Autor: Adam Simmons
Ultima actualizare: 31 ianuarie 2020
Introducere
Pentru mulți oameni din lumea modernă, umilul computer este o parte integrantă a vieții lor de zi cu zi. S-a îndepărtat de la a fi luxul extravagant al câtorva norocoși și a devenit o componentă esențială a majorității afacerilor și un accesoriu binevenit în multe gospodării. În ciuda miniaturizării din ce în ce mai accentuate a computerului și a adoptării unor forme portabile noi, cum ar fi Tablet PC-ul și computerele integrate „all in one”, puterea brută și versatilitatea PC-ului de birou sunt încă de neegalat. O caracteristică cheie a PC-ului de birou modern care îl distinge de aceste alternative prescrise și destul de inflexibile este includerea unei unități de bază (adesea un turn) cu componente care pot fi modernizate cu ușurință. O altă distincție este includerea frecventă a unui monitor independent, cu un ecran mat sau lucios, care a suferit aceeași „evoluție” ca și restul PC-ului – și va continua să o facă.
Deși complexitatea diferitelor tehnologii de afișare este adesea prezentată greșit de către producători și prost înțeleasă de către consumatori, există un atribut fundamental care este discutat în mod obișnuit; suprafața ecranului. Spre deosebire de ceea ce se întâmplă „sub capotă”, suprafața ecranului este ușor vizibilă la exterior și întruchipează legătura vizuală esențială dintre om (sau femeie) și monitor. Spre deosebire de CRT-urile din trecut, ecranul modern nu este limitat de o suprafață de sticlă dură și foarte reflectorizantă. Natura suprafeței ecranului este mult mai flexibilă și îmbracă mai multe forme – cu diferite grade de proprietăți anti-reflexie sau de „combatere a strălucirii”. Dar, la fel ca în cazul majorității aspectelor legate de ecrane, rareori este atât de simplu; există anumite avertismente cu privire la suprafețele „anti-reflexie” obișnuite. Explorăm limitările unora dintre cele mai răspândite implementări „anti-reflexie” și analizăm alternativele și posibilele direcții viitoare ale suprafețelor ecranelor de calculator.
Screenuri mate
O suprafață mată a ecranului cuprinde un „strat polarizant” exterior care a fost grosierit cu ajutorul unei prelucrări mecanice și, uneori, chimice suplimentare. Metodele obișnuite de fabricare a acestei suprafețe includ „stropirea” în mai multe straturi sau mai multe treceri de „acoperire prin imersie” urmate, opțional, de tratamente chimice de suprafață. Deși nu este necesar să explorăm complexitatea acestor procese de acoperire, vom lua în considerare rezultatul final dorit al acestei prelucrări. Acesta constă în obținerea unui finisaj mat al suprafeței ecranului, care are rolul de a difuza lumina ambientală în loc să o reflecte direct către privitor; o suprafață netedă se comportă mai degrabă ca o oglindă. Reducerea considerabilă a reflexiei și a strălucirii nedorite dă naștere unui termen sinonim cu un astfel de ecran: anti-orbire. Deși difuzarea luminii ambientale și, prin urmare, reducerea strălucirii este de dorit, nu este o soluție infailibilă. Proprietățile optice ale suprafeței acționează în ambele sensuri – adică lumina emisă de monitor este, de asemenea, afectată. În plus, există un anumit grad de interferență între lumina emisă și lumina incidentă difuzată. Traseul atât al luminii emise (de la monitor), cât și al luminii ambientale (din mediul înconjurător) și interacțiunea acesteia cu suprafața mată a ecranului este prezentată în diagrama de mai jos.
În timp ce reducerea dezirabilă a strălucirii este obținută prin împrăștierea luminii externe, imaginea produsă de monitor este afectată de același proces de difuzie. De asemenea, lumina ambientală difuzată interferează ușor cu imaginea produsă de monitor pentru a exacerba procesul. Efectele pe care acest lucru le are asupra imaginii și beneficiile atribuite reducerii strălucirii de către o suprafață mată a ecranului sunt rezumate în tabelul de mai jos.
| Avantajele unui ecran mat | Dezvantajele unui ecran mat |
| Reducerea strălucirii îmbunătățește vizibilitatea imaginii în zonele cu lumină directă sau ambientală puternică | Reducerea contrastului și a vibrației culorilor |
| Potențialul reducerea oboselii ochilor în astfel de circumstanțe, deoarece nu trebuie să vă concentrați „prin” reflexii intense sau străluciri pentru a vedea imaginea | Reducere ușoară până la moderată a clarității – în funcție de grosimea și stratificarea suprafeței mate, precum și de pasul pixelilor monitorului |
| Pudră, grăsime și murdărie mai puțin vizibile | În general mai dificil de curățat din cauza pătrunderii murdăriei și a dificultății relative de a vedea roadele muncii tale |
| Textura granuloasă sau încețoșată apare în unele cazuri, în special la afișarea albului și a altor culori deschise |
Screenuri lucioase
În comparație cu suprafața aspră a unui ecran mat, un ecran lucios are un strat polarizant exterior mult mai neted. În loc să difuzeze lumina ambientală, această suprafață netedă tinde să o reflecte destul de direct, provocând reflexii și străluciri nedorite – în special în condiții de lumină directă puternică. Pe de altă parte, lumina emisă de monitor nu este împiedicată de un proces puternic de difuzie. Și, în afară de reflexii, imaginea apare mai bogată, mai vibrantă și mai nealterată. Peliculele polarizante lucioase moderne sunt adesea tratate cu ajutorul unui strat chimic antireflectorizant (AR), cum ar fi fluorura de magneziu sau polimeri speciali care acționează în parte pentru a ajuta la absorbția unei părți din lumina ambientală. Unele dintre modelele lucioase de la Samsung au suprafețele ecranelor acoperite cu nanoparticule de argint în ceea ce se numește un „panou ultraclar”. Acesta este conceput pentru a ajuta la absorbția unei părți din lumina ambientală într-o măsură puțin mai mare decât un strat chimic anti-reflexie tradițional, fără a împiedica performanța imaginii.
Imaginea de mai jos arată cum se comportă suprafața Ultra Clear Panel a unui Samsung T27A950 și suprafața lucioasă netratată a unui laptop Dell Studio XPS15 într-o zi de vară britanică destul de luminoasă. Noțiunea de vară britanică nu este masiv importantă în contextul acestei fotografii, dar trebuie spus că era frumos și luminos și chiar ușor însorit atunci când au fost făcute fotografiile. Dar mohorâtă și ploioasă la scurt timp după aceea. Lumina intră de la o fereastră aflată în dreapta monitorului, dar nicio lumină directă a soarelui nu lovește ecranul.
Puteți vedea în imaginea de mai sus că reflexiile sunt vizibile pe ambele suprafețe ale ecranului în astfel de condiții de iluminare. Reflexia este mai intensă pe Dell, cu un contur clar al ușii, al camerei, al mâinii și antebrațului cameramanului și al scaunului roșu al computerului. Pe Samsung, aceste caracteristici sunt mai puțin bine definite (evident, scaunul nu este deloc vizibil, deoarece este blocat de laptop). O altă observație este că imaginea de pe Samsung pare mai bogată, în timp ce imaginea de pe Dell pare albită. Ambele ecrane au fost setate la o luminozitate de 160 cd/m² și, în condiții de vizionare întunecată, imaginea de pe Dell nu pare albită în acest fel – acest lucru este cauzat de lumina ambientală destul de puternică și este un lucru de care Samsung nu suferă în același mod. Suprafețele anti-reflectorizante utilizate în mod obișnuit pe laptopuri și, uneori, pe ecrane mai mari, includ: Dell TrueBright, ASUS ColorShine, HP BrightView și Sony Xbrite. Acestea produc o imagine mai întunecată la reflexie decât Dell-ul netratat.
În ciuda acestei ușoare reduceri a reflexiilor și a efectului de întunecare, panoul Ultra Clear este în continuare o suprafață foarte lucioasă. La afișarea culorilor negre și a culorilor închise (sau chiar a culorilor deschise dacă lumina ambientală este suficient de puternică), reflexiile reprezintă în continuare o problemă, iar iluminarea ambientală trebuie controlată mai atent. Oamenii pot sugera ca luminozitatea să fie mărită pentru a ajuta la combaterea acestui fenomen, dar luminozitatea relativă a zonelor întunecate (în special a celor negre) este considerabil mai mică decât cea a zonelor luminoase, indiferent de setarea luminozității. Dacă nu a fost clar din imaginea mixtă de mai sus, nu vă veți face iluzia că este vorba de altceva decât de o suprafață lucioasă a ecranului atunci când monitorul este oprit. Acest lucru poate fi observat în fotografia de mai jos, care a fost din nou realizată într-o zi luminoasă de vară. Observați că imaginea reflectată a camerei pe Samsung este puțin mai întunecată decât pe Dell, dar obiectele au în continuare detalii distincte.
Câteva ecrane utilizează un tratament anti-reflexie mat foarte ușor pentru suprafața ecranului. Acestea au o valoare foarte scăzută a ceții, de aproximativ 2-4%. Aceasta descrie nivelul de difuzie a luminii de către suprafața ecranului, cele mai multe suprafețe de ecran mate obișnuite având o valoare have de 25% haze sau mai mult. Prin urmare, astfel de ecrane pot fi clasificate ca fiind lucioase, deoarece proprietățile lor de emisie și de reflexie a luminii se aliniază cel mai bine cu o suprafață lucioasă cu o ușoară peliculă anti-reflexie. Tipul de tratament descris mai sus. O minoritate de producători (mai ales Apple cu seria sa anterioară de „LED Cinema Display”) aleg să renunțe la orice tratament antireflex și să includă sticlă netratată foarte reflectorizantă ca suprafață exterioară. Acest lucru se face în mare parte din motive estetice, deoarece nu există niciun avantaj față de o suprafață antireflectorizantă tratată corespunzător în ceea ce privește calitatea imaginii. În general, cantitatea de lumină reflectată de orice suprafață antireflectorizantă sau cu grad foarte scăzut de ceață este redusă în comparație cu o suprafață lucioasă netratată. Principiul care stă la baza suprafeței lucioase a ecranului este explorat în diagrama de mai jos, care ia în considerare atât lumina ambientală, cât și lumina emisă de monitorul propriu-zis.
Chiar dacă reflectarea luminii ambientale poate fi redusă prin utilizarea unui strat antireflectorizant sau a unui strat antiorbire foarte ușor, aceasta nu este complet eliminată, în special atunci când lumina este puternică sau când imaginea este întunecată. În cazul în care monitorul este setat la o luminozitate rezonabilă, nivelurile de lumină ambientală sunt relativ scăzute și puțină lumină cade direct pe ecran, reflexiile nu ar trebui să constituie o problemă. Deoarece lumina emisă ia o traiectorie mai directă și nu este difuzată de o suprafață mată, veți obține o imagine mai „curată” și mai vibrantă, care poate fi apreciată pe deplin în astfel de condiții. Atributele pozitive și negative ale unei suprafețe lucioase a ecranului sunt rezumate în tabelul de mai jos.
| Avantajele unui ecran lucios | Dezavantajele unui ecran lucios |
| Reflecție redusă în anumite condiții de iluminare în comparație cu o suprafață lucioasă netratată | Nivelurile puternice de lumină ambientală și lumina directă care cade pe monitor pot provoca probleme de reflexii deranjante și „albirea” imaginii |
| Curățare mai ușoară datorită pătrunderii mai reduse a murdăriei și vizibilității mai mari a grăsimii și murdăriei | Potențial creșterea oboselii ochilor datorită dificultății de focalizare a imaginii prin reflexii |
| Atractivitate estetică în general mai mare -cu condiția ca ecranul să fie menținut curat | Pudră, grăsime și murdărie mai vizibile – în special atunci când monitorul este oprit. Este necesară o curățare de rutină |
| Imagine „mai curată”, fără neclarități sau granulații | |
| Emisia directă de lumină îmbunătățește contrastul și vibrația imaginii |
O jumătate decale
Câțiva producători oferă un compromis între cele două – un tip de suprafață care este adesea numit „semilucios”. Aceste suprafețe sunt de fapt mate, dar sunt aspre, fie puțin, fie mult mai puțin, ceea ce le conferă un aspect mai neted și face ca difuzarea luminii să fie mai slabă. Cu alte cuvinte; ele au o valoare relativ scăzută a ceții. Producătorul de panouri AU Optronics utilizează o astfel de suprafață pe unele dintre panourile sale VA moderne, care au o valoare a ceții de 13-18% (considerabil mai mică decât cea de 25% a unui ecran mat tipic). Acest lucru sporește vibrația și claritatea imaginii și reduce foarte mult granulația vizibilă pe culorile albe și deschise. Nu aduce un nivel de claritate vibrantă sau nu oferă aceeași senzație vizuală ca un monitor lucios, dar cu siguranță reduce difuzarea luminii emise și îmbunătățește aceste caracteristici în comparație cu suprafețele mate cu grad mai ridicat de ceață. Ușorul dezavantaj care decurge de aici este că lumina din mediul înconjurător care lovește suprafețele ecranului este, de asemenea, mai puțin redusă, ceea ce crește ușor strălucirea. Reflexiile sunt într-adevăr o problemă care nu se pune în majoritatea condițiilor de iluminare și lucrurile sunt cu siguranță mai bune în acest departament decât pe o suprafață lucioasă a ecranului. Imaginea de mai jos prezintă caracteristicile de strălucire și reflexie ale unui BenQ EW2420 cu o suprafață mată low-haze (partea din spate) în comparație cu un laptop Dell Studio XPS15 cu o suprafață de ecran lucioasă TrueLife (partea din față). Această fotografie a fost realizată într-o zi luminoasă, la sfârșitul primăverii, cu lumina soarelui pătrunzând prin fereastra din dreapta.
Puteți vedea o reflexie clară și asemănătoare unei oglinzi pe laptopul Dell, cu ușa, peretele, scaunul și tastatura laptopului vizibil în mod distinct. Pe BenQ se poate vedea o reflexie neclară a ușii, a părții din spate a laptopului și a mâinii cameramanului. Odată ce ecranul este pornit, această ușoară reflexie încetează să mai fie o problemă. Lumina directă care cade pe ecran poate provoca în continuare o strălucire supărătoare, dar astfel de condiții de vizualizare sunt adesea problematice chiar și pentru suprafețele mai puternice ale ecranului mat. Imaginea de mai jos arată BenQ EW2420, în condiții de iluminare similare cu prima fotografie, afișând un fundal mixt de birou la 160 cd/m². Nu se mai pot vedea obiectele reflectate pe ecran.
Samsung a introdus o suprafață de ecran similară „foarte ușor mată” (low-haze) la monitoarele PLS (Plane to Line Switching) din seria SA850 și a fost utilizată și la modele mai recente, inclusiv la unele modele PLS și VA curbate. Suprafața utilizează un substrat de sticlă nou, procesat pentru a oferi o valoare de încețoșare de aproximativ 18%, care este considerabil mai mică decât cea de 24-28% tipică pentru un monitor cu panou TN Samsung cu suprafață mată a ecranului. Textura suprafeței ecranului este, de asemenea, mai netedă datorită procesului utilizat. Rezultatul final este că caracteristicile de gestionare a imaginii și a strălucirii se află la o distanță oarecare între o suprafață mată „obișnuită” și o suprafață lucioasă. Imaginea de mai jos compară monitorul S27A850D (cu o suprafață de ecran cu reflexie redusă) cu monitorul Samsung 2030BW (suprafață de ecran mată obișnuită) cu ambele ecrane oprite. Pe S27A850D se poate vedea conturul ferestrelor orientate spre ecran, în timp ce pe 2030BW se poate observa o ușoară strălucire la periferie, dar fără reflexie. Atunci când S27A850D este pornit la o luminozitate rezonabilă, acest lucru nu reprezintă, în general, o problemă, ca și în cazul modelelor BenQ.
O soluție similară este utilizată pe unele dintre panourile AH-IPS de la LG, inclusiv pe modelele 2560 x 1440 și 3440 x 1440. Panourile AHVA de la AUO (cum ar fi BL2710PT și BL3201PT/PH) au o valoare de brumă și mai mică, care se situează destul de aproape de cea a panourilor lor VA (13-16%). Claritatea și netezimea relativă a imaginii pe acestea sunt excelente. Unele modele, în special cele de la HP cu tratamentul „Low Haze Enhancement” și diverse modele Philips, cum ar fi BDM4350UC (mai jos), utilizează tratamente cu un grad de încețoșare foarte scăzut, de obicei în jur de 1 – 5%. Acestea oferă o imagine similară cu cea a unei soluții complet lucioase, oferind inclusiv acel „aspect umed” atunci când lumina ambientală lovește suprafața, dar cu o reflexie semnificativ redusă. Rețineți că imaginea de mai jos a fost realizată într-o cameră luminoasă, dar reflexiile par destul de moi. În condiții ceva mai puțin luminoase, reflexiile care ar putea rămâne deranjante pe un ecran „complet lucios” sunt atenuate până la punctul de a deveni invizibile și de a se amesteca în imagine.
Este important să rețineți că textura suprafeței ecranului este, de asemenea, importantă și că există unele modele care contrazic tendințele de „netezime a imaginii” așteptate de la valorile lor de ceață. Exemple bune ar fi unele panouri UHD (3840 x 2160) de 23,6 – 27″ de tip IPS ‘4K’ UHD (3840 x 2160), cum ar fi cele utilizate pe Dell P2415Q sau ASUS PG27AQ. Acestea sunt anti-reflexie mată ușoară (valoare relativ scăzută a ceții), care păstrează vivacitatea și claritatea imaginii, dar nu au o textură de suprafață deosebit de netedă. Acest lucru este destul de evident atunci când se vizualizează conținuturi mai ușoare, deoarece apar granuloase. Unele dintre noile panouri „AD-PLS” și „AH-IPS” (inclusiv cele cu o rezoluție de 1920 x 1080 și 1920 x 1200) au suprafețe de ecran mate cu textură relativ ușoară, chiar dacă valorile haze (~25%) sunt împărtășite de unele modele cu suprafețe de ecran vizibil mai granuloase. Panourile 21:9 de la LG cu o rezoluție de 2560 x 1080 au o valoare similară a haze-ului și o textură de suprafață impresionant de netedă și „fără granulație”.
Suprafețe de ecran viitoare
Așa cum a fost explorat în acest articol, reducerea strălucirii și a reflexiei pe un monitor este o sabie cu două tăișuri și trebuie să fie fin echilibrată pentru a evita consecințele nedorite. Suprafața ideală a ecranului ar fi una care să nu interfereze cu transmiterea luminii, dar care, în același timp, să fie eficientă în reducerea impactului luminii ambientale care lovește suprafața ecranului. În 2003, producătorul de pelicule optice MacDermid Autotype a demonstrat o nouă peliculă de acoperire care urmărea să facă exact acest lucru. Pelicula, care a fost co-dezvoltată cu Institutul Fraunhofer de Energie Solară, a fost denumită Autoflex MARAG (MothEye AntiReflection AntiGlare). Aceasta a fost concepută pentru a imita nanostructura conică a ochilor de molie (mai jos) și capacitatea acestor structuri de a maximiza valorificarea luminii cu o reflexie minimă – deoarece moliile nocturne au nevoie să opereze în condiții de luminozitate scăzută, fără ca reflexia luminii pe suprafața ochiului să dezvăluie poziția sa prădătorilor.
Pelicula ar oferi, aparent, o claritate excelentă a imaginii, comparabilă cu suprafețele anti-reflexie (lucioase) actuale, combătând în același timp strălucirea din toate sursele externe, inclusiv lumina directă a soarelui. S-a afirmat că suprafața exterioară ar reflecta sub 1% din lumină – ceea ce este într-adevăr foarte impresionant. Conform comunicărilor noastre cu MacDermid Autotype, cercetarea și dezvoltarea acestei pelicule MARAG a fost finalizată, iar în 2009 a fost lansată o gamă limitată de dispozitive portabile care foloseau această tehnologie. Aceasta nu a fost văzută în monitoare. Alte companii au aplicat, de asemenea, principii similare pentru a-și crea propriile filme „ochi de molie”. Cel mai notabil este filtrul utilizat pe Philips 46PFL9706H, care era un televizor LCD premium de 46″. Din păcate, procesul MARAG, care este aparent mai complicat decât suprafețele „ochi de molie” ale altor producători, nu a fost un succes comercial, în mare parte din cauza costului ridicat de dezvoltare chiar și a unor suprafețe mici ale unei astfel de pelicule. Procesul ar putea fi aplicat pe pelicule de 800 x 600 mm și ar fi potrivit pentru utilizarea pe monitoarele de PC. Cu toate acestea, dezvoltarea unei pelicule de această dimensiune cu o calitate ridicată a suprafeței la un preț competitiv nu a fost posibilă. Prin urmare, filmul MARAG a fost întrerupt începând cu 2009. Dar compania a continuat să dezvolte o serie de suprafețe de ecran anti-reflexive și cu grad redus de ceață, folosind principii similare, care ar putea fi aplicate la monitoare.
O altă inovație excelentă care s-ar putea preta bine la ecranele de calculator a fost dezvoltată de compania japoneză Nippon Electric Glass (NEG). Așa-numita „sticlă invizibilă” constă într-o bucată de sticlă extrem de subțire, acoperită pe ambele fețe cu un material antireflectorizant (AR) foarte eficient. Materialul este stratificat cu 30 de foi de film ultra-subțire, fiecare foaie având o grosime de câțiva nanometri, și se pare că permite o transmisie a luminii de 99,8% prin sticlă, reflectând în același timp doar 0,1% din lumină pe fiecare parte. Acest lucru se compară favorabil cu reflexia de 8% pe fiecare parte a unei foi de sticlă obișnuite și are ca rezultat o bucată de sticlă care, din toate punctele de vedere, pare invizibilă.
Când am contactat NEG cu privire la această tehnologie în 2011, aceștia au declarat că este în curs de perfecționare înainte de a se lua în considerare orice fel de disponibilitate comercială. Procesul a fost considerat prea scump chiar și pentru ca foile relativ mici să fie considerate viabile din punct de vedere economic, ca să nu mai vorbim de foile mai mari care ar putea fi utilizate pe un ecran de calculator. Astfel de aplicații au fost și poate că încă sunt luate în considerare cu atenție. Așadar, se speră că procesul de stratificare poate fi aplicat la ceva adecvat pentru a fi utilizat ca strat polarizant pentru monitoare. Transmiterea luminii prin strat este excelentă și, odată ce materialele și procesele vor fi rafinate, ar trebui să existe un interes comercial real pentru acest strat.