زاویهی ۹۰ درجه قرار گیرند، به نحوی که هیچ نوری از لایهها عبور نمیکند، ناحیهی مورد نظر تاریک نمایش داده میشود و رنگ مشکی ایجاد میشود.
نمایشگر لامپ اشعه کاتدی (Cathode-Ray Tube) یا CRT اولین نوع نمایشگر بود که بیش از صد سال پیش به بازار عرضه شد. در این نمایشگرِ آنالوگ، نوعی تفنگ نوری، الکترونهای قرمز، آبی و سبز را به فسفرهای سطح کُروی نمایشگر پرتاب کرده و پیکسلهای رنگی ایجاد میکند. این تفنگ برای ایجاد تصویر، خط به خط تمام پیکسلها را با سرعت بالایی روشن میکند.
- HDMI 1.4: پشتیبانی تا وضوح 4K (یا ۴٫۰۹۶ در ۲٫۱۶۰) در ۲۴ هرتز، وضوح 4K (یا ۳٫۸۴۰ در ۲٫۱۶۰) در ۳۰ هرتز، وضوح 1080p در ۱۲۰ هرتز
- HDMI 2.0: پشتیبانی تا وضوح 4K در ۶۰ هرتز و پشتیبانی از HDR در نسخههای بعدی (2.0a و 2.0b)
- HDMI 2.1: پشتیبانی تا وضوح 10K در ۱۲۰ هرتز و بهبود دادهشده با متادیتای پویا برای محتوای HDR ویدیویی و صوتی (eARC) که امکان ارسال صدای Dolby Atmos و DTS:X را از نمایشگر به گیرنده فراهم میکند.
میزان توانایی تولید رنگ مشکی در هر نمایشگر، از مهمترین عوامل تعیینکننده در کیفیت تصویر آنها است و OLEDها با کمک فناوری ساخت خود، بهتر از هر نمایشگر دیگری میتوانند رنگ مشکی را نمایش دهند.
هر سه فناوری بالا در نمایشگرهای LCD استفاده میشوند؛ اما نحوهی چیدمان مولکولهای کریستال مایع و واکنش آنها به اعمال ولتاژ متفاوت است. بهطور کلی میتوان گفت که تمامی LCDها برای نمایش تصویر به تغییر آرایش مولکولها نیاز دارند؛ اما نحوهی تغییر این آرایش است که کیفیت خروجی و زمان پاسخگویی را تعیین میکند.
پنل TN یا رشتهای تابیده
درنتیجه، اگر این دو لایه دقیقاً در فاصلهای مناسب از یکدیگر قرار گیرند و مولکولهای کریستال مایع نیز در میان این دو لایه وجود داشته باشند، نور از لایهی اول عبور کرده، قطبی میشود و سپس آرایش مولکولهای کریستال مایع به گونهای تغییر میکند که نور عمود بر لایهی دوم وارد میشود. با توجه به آنکه مولکولهای کریستالهای مایع توسط الکتریسیته قابل دستکاری و تنظیم هستند، میتوان نور را از آنها عبور داد (نمایش رنگها) یا مسدود کرد (نمایش رنگ مشکی).
رتینا در واقع نامی تبلیغاتی برای نمایشگرهای اپل است و تعریف مشخصی برای آن وجود ندارد. این نمایشگرها معمولاً تراکم پیکسلی بالاتری و وضوح بیشتری نسبت به دیگر نمایشگرها دارند. اپل یک دهه پس از رونمایی آیفون ۴، تمامی محصولاتش را به نمایشگر رتینا مجهز کرد؛ اما تمام این محصولات تراکم پیکسلی یکسانی ندارند.
4K و UHD
اساس کار LCDها بر مسدود کردن مسیر نور استوار است
قبل از معرفی فناوریها، انواع نمایشگرها و پنلهای مختلفی که برای تولید آنها استفاده میشوند، ابتدا بهتر است با برخی مفاهیم و تعاریف دربارهی نمایشگرها بیشتر آشنا شویم:
رزولوشن
در سال ۱۹۷۵، جورج ساموئل هرست اولین صفحهنمایش لمسی مقاومتی را معرفی کرد. همانطورکه از نام آن پیدا است، این نمایشگرِ حساس به لمس از دو ورقهی انعطافپذیر تشکیل شده بود که بین آنها مادهای مقاومتی قرار داشت و توسط شکاف هوا یا ریزنقطه از هم جدا شده بودند؛ این نمایشگر تنها تا سال ۱۹۸۲ مورد استفاده قرار گرفت.
یکی از مهمترین مزایای پنلهای TN، پاسخدهی بسیار سریع و تأخیر کم آنها است؛ این پنلها تأخیر بسیار ناچیزی، حتی در حد یک میلیثانیه داشته و بیشترین نرخ نوسازی (پشتیبانی تا ۲۴۰ هرتز) را ارائه میدهند. در واقع میتوانند فریمها را با سرعت بسیار بالایی نوسازی کنند. پنلهای TN، معمولاً کمترین زمان پاسخگویی را در بین دیگر پنلها دارد و بنابراین این دست از پنلها گزینهای مناسب برای گیمینگ آنلاین بوده و در میان گیمرها از محبوبیت بالایی برخوردار است. از دیگر مزایای پنلهای TN نیز میتوان به قیمت پایین آنها در مقایسه با پنلهای دیگر اشاره کرد.
پنل IPS یا سوئیچینگ در صفحه
نمایشگرهایی با رزولوشن واقعی 4K در سینمای دیجیتال بهکار برده میشوند و از تعداد پیکسل ۴۰۹۶ در ۲۱۶۰ بهره میبرند، درمقابل UHD مخصوص نمایشگرهای عادی و استاندارد با وضوح تصویری ۳۸۴۰ در ۲۱۶۰، یعنی چهار برابر رزولوشن Full HD است. درواقع تفاوت جزئی رزولوشن 4K و UHD، به تفاوت در نسبت تصویری است که ارائه میدهند؛ البته UHD وضوح تصویر دیگری با نسبت تصویر استاندارد ۱۶ به ۹ هم دارد و از محتوای قدیمی Full HD نیز پشتیبانی میکند.
پنلهای SVA از تثبیتکنندههای پلیمری استفاده میکنند و به انرژی کمتری نسبت به پنلهای VA نیاز دارند.
مقایسه خروجی پنلهای TN با VA و IPS
نمایش یکنواخت رنگ مشکی
رزولوشن 4K و UHD (مخفف Ultra HD) اغلب به جای یکدیگر بهکار برده شده و با رزولوشن 2160p معرفی میشوند، اما وضوح تصاویری متفاوت ارائه میدهند.
***
در نمایشگرهای QHD میتوان چهار برابر تعداد پیکسلهای نمایشگر HD را جای داد و بنابراین وضوح تصویری برابر با ۲۵۶۰ در ۱۴۴۰ پیکسل یا 1440p خواهیم داشت. رزولوشن QHD نیز مانند رزولوشن HD، از نسبت تصویر عریض ۱۶ به ۹ یا همان تصویر عریض (Wide) بهره میبرد و میتوان آن را WQHD نیز نامید. در واقع به کار بردن حرف W برای معرفی نمایشگری با وضوح QHD تنها برای نشان دادن نسبت عرض در وضوح تصویر 1440p است.
تاندربولت رابطی سختافزاری است که ابتدا با نام Light Peak به بازار عرضه شد و سپس توسط اینتل با همکاری اپل توسعه یافت. این کانکتور اولین بار در ۲۴ فوریه ۲۰۱۱ در مک بوک پرو اپل به کار برده شد و فناوری آن در دههی اخیر نیز با پیشرفتهای زیادی همراه بوده است.
بسته به قدرت کامپیوتر گیمینگ شما، مانیتور یا نمایشگری که انتخاب میکنید میتواند بسیار متفاوت باشد. شاید بتوان بازیهای میانرده را در نمایشگرهای پایینرده بهراحتی اجرا کرد، اما این نمایشگرها دیگر برای اجرای بازیهایی با گرافیکهای پیشرفتهتر مناسب نیستند؛ چراکه این نمایشگرها توان و قدرت اجرای بازیهای مدرن را دارند، اما از سختافزار تخصصی مورد نیاز برای بازیهایی با وضوح HDR یا نرخ فریم بالا، بهره نمیبرند.
کنتراست
پنل TN
نمایشگرهای +QHD از نمایشگرهای معمولی QHD کشیدهتر هستند و محتوا را نسبت تصویری عریضتر از ۱۶ به ۹ نمایش میدهند. در واقع رزولوشن دقیق نمایشگر +QHD بستگی به نسبت تصویر آن نمایشگر دارد؛ برای مثال گوشی G6 الجی از نسبت تصویر ۱۸ به ۹ (یا به بیان سادهتر ۲ به ۱) و رزولوشن ۲۸۸۰ در ۱۴۴۰ پیکسل بهره میبرد.
پنل TN
اولین مانیتور پرتو کاتدی توسط کارل فردیناند براون در سال ۱۸۹۷ و همزمان با اختراع اولین لولهی پرتو کاتدی اختراع شد. در سال ۱۹۶۴، دستگاه Uniscope 300 مجهز به صفحهنمایش CRT داخلی معرفی شد و در سال ۱۹۶۵، فردی به نام A. Johnson فناوری صفحهنمایش لمسی را اختراع کرد.
USB-C (مخفف Universal Serial Bus) رابط plug and play است که کامپیوترها را به دستگاههای جانبی متصل میکند اولین نسخه از این کانکتور در ژانویهی ۱۹۹۶ عرضه شد و امروزه در دستگاههای متعددی مانند دوربین دیجیتالی، کیبورد، میکروفون، ماوس، چاپگر، اسکنر و… کاربرد دارد.
با اینکه اکثر نمایشگرهای کریستال مایع امروزی کیفیت مطلوبی ارائه میدهند، اما هرکدام بسته به نوع پنل بهکاررفته در آنها، تفاوتهای قابلتوجهی با هم دارند؛ مهمترین تفاوت بین پنلهای LCD در نسبت کنتراست و زوایای دید آنها است، بااینحال در بخش کیفیت کلی تصاویر نیز تفاوتهایی جزئی بین این پنل ها دیده میشود.
نمایشگرهایی که زمان پاسخگویی طولانی دارند در نمایش تصاویر زنده و پویا مانند فیلمهای اکشن یا مسابقات ورزشی یا بازیهای کامپیوتری، تصاویر را تیره و تار، دنبالهدار یا پراکنده نشان میدهند. برای مثال زمانی که هنگام نمایش بازی فوتبال ممکن است توپ را به صورت دنبالهدار ببینید.
زمان پاسخگویی در تعریف علمی به این امر اشاره دارد که یک پیکسل تا چه اندازه سریع میتواند از رنگ مشکی به سفید یا بالعکس تبدیل شود. تولیدکنندگان نمایشگرها زمان پاسخگویی تصویر محصولات خود را معمولاً دقیق اعلام نمیکنند؛ برای مثال برخی به جای محاسبهی مدت زمان تغییر نور از رنگ مشکی به سفید و تغییر دوباره به مشکی تنها نصف آن زمان یعنی مدت زمانی تغییر پیکسل از مشکی به سفید را اعلام میکنند. برخی نیز مدت زمان لازم برای تغییر رنگ پیکسل از سفید به خاکستری را ملاک قرار میدهند که بسیار کمتر از عدد واقعی زمان پاسخدهی نمایشگر است.
ابعاد نمایشگر
براساس اینکه مولکولها در مقایسه با پلاریزاسیون نور ورودی و ضخامت نمونهی کریستال مایع در چه جهتی قرار میگیرند، نور ورودی ممکن است با ۹۰ درجه بچرخد یا اصلاً تغییری نکند.
مانیتورها برخلاف تلویزیونهای خانگی از نمایشگر با ابعاد کوچکتر و تراکم پیکسلی بالاتری استفاده میکنند؛ تراکم پیکسلی به میزان پیکسلهای موجود در هر اینچ از نمایشگر گفته میشود و عواملی مانند ابعاد صفحهنمایش و رزولوشن، تأثیر مستقیمی روی افزایش یا کاهش آن دارند.
با وجود محبوبیت بالا، پنلهای TN بهترین فناوری LCDها به حساب نمیآیند؛ اصلیترین ایراد پنلهای TN، محدودیت زاویه دید است. درواقع زمانیکه به نمایشگرهایی با پنل TN از زاویههای مختلف مخصوصاً در محورهای عمودی نگاه کنید، رنگها را تیره از آنچه انتظار دارید، مشاهده خواهید کرد.
در تاریخ یک مارس ۱۹۷۳ کامپیوتر زیراکس آلتو (Xerox Alto) معرفی شد که در آن اولین مانیتور کامپیوتر وجود داشت؛ این مانیتور، صفحهنمایشی ساختهشده با فناوری CRT و تک رنگ بود.
استاندارد جدید HDMI 2.1a همان فناوری بهبودیافتهی استاندارد HDMI 2.1 است که قابلیت جدید و مهم تون مپینگ دستگاه مبدأ یا SBTM را به استاندارد قبلی اضافه میکند؛ تون مپینگ تکنیکی است که در پردازش تصویر و گرافیک کامپیوتری برای نگاشت مجموعهای از رنگها به مجموعهای دیگر به منظور تقریب ظاهری تصاویر با دامنهی دینامیکی بالا در رسانهای با محدودهی دینامیکی محدودتر، استفاده میشود.
USB-C
بسیاری از شرکتهای تولیدکنندهی نمایشگر برای توصیف نرخ نوسازی محصولاتشان از واژههای تجاری مخصوص به خود استفاده میکنند؛ الجی عبارت TrueMotion، سامسونگ عبارت Motion Rate و سونی عبارت MotionFlow XR را برای معرفی نرخ نوسازی نمایشگرهای خود به کار میبرند.
زمان پاسخگویی (Response Time)
تیونر درواقع بخشی از گیرندهی رادیویی در تلویزیون است که سیگنالهای الکتریکی (صوتی و تصویری) در فرکانسهای رادیویی را ازطریق آنتن دریافت میکند و آن را بعد از تقویت اولیه به سیگنالی در فرکانسی مشخص و قابلپخش تبدیل میکند. با ذخیرهی هر کانال تلویزیونی، درواقع مشخصات فرکانس آن کانال در حافظهی تلویزیون ثبت میشود و هنگام انتخاب کانال، تیونر اطلاعات فرکانس مربوط به آن کانال را دریافت کرده و به بخشهای لازم برای پخش انتقال میدهد.
اتصالات ورودی/خروجی
پنل IPS
رزولوشن qHD با QHD یکی نیست؛ qHD (مخفف Quarter HD) به یکچهارم وضوح تصویر Full HD اشاره دارد و برای معرفی نمایشگری با رزولوشن ۹۶۰ در ۵۴۰ پیکسل به کار میرود. این وضوح تصویر در گذشته بیشتر کاربرد داشت، اما امروزه دیگر اغلب در دستگاههایی با نمایشگرهای بسیار کوچک و تراکم پیکسلی نسبتاً بالا استفاده میشود.
عکاسان و طراحان گرافیک به مانیتورهایی نیاز دارند که تا حد امکان رنگها را دقیق نمایش دهند. هنگام ایجاد محتوایی دیجیتالی یا چاپی، اطمینان از نمایش محتوای شما به همان شکلی که طراحی کردهاید، بسیار مهم است. تولیدکنندگان رسانههای بصری اغلب از صفحهنمایشهای IPS استفاده میکنند؛ نمایشگرهای IPS در مقایسه با نمایشگرهای ردهبالایی که کاربری گیمینگ دارند، نرخ نوسازی و وضوح کمتری ارائه میدهند؛ اما بعضاً با قیمتهای بیشتری نسبت به آنها به فروش میرسند.
miniLED نسخههای کوچکتری از LEDهای معمولی هستند که در نمایشگرها برای انتشار نور استفاده میشوند. با کوچکتر شدن اندازهی LEDها، میتوان تعداد بیشتری از این قطعات را در همان فضا قرار داد و بسته به اندازه و ابعاد نمایشگر میتوان از صدها، هزاران و حتی دهها هزار LED برای نوردهی استفاده کرد.
مشکل بعدی پنلهای TN، ناتوانی در تولید طیف گستردهای از رنگها است. اکثر پنلهای TN نمیتوانند رنگهای واقعی ۲۴ بیتی را تولید و نمایش دهند. پنلهای TN به جای ۸ بیت از مدل ۶ بیتی در هر کانال استفاده کرده و این نقص را ازطریق کنترل نرخ فریم (FRC) یا Dithering جبران میکنند؛ کنترل نرخ فریم، ترفندی پیکسلی است که از رنگهای متناوب برای تولید یک سوم تصویر استفاده میکند، اما این ترفند، جایگزین مناسبی برای بازتولید رنگهای ۲۴ بیتی نیست. درحالیکه برخی از نمایشگرها با شعار تولید ۱۶٫۷ میلیون رنگ با استفاده از روش Dithering به بازار عرضه شدند؛ اما در واقعیت قادر به تولید این طیف رنگها نیستند.
نمایشگر بهعنوان اصلیترین راه ارتباطی انسان با کامپیوتر و ماشین از همان ابتدا تا به امروز نقش مهمی در حوزهی فناوری ایفا میکند؛ همین موضوع باعث شد تلاشهای زیادی برای بهبود و توسعهی این محصولات انجام شود. تمام نمایشگرها، (چه تلویزیون چه مانیتور کامپیوتری) سیگنالهای ویدیویی دریافتی را نمایش میدهند؛ اما کیفیت و نحوهی نمایش این سیگنالها در هر نمایشگری بسته به فناوری بهکاررفته در آنها میتواند متفاوت باشد. پایه و اساس تمام فناوریهای توسعهیافتهی امروزی، لامپ پرتوی کاتدی یا CRT است.
CRT
کم تا متوسط