.jpg)
Панель или доска?
Интерактивная панель по сути представляет собой большой дисплей, снабженный сенсорной поверхностью. Интерактивная доска всегда укомплектована проектором, который и формирует на ней картинку. Таким образом, панель – излучает свет, а доска – отражает. Благодаря этому панель значительно меньше подвержена влиянию внешней засветки и имеет ряд других преимуществ. У проектора ограничен срок службы источника света, что требует его регулярной замены через определенное количество часов. У интерактивной панели этого недостатка нет, так как подсветка служит до 50 000 часов. Яркость лампы проектора постепенно снижается, а яркость подсветки интерактивной панели – нет. Она в течение всех заявленных 50 000 часов работает с одинаковой интенсивностью.
И хотя с интерактивной доской почти всегда используется ультракороткофокусный проектор, даже он дает тень, если у доски стоит высокий человек. У интерактивной панели из-за того, что она сама служит источником света, тени нет. Современные проекторы поддерживают разрешение 4K, но под соотношение сторон 4:3, все еще достаточно распространенное среди интерактивных досок, нужно подбирать соответствующее разрешение – XGA (1024×768 пикс.), UXGA (1600×1200 пикс.) и так далее. Естественно, эти разрешения не идут ни в какое сравнение с 4K@60, доступным сегодня в большинстве интерактивных панелей.
Интерактивная доска требует частой настройки и калибровки. Кто-то случайно чуть-чуть сдвинул проекционную систему, и ее нужно заново настраивать и калибровать. Интерактивную панель достаточно настроить один раз, а калибровка у нее производится на заводе.
Принципы работы LCD-матрицы
Существует три типа LCD-матриц: TN, VA и IPS. TN – это матрица с нематическими скрученными жидкими кристаллами, VA – с вертикальной ориентацией молекул, а IPS – матрица с планарной коммутацией. В продуктах серии Elements мы используем два типа матриц – VA (модель Titanium AP7-B70 – интерактивная панель флагманской линейки диагональю 70 дюймов) и IPS (во всех остальных моделях).
Работа LCD-матрицы строится на четырех базовых принципах. Первый – способность света к поляризации. Матрица представляет собой некий «слоеный пирог», состоящий из источника света, рассеивателей, жидких кристаллов, поляризаторов и прочего. Такое свойство света, как способность к поляризации, означающая, что если на пути распространения света установить поляризующую пластину, то она пропустит свет только с определенным вектором поляризации, очень важная вещь для понимания того, как работает матрица.
Второй принцип – способность жидких кристаллов менять свою ориентацию в пространстве под воздействием напряжения. Различные типы матриц отличаются между собой тем, как кристаллы ориентированы в этом слое «слоеного пирога».
Третий принцип – способность жидких кристаллов управлять поляризованным световым потоком, пропуская его или блокируя. Кристаллы под воздействием напряжения меняют свое положение в пространстве и по-разному пропускают проходящий через них свет, поворачивая угол поляризации на разные градусы.
Четвертый принцип – наличие прозрачных сред, которые являются проводниками электрического тока. Очень важно, чтобы этот «слоеный пирог», был прозрачен для проходящего через него света.
Конструкция TN-матрицы
TN-матрицы характерны тем, что в их ячейках расположен скрученный нематик, молекулы которого изначально имеют спиралевидную форму. Когда свет от подсветки проходит через нижнюю поляризующую пластину и поляризуется, то остается только один вектор поляризации. При прохождении света через скрученные молекулы жидких кристаллов его вектор поляризации поворачивается на 90°. Сверху, в слое, который ближе всего расположен к зрителю, есть еще один поляризатор, который пропускает только свет с вектором поляризации, перпендикулярным первому. То есть, если бы свет проходил без изменения своего вектора поляризации, то эта пластина его бы полностью запирала. Скрученный нематик без подачи напряжения меняет вектор поляризации на 90°, за счет чего свет беспрепятственно проходит через второй поляризатор. Если подать напряжение на электроды, то спираль раскручивается и молекулы выстраиваются в более-менее перпендикулярном направлении. Таким образом, свет проходит через жидкие кристаллы беспрепятственно, не изменяя вектора поляризации, и запирается верхней пластиной.
Этим можно объяснить явление «горячего пикселя». Если у нас, допустим, сломался транзистор, который управляет питанием в ячейке, и ток не поступает, то свет от источника всегда беспрепятственно будет проникать через все эти слои, что мы и видим как постоянно светящуюся точку на экране. В VA- и IPS-матрицах, когда отсутствует напряжение, то ЖК-молекулы не меняют вектор поляризации изначально поляризованного света и вторая пластина его уже не пропускает, поэтому точка черная.
Конструкция VA-матрицы
В VA-матрице все молекулы изначально выстроены вертикально и, когда отсутствует напряжение, то свет поступает через первый поляризатор, беспрепятственно проходит через слой жидких кристаллов и запирается вторым поляризатором. При подаче напряжения жидкие кристаллы разворачиваются на 90°, за счет чего меняется вектор поляризации и вторая пластина начинает пропускать свет. VA-матриц на рынке представлено очень много. В последних их поколениях, за счет того, что в пределах ячейки часть молекул вращается на 90° в одну сторону, а вторая часть – на 90° в другую, достигаются широкие углы обзора.
Конструкция IPS-матрицы
IPS-матрица отличается от других типов, прежде всего, тем, что у нее молекулы жидких кристаллов расположены в плоскости параллельной экрану. В ней без электричества кристаллы беспрепятственно пропускают свет, который впоследствии запирается вторым поляризатором, а при подаче напряжения – молекулы разворачиваются на 90°, причем в плоскости самой матрицы. Регулируя уровень напряжения, мы можем поворачивать жидкие кристаллы под определенным углом, тем самым регулируя количество света, которое проходит через них, что напрямую влияет на уровень яркости.
Углы обзора
Чем же матрицы отличаются друг от друга? У TN-матрицы есть очень большие искажения контрастности, особенно когда отображается какой-то темный оттенок, ближе к черному. Возникает это потому, что молекула, поворачиваясь под воздействием напряжения, начинает постепенно запирать световой поток, но устанавливается по отношению к плоскости экрана не полностью перпендикулярно. Именно поэтому с разных углов обзора молекулы видны по-разному. С точки зрения угла обзора TN-матрица показывает не очень хорошие результаты: 170° – по горизонтали и 160° – по вертикали.
В VA-матрице молекула находится в свободном состоянии перпендикулярно плоскости экрана, благодаря чему способна обеспечить очень высокий уровень черного, что является несомненным преимуществом данной технологии.
У матриц IPS-типа самые широкие углы обзора, составляющие 178° как по горизонтали, так и по вертикали. То есть, с какого бы угла мы ни посмотрели, всегда будем видеть примерно одинаковую картинку. Этому мы обязаны тем, что в усовершенствование технологий IPS-матриц было вложено очень много разработок различных компаний.
Из этого следует, что при сравнении матриц угол обзора – важный критерий оценки. А так как у TN-матрицы искажение угла обзора максимально, особенно по вертикали, то в своих интерактивных панелях мы их не используем. Современные VA-матрицы и, естественно, IPS-матрицы предлагают самые широкие углы обзора, составляющие 178° по вертикали и по горизонтали. Поэтому мы применяем именно эти технологии.
Цветовой охват
Еще одной важной характеристикой в пользу VA- и IPS-матриц является ширина охвата цветового пространства. Чем охват шире, тем естественнее будет цветопередача и тем большее количество цветов сможет отображать матрица. IPS-матрица имеет 97% охват цветового пространства стандарта DCI-P3, TN-матрица – 95% стандарта sRGB. Поэтому наиболее естественная и точная цветопередача у IPS-матрицы. Именно такие матрицы используются в интерактивных панелях Promethean.
Время отклика
Говоря про различия матриц, нельзя не упомянуть такой параметр, как время отклика, который особенно актуален для геймеров. Им нужно быстро реагировать на происходящее на экране, а любая задержка, связанная со скоростью переключения пикселей, снижает время, остающееся для выполнения действий. Наименьшее время отклика, составляющее от 1 до 4 мс, у TN-матриц, за счет чего они и снискали популярность у любителей компьютерных игр, но сегодня эта технология крайне слабо развивается. В бюджетных VA-матрицах это будет от 9 до 13 мс, в дорогих – от 2 до 3 мс, в бюджетных IPS-матрицах – от 6 до 9 мс и в дорогих – в среднем до 4,5 мс.
В учебной среде, где наиболее востребованы наши интерактивные панели, как правило, не используются видеоигры, поэтому этот параметр не является критичным и им можно пренебречь в пользу качества. Серия Elements имеет время отклика 8 мс, что для подобного класса устройств – стандартное значение.
Активное развитие сегмента IPS-матриц не могло не сказаться и на снижении времени отклика. На сегодняшний день предлагает наименьшее время отклика и наибольшую частоту смены кадров, как раз IPS-матрица, что лишь подтверждает перспективность технологии.
Коэффициент контрастности
Важно понимать, в чем физический смысл этого параметра, так как в технических характеристиках проекторов и интерактивных панелей многие путают статический и динамический коэффициенты контрастности. На самом деле существует два метода измерения этого параметра: Full ON/Full OFF (последовательный контраст) и метод измерения по ANSI (статический контраст). Первый проводится в идеальных условиях – темной комнате, где нет никаких источников света. Сначала выводится абсолютно белая картинка и замеряется ее яркость, а затем то же самое для абсолютно черной. Контрастность – это отношение яркости самого яркого участка к яркости самого темного. Эта величина безразмерная.
Есть еще такой параметр, как внешнее освещение. Мы знаем, что в любом помещении всегда присутствуют какие-то источники света, которые засвечивают картинку. Также существует паразитная засветка темных участков изображения светлыми. При проведении замеров в идеальных условиях, как делают некоторые производители, все эти величины принимаются практически за ноль (часто паразитную засветку принимают за 0,001 – минимальное значение, которое может воспринимать люксметр). Таким образом, в числителе у нас яркость дисплея (допустим, 400 кд/м²), а в знаменателе – 0. Получается такая вот нереальная величина – в нашем примере 400:0, то есть бесконечность к единице, и мы можем видеть в спецификациях некоторых производителей значения 400 000:1, 1 000 000:1 и так далее. Это очень хорошо для маркетинговых целей, но не дает вообще никакого понимания реальной контрастности средства отображения.
Если мы хотим произвести объективные замеры, то потребуется стандарт ANSI. Согласно ему, на экране в абсолютно темной комнате выводится шахматное поле, включающее восемь белых и восемь черных клеток, и производится измерение их средней яркости. Чтобы определить контрастность, в числитель ставим среднюю яркость белых клеток, в знаменатель – черных. Подобный метод учитывает паразитную засветку, которая хорошо просматривается при влиянии белых участков на темные, но внешняя засветка при замерах в темноте также будет равна 0.
Такой метод измеряет статическую контрастность. В IPS-панелях она находится в пределах от 700:1 до 1300:1, в VA-матрицах, где за счет вертикального расположения молекул свет полностью запирается, что обеспечивает очень хороший уровень черного, это значение выше. В наших интерактивных панелях с IPS-матриами коэффициент статической контрастности равен 1200:1, что является для панелей такого типа весьма высоким результатом.
Если мы добавим в вычисления внешнюю засветку, допустим 50 кд/м², то по обоим методам получим уже примерно 9:1. Вот такая большая разница между идеальными и реальными условиями.
Согласно стандарту ANSI/InfoComm 3M-2011 Projected Image System Contrast Ratio (PISCR) («Коэффициент контрастности проецируемого изображения»), существуют три типа просмотра – пассивный, базовый и аналитический. Пассивный, подразумевающий, что требуется лишь общее понимание отображаемой картинки, в классной среде не востребован, а базовый и аналитический – применимы.
Также в этом стандарте регламентированы и уровни контрастности, которые должны быть для того или иного типа просмотра. Для базового просмотра, не требующего от зрителя принятия критических решений, однако предполагающего активное взаимодействие с контентом, это значение составляет 15:1, что является действительно реальной величиной, учитывающей освещение в помещении. Аналитический просмотр, при котором зритель полностью вовлечен в работу с контентом и важны мельчайшие детали, требует контрастности 50:1. В стандарте очень подробно расписаны методы произведения измерений, поэтому я рекомендую им пользоваться при проектировании классных комнат, но он подойдет только для систем интерактивная доска – проектор, так как предназначен только для проекционных систем. В продуктовом портфеле Promethean есть интерактивные доски, поэтому при выборе проектора для данного помещения, можно пользоваться этим стандартом.
Интерактивная панель
Источник: avclub.pro