Индустрия производства смартфонов переживает эволюцию каждые несколько лет. За минувшую декаду сменилось с десяток поколений, один революционнее другого. Сначала инженеры додумались до стильных, но хрупких «раскладушек» – складываемых пополам устройств. Затем добавили полноценную qwerty-клавиатуру с крошечными и неудобными кнопками.
Но настоящий фурор произвел Стив Джобс, выпустивший свой первый айфон в 2007 году. Монолит, где 90% лицевой части устройства составляет дисплей. С этого момента эволюция пошла по совершенно иному пути развития, отринув эксперименты с форм-фактором и наполнением, и с головой погрузившись в модернизацию дисплеев.
В этой статье мы раз и навсегда ответим на все вопросы: какие технологии применяются в производстве экранов для современных смартфонов, почему важно знать разрешение, как (а главное – зачем?) посчитать плотность пикселей и почему технология AMOLED на голову превосходит TFT. Пристегните ремни, поездка будет долгой, но интересной!
Разрешение экрана
Под термином «разрешение» понимается число ячеек-пикселей на видимой пользователю рабочей поверхности дисплея. Разрешение зависит от:
- Площади дисплея в дюймах;
- Числа световых ячеек (пикселей) на экране;
- Плотности упаковки ячеек на квадратный дюйм.
Именно последний показатель и зашифрован в аббревиатуре ppi – pixels per inch. Слово пиксель означает picture element (элемент картинки) или picture cell (ячейка картинки).
В документации смартфона обычно сначала указывают длину диагонали экрана, а уже потом длину и ширину в дюймах. Пиксельные характеристики называют только по высоте столбцов и ширине строк, например, 1280×720 px. Зная эти характеристики можно самостоятельно вычислить пиксельную плотность. Если не указаны точные размеры дисплея по ширине и высоте, но известна длина диагонали и соотношение пикселей, придётся вспомнить теорему Пифагора и правило пропорции. Впрочем, производители оборудования стараются предоставить пользователям предельно подробную информацию.
Все виды дисплеев для смартфонов вы можете найти в агрегаторе запчастей для портативной электроники 4Mobile, в партнерстве с которым мы и подготовили данный материал.
Уровни разрешения
По уровню пиксельной плотности экрана современные смартфоны делятся на четыре категории:
- HD – 1280×1024 px;
- Full HD – 1920x1080px;
- QHD (Quad HD или 2K) – 2560×1440 px;
- UHD (Ultra HD или 4K) – 3840×2160 px;
Классификация хоть и носит условный характер, но четко демонстрирует эволюцию экранов.
HD
На дисплее HD независимо от его размера пиксельное соотношение не меньше чем 1280×720. Казалось бы, чем меньше диагональ и площадь экрана, тем картинка лучше. Подвох в том, что на маленьком экране детали изображения сложнее рассмотреть, а на большом снижается плотность пикселя на квадратный дюйм.
Дисплей 4,3’’ имеет пиксельную плотность 342 ppi. При увеличении диагонали на 0,4’’ плотность падает до 312 ppi. Специалисты компании Apple считают значение в 300 пикселей на дюйм минимально допустимым. Глядя на экран с таким показателем, человек с нормальным зрением не в состоянии выделить отдельные пиксели, картинка представляет единое целое независимо от размера. Добавим, что речь идёт именно о смартфонах и не касается устройств с экраном больше 10 дюймов.
Full HD
Вторая ступенька и сегодняшний стандарт в бюджетном и среднем ценовых сегментах телефонов.
Пиксельная формула стандарта Full HD – 1920×1080 px. Плотность, как и в случае с «просто HD», зависит от величины экрана. При диагонали 5’’ коэффициент «упаковки» составляет 440 ppi, при увеличении диагонали на полдюйма плотность падает до 400 ppi.
Quad HD или 2K
Слово Quad подразумевает разрешение в четыре раза большее, нежели в базовом варианте HD. Сначала такое оснащение получали флагманы, но сегодня его можно встретить и в среднем сегменте.
QHD – 2560×1440 px. У дисплея с диагональю 5,5’’ в одном дюйме содержится 538 пикселей.
Альтернативное название формата – разрешение 2K, буквально «две тысячи». Имеется в виду число пикселей в вертикальном столбце. Название не совсем верное, правильнее было бы 2,5K, но 2K произносить легче.
Ultra HD и 4K
«Высшая лига» разрешения. При этом параметры двух форматов не идентичны. В вертикальном столбце дисплея UHD 3840 световых точек, а в столбце экрана 4K 4096 пикселей. По горизонтали в обоих случаях располагается 2160 пикселей.
Пионером формата Ultra стал смартфон Sony Xperia Z5 Premium с диагональю 5,5’’. Пиксельная плотность на экране аппарата составила 806 ppi. Критики даже иронизировали по поводу чрезмерного качества картинки.
Хотя размеры дисплеев неуклонно растут, доля ультра-экранов на рынке пока невелика, Sony с моделями Z5 и Z7 остается едва ли не монополистом. Золотым стандартом остаются экраны QHD. Не последнюю роль тут играет прямая зависимость между разрешением экрана и энергопотреблением смартфона. Ограниченный срок автономной работы гаджета не позволяет производителям массово внедрять «прожорливые» 4K дисплеи. Ситуация разрешится в случае изобретения более ёмких и в то же время безопасных аккумуляторов. Также остается открытым вопрос, готов ли массовый потребитель переплачивать за «телевизионное» качество картинки на смартфоне.
Виды дисплеев
В зависимости от материалов и принципов воспроизведения графики выделяют следующие разновидности панелей:
- LCD;
- OLED;
- AMOLED;
- Super AMOLED;
- TFT;
- IPS.
Большинство пользователей значение аббревиатур представляют смутно. Разберемся, как они расшифровываются.
LCD
Матрица жидкокристаллического дисплея (Liquid Crystal Display) использует искусственную подсветку сзади, благодаря чему изображение хорошо различимо при ярком солнечном свете. Жидкие кристаллы открыты давно, себестоимость таких дисплеев невысока. Минус технологии – низкое качество цветопередачи.
TFT
Акроним TFT расшифровывается как Thin Film Transistor, транзисторы на тонкой пленке. По большому счету TFT – это модернизированный ЖК-экран с активной матрицей. Каждый пиксель подсоединен к персональным транзистору и конденсатору.
Себестоимость TFT-экрана даже ниже жидкокристаллического, а контрастность выше. Недостатки – «прожорливость» и по-прежнему невысокое качество цветопередачи. ТФТ-экраны на современные смартфоны не ставятся, прежде всего, из-за чрезмерного энергопотребления.
IPS
Сокращение означает In-Plane Switching, это усовершенствованный TFT-LCD. В отличие от предшественников такой дисплей отлично справляется с передачей красок и обеспечивает больший угол обзора. К каждому пикселю здесь подключается два транзистора. IPS-экраны более энергоемки, чем простые LCD, но экономичнее, чем TFT. Это золотая середина для аппаратов начальной и средней ценовой категории.
OLED
Первая буква O означает «органический», поскольку светодиоды выполнены из полимерного материала, содержащего углерод и водород. В качестве токопроводящего элемента используется металлическое напыление. В отличие от ЖК-матрицы, которая «включена» все время, пока активен дисплей, в светодиодной матрице активны лишь те пиксели, на которые идет нагрузка. Это резко снижает энергопотребление смартфона.
Минусы OLED – в значительном энергопотреблении при воспроизведении светлых тем и в невысоком качестве изображения на прямом солнце. Себестоимость любых диодных экранов выше, чем себестоимость жидкокристаллических.
AMOLED
Сокращение расшифровывается Active Matrix Organic Light-Emitting Diode. АМОЛЕД относится к ОЛЕД примерно так же, как TFT к LCD. Всё дело в активной матрице, когда у каждого точечного источника есть свой персональный «выключатель». Тонкие панели AMOLED можно «загибать» по краям, увеличивая общую площадь изображения.
Частота обновления на AMOLED экранах составляет 60 Гц или 90 Гц, что при активном использовании смартфона приводит к постепенному выгоранию полимерных компонентов дисплея.
Super AMOLED
Брендовое самоназвание, запатентованное корпорацией Samsung для флагманских смартфонов. Изюминка новинки в том, что инструмент сенсорного управления не накладывается отдельным слоем на светодиодную матрицу, а органически встраивается в неё. Смартфон с дисплеем Super AMOLED надо беречь как зеницу ока, в случае повреждения экрана замена «влетит в копеечку».
Справедливости ради следует отметить, что в солнечную погоду изображение на дисплеях Super AMOLED различается лучше, чем на AMOLED, да и энергии премиальные смартфоны из Южной Кореи потребляют меньше.
Retina
Консервативные разработчики Apple долго не придавали значения разрешению экрана, считая достаточной упаковку в 300-350 ppi. Однако массовое внедрение QHD дисплеев на флагманских, а потом и на «повседневных» андроидах, привело к разработке концепции Retina. Начиная с iPhone XS, яблочники устанавливают экраны с плотностью 458 точек на дюйм.
Частота обновления
Стандартная частота обновления светодиодного экрана составляет 60 Гц. Это означает, что картинка на экране перезагружается 60 раз в секунду. С 2019 года производители стали оснащать флагманские аппараты дисплеями, которые обновлялись в полтора раз чаще – 90 раз в секунду.
При обычной работе это не заметно. Новшество полезно при просмотре роликов с быстрым движением, его оценили любители мобильных игр. Согласно инсайдам, в Samsung и Apple работают над созданием дисплеев с частотой 120 Гц.
Единственный, но жирный минус высокочастотных экранов очевиден – быстро не только обновляется картинка, но и садится аккумулятор, в том числе и в автономном режиме.
Если все-таки победит концепция увеличения пиксельной плотности, мы можем стать свидетелями появления дисплеев 8K. Специалисты считают, что будущее за технологией MicroLED. В её основе сверхтонкие светодиоды из неорганического материала нитрита галлия. По яркости и контрастности такие панели превосходят и LCD, и OLED. Поскольку материал диодов неорганический, они в гораздо меньшей степени подвержены выгоранию. Камнем преткновения пока остается себестоимость таких устройств. Производство пока несовершенно, высок процент брака.
Какой дисплей выбрать?
Грани между типами дисплеев неизбежно стираются. Изначально корейскую технологию Super AMOLED успешно копируют китайские производители, жидкокристаллические дисплеи Retina официально выпускают в Южной Корее.
Формальное сравнение разрешения и размера экрана не позволяют в полной мере оценить возможности смартфона и комфортность его использования. Гаджет нужно «поюзать» в реальной жизни, оценив особенности цветопередачи, насыщенность красок, контрастность экрана. Важным критерием является угол обзора дисплея, энергопотребление и другие характеристики.
Распорядок дня и житейские привычки также не стоит сбрасывать со счетов. Людям, которые весь день находятся в офисе, а вечером спокойно отдыхают дома, подойдёт универсальный дисплей на светодиодах. Поклоннику спортивного образа жизни лучше приобрести смартфон с жидкокристаллическим или IPS дисплеем. Картинка будет хорошо видна даже при ярком солнечном свете.
Если пользователь заинтересован в длительной автономной работе гаджета, либо помешан на ярких красках картинки, стоит, не считаясь с расходами, приобрести смартфон с AMOLED или Super AMOLED дисплеем.
