Autor: Adam Simmons
Última actualização: 31 de Janeiro de 2020
Introdução
Para muitas pessoas no mundo moderno, o computador humilde é parte integrante da sua vida quotidiana. Ele deixou de ser o luxo extravagante dos poucos sortudos para se tornar um componente essencial da maioria das empresas e uma adição bem-vinda a muitos lares. Apesar da crescente miniaturização do computador e da adoção de novos formulários portáteis como o Tablet PC e integrado “tudo em um”, a potência bruta e a versatilidade do PC desktop ainda é inigualável. Uma característica chave do PC de mesa moderno que o distingue destas alternativas prescritas e bastante inflexíveis é a inclusão de uma unidade base (muitas vezes uma torre) com componentes que podem ser facilmente actualizados. Outra distinção é a inclusão comum de um monitor autônomo, com tela fosca ou brilhante, que sofreu a mesma ‘evolução’ do resto do PC – e continuará a fazê-lo.
Embora os meandros das diferentes tecnologias de exibição sejam muitas vezes deturpados pelos fabricantes e mal compreendidos pelos consumidores, há um atributo fundamental que é comumente discutido; a superfície da tela. Em contraste com o que se passa ‘debaixo do capô’, a superfície da tela é facilmente visível no exterior e incorpora a conexão visual essencial entre o homem (ou a mulher) e o monitor. Ao contrário das CRTs do passado, a tela moderna não é restringida por uma superfície de vidro dura e altamente reflexiva. A natureza da superfície da tela é muito mais flexível e assume muitas formas – com diferentes graus de propriedades anti-reflexo ou de ‘quebra de brilho’. Mas, como na maioria dos aspectos dos ecrãs, raramente é tão simples; existem certas advertências às superfícies comuns “anti-reflexo”. Exploramos as limitações de algumas das implementações ‘anti-brilho’ mais difundidas e analisamos as alternativas e possíveis direções futuras da superfície da tela do computador.
Telas de mate
Uma superfície de tela mate compreende uma ‘camada polarizante’ externa que foi embrutecida usando processamento químico mecânico e às vezes adicional. Os métodos comuns de fabricação desta superfície incluem ‘gaguejamento’ em várias camadas ou várias passagens de ‘revestimento por imersão’, opcionalmente seguido de tratamentos químicos de superfície. Embora não seja necessário explorar as complexidades destes processos de revestimento, vamos considerar o resultado final desejável deste processamento. Isto é para obter um acabamento mate da superfície da tela que age para difundir a luz ambiente em vez de refleti-la diretamente de volta ao espectador; uma superfície lisa age um pouco mais como um espelho. A vasta redução do reflexo e do brilho indesejado dá origem a um termo sinónimo de uma tela assim; anti-brilho. Embora a difusão da luz ambiente e, portanto, a redução do brilho seja desejável, ela não é uma solução infalível. As propriedades ópticas da superfície funcionam nos dois sentidos – ou seja, a luz emitida pelo monitor também é afectada. Além disso, há algum grau de interferência entre a luz emitida e a luz incidente difusa. O caminho tanto da luz emitida (do monitor) como da luz ambiente (do ambiente) e sua interação com a superfície da tela mate é mostrado no diagrama abaixo.
Apesar da desejável redução do brilho, a imagem produzida pelo monitor é afetada pelo mesmo processo de difusão. A luz ambiente difusa também interfere ligeiramente com a imagem produzida pelo monitor para exacerbar o processo. Os efeitos que isto tem sobre a imagem e os benefícios atribuídos à redução do encandeamento por uma superfície de tela fosca estão resumidos na tabela abaixo.
| Vantagens de uma tela fosca | Desvantagens de uma tela fosca |
| Brilho reduzido melhora visibilidade da imagem em áreas de forte luz directa ou ambiente | Redução em contraste e vibração de cor |
| Potencial redução da fadiga ocular em circunstâncias tais como não é necessário focar ‘através’ de reflexos intensos ou brilhos para ver a imagem | Luz para redução moderada da nitidez – dependendo da espessura e camada da superfície mate, bem como o espaçamento dos pixels do monitor > |
| Pó, gordura e sujidade menos visíveis | Generalmente mais difícil de limpar devido à penetração de sujidade e relativa dificuldade em ver os frutos do seu trabalho |
| Textura cinzenta ou nebulosa aparente em alguns casos, particularmente quando se exibe branco e outras cores claras |
Telas brilhantes
Embora a superfície rugosa de uma tela mate, uma tela brilhante tem uma camada polarizadora externa muito mais suave. Em vez de difundir luz ambiente, esta superfície lisa tende a refleti-la de volta bastante diretamente, causando reflexos indesejados e brilhos – particularmente sob luz direta forte. No lado oposto, a luz emitida pelo monitor não é prejudicada por um forte processo de difusão. E além dos reflexos, a imagem parece mais rica, mais vibrante e não adulterada. Os filmes de polarização brilhantes modernos são frequentemente tratados utilizando um revestimento químico anti-reflexo (AR) como o flúor de magnésio ou polímeros especiais que actuam em parte para ajudar a absorção de alguma da luz ambiente. Alguns dos modelos brilhantes da Samsung têm as suas superfícies de tela revestidas com nanopartículas de prata no que é apelidado de ‘Ultra Clear Panel’. Este foi concebido para ajudar a absorção de alguma luz ambiente num grau ligeiramente superior ao de um revestimento químico anti-reflexo tradicional sem impedir o desempenho da imagem.
A imagem abaixo mostra como a superfície Ultra Clear Panel de um Samsung T27A950 e a superfície brilhante não tratada de um computador portátil Dell Studio XPS15 num dia de Verão britânico bastante brilhante. A noção de verão britânico não é massivamente importante no contexto desta fotografia, mas é para dizer que foi agradável e brilhante e até ligeiramente ensolarado quando as fotografias foram tiradas. Mas chuvoso e chuvoso pouco tempo depois. A luz está vindo de uma janela à direita do monitor, mas nenhuma luz solar direta atinge a tela.
Você pode ver na imagem acima que os reflexos são visíveis em ambas as superfícies da tela sob tais condições de iluminação. O reflexo é mais intenso na Dell com um contorno claro da porta, câmera, mão e antebraço do operador de câmera e a cadeira vermelha do computador. Na Samsung estas características estão menos bem definidas (obviamente a cadeira não é de todo visível uma vez que está bloqueada pelo portátil). Outra observação é que a imagem na Samsung parece mais rica enquanto que a imagem na Dell parece descolorada. Ambos os ecrãs foram definidos para um brilho de 160 cd/m² e sob condições de visualização escuras a imagem da Dell não aparece branqueada desta forma – isto é causado pela luz ambiente bastante forte e é algo que a Samsung não sofre da mesma forma. As superfícies anti-reflexo normalmente utilizadas em computadores portáteis incluem, e por vezes em ecrãs maiores; Dell TrueBright, ASUS ColorShine, HP BrightView e Sony Xbrite. Estes produzem uma imagem mais escura após a reflexão do que a Dell não tratada.
Apesar desta ligeira redução dos reflexos e do efeito de escurecimento, o Painel Ultra Clear continua a ser uma superfície muito brilhante. Quando se apresentam pretos e cores escuras (ou mesmo cores claras se a luz ambiente for suficientemente brilhante) os reflexos continuam a ser um problema e a iluminação ambiente precisa de ser mais cuidadosamente controlada. As pessoas podem sugerir que o brilho é aumentado para ajudar a combater isto, mas a luminosidade relativa das áreas escuras (particularmente pretas) é consideravelmente inferior à das áreas brilhantes, independentemente da definição de brilho. Se a imagem misturada acima não estiver clara, não terá a ilusão de que se trata de outra coisa que não seja uma superfície de tela brilhante quando o monitor é desligado. Isto pode ser visto na fotografia abaixo, que foi novamente tirada num dia brilhante de verão. Note que a imagem reflectida da sala na Samsung é um pouco mais escura do que na Dell, mas os objectos ainda têm detalhes distintos para eles.
algumas telas usam um tratamento anti-brilho mate muito suave para a superfície da tela. Eles têm um valor muito baixo de névoa de cerca de 2-4%. Isto descreve o nível de difusão de luz pela superfície da tela, com a maioria das superfícies regulares da tela mate com um valor de 25% de nebulosidade ou acima. Tais telas podem, portanto, ser classificadas como brilhantes, pois suas propriedades de emissão de luz e reflexão estão mais estreitamente alinhadas com uma superfície brilhante com leve filme anti-reflexo. O tipo de tratamento descrito acima. Uma minoria dos fabricantes (especialmente a Apple com a sua anterior série ‘LED Cinema Display’) optam por renunciar a qualquer tratamento anti-reflexo e incluem o vidro altamente reflector sem tratamento como a superfície mais exterior. Isto é feito em grande parte por razões estéticas, já que não há nenhuma vantagem sobre uma superfície anti-reflexo devidamente tratada quando se trata de qualidade de imagem. Em geral, a quantidade de luz reflectida por qualquer superfície anti-reflexo de muito baixa nebulosidade é reduzida em comparação com uma superfície brilhante não tratada. O princípio da superfície brilhante da tela é explorado no diagrama abaixo, que considera tanto a luz ambiente quanto a luz emitida pelo próprio monitor.
Even, embora o reflexo da luz ambiente possa ser reduzido pelo uso de um revestimento anti-reflexo ou anti-brilho muito leve, ele não é completamente eliminado, particularmente onde a luz é forte ou a imagem é escura. Se o monitor estiver ajustado a um brilho razoável, os níveis de luz ambiente são relativamente baixos e pouca luz está caindo diretamente sobre o reflexo da tela não deve ser um problema. Porque a luz emitida toma um caminho mais directo e não é difundida por uma superfície mate, você fica com uma imagem mais “limpa” e vibrante que pode ser totalmente apreciada sob tais condições. Os atributos positivos e negativos de uma superfície brilhante da tela estão resumidos na tabela abaixo.
| Vantagens de uma tela brilhante | Desvantagens de uma tela brilhante |
| Reduzida reflexão em certas condições de iluminação em comparação com uma superfície brilhante não tratada | Níveis fortes de luz ambiente e luz direta caindo sobre o monitor podem causar problemas reflexos e ‘branqueamento’ da imagem |
| Limpeza mais fácil devido à menor penetração de sujidade e maior visibilidade de gordura e sujidade | Potencialmente maior fadiga ocular devido à dificuldade em focar a imagem através de reflexos |
| Generalmente maior apelo estético -desde que a tela seja mantida limpa | Pó, gordura e sujidade mais visíveis – especialmente quando o monitor é desligado. Limpeza de rotina necessária |
| ‘Limpeza’ da imagem sem nevoeiro ou granulosidade | > |
| Emissão directa de luz aumenta o contraste e a vibração da imagem |
A meia…solução caminho
Alguns fabricantes oferecem um compromisso entre os dois – um tipo de superfície que é frequentemente apelidado de ‘semi-glossy’. Estas superfícies são na verdade mate, mas são um pouco ou muito menos rugosas, dando-lhes uma aparência mais suave e tornando a difusão da luz mais fraca. Por outras palavras, têm um valor relativamente baixo de névoa. O fabricante de painéis AU Optronics utiliza esta superfície em alguns dos seus modernos painéis VA, que têm um valor de neblina de 13-18% (consideravelmente inferior aos 25% de uma tela mate típica). Isto aumenta a vibração e a clareza da imagem e reduz muito o grão visível nas cores brancas e claras. Não traz bem o nível de clareza vibrante ou oferece a mesma sensação visual de um monitor brilhante, mas certamente reduz a difusão da luz emitida e melhora estas características em comparação com superfícies foscas com maior nebulosidade. A ligeira desvantagem que se segue é que a luz do ambiente que atinge as superfícies da tela também é menos reduzida, aumentando ligeiramente o brilho. Os reflexos não são realmente um problema na maioria das condições de iluminação e as coisas são certamente melhores neste departamento do que uma superfície de tela brilhante. A imagem abaixo mostra o brilho e as características reflexivas de um BenQ EW2420 com uma superfície fosca de baixo peso (traseira) em comparação com um laptop Dell Studio XPS15 com uma superfície de tela brilhante TrueLife (frente). Esta fotografia foi tirada num dia brilhante durante o final da Primavera com a luz do sol a entrar pela janela à direita.
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Você pode ver um reflexo claro e espelhado no laptop Dell com a porta, parede, cadeira e o teclado do laptop distintamente visíveis. Na BenQ você pode ver um reflexo difuso da porta, a parte traseira do laptop e a mão do operador de câmera. Quando o ecrã é ligado, este reflexo suave deixa de ser um problema. A queda de luz directa no ecrã pode ainda causar um brilho incómodo, mas tais condições de visualização são muitas vezes problemáticas mesmo para superfícies de ecrã mate mais fortes. A imagem abaixo mostra a BenQ EW2420, sob condições de iluminação semelhantes às da primeira fotografia, exibindo um fundo de mesa misto a 160 cd/m². Você não pode mais ver os objetos refletidos na tela.
Samsung introduziu uma superfície de tela ‘muito leve fosca’ (de baixo peso) semelhante aos seus monitores PLS (Plane to Line Switching) da série SA850 e tem sido usada também em modelos mais recentes, incluindo alguns modelos PLS e VA curvos. A superfície faz uso de um novo substrato de vidro processado para dar um valor de névoa de cerca de 18%, que é consideravelmente inferior aos 24-28% típicos em um monitor de painel Samsung TN com superfície de tela fosca. A textura da superfície da tela também é mais suave devido ao processo utilizado. O resultado final é que a imagem e as características de tratamento de brilho são alguma forma entre uma superfície ‘regular’ mate e uma superfície brilhante. A imagem abaixo compara o S27A850D (com uma superfície de tela de baixo peso) com o Samsung 2030BW (superfície de tela mate regular) com as duas telas desligadas. No S27A850D pode ver o contorno das janelas de frente para o ecrã, enquanto que no 2030BW pode ver algum brilho ligeiro na periferia mas sem reflexão. Quando o S27A850D é ligado a um brilho razoável isto geralmente não é um problema, como nos modelos BenQ.
Uma solução similar é usada em alguns dos painéis AH-IPS da LG, incluindo os modelos 2560 x 1440 e 3440 x 1440. Os painéis AHVA da AUO (como os modelos BL2710PT e BL3201PT/PH) têm um valor de neblina ainda mais baixo que se aproxima bastante do dos seus painéis VA (13-16%). A clareza e a relativa suavidade da imagem neles é excelente. Alguns modelos, sobretudo da HP com o seu tratamento “Low Haze Enhancement” e vários modelos Philips, como o BDM4350UC (abaixo), utilizam tratamentos de névoa muito baixa, normalmente cerca de 1 – 5% de névoa. Estes proporcionam uma imagem que é semelhante a uma solução totalmente brilhante, incluindo o “aspecto molhado” à medida que a luz ambiente atinge a superfície, mas com uma reflexão significativamente reduzida. Note que a imagem abaixo foi tirada numa sala brilhante, mas os reflexos parecem bastante suaves. Em condições um pouco mais escuras, os reflexos que podem permanecer incômodos em uma tela ‘totalmente brilhante’ são silenciados ao ponto de se tornarem invisíveis e se misturarem na imagem.
É importante notar que a textura da superfície da tela também é importante e há alguns modelos que diminuem as tendências de ‘suavidade de imagem’ esperada dos seus valores de névoa. Bons exemplos seriam cerca de 23,6 – 27″ Painéis IPS ‘4K’ UHD (3840 x 2160) como os usados no Dell P2415Q ou ASUS PG27AQ. Estes são anti-brilho fosco claro (valor relativamente baixo de nevoeiro), que preserva a vibração e claridade da imagem, mas não têm uma textura superficial particularmente suave. Isto é bastante aparente quando se vê conteúdo mais leve, pois parece granulado. Alguns novos painéis ‘AD-PLS’ e ‘AH-IPS’ (incluindo aqueles com uma resolução de 1920 x 1080 e 1920 x 1200) têm superfícies de tela mate com textura relativamente clara, embora os valores de neblina (~25%) sejam compartilhados por alguns modelos com superfícies de tela visivelmente mais granulosas. Os painéis 21:9 de LG com resolução de 2560 x 1080 têm um valor de neblina semelhante e uma textura de superfície impressionantemente lisa e ‘não granulosa’.
Superfícies de tela de textura futura
Como explorado neste artigo, a redução do brilho e da reflexão num monitor é uma espada de dois gumes e deve ser finamente equilibrada para evitar consequências indesejáveis. A superfície ideal da tela seria aquela que não interfere na transmissão da luz, mas ao mesmo tempo é eficaz para reduzir o impacto da luz ambiente que atinge a superfície da tela. Em 2003, o fabricante de filmes ópticos MacDermid Autotype demonstrou um novo revestimento de filme que se destinava a fazer exatamente isso. O filme, que foi desenvolvido em conjunto com o Instituto Fraunhofer de Energia Solar, foi denominado Autoflex MARAG (MothEye AntiReflection AntiGlare). Ele foi projetado para imitar a nanoestrutura cônica dos olhos das traças (abaixo) e a capacidade dessas estruturas de maximizar o aproveitamento da luz com o mínimo de reflexão – já que as traças noturnas precisam operar em baixos níveis de luz sem reflexão da luz na superfície dos olhos, dando sua posição aos predadores.
O filme aparentemente ofereceria excelente clareza de imagem comparável às superfícies atuais anti-reflexo (brilhantes) enquanto combate o brilho de todas as fontes externas, incluindo a luz solar direta. Foi afirmado que a superfície exterior reflectiria menos de 1% da luz – o que é de facto muito impressionante. De acordo com as nossas comunicações com a MacDermid Autotype, a pesquisa e desenvolvimento para este filme MARAG em particular foi concluída e foi lançada uma gama limitada de dispositivos portáteis que utilizaram a tecnologia em 2009. Não foi visto em monitores. Outras empresas também aplicaram princípios semelhantes para criar os seus próprios filmes “olho de traça”. O mais notável é o filtro utilizado no Philips 46PFL9706H, que era um televisor LCD premium 46″. Infelizmente o processo MARAG, aparentemente mais intrincado do que as superfícies de ‘olho de traça’ de outros fabricantes, não foi um sucesso comercial, devido em grande parte ao alto custo de desenvolvimento mesmo de pequenas áreas de um filme desse tipo. O processo poderia ser aplicado em filmes de 800 x 600mm e seria adequado para uso em monitores de PC. No entanto, não foi possível desenvolver uma película deste tamanho com alta qualidade de superfície a um preço competitivo. Como resultado, a própria película MARAG foi descontinuada a partir de 2009. Mas a empresa continuou a desenvolver uma série de superfícies de tela anti-reflexo e baixa neblina, usando princípios semelhantes, que poderiam ser aplicados a monitores.
Outra excelente inovação que poderia se prestar bem a monitores de computador foi desenvolvida pela empresa japonesa Nippon Electric Glass (NEG). O chamado “vidro invisível” consiste em um pedaço de vidro extremamente fino revestido em ambos os lados com um material anti-reflexo (AR) altamente eficiente. O material é revestido com 30 folhas de filme ultra-fino, cada folha com alguns nanômetros de espessura, e alegadamente permite uma transmissão de luz de 99,8% através do vidro, enquanto reflete apenas 0,1% da luz em cada lado. Isto se compara favoravelmente à reflectância de 8% por lado de uma folha de vidro típica e resulta num pedaço de vidro que, para todos os efeitos, parece invisível.
Quando contactamos a NEG sobre a tecnologia em 2011, eles declararam que ela estava a ser aperfeiçoada antes de qualquer tipo de disponibilidade comercial ser considerada. O processo foi considerado demasiado caro para que mesmo folhas relativamente pequenas pudessem ser consideradas economicamente viáveis, quanto mais folhas maiores que pudessem ser utilizadas numa tela de computador. Tais aplicações foram e talvez ainda estejam sendo cuidadosamente consideradas. Portanto, espera-se que o processo de camadas possa ser aplicado em algo adequado para ser usado como uma camada polarizadora do monitor. A transmitância da luz através do revestimento é excelente e uma vez que os materiais e processos são refinados, deve haver um real interesse comercial neste revestimento.