Экраны и типы матриц современных смартфонов и планшетов: какой выбрать? Как выбрать смартфон с лучшей камерой

Продолжаем рубрику, посвященную тому, как правильно выбрать смартфон, который будет радовать пользователя. Мы уже поговорили : какие бывают, что лучше, плюсы и минусы. Сегодня речь пойдет о выборе экрана смартфона. Тема достаточно сложная и обширная, так как к настоящему времени существует немало технологий производства дисплеев, их защиты, кроме того, представлены они самых разных диагоналей, с разными соотношениями и так далее. Именно экран нередко становится камнем преткновения во время выбора смартфона. Оно и не удивительно. Дисплей – именно та часть устройства, с которой нам приходится работать больше. В случае неправильного выбора велика вероятность того, что экран причинит массу неудобств: некачественная картинка, низкая яркость, плохая чувствительность. Но не волнуйтесь, сегодня мы затронем каждый из аспектов, поведав вам обо всех тонкостях выбора экрана смартфона.

Тип матрицы смартфона

Начать стоит именно с типа матрицы. Во многом от выбора типа матрицы экрана будет зависеть качество. Итак, на сегодняшний день принято выделять три разновидности:

1. TN+film
2. AMOLED

Первые две основываются на жидких кристаллах, вторая – на органических светодиодах. Представлен каждый из типов несколькими подвидами (в случае с IPS более 20 различных), которые так или иначе встречаются в производстве панелей.

Некоторые из вас задаются вопросом: «А где TFT?». Из-за незнания некоторых ресурсов нередко эту аббревиатуру используют в качестве обозначения типа матрицы, что является неверным. Термином TFT обозначают тонкопленочные транзисторы, используемые для организации работы субпикселей. Применяются они практически в каждом из рассматриваемом типов матриц. Транзисторы также представлены несколькими разновидностями, одной из которых является LTPS (поликристаллический кремний). LTPS – относительно новый подвид, который выделяется меньшим потреблением энергии и более компактными размерами транзисторов, что отражается и на размерах пикселей. Как итог: большая плотность пикселей, более качественная и четкая картинка.

TN+film

Возвращаемся к матрицам. Большинство привычных нам матриц, как уже отмечалось, жидкокристаллические, то есть, LCD. Принцип заключается в поляризации света, который проходит через светофильтр, окрашиваясь в соответствующие цвета. Первая из разновидностей жидкокристаллических матриц – TN+film. С распространением «film» опустили, сократив название до «TN». Наиболее простой тип, который к сегодняшнему дню порядком устарел и используется лишь в самых дешевых смартфонах (да и то, надо еще найти). TN не может похвастаться хорошими углами обзора или контрастностью, обладает плохой цветопередачей.

В общем, TN при выборе экрана смартфона обходите стороной – тип устарел.

IPS

Далее идет IPS. Эта технология тоже немолода – возраст перевалил уже за 20 лет. Между тем, IPS-матрицы имеют наибольшее распространение на рынке смартфонов. Откройте любой интернет-магазин, выберите первый попавшийся смартфон и убедитесь в моих словах. Этот тип матриц представлен и в бюджетном сегменте, и в флагманском. Кроме улучшенных характеристик, если сравнивать с TN, IPS получили превеликое число разновидностей. Однако не стоит разбираться во всех – на рынке смартфонов главенство делят два типа: AH-IPS и PLS. Их создателями являются две крупнейшие фирмы Южной Корее да и всего мира: LG и Samsung соответственно. В чем разница? Ее практически и нет. Матрицы двух типов как братья-близнецы, поэтому можете не боясь выбирать смартфон с любой из них. Идентичность даже становилась поводом судебных разбирательств между компаниями.

IPS может похвастаться более широкими углами обзора, нежели TN, хорошей передачей цветов и высокой плотностью пикселей, что обеспечивает шикарную картинку. А вот энергопотребление примерно одинаковое – в любом случае используются для подсветки светодиоды. Так как разновидностей IPS-матриц существует довольно много, они разниться и в своих характеристиках. Разницу эту можно заметить даже «на глаз». Более дешевые IPS могут быть слишком блеклыми, либо напротив – иметь перенасыщенный цвет. Осложняет выбор экрана смартфона при этом тем, что производители зачастую умалчивают о типе матрицы.

Однозначно, при выборе между экраном TN и IPS предпочтение отдается последнему.

AMOLED

Еще более современный тип, который сегодня распространен, как правило, среди смартфонов высшего класса. AMOLED представлены органическими светодиодами, которые не требуют внешней подсветки, как в случае с IPS или TN, – они светятся сами. Уже на этом моменте можно выделить их первое достоинство – меньшие размеры. Далее – AMOLED представлен более насыщенными цветами. Особенно хорошо выглядит черный, во время отображения которого попросту затухает светодиод. AMOLED-дисплеи более контрастные, могут похвастаться широкими углами обзора и более низким энергопотреблением (есть нюансы). Прям сказка, не так ли? Но прежде чем выбирать смартфон с экраном AMOLED, вам стоит узнать о его недостатках.

Самым главным минусом принято считать меньший срок службы по сравнению с IPS. Через определенный срок (как правило, уже через три года наблюдаются изменения в цвете), в среднем через 6-10 лет начинают «выгорать пиксели». Причем особенно подвержены выгоранию яркие тона, поэтому пользователи нередко применяют темные темы оформления, дабы продлить срок службы. Кроме того, на энергопотребление в значительной мере сказывается яркость цветов на экране. Если отображается яркая картинка в светлых тонах, то AMOLED потребляет больше энергии, нежели IPS. Наконец, матрицы на основе органических светодиодов дороже в производстве.

Как бы то ни было, это не отменяет технологичность и качество AMOLED. Болячки в виде «выгорающих пикселей» постепенно вылечиваются, а также появляются подвиды матриц, которые становятся лучше. К примеру, Super AMOLED. Эта разновидность появилась семь лет назад, привнеся массу улучшений. Было уменьшено энергопотребление, увеличена яркость. Кроме того, исчезла воздушная прослойка между тачем и матрицей, что повысило чувствительность экрана, а также исключило попадание пыли.

AMOLED сегодня считается наиболее технологичными матрицами, которые активно развиваются. Если до недавних пор они использовались преимущественно в смартфонах Samsung, то сегодня их выбирает огромное число производителей смартфонов (практически каждый крупный бренд представил решение с AMOLED-экраном.

Конструктивные особенности экранов смартфонов

Но не только от типа матрицы следует отталкиваться при выборе экрана смартфона. Есть еще целая куча особенностей, от которых зависит итоговое качество картинки и ощущения от использования. Мы остановимся на наиболее важных моментах.

Воздушная прослойка

До не давних пор экраны всех смартфонов были представлены двумя составляющими: сенсорный слой и сама матрица. Между ними оставалась воздушная прослойка, толщина которой зависела напрямую от производителя. Естественно, чем слой тоньше, тем лучше. Компании регулярно уменьшали прослойку воздуха, делая качество картинки выше, а углы обзора – шире. Относительно недавно удалось полностью избавиться от воздушной прослойки благодаря технологии OGS. Теперь сенсорный слой и матрица соединились воедино. Несмотря на существенное повышение качества, есть и очевидный недостаток. В случае повреждения OGG-экрана, заменять его придется полностью, в то время как в дисплеях с воздушным слоем, удар на себя принимает лишь стекло.

Как бы то ни было, OGS-экраны выбирает все больше производителей. Да и вам мы советует отдавать предпочтение этой технологии. Поверьте, не стоит беспокойство о сложном ремонте тех чувств, которые вы испытаете при эксплуатации подобного дисплея.

Относительно недавний тред, который привнесла на рынок компания Samsung со своим флагманом Galaxy S6 Edge (также был Galaxy Note, но там загнули только один край). Южнокорейский производитель продолжить развивать идею и в последующих смартфонах, а вот остальные фирмы не слишком-то и разделили задумку. Сгибанию компания подвергает правую и левую грань устройств – экран как бы наплывает на торцы. Это делается не только ради эффектного внешнего вида, но и для удобства пользователя. Сюда выносятся дополнительные функции, здесь же могут отображаться уведомления. Увлекательная особенность, но далеко не всем нужная.

Наиболее удачно реализовать изогнутый дисплей удалось Samsung, поэтому, если интересна такая конструкция, то советуем рассматривать именно решения южнокорейского бренда.

Еще более свежий тренд – экраны без рамок. Прародителем является компания Sharp, которая показала первый безрамочный смартфон еще в 2014 году, но пользователей привлек безрамочный Mi Mix, показанный в 2016 году. К лету 2017 года целый ряд компаний заявил о замысле выпустить подобные гаджеты. Сегодня рынок стремительно наполняется , причем самые новые модели стоят менее 100 долларов.

К настоящему моменту есть несколько вариаций экрана без рамок: вытянутые дисплеи, у которых уменьшены рамки сверху и снизу; привычные дисплеи, лишенные рамок с трех сторон (кроме нижней). К первому типу относится Samsung Galaxy S8 пара смартфонов от LG (G6 и ). Ко второму – , Doogee Mix, Xiaomi Mi Mix и многие другие, чьи ряды постоянно пополняются.

Безрамочные смартфоны выглядят действительно здорово, а невысокая стоимость дает возможность каждому опробовать современные технологии.

Известная компания Apple в iPhone 6S представила новую технологию на момент выхода – 3D Touch. С ней экран стал реагировать не только на касания, но и на силу нажатия. Технология стала использоваться, как правило, для совершения каких-либо быстрых действий. Также 3D Touch позволил с большим комфортом работать с текстом, рисовать (кисть реагирует на силу натиска) и прочее. Функция не стала чем-то совершенно необычным, но своего пользователя нашла. Позже подобная технология появилась 6, также была заявлена в .

Тип сенсорных экранов

Не особенно важный критерий при выборе экрана смартфона, но, тем не менее, чуть остановимся на нем. Существует несколько типов сенсорных дисплеев: матричный (очень-очень редкий) резистивный и емкостной. Резистивные экраны до недавних пор были распространены повсеместно, однако сегодня представлены лишь в очень редких и дешевых смартфонах. Этот тип отличается тем, что реагирует на любые касания: пальцем, ручкой, хоть другим телефоном управляйте. Он поддерживает лишь одно касание, работает не всегда точно. В общем и целом, устаревший тип.

Емкостные экраны в значительной мере превосходят своих предшественников. Они уже поддерживают более одного одновременного касания, отличаются лучшей чувствительностью, гораздо точнее работают. При этом их производство обходится дороже.

Как ни крути, но от резистивных экранов в смартфонах подавляющее большинство компаний отказалось. И это к лучшему. К тому же, стоимость емкостных постоянно понижается, что позволяет производителям устанавливать их в самые дешевые смартфоны.

Еще одним важным аспектом при выборе экрана смартфона является число одновременных касаний. От этого параметра зависит то, какие операции вы сможете производить на дисплее. Первые смартфоны, оснащаемые резистивными экранами, ограничивались одним одновременным касаниям, чего не всегда было достаточно. Экраны современных смартфонов поддерживают зачастую 2, 3, 5 или 10 одновременных касаний. Что дает большое число одновременных касаний:

• Масштабирование и зуммирование. Одна из первых функций, которая появилась в iPhone – первом смартфоне с поддержкой двух одновременных касаний. Так, можно уменьшать или увеличивать изображения, сводя или разводя пальцы на экране.
• Управление жестами. Несколько пальцев дают возможность задействовать различные жесты.
• Управление в играх. Большинство современных игр требуют задействование одновременно нескольких пальцев.

Не стоит гнаться за поддержкой 10 одновременных касаний, если вы не играете на смартфоне. Подавляющему числу пользователей вполне достаточно 5 касаний, а еще менее требовательные не будут испытывать дискомфорта и с 2.

Значимые при выборе экрана смартфона параметры, идущие рука об руку. Диагональ дисплея отражает его размеры в дюймах.

Дюйм соответствует 2.54 сантиметрам. К примеру, диагональ экрана 5-дюймового смартфона в сантиметрах составляет 12.7 сантиметров. Обратите внимание : диагональ измеряется от угла до угла экрана, не затрагивая рамки.

Какую диагональ экрана выбрать? На этот вопрос вам придется ответить самостоятельно. Рынок современных смартфонов предлагает самые разные диагонали, начиная примерно с 3.5-4 дюймов, заканчивая практически 7 дюймами. Есть и более компактные варианты, но их в расчет можно не брать – работать с миниатюрными иконками не очень удобно. Наилучший способ выбрать диагональ – лично подержать смартфон в руках. Если вам комфортно пользоваться одной рукой, значит, диагональ «ваша».

Рекомендовать конкретные цифры нельзя и потому, что у каждого человека разный размер руки, длина пальцев. Одному и 6-дюймовым пользоваться комфортно, другим – и 5 дюймов много. Также стоит учитывать, что смартфоны с одинаковой диагональю могут быть разных размеров в общем. Простой пример: 5.5-дюймовый сопоставим с 5-дюймовой моделью с обычными рамками. Поэтому при выборе экрана смартфона желательно еще и толщину рамок брать в расчет.

Как бы то ни было, наблюдается тенденция увеличения диагоналей экрана. Если в 2011 году подавляющее большинство пользователей ограничивалось 4 дюймами, то в 2014 году наибольший процент принадлежал 5 дюймам, сегодня рынок захватывают решения с 5.5 дюймами.

С разрешением ситуация обстоит попроще.

Разрешение отражает количество пикселей на единицу площади. Чем больше разрешение – тем качественнее картинка. Опять же, одинаковое разрешение по-разному выглядит на двух отличных диагоналях. Здесь же стоит упомянуть о плотности пикселей на дюйм, которая обозначается аббревиатурой PPI. Здесь то же правило, что в случае с разрешением: чем выше плотность – тем лучше. Правда, в точной цифре специалисты не сходятся: ряд утверждает, что комфортное значение начинается с 350 PPI, другие приводят большие цифры, третьи – меньшие. При этом стоит помнить, что человеческое зрение очень индивидуально: кто-то ни пикселя не увидит и при 300 PPI, а другой и при 500 PPI найдет к чему придраться.

• при диагонали до 4-4.5 дюймов большинство смартфонов получают разрешение 840х480 пикселей (примерно 250 PPI);
• от 4.5 до 5 дюймов хорошим выбором является HD-разрешение (1280х720 точек) (плотность составляет от 326 до 294 PPI)
• более 5 дюймов – стоить смотреть в сторону FullHD (1920х1080 пикселей) или еще более высоких разрешений

Последние смартфоны Samsung и ряд моделей от других компаний получают разрешение 2560×1440 точек, что обеспечивает высокую плотность пикселей и четкую картинку. Недавний флагман от Sony и вовсе был представлен с разрешением экрана 4К, что при 5.5 дюймов гарантирует рекордные 801 PPI.

Покрытие экрана

До недавних пор экраны мобильных устройств покрывались обычным пластиком, который быстрый царапался, искажал цветопередачу, да и тактильно ощущался не очень. На смену пришло стекло, которому нипочем завалявшиеся в кармане ключи. Сейчас на рынке представлено ни одна разновидность стекол, которые отличаются прочностью и, соответственно, ценой. Особую популярность сегодня снискали 2.5D-стекла, изогнутые с краев. Они не только гарантируют высокую надежность, но и придают смартфону более стильный вид.

Кроме того, экраны современных смартфонов обладают специальным жирооталкивающим покрытием (олеофобный слой), который обеспечивает хорошее скольжение пальца, а также предотвращает появление пятен. Чтобы определить наличие олеофобного слоя, достаточно поместить на экран каплю воды. Чем лучше капля сохраняет форму (не растекается), тем качественнее слой.

Естественно, качество олеофобного слоя и стекла сказываются на стоимости смартфона. Вы вряд ли найдете бюджетную модель, которая сможет похвастаться таким же прочным стеклом, как у флагманского решения. Сегодня наиболее популярным производителем защитных стекол является компания Corning, линейка которой заканчивается Gorilla Glass 5.

Дополнительный экран

Если одного дисплея вам мало, то ряд компаний предлагает смартфоны с дополнительными экранами. Они, как правило, небольшие, а служат для вывода уведомлений. А YotaPhone 2, известный многим, предлагает второй E-link дисплей, занимающий всю тыльною сторону, на котором удобно читать. В модельном ряду LG есть решения с небольшим экраном, отображающим уведомления. Недавно подобным смартфоном с дополнительным экраном отметилась и Meizu со своим флагманом .

Второй экран – довольно-таки своеобразная фишка, которая нужна далеко не каждому. Тем не менее, своего пользователя подобные смартфоны находят, да причем и не одного.

Заключение

Что ж, вроде рассказали обо всех тонкостях выбора экрана смартфона. Материал получился довольно обширным, надеемся, ответы на свои вопросы найдет каждый. Не стоит гнаться за самым дорогим экраном, но и слишком экономить противопоказано – ищем ту самую золотою середину. Хотя нынешний рынок мобильной электроники и сам вас направит в нужное русло, указав на то, что популярно и востребовано. Сегодня значительно ниже риск наткнуться на некачественный дисплей, который будет тупить при нажатиях, производители существенно подняли планку качества. Даже компании третьего эшелона в своих ультрабюджетных смартфонах используют вполне добротные матрицы. Ну, а нам лишь остается пожелать вам удачи в выборе.

Кстати, линейка статей о критериях правильного выбора не заканчивается. Мы уже рассказали о том, ознакомьтесь. Скоро появятся материалы на тему выбора процессора и камер, так что подпишитесь на уведомления и группу «Вконтакте».

Архитектура пикселей у производителей разная. Для примера здесь приводится архитектура ПЗС -пикселя.

Пример субпикселя ПЗС-матрицы с карманом n-типа

Обозначения на схеме субпикселя ПЗС-матрицы - матрицы с карманом n-типа:
1 - фотоны света, прошедшие через объектив фотоаппарата;
2 - ;
3 - R - красный светофильтр субпикселя, фрагмент фильтра Байера ;
4 - прозрачный электрод из поликристаллического кремния или сплава индия и оксида олова;
5 - оксид кремния;
6 - кремниевый канал n-типа: зона генерации носителей - зона внутреннего фотоэффекта ;
7 - зона потенциальной ямы (карман n-типа), где собираются электроны из зоны генерации носителей заряда ;
8 - кремниевая подложка p-типа .

Микролинза субпикселя

Буферные регистры сдвига на ПЗС-матрице, равно как и обрамление КМОП-пиксела на КМОП-матрице «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате, каждому пикселю достаётся лишь 30 % светочувствительной области от его общей поверхности. У матрицы с полнокадровым переносом эта область составляет 70 %. Именно поэтому в большинстве современных ПЗС матриц над пикселем устанавливается микролинза. Такое простейшее оптическое устройство покрывает бо́льшую часть площади ПЗС-элемента и собирает всю падающую на эту часть долю фотонов в концентрированный световой поток, который, в свою очередь, направлен на довольно компактную светочувствительную область пиксела .

Характеристики матриц

Отношение сигнал/шум

Всякая физическая величина совершает некоторые колебания от своего среднего состояния, в науке это называется флуктуациями. Поэтому и каждое свойство всякого тела тоже изменяется, колеблясь в некоторых пределах. Это справедливо и для такого свойства, как светочувствительность фотоприемника, независимо от того, что собой представляет этот фотоприемник. Следствием этого является то, что некоторая величина не может иметь какого-то конкретного значения, а изменяется в зависимости от обстоятельств. Если, например, рассмотреть такой параметр фотоприемника, как «уровень чёрного», то есть то значение сигнала, которое будет показывать фотодатчик при отсутствии света, то и этот параметр будет некоторым образом флуктуировать, в том числе эта величина будет меняться от одного фотодатчика к другому, если они образуют некоторый массив (матрицу).

В качестве примера можно рассмотреть обычную фотопленку, где фотодатчики - зерна бромистого серебра, и их размер и «качество» неконтролируемо меняются от точки к точке (изготовитель фотоматериала может обеспечить только среднее значение параметра и величину его отклонения от среднего значения, но не сами конкретные значения этой величины в конкретных позициях). В силу этого обстоятельства пленка, проявленная без экспозиции, покажет некоторое, очень маленькое, но отличное от нуля почернение, которое называется «вуаль». И у фотоматрицы цифрового фотоаппарата наблюдается то же самое явление. В науке такое явление называется шумом, так как оно мешает правильному восприятию и отображению информации, и для того, чтобы изображение хорошо передавало структуру исходного сигнала, необходимо, чтобы уровень сигнала в некоторой степени превосходил уровень шумов, характерных для данного устройства. Это называется отношением сигнал/шум.

Чувствительность

К матрицам применяется термин эквивалентный «чувствительности», потому что:

• в зависимости от назначения матрицы формальное значение чувствительности может определяться различными способами по различным критериям;
• аналоговым усилением сигнала и цифровой постобработкой можно менять значение чувствительности матрицы в широком диапазоне.

У цифровых фотоаппаратов значение эквивалентной чувствительности может меняться в диапазоне ISO 50-12800. Максимальная используемая в массовых фотоаппаратах чувствительность соответствует отношению сигнал/шум 2-5.

Разрешение

Фотоматрица оцифровывает (разделяет на кусочки - «пиксели») то изображение, которое формируется объективом фотоаппарата. Но, если объектив в силу недостаточно высокой разрешающей способности передаёт ДВЕ светящиеся точки объекта, разделённые третьей чёрной, как одну светящуюся точку на ТРИ подряд расположенных пиксела, то говорить о точном разрешении изображения фотоаппаратом не приходится.

В фотографической оптике существует приблизительное соотношение : если разрешающую способность фотоприемника выразить в линиях на миллиметр (или же в пикселях на дюйм), обозначим её как M , и так же выразить разрешающую способность объектива (в его фокальной плоскости), обозначим её как N , то результирующее разрешение системы объектив+фотоприемник, обозначим его как K , можно найти по формуле:

Это соотношение максимально при , когда разрешение равно , поэтому желательно, чтобы разрешающая способность объектива соответствовала разрешающей способности фотоприемника. [уточнить ]

У современных цифровых фотоматриц разрешающая способность определяется размером пикселя, который варьируется у разных фотоматриц в пределах от 0,0025 мм до 0,0080 мм, а у большинства современных фотоматриц он равен 0,006 мм. Поскольку две точки будут различаться если между ними находится третья (незасвеченная) точка, то разрешающая способность соответствует расстоянию в два пикселя, то есть:

Где p - размер пикселя.

У цифровых фотоматриц разрешающая способность составляет от 200 линий на миллиметр (у крупноформатных цифровых фотокамер) до 70 линий на миллиметр(у web-камер и мобильных телефонов).

Физический размер матрицы

Физические размеры фотосенсоров определяются размером отдельных пикселей матрицы, которые в современных фотосенсорах имеют величину 0,005-0,006 мм. Чем крупнее пиксель, тем больше его площадь и количество собираемого им света, поэтому тем выше его светочувствительность и лучше отношение сигнал/шум (в плёночной фотографии шумы называются «зернистостью» или «гранулярностью»). Необходимое разрешение деталей фотографии определяет общее количество пикселей, которое в современных фотоматрицах достигает десятков миллионов пикселей (Мегапикселей), и тем задаёт физические размеры фотоматрицы.

• Законы оптики определяют зависимость ГРИП от физического размера матрицы. Если сфотографировать тремя фотоаппаратами с разным физическим размером матрицы одну и ту же сцену с одним и тем же углом зрения и одним и тем же значением диафрагмы на объективах, и изучить результат (файл на компьютере, распечатку с принтера) в одинаковых условиях, то ГРИП на снимке, сделанном фотоаппаратом с наименьшей матрицей, будет наибольшей (больше предметов в кадре будет показано резко), а фотоаппарат с наибольшей матрицей покажет наименьшую ГРИП (предметы не в зоне резкости будут сильнее размыты).
• Размеры фотосенсоров чаще всего обозначают как «тип» в виде дробных частей дюйма (например, 1/1.8" или 2/3"), что фактически больше реального физического размера диагонали сенсора. Эти обозначения происходят от стандартных обозначений размеров трубок телекамер в 1950-х годах. Они выражают не размер диагонали самой матрицы, а внешний размер колбы передающей трубки. Инженеры быстро установили, что по различным причинам диагональ полезной площади изображения составляет около двух третей диаметра трубки. Это определение стало устоявшимся (хотя и должно было быть давно отброшено). Не существует чёткой математической взаимосвязи между «типом» сенсора, выраженном в дюймах, и его фактической диагональю. Однако, в грубом приближении, можно считать, что диагональ составляет две трети типоразмера.

Отношение сторон кадра

Пропорции пикселя

Выпускаются матрицы с тремя различными пропорциями пикселя:

• Для видеоаппаратуры выпускаются сенсоры с пропорцией пикселя 4:3 (PAL)
• или 3:4 (NTSC);
• Фотографическое, рентгенографическое и астрономическое оборудование, а также развивающееся сейчас HDTV видеооборудование обычно имеет квадратный пиксель.

Типы матриц по применяемой технологии

Долгое время ПЗС-матрицы были практически единственным массовым видом фотосенсоров. Реализация технологии Active Pixel Sensors около 1993 года и дальнейшее развитие технологий привели в итоге к тому, что к 2008 году КМОП-матрицы стали практически альтернативой ПЗС.

ПЗС-матрица

Состоит из светочувствительных фотодиодов , выполнена на основе кремния , использует технологию ПЗС - приборов с зарядовой связью.

КМОП-матрица

Live-MOS-матрица

Создана и применяется компанией Panasonic. Выполнена на основе МОП-технологии , однако содержит меньшее число соединений для одного пикселя и питается меньшим напряжением. За счёт этого и за счёт упрощённой передачи регистров и управляющих сигналов имеется возможность получать «живое» изображение при отсутствии традиционного для такого режима работы перегрева и повышения уровня шумов.

Матрицы с пикселами различного размера

Методы получения цветного изображения

Сам по себе пиксель фотоматрицы является «чёрно-белым». Для того, чтобы матрица давала цветное изображение, применяются специальные технические приёмы.

Трёхматричные системы

Пример работы дихроической призмы

Поступающий в камеру свет, попадая на пару дихроидных призм , делится на три основных цвета: красный, зелёный и синий. Каждый из этих пучков направляется на отдельную матрицу (чаще всего используется CCD матрицы , поэтому в наименовании соответствующей аппаратуры употребляется обозначение 3CCD).

Трёхматричные системы применяются в видеокамерах среднего и высокого класса.

Достоинства трёх матриц по сравнению с одноматричными

• лучше передача цветовых переходов, полное отсутствие цветного муара ;
• выше разрешение: отсутствует необходимый для устранения муара размывающий (low-pass) фильтр;
• выше светочувствительность и меньший уровень шумов;
• возможность введения цветокоррекции постановкой дополнительных фильтров перед отдельными матрицами, а не перед съёмочным объективом, позволяет добиться существенно лучшей цветопередачи при нестандартных источниках света.

Недостатки трёх матриц по сравнению с одноматричными

• принципиально бо́льшие габаритные размеры;
• трёхматричная система не может использоваться с объективами с малым рабочим отрезком ;
• в трёхматричной схеме есть проблема сведе́ния цветов , так как такие системы требуют точной юстировки, причём, чем большего размера матрицы применяются и чем больше их физическое разрешение, тем сложнее добиться необходимого класса точности.

Матрицы с мозаичными фильтрами

Во всех таких матрицах пиксели расположены в одной плоскости, и каждый пиксель накрыт светофильтром некоего цвета. Недостающая цветовая информация восстанавливается путём интерполяции ( ).

Существует несколько способов расположения светофильтров. Эти способы различаются чувствительностью и цветопередачей, при этом чем выше светочувствительность, тем хуже цветопередача:

• RGGB - фильтр Байера , исторически самый ранний;
• RGBW имеют более высокую чувствительность и фотографическую широту (типично выигрыш чувствительности в 1,5-2 раза и 1 ступень по фотографической широте), частный случай RGBW-матрицы - CFAK-матрица компании Kodak ;
• RGEB (красный - зелёный - изумрудный - синий);
• CGMY (голубой - зелёный - лиловый - жёлтый).

Матрицы с полноцветными пикселами

Существуют две технологии, позволяющие получать с каждого пикселя все три цветовые координаты. Первая применяется в серийно выпускаемых камерах фирмы Sigma , вторая - на середину 2008 года существует только в виде прототипа.

Многослойные матрицы (Foveon X3)

Фотодетекторы матрицы X3 компании Foveon расположены в три слоя - синий, зелёный, красный. Название сенсора «Х3» означает его «трёхслойность» и «трёхмерность».

Матрицы X3 применяются в цифровых фотоаппаратах Sigma .

Полноцветная RGB-матрица Nikon

Несмотря на то, что прототип матрицы уже создан (2008 год), этот патент вряд ли найдёт своё применение в ближайшее время из-за существенных сложностей в технологии.

По сравнению со всеми прочими системами, кроме трёхматричных , данная технология имеет потенциальное преимущество в эффективности использования светового потока по сравнению с технологиями RGBW или фильтром Байера . (Точный выигрыш зависит от характеристик пропускания фильтров).

См. также

Примечания

В то время как его отсутствие зачастую указывает на MVA\PVA матрицу.

Направьте на экран монитора перпендикулярный взгляд, если вами будет замечено, что при таком угле обзора пропадают цветовые оттенки изображения. Скорее всего, в данном случае вы смотрите на MVA\PVA матрицу.

Посмотрите перпендикулярно на экран монитора. Если вы заметили падение контрастности изображения, искажение цветов и их оттенков (инверсию), возможно, это TN.

Для точного определения типы матрицы того или иного монитора введите в поисковике по названию интересующей вас модели. Прочитайте обзоры и технических характеристики устройства, также посетите сайт и просмотрите информацию еще и там.

Обратите внимание, что информация о матрице экрана монитора может быть заложена в маркировке его модели, которая прописывается либо с лицевой стороны корпуса, либо на одной из сервисных наклеек сзади. Сочетание букв TN, MVA\PVA, TFT и так далее в названии может говорить о том, что при сборке был использован соответствующий тип матрицы. Также не доверяйте информации на ценниках, поскольку продавцы тоже могут ошибаться в указании типа матрицы. Всегда читайте характеристики на официальном сайте или упаковке от устройства.

Полезный совет

При выборе монитора руководствуйтесь особенностями его матрицы.

Источники:

• как узнать какая у меня матрица

Основным предназначением вебкамер является общение посредством организации видеоконференций через интернет. Модели, относящиеся к разным ценовым категориям, позволяют производить фото- и видеосъемку, видеонаблюдение и даже обозревать звездное небо. Выбрав способ эксплуатации камеры, вы сможете определить главные характеристики, наличие которых будет играть важную роль при покупке этого устройства.

Инструкция

Приобретайте продукцию фирм Logitech и Genius - признанных мировых производителей вебкамер - чтобы быть уверенными в ее высоком качестве. Стоимость камеры будет зависеть от требований, предъявляемых к ней.

Найдите информацию о совместимости камеры с операционной системой, установленной на вашем компьютере. Определите, каким образом камера будет подключаться к нему. Более дорогие модели камер используют Wi-Fi-технологию, а стандартные оснащаются USB-разъемом. Если вы не являетесь обладателем ноутбука со встроенным микрофоном, возможно, вам стоит присмотреться к камерам, оснащенным этой функцией.

Обратите внимание на тип матрицы. CCD матрица, в отличие от CMOS, минимизирует помехи и лучше передает изображение, но и стоит дороже. Качество изображения зависит также от разрешающей способности веб-камеры и количества кадров в секунду. Стандартным считается разрешение 640 х 480 пикселей. Модели камер, относящиеся к высшей ценовой категории, имеют разрешение 1280 х 960 пикселей. Количество кадров в секунду должно превышать 40. В условиях недостаточной освещенности немалую роль играет чувствительность матрицы.

Определите, какой способ крепления камеры будет наиболее удобным для вас. В целях экономии свободного пространства на рабочем месте лучше приобрести вебкамеру с универсальным креплением или портативное устройство, предназначенное для ноутбука. Убедитесь, что шнур камеры имеет достаточную длину.

Решите, готовы ли вы переплачивать за такие дополнительные характеристики вебкамеры, как автофокус, возможность фото- и видеосъемки, коррекции цветовой гаммы, редактирования информации, управления контрастностью и яркостью. Для осуществления видеонаблюдения необходимо подобрать камеру, оснащенную поворотным механизмом и детектором движения.

Видео по теме

Разводы на – обычное явление после неправильного ухода за его внешним видом. Особенно это характерно для глянцевых поверхностей. Чтобы избежать их появления, вам достаточно лишь правильно выбрать средство для мытья поверхностей мониторов.

Инструкция

Определите тип матрицы вашего монитора. Для этого введите название его модели в поисковик и просмотрите спецификацию. Запомните тип матрицы экрана для того, чтобы сориентироваться в выборе средств.

Купите в любом компьютерном магазине салфетки для экрана. Лучше всего приобретайте их соответственно типу вашего экрана, также обратите внимание, чтобы они не были слишком влажными, поскольку они могут оставить некрасивые следы разводов на мониторе.

Приобретите специальную жидкость от разводов, которая также подходит типу матрицы вашего экрана. Это может заменить вам салфетки, если вы их не найдете. Воспользуйтесь безворсовой тканью для удаления пыли и разводов с монитора, предварительно нанесите на нее немного спрея. После этого протрите экран чистой салфеткой. Лучше всего делайте это при выключенном мониторе, отключив его от источника питания.

Также вы можете обойтись без специальных средств, воспользовавшись мягкой тканью, однако результат будет немного хуже, чем при их использовании. Для этого намочите ее теплой водой, удалите с поверхности монитора слой пыли, избавьтесь от разводов при помощи чистой влажной салфетки.

Ни в коем случае не надавливайте на матрицу, поскольку вы можете ее повредить. В лучшем случае, из сетки просто выпадут несколько пикселей. Также производите очистку монитора от разводов, предварительно отключив его от источника подачи электричества.

Используйте специальный комплекс средств для очистки мониторов. Обычно такие наборы включают в себя салфетки и специальную жидкость от разводов на мониторе. Салфетки для поверхности стола и для очистки оптических дисков. Также обратите внимание, что если у вас обычные монитор с электронно-лучевой трубкой, для них также предусмотрен специальный набор средств для удаления пыли и разводов со стеклянных поверхностей, однако здесь вы уже можете использовать любое средство для мытья стекол.

Полезный совет

Не пользуйтесь Мистером Мускулом и похожими средствами, поскольку это может повредить матрицу вашего экрана.

Выбирая настольный компьютер , важно обратить внимание на большой набор параметров. Современные ПК сильно различаются не только внутренними элементами. Они имеют различные габариты и могут включать в себя самые разнообразные устройства.

Инструкция

Сначала уточните тип настольного компьютер а, который подойдет вам лучше всего. Существует несколько основных видов ПК: классические комплекты, моноблоки и неттопы. В первом случае речь идет об обычно сочетании большого системного блока и монитора.

Моноблоки представляют собой гибрид системного блока и монитора. Если вы выбираете настольный компьютер для офиса – приобретите указанный тип. Основные его недостатки: отсутствие дополнительных видеовыходов и сложность замены комплектующих.

Идеальное решение для домашнего компьютер а, который не будет использоваться для игр, - неттоп. Это устройство является уменьшенным аналогом системного блока. Приобретите такой компьютер , если для вас важна экономия рабочего места.

Остановите свой выбор на классическом компьютер е, если вы хотите использовать весь набор функций современных ПК. Естественно, важно не только определить тип устройства, но и как следует отнестись к изучению его характеристик.

Выберите материнскую плату и центральный процессор, подходящий к ней. Для работы с офисными программами можно использовать процессор на сокете FM1 с интегрированным видеочипом.

Еще одно преимущество системных плат со сравнительно новыми портами – возможность в будущем улучшить производительность компьютер а. Учтите это при выборе указанных элементов.

Уточните объем оперативной памяти. Он не должен быть ниже 3 Гбайт. Этого вполне достаточно даже для запуска мощных приложений и игр. Уделите внимание частоте шины ОЗУ. Для плат типа DDR3 она не должна быть ниже 1033 МГц.

Выясните характеристики установленной видеокарты: объем памяти и частоту шины. Для бюджетной модели видеоадаптера эти показатели не должны быть ниже 1 Гб и 128 бит, соответственно. Если вы планируете запускать современные игры, увеличьте оба показателя в два раза.

Не забудьте подобрать подходящий монитор. Он должен соответствовать используемой видеокарте. Лучше всего приобрести широкоформатный дисплей с диагональю 21-25 дюймов. Естественно, разрешение матрицы не должно быть ниже 1366х768 пикселей.

Математическая матрица представляет собой упорядоченную таблицу элементов. Размерность матрицы определяется числом ее строк m и столбцов n. Под решением матриц понимается множество обобщающих операций, производимых над матрицами. Различают несколько типов матриц, к некоторым из них не применим ряд операций. Существует операция сложения для матриц с одинаковой размерностью. Произведение двух матриц находится, только если они согласованны. Для любой матрицы определяется детерминант. Также матрицу можно транспонировать и определить минор ее элементов.

Инструкция

Запишите заданные . Определите их размерность. Для этого посчитайте количество столбцов n и строк m. Если для одной матрицы m = n, матрица считается квадратной. Если все элементы матрицы равны нулю – матрица нулевая. Определите главную диагональ матриц. Ее элементы располагаются с левого верхнего угла матрицы до правого нижнего. Вторая, обратная диагональ матрицы является побочной.

Проведите транспонирование матриц. Для этого замените в каждой элементы строк на элементы столбцов относительно главной диагонали. Элемент а21 станет элементом а12 матрицы и наоборот. В итоге из каждой исходной матрицы получится новая транспонированная матрица.

Сложите заданные матрицы , если они имеют одинаковую размерность m х n. Для этого возьмите первый матрицы а11 и сложите его с аналогичным элементом b11 второй матрицы . Результат сложения запишите в новую на ту же позицию. Затем сложите элементы а12 и b12 обоих матриц. Таким образом заполните все строки и столбцы суммирующей матрицы .

Определите, являются ли заданные матрицы согласованными. Для этого сравните число строк n в первой матрицы и число столбцов m второй матрицы . Если они равны, выполните произведение матриц. Для этого попарно умножьте каждый элемент строки первой матрицы на соответствующий элемент столбца второй матрицы . После чего найдите сумму этих произведений. Таким образом, первый элемент результирующей матрицы g11 = а11* b11 + а12*b21 + а13*b31 + … + а1m*bn1. Выполните умножение и сложение всех произведений и заполните результирующую матрицу G.

Найдите определитель или детерминант для каждой заданной матрицы . Для матриц второго - размерностью 2 на 2 – определитель находится, как произведений элементов главной и побочной диагоналей матрицы . Для трехмерной матрицы определителя: D = а11* а22*а33 + а13* а21*а32 + а12* а23*а31 - а21* а12*а33 - а13* а22*а31 - а11* а32*а23.

Источники:

• матрица как решать

Монитор ноутбука с активной жидкокристаллической матрицей мы привыкли именовать просто «матрицей». У каждой модели ноутбука их своя определенная линейка, которая далеко не всегда взаимозаменяема. А потому, чтобы подобрать этот элемент именно к вашему гаджету, нужно досконально знать, какой она модели и все ее точные характеристики.

Банальнее этой аксиомы только объяснение «в iPhone, оказывается, нет слота для карты памяти». Но новички продолжают совершать ошибки, когда «клюют» на количество Мп в камере, а значит, придётся повторяться.

Представьте себе окно - обычное окно в жилом доме или квартире. Количество мегапикселей - это, грубо говоря, количество стекол внутри оконной рамы. Если продолжать проводить параллели со смартфонами, в глубокой древности стекла для окон были одинакового размера и считались дефицитным товаром. Поэтому, когда условный «Толян» рассказывал, что у него в оконном блоке 5 стекол (мегапикселей), все понимали, что Анатолий - человек серьёзный и обеспеченный. И характеристики окна тоже сразу были понятны - хороший обзор наружу дома, большая площадь остекления.

Несколько лет позже окна (мегапиксели) перестали быть дефицитом, поэтому их количество нужно было всего лишь довести до необходимого уровня, и на этом успокоиться. Просто привести в соответствие с площадью (форточка для вентиляции и лоджия, прочности ради, требуют разного количества окон), чтобы камера выдавала чуть более плотную картинку, чем выдают 4K-мониторы и телевизоры. И заняться наконец другими характеристиками - например, бороться с помутнением стекол и искажением изображения. Научить камеры правильно наводить резкость и разрисовывать имеющиеся мегапиксели качественно, если хотите конкретики.

Справа «мегапикселей» больше, но ничего, кроме «препятствий» при одинаковой площади «сенсора», они не дают

Но народ уже привык измерять качество камер мегапикселями, и продавцы с радостью этому потакали. Поэтому цирк с огромным количеством стекол (мегапикселей) в прежней по габаритам раме (размерах матрицы камеры) продолжился. В результате сегодня пиксели в смартфонных камерах, хоть и не «набиты» с плотностью москитной сетки, но «расстекловка» стала слишком плотной, и свыше 15 мегапикселей в смартфонах почти всегда портят, а не улучшают фотографии. Никогда такого не было, и вот опять оказалось, что важен не размер, а умение.

При этом «зло», как вы понимаете, не сами мегапиксели - если бы тонны мегапикселей были распластаны на достаточно габаритной камере, они пошли бы смартфону на пользу. Когда камера способна раскрыть потенциал всех мегапикселей на борту, а не «размазывать» их крупным оптом при съёмке, фотографию можно увеличить, обрезать, и она останется качественной. То есть никто не поймёт, что это всего лишь фрагмент более крупного снимка. Но сейчас такие чудеса встречаются только в «правильных» зеркальных и беззеркальных камерах, в которых одна только матрица (микросхема с фотодатчиками, на которую сквозь «стёклышки» камеры прилетает картинка) намного больше смартфонной камеры в сборе.

«Зло» - традиция засовывать обойму мегапикселей в крохотные камеры мобильников. Ничего, кроме замыленности картинки и избытка цифрового шума («гороха» в кадре), такая традиция не привнесла.

Sony навалили 23 мегапикселя там, где конкуренты ставят 12-15 Мп, и поплатились за это снижением чёткости картинки. (фото - manilashaker.com)

Для справки: в лучших камерафонах 2017 года основные задние камеры (не путать с ч/б добавочными) все как одна оперируют «жалкими» 12-13 мегапикселями. В разрешении фото это примерно 4032x3024 пикселя - хватает и на Full HD (1920x1080) монитор, и на 4K (3840x2160) тоже, хоть и впритык. Грубо говоря, если в камере смартфона больше 10 мегапикселей, их количество уже не важно. Важны другие вещи.

Как определить, что камера качественная, до взгляда на фото и видео с неё

Диафрагма – насколько широко смартфон «раскрыл глаза»

Белка питается орешками, депутаты – деньгами народа, а фотокамеры – светом. Чем больше света, тем выше качество фотографии и больше деталей. Только вот солнечной погоды и по-студийному ярких ламп освещения на любой случай жизни не напасешься. Поэтому для хороших фото в помещениях, либо на улице в пасмурную погоду/ночью камеры конструируют таким образом, чтобы они добывали много света даже в неблагоприятных условиях.

Самый простой способ заставить прилетать на сенсор камеры больше света – сделать крупнее отверстие в объективе. Показатель того, насколько широко раскрыты «глазища» камеры, называют диафрагмой, апертурой, либо светосилой – это один и тот же параметр. А слова разные для того, чтобы обзорщикам в статьях могли выпендриваться непонятными терминами как можно дольше. Потому что, если не выпендриваться, диафрагму можно назвать просто, извините, «дыркой», как это принято у фотографов.

Диафрагму обозначают дробью с буквой f, косой чертой и цифрой (или с заглавной F и без дроби: например, F2.2). Почему

так – долго рассказывать, да и не в этом суть, как поёт Ротару. Суть вот в чём: чем меньше цифра после буквы F и косой черты, тем лучше камера в смартфоне. Например, f/2.2 в смартфонах – хорошо, а f/1.9 лучше! Чем шире диафрагма, тем больше света попадает на матрицу и тем лучше смартфон «видит» (более качественно снимает фото и видео) ночью. Бонусом широкой диафрагмы прилагается красивое размытие фона, когда вы фотографируете цветочки вблизи, даже если в смартфоне не сдвоенная камера.

Мелания Трамп объясняет, как выглядит различная диафрагма в камерах смартфонов

Перед покупкой смартфона не поленитесь уточнить, насколько «зрячая» в нём тыловая камера. Присмотрели Samsung Galaxy J3 2017 – вбивайте в поиск «Galaxy J3 2017 диафрагма», «Galaxy J3 2017 светосила» или «Galaxy J3 2017 апертура», чтобы узнать точную цифру. Если же в смартфоне, который вы для себя присмотрели, о диафрагме ничего не известно, возможны два варианта:

• Камера настолько плохая, что производитель решил молчать о её характеристиках. Примерно таким же хамством маркетологи занимаются, когда в ответ на «какой в смартфоне процессор?» отвечают «четырёхъядерный» и всячески увиливают, чтобы не оглашать конкретную модель.
• Смартфон только появился в продаже и никаких характеристик, кроме тех, что в рекламном анонсе, по нему ещё «не завезли». Подождите пару-тройку недель – обычно в течение этого времени подробности выходят в свет.

Какой должна быть диафрагма в камере нового смартфона?

В 2017-2018 гг. даже у бюджетной модели тыловая камера должна выдавать хотя бы f/2.2. Если число в знаменателе этой дроби больше, готовьтесь к тому, что камера будет видеть картинку будто бы в затемнённых очках. А вечером и ночью она будет «подслеповатой» и почти ничего не сможет видеть даже на расстоянии нескольких метров от смартфона. И не надейтесь на «крутилки» яркости – в смартфоне с f/2.4 или f/2.6 вечерняя фотография с «натянутой» программным способом экспозицией окажется «шершавой размазнёй», тогда как камера с f/2.2 или f/2.0 снимет более качественное фото без ухищрений.

Чем шире диафрагма, тем выше качество съёмки на камеру смартфона

В самых «крутых» смартфонах сегодня устанавливают камеры с апертурой f/1.8, f/1.7 или даже f/1.6. Сама по себе диафрагма не гарантирует максимального качества снимков (качество сенсора и «стеклышек» никто не отменял) – это, процитирую фотографов, всего лишь «дырка», сквозь которую камера глядит на мир. Но при прочих равных лучше выбирать смартфоны, в которых камера не «прищурилась», а получает изображение с широко раскрытыми «глазами».

Диагональ матрицы (сенсора): чем больше - тем лучше

Матрица в смартфоне – это не та матрица, где люди со сложными мордами лица в чёрных плащах уворачиваются от пуль. В мобильниках это слово обозначает фотоэлемент… проще говоря, пластину, на которую сквозь «стекляшки» оптики прилетает картинка. В старых фотоаппаратах картинка прилетала на фотоплёнку и там сохранялась, а матрица вместо этого накапливает информацию о фотоснимке и отправляет её в процессор смартфона. Процессор оформляет всё это в конечную фотографию и складирует файлы во внутреннюю память, либо на microSD.

О матрице нужно знать только одно - она должна быть как можно более крупной. Если оптика – это водопроводный шланг, а диафрагма - горлышко ёмкости, то матрица – тот самый резервуар для воды, которого не бывает мало.

Размеры матрицы принято измерять в бесчеловечных, с колокольни простых покупателей, видиконовых дюймах. Один такой дюйм равен 17 мм, но камеры в смартфонах пока не «вымахали» до таких размеров, поэтому диагональ матрицы обозначают дробью, как и в случае с диафрагмой. Чем меньше вторая цифра в дроби (делитель), тем больше матрица -> тем круче камера.

Понятно, что ничего не понятно? Тогда просто запомните вот такие цифры:

Бюджетный смартфон будет фотографировать хорошо, если размер матрицы в нём составляет хотя бы хотя бы 1/3" при разрешении камеры не выше 12 Мп. Больше мегапикселей - ниже качество на практике. А если мегапикселей меньше десяти, на хороших крупных мониторах и телевизорах фотография будет выглядеть рыхлой, просто потому, что в них меньше точек, чем по высоте-ширине в экране вашего монитора.

В смартфонах среднего класса хороший размер матрицы - 1/2.9” или 1/2.8”. Найдёте более крупную (1/2.6” или 1/2.5”, например) - считайте, очень повезло. Во флагманских смартфонах хороший тон - матрица размером как минимум 1/2.8”, а лучше - 1/2.5”.

Смартфоны с крупным сенсором снимают лучше, чем модели с мелкими фотоэлементами

Бывает ли ещё круче? Бывает - смотрите на 1/2.3” в Sony Xperia XZ Premium и XZ1. Почему же тогда эти смартфоны не ставят рекорды качества фото? Потому что «автоматика» камеры постоянно ошибается с подбором настроек для съёмки, а запас «чёткости и зоркости» камеры подпорчен количеством мегапикселей - их в этих моделях навалили 19 вместо стандартных для новых флагманов 12-13 Мп, и ложечка дёгтя перечеркнула преимущества огромной матрицы.

Есть ли в природе смартфоны с хорошей камерой и менее суровыми характеристиками? Есть - взгляните на Apple iPhone 7 с его 1/3" при 12 Мп. На Honor 8, которому хватает 1/2.9" с таким же количеством мегапикселей. Магия? Нет - просто хорошая оптика и идеально «вылизанная» автоматика, которая учитывает потенциал камеры так же хорошо, как брюки, пошитые на заказ, учитывают количество целлюлита на ляжках.

Но есть проблема - производители почти никогда не указывают размер сенсора в характеристиках, потому что это не мегапиксели, и можно опозориться, если сенсор дешёвый. А в обзорах или описаниях смартфонов в интернет-магазинах такие характеристики камер встречаются и того реже. Даже если вы подобрали себе смартфон с адекватным количеством мегапикселей и многообещающим значением диафрагмы, есть шанс никогда не узнать размер тылового фотосенсора В таком случае обращайте внимание на последнюю характеристику смартфонных камер, которая напрямую влияет на качество.

Лучше мало крупных пикселей, чем много мелких

Представьте себе бутерброд с красной икрой, или взгляните на него , если плохо помните, как такие деликатесы выглядят. Подобно тому, как икринки в бутерброде распределяются по куску батона, площадь сенсора камеры (матрицы камеры) в смартфоне оккупируют светочувствительные элементы - пиксели. Этих пикселей в смартфонах, мягко говоря, не десяток, и даже не дюжина. Один мегапиксель - 1 млн. пикселей, в типичных камерах смартфонов 2015-2017 годов выпуска таких мегапикселей 12-20.

Как мы уже разобрались, содержать избыточное количество «болванчиков» на матрице смартфона губительно для снимков. Эффективность у такого столпотворения выходит, как у специализированных отрядов людей для замены лампочки . Поэтому в камере лучше наблюдать меньшее количество толковых пикселей, чем большее количество бестолковых. Чем крупнее каждый из пикселей в камере, тем менее «грязными» получаются фотографии, а видеозапись становится менее «прыгучей».

Крупные пиксели в камере (фото внизу) делают вечерние и ночные снимки более качественными

Идеальная смартфонная камера состоит из большого «фундамента» (матрицы/сенсора) с большими пикселями на нём. Только вот делать смартфоны толще или выделять для камеры половину корпуса сзади никто не собирается. Поэтому «застройка» будет такой, чтобы камера не торчала из корпуса и не занимала много места, мегапиксели были крупногабаритными, пусть даже их будет всего 12-13, а матрица была максимально крупной, чтобы все их вместить.

Размер пикселя в камере измеряется в микрометрах и обозначается как мкм в русском языке или µm в латинице. Перед тем, как купить смартфон, убедитесь, что пиксели в нём достаточно крупные – это косвенный признак того, что камера снимает хорошо. Вбиваете в поиск, например, «Xiaomi Mi 5S мкм» или «Xiaomi Mi 5S µm» – и радуетесь характеристикам камеры смартфона, который вы себе заприметили. Или огорчаетесь – зависит от цифр, которые вы увидите в результате.

Насколько большим должен быть пиксель в хорошем камерафоне?

Размерами пикселей в «новейшем» времени особенно прославился… Google Pixel – смартфон, который вышел в 2016 году и «показал Кузькину мать» конкурентам за счёт сочетания огромной (1/2.3”) матрицы и очень крупных пикселей порядка 1,55 мкм. С таким набором он почти всегда выдавал детальнейшие фотографии даже в пасмурную погоду или в тёмное время суток.

Почему бы производителям не «обрезать» мегапиксели в камере до минимума и расставить на матрице минимум пикселей? Такой эксперимент уже был – HTC в флагмане One M8 (2014 год) сделала пиксели настолько огромными, что их в тыловую камеру поместилось… четыре на 1/3”-матрице! Таким образом, One M8 получил пиксели размером аж 2 мкм! В итоге по качеству снимков в тёмное время суток смартфон «порвал» практически всех конкурентов. Да и фотографий в разрешении 2688×1520 пикселей было достаточно для Full HD-мониторов того времени. Но всесторонним чемпионом камера HTC не стала, потому что тайваньцев подвели HTC точность цветопередачи и «тупые» алгоритмы съёмки, которые не умели «правильно готовить» настройки для сенсора с необычным потенциалом.

Сегодня все производители «перебесились» гонкой за максимально крупными пикселями, поэтому:

• В хороших бюджетных камерафонах размер пикселя должен быть от 1,22 мкм и больше
• В флагманах хорошим тоном принято считать пиксели размером от 1,25 мкм до 1,4 либо 1,5 мкм. Больше – лучше.

Смартфонов с хорошей камерой и относительно мелкими пикселями мало, но они существуют в природе. Это, конечно же, Apple iPhone 7 с его 1.22 мкм и OnePlus 5 с 1.12 мкм – они «выезжают» за счёт очень качественных сенсоров, очень хорошей оптики и «умной» автоматики.

Без этих слагаемых маленькие пиксели губят качество фото в флагманских смартфонах. Например, в LG G6 алгоритмы творят непотребство при ночной съёмке, а сенсор, хоть и облагорожен хорошими «стёклами», но сам по себе дешёвый. В

итоге 1,12 мкм портят ночные снимки всегда, кроме случаев, когда вы вступаете в бой с «ручным режимом» взамен тупой автоматики и исправляете её огрехи самостоятельно. Такая же картина царит и в съёмке на Sony Xperia XZ Premium или XZ1. А в шедевральной, «на бумаге», камере Xiaomi Mi 5S соперничать с флагманами iPhone и Samsung мешает отсутствие оптической стабилизации и всё те же «кривые руки» разработчиков алгоритмов, из-за чего смартфон хорошо справляется со съёмкой только днём, а ночью уже не очень впечатляет.

Для того, чтобы было понятно, сколько вешать в граммах, взгляните на характеристики камер в одних из лучших камерафонов современности.

Какой тип автофокуса самый лучший

Автофокус – это когда мобильник самостоятельно «наводит резкость» во время съёмки фото и видео. Он нужен для того, чтобы не крутить настройки «на каждый чих», как наводчик в танке.

В старых смартфонах и в современных китайских «бюджетниках» производители используют контрастный автофокус. Это самый примитивный способ наведения резкости, который ориентируется на то, насколько светло или темно «прямо по курсу» перед камерой, словно наполовину слепой человек. Именно поэтому на фокусировку дешёвым смартфонам нужно примерно пару секунд, за которые легко «проворонить» движущийся объект, или перехотеть снимать то, что собирались, потому что «поезд ушёл».

Фазовый автофокус «ловит свет» по всей площади сенсора камеры, вычисляет, под каким углом в камеру попадают лучи и делает выводы о том, что находится у смартфона «перед носом» или чуть дальше. За счёт своей «интеллектуальности» и вычислений очень быстро работает днём и вообще ничем не досаждает. Распространён во всех современных смартфонах, кроме совсем уж бюджетных. Единственный недостаток – работа ночью, когда в узенькую дырку диафрагму мобильника свет прилетает в настолько маленьких порциях, что у смартфона «рвёт крышу» и он постоянно ёрзает фокусировкой из-за резкой смены информации.

Лазерный автофокус – самый шик! Лазерные дальномеры всегда использовали, чтобы «бросить» луч на дальнее расстояние и вычислить дистанцию для объекта. LG в смартфоне G3 (2014 г.) научила такое «сканирование» помогать камере быстро наводить резкость.

Лазерный автофокус удивительно быстр даже в помещениях или полутьме

Взгляните на свои наручные часы... хотя, о чём это я… ладно, включите секундомер в смартфоне и оцените, как быстро проходит одна секунда. А теперь мысленно разделите её на 3,5 – за 0,276 секунды смартфон получает информацию о расстоянии до объекта съёмки и докладывает об этом камере. Причём не теряет в скорости ни в тёмное время суток, ни в непогоду. Если вы планируете снимать фото и видео вблизи или на небольшом расстоянии при недостатке света, смартфон с лазерным автофокусом будет вас очень выручать.

Но имейте в виду, что мобильники – не орудия из «Звёздных войн», поэтому дальность работы лазера в камере едва перемахивает за пару метров. Всё, что находится дальше, мобильник рассматривает при помощи всё того же фазового автофокуса. Иными словами, для съёмок объектов издалека не обязательно разыскивать смартфон с «лазерным наведением» в камере – проку от такой функции в общих планах фото и видео вы не получите.

Оптическая стабилизация. Зачем нужна и как работает

Вы когда-нибудь ездили на автомобилях с рессорной подвеской? На армейских «уазиках», например, или скорой помощи с такой же конструкцией? Помимо того, что в таких машинах можно «отбить пятую точку», в них невероятно трясёт – подвеска максимально жёсткая, чтобы не развалиться на бездорожье, и поэтому она сообщает пассажирам всё, что думает о дорожном покрытии, откровенно и не «пружиня» (потому что пружинить нечем).

Теперь вы знаете, как себя чувствует камера в смартфоне без оптической стабилизации, когда вы пытаетесь сделать фото.

Проблема съёмки на смартфон состоит вот в чём:

• Камере нужно много света, чтобы фотографировать качественно. Не прямые лучи солнца в «физиономию», а рассеянного, повсеместного света вокруг.
• Чем дольше камера «рассматривает» изображение во время фото, тем больше света она выхватывает = тем выше качество картинки.
• В момент съёмки и этих «гляделок» камеры смартфон должен быть неподвижным, чтобы картинку не «размазало». Уедет хотя бы на долю миллиметра - кадр окажется испорчен.

А человеческие руки трясутся. Это хорошо заметно, если вы поднимете на вытянутых руках и попробуете подержать штангу, и менее заметно, когда вы держите перед собой мобильник для съёмки фотографии или видеозаписи. Разница в том, что штанга может «плавать» у вас в руках в широких границах - лишь бы не приложить её о стену, соседа или не уронить на ноги. А смартфону нужно успеть «нахвататься» света, чтобы фотография вышла удачной, и сделать это до того, как он отклонится на доли миллиметра в ваших руках.

Поэтому алгоритмы пытаются и камере угодить, и повышенных требований к вашим рукам не выдвигать. То есть сообщают камере, например «значит так, 1/250 долю секунды можешь заниматься съёмкой, этого хватит, чтобы фотография более-менее удалась, и сделать кадр до того, как камера сдвинется в сторону, тоже хватит». Вот эта штука называется выдержкой.

Как работает оптическая стабилизация

При чём тут оптостаб? Так ведь он и есть та «амортизация», с которой камера не трясётся, как кузов армейских грузовиков, а «плавает» в небольших границах. В случае со смартфонами плавает не в воде, а удерживается магнитами и «ёрзает» на небольшом расстоянии от них.

То есть, если смартфон чуть «уедет» или дрогнет во время съёмки, камеру тряхнёт гораздо слабее. С такой страховкой смартфон сможет:

• Завышать выдержку (гарантированное время «на разглядеть картинку до того, как фото будет готов») для камеры. Камера получает больше света, видит больше подробностей изображения = качество фото днём оказывается ещё выше.
• Снимать чёткие снимки в движении. Не во время спринтерского рывка по бездорожью, а во время ходьбы или из окна трясущегося автобуса, к примеру.
• Компенсировать тряску в видеозаписи. Даже если вы очень резко топаете ногами или чуть раскачиваетесь под тяжестью сумки во второй руке, на видеозаписи этого не будет так заметно, как в смартфонах без оптического стабилизатора.

Поэтому оптостаб (OIS, как его кличут по-английски) - крайне полезная штуковина в камере смартфона. Без него тоже можно, но грустно - камера должна быть качественной «с запасом», а автоматике придётся укорачивать (ухудшать) выдержку, потому что страховки от тряски в смартфоне нет. При съёмке видео приходится на лету «передвигать» картинку так, чтобы дрожание не было видно. Это сродни тому, как в старых кинофильмах имитировали скорость едущего автомобиля , когда он на самом деле неподвижно стоял. С тем отличием, что в фильмах эти сцены снимали с одного дубля, а смартфонам приходится просчитывать тряску и бороться с ней на лету.

Смартфонов с хорошей камерой, которая без стабилизации снимает не хуже, чем у конкурентов со стабилизацией, исчезающе мало - это, к примеру, Apple iPhone 6s, первое поколение Google Pixel, OnePlus 5, Xiaomi Mi 5s и, с некоторой натяжкой, Honor 8/Honor 9.

На что не следует обращать внимание

• Вспышка . Полезна только при съёмке в кромешной темноте, когда нужно любой ценой сделать фотографию. В итоге наблюдаете бледные лица людей в кадре (при том всех, ведь вспышка маломощная), зажмуренные от яркого света глаза, или очень странный цвет зданий/деревьев - художественной ценности фотографии со смартфонной вспышкой точно не несут. В роли фонарика светодиод близ камеры гораздо полезнее.
• Количество линз в камере . «Раньше, когда у меня был интернет 5 Мбит/с, я писал реферат за день, а теперь, когда у меня 100 Мбит/с, я пишу его за 4 секунды». Нет, ребята - это так не работает. Не важно, сколько линз в смартфоне, не важно, кто их выпустил (Carl Zeiss, судя по качеству новых камер Nokia, тоже). Линзы либо качественные, либо нет, и проверить это можно только реальными фотографиями.

Качество «стекляшек» (линз) влияет на качество камеры. А количество - нет

• Съёмка в RAW . Если вы не в курсе, какой такой RAW, объясняю:

JPEG - стандартный формат, в котором смартфон записывает фотографии, это «готовый к употреблению» снимок. Как салат «Оливье» на праздничном столе - разобрать его «на компоненты», чтобы переделать его в другой салат, можно, но получится не очень качественно.

RAW - это здоровенный по объёму на «флэшке» файл, в котором в чистом виде, отдельными «строчками» вшиты все варианты яркости, чёткости и цветности для фотографии. То есть фотография не будет «покрываться мелкими точечками» (цифровым шумом), если вам вздумается сделать её не настолько тёмной, какой она оказалась в JPEG, а чуть более яркой, как если бы вы правильно выставили яркость в момент съёмки.

Короче говоря, RAW позволяет гораздо более удобно «фотошопить» кадр, чем JPEG. Но загвоздка в том, что флагманские смартфоны почти всегда подбирают настройки правильно, поэтому, кроме загаженной «тяжёлыми» фотографиями в RAW памяти смартфона, пользы от «фотошоперских» файлов будет мало. А в дешёвых смартфонах качество камеры настолько плохое, что вы будете наблюдать плохое качество в JPEG, и настолько же плохой исходник в RAW. Не заморачивайтесь.

• Наименование сенсора камеры . Когда-то они были супер-важны, потому что были «знаком качества» камеры. От модели сенсора (модуля) камеры зависит размер матрицы, количество мегапикселей и размер пикселя, незначительные «фамильные признаки» алгоритмов съёмки.

Из «большой тройки» производителей модулей камер для смартфонов самые качественные модули выпускает Sony (отдельные примеры не берём в расчёт, речь о средней температуре по больнице), следом идёт Samsung (сенсоры Samsung в смартфонах Samsung Galaxy даже лучше, чем самые крутые сенсоры Sony, но «на сторону» корейцы продают что-то несуразное), и, наконец, замыкает список OmniVision, который выпускает «ширпотреб, но терпимый». Нетерпимый ширпотреб выпускают все остальные подвальные китайские конторы, название которых в характеристиках смартфонов стыдятся упоминать даже сами производители.

8 - вариант исполнения. Знаете, как это в бывает в автомобилях? Минимальная комплектация с «тряпочкой» на сидениях и «деревянным» салоном, максимальная - с сидениями из искусственной замши и кожаной приборной панелью. Для покупателей разница в этой цифре мало о чём говорит.

Почему после всего этого не следует обращать внимания на модель сенсора? Потому что с ними дела обстоят так же, как с мегапикселями - китайские «альтернативно одарённые» производители активно закупают дорогие сенсоры Sony, трубят на каждом углу «в нашем смартфоне супер-качественная камера!»… а камера при этом омерзительная.

Потому что «стёклышки» (линзы) в таких мобильниках ужасающего качества и пропускают свет чуть лучше, чем пластиковая бутылка из-под газировки. Диафрагма камеры из-за этих же ублюдочных «стёкол» далека от идеала (f/2.2 или даже выше), а настройкой сенсора для того, чтобы камера правильно подбирала цвета, хорошо сработалась с процессором и не уродовала снимки, никто не занимается. Вот вам наглядный пример того, что модель сенсора мало на что влияет:

Как видите, смартфоны с одним и тем же сенсором камеры могут снимать абсолютно по-разному. Поэтому не думайте, что дешёвый Moto G5 Plus с модулем IMX362 будет снимать настолько же качественно, как это делает HTC U11 с его поразительно крутой камерой.

Ещё больше раздражает «лапша на уши», которую Xiaomi навешивает на уши покупателей, когда рассказывает, что «камера в Mi Max 2 очень похожа на камеру во флагманском Mi 6 - в них одинаковые сенсоры IMX386! Одинаковые, только снимают смартфоны очень по-разному, диафрагма (а значит, и возможность снимать при плохом освещении) в них разная, и Mi Max 2 не выдерживает никакой конкуренции с флагманом Mi6.

1. Дополнительная камера «помогает» снимать фото ночью основной и умеет снимать ч/б фото. Самые знаменитые смартфоны с такими реализациями камер - Huawei P9, Honor 8, Honor 9, Huawei P10.
2. Второстепенная камера позволяет «впихнуть невпихуемое», то есть снимает снимки с почти панорамным углом обзора. Единственным сторонником такого типа камер был и остаётся LG - начиная с LG G5, продолжая моделями V20, G6, X Cam и, теперь, V30.
3. Две камеры нужны для оптического зума (приближения без потери качества). Чаще всего этот эффект достигается одновременной работой сразу двух камер (Apple iPhone 7 Plus, Samsung Galaxy Note 8), хотя и встречаются модели, которые при увеличении просто переключаются на отдельную «дальнобойную» камеру - ASUS ZenFone 3 Zoom, к примеру.

Как выбрать качественную селфи-камеру в смартфоне?

Лучше всего - на базе примеров реальных фотографий. Причём, как днём, так и ночью. Днём почти все селфи-камеры выдают хорошие фото, но только качественные «фронталки» способны снимать что-то разборчивое в тёмное время суток.

Не обязательно штудировать лексику фотографов и углубляться, за что отвечает та или иначе характеристика - можно просто вызубрить цифры «столько-то - хорошо, но если цифра больше - плохо» и подобрать смартфон гораздо быстрее. За разъяснениями терминов добро пожаловать в начало статьи, а здесь мы попытаемся вывести формулу качественной камеры в смартфонах.

Не хочу разбираться в характеристиках! Какой купить смартфон с хорошими камерами?

Производители выпускают бесчисленное количество смартфонов, но среди них очень мало моделей, которые умеют хорошо фотографировать и снимать видео.

Устройство дисплея мобильного телефона (смартфона) и планшета. Устройство жидкокристаллического экрана. Типы дисплеев, их отличия.

Предисловие

В этой статье мы разберем устройство дисплеев современных мобильных телефонов, смартфонов и планшетов. Экраны крупных устройств (мониторов, телевизоров и т.п.), за исключением небольших нюансов, устроены аналогично.

Разборку будем проводить не только теоретически, но и практически, со вскрытием дисплея "жертвенного" телефона.

Рассматривать, как устроен современный дисплей, мы будем на примере наиболее сложного их них - жидкокристаллического (LCD - liquid crystal display ). Иногда их называют TFT LCD , где сокращение TFT расшифровывается "thin-film transistor" - тонкопленочный транзистор; поскольку управление жидкими кристаллами осуществляется благодаря таким транзисторам, нанесенным на подложку вместе с жидкими кристаллами.

В качестве "жертвенного" телефона, дисплей которого будет вскрыт, выступит дешевенький Nokia 105.

Основные составные части дисплея

Жидкокристаллические дисплеи (TFT LCD , и их модификации - TN, IPS, IGZO и т.д.) состоят укрупненно из трех составных частей: сенсорной поверхности, устройства формирования изображения (матрица) и источника света (лампы подсветки).Между сенсорной поверхностью и матрицей расположен еще один слой, пассивный. Он представляет собой прозрачный оптический клей или просто воздушный промежуток. Существование этого слоя связано с тем, что в ЖК-дисплеях экран и сенсорная поверхность представляют собой совершенно разные устройства, совмещенные чисто механически.

Каждая из "активных" составных частей имеет достаточно сложную структуру.

Начнем с сенсорной поверхности (тачскрин, touchscreen). Она располагается самым верхним слоем в дисплее (если она есть; а в кнопочных телефонах, например, ее нет).
Её наиболее распространенный сейчас тип - ёмкостная. Принцип действия такого тачскрина основан на изменении электрической емкости между вертикальными и горизонтальными проводниками при прикосновении пальца пользователя.
Соответственно, чтобы эти проводники не мешали рассматривать изображение, они делаются прозрачными из специальных материалов (обычно для этого используется оксид индия-олова).

Существуют также и сенсорные поверхности, реагирующие на силу нажатия (т.н. резистивные), но они уже "сходят с арены".
В последнее время появились и комбинированные сенсорные поверхности, реагирующие одновременно и на емкость пальца, и на силу нажатия (3D-touch -дисплеи). Их основу составляет емкостной сенсор, дополненный датчиком силы нажатия на экран.

Тачскрин может быть отделен от экрана воздушным промежутком, а может быть и склеен с ним (так называемое "решение с одним стеклом", OGS - one glass solution).
Такой вариант (OGS) имеет значительное преимущество по качеству, поскольку уменьшает уровень отражения в дисплее от внешних источников света. Это достигается за счет уменьшения количества отражающих поверхностей.
В "обычном" дисплее (с воздушным промежутком) таких поверхностей - три. Это - границы переходов между средами с разным коэффициентом преломления света: "воздух-стекло", затем - "стекло-воздух", и, наконец, снова "воздух-стекло". Наиболее сильные отражения - от первой и последней границ.

В варианте же с OGS отражающая поверхность - только одна (внешняя), "воздух-стекло".

Хотя собственно для пользователя дисплей с OGS очень удобен и имеет хорошие характеристики; есть у него и недостаток, который "всплывает", если дисплей разбить. Если в "обычном" дисплее (без OGS) при ударе разбивается только сам тачскрин (чувствительная поверхность), то при ударе дисплея с OGS может разбиться и весь дисплей целиком. Но происходит это не всегда, поэтому утверждения некоторых порталов о том, что дисплеи с OGS абсолютно не ремонтируемые - не верно. Вероятность того, что разбилась только внешняя поверхность - довольно велика, выше 50%. Но ремонт с отделением слоев и приклейкой нового тачскрина возможен только в сервис-центре; отремонтировать своими руками крайне проблематично.

Экран

Теперь переходим к следующей части - собственно экрану.

Он состоит из матрицы с сопутствующими слоями и лампы подсветки (тоже многослойной!).

Задача матрицы и относящихся к ней слоев - изменить количество проходящего через каждый пиксель света от лампы подсветки, формируя тем самым изображение; то есть в данном случае регулируется прозрачность пикселей.

Немного детальнее об этом процессе.

Регулировка "прозрачности" осуществляется за счет изменения направления поляризации света при прохождении через жидкие кристаллы в пикселе под воздействием на них электрического поля (или наоборот, при отсутствии воздействия). При этом само по себе изменение поляризации еще не меняет яркости проходящего света.

Изменение яркости происходит при прохождении поляризованного света через следующий слой - поляризационную пленку с "фиксированным" направлением поляризации.

Схематично структура и работа матрицы в двух состояниях ("есть свет" и "нет света") изображена на следующем рисунке:

(использовано изображение из нидерландского раздела Википедии с переводом на русский язык)

Поворот поляризации света происходит в слое жидких кристаллов в зависимости от приложенного напряжения.
Чем больше совпадут направления поляризации в пикселе (на выходе из жидких кристаллов) и в пленке с фиксированной поляризацией, тем больше в итоге проходит света через всю систему.

Если направления поляризации получатся перпендикулярными, то свет теоретически вообще проходить не должен - должен быть черный экран.

На практике такое "идеальное" расположение векторов поляризации создать невозможно; причем как из-за "неидеальности" жидких кристаллов, так и не идеальной геометрии сборки дисплея. Поэтому и абсолютно-черного изображения на TFT экране не может быть. На лучших LCD экранах контрастность белое/черное может быть свыше 1000; на средних 500...1000, на остальных - ниже 500.

Только что была описана работа матрицы, изготовленной по технологии LCD TN+film. Жидкокристаллические матрицы по другим технологиям имеют схожие принципы работы, но другую техническую реализацию. Наилучшие результаты по цветопередаче получаются по технологиям IPS, IGZO и *VA (MVA, PVA и т.п.).

Подсветка

Теперь переходим к самому "дну" дисплея - лампе подсветки. Хотя современная подсветка собственно ламп и не содержит.

Несмотря на простое название, лампа подсветки имеет сложную многослойную структуру.

Связано это с тем, что лампа подсветки должна быть плоским источником света с равномерной яркостью всей поверхности, а таких источников света в природе крайне мало. Да и те, что есть, не очень подходят для этих целей из-за низкого КПД, "плохого" спектра излучения, или же требуют "неподходящего" типа и величины напряжения свечения (например, электролюминесцентные поверхности, см. Википедию ).

В связи с этим сейчас наиболее распространены не чисто "плоские" источники света, а "точечная" светодиодная подсветка с применением дополнительных рассеивающих и отражающих слоев.

Рассмотрим такой тип подсветки, проведя "вскрытие" дисплея телефона Nokia 105.

Разобрав систему подсветки дисплея до её среднего слоя, мы увидим в левом нижнем углу единственный светодиод белого свечения, который направляет свое излучение внутрь почти прозрачной пластины через плоскую грань на внутреннем "срезе" угла:

Пояснения к снимку. В центре кадра - разделенный по слоям дисплей мобильного телефона. В середине на переднем плане снизу - покрытая трещинами матрица (повреждена при разборке). На переднем плане вверху - срединная часть системы подсветки (остальные слои временно удалены для обеспечения видимости излучающего белого светодиода и полупрозрачной "световодной" пластины).
Сзади дисплея видна материнская плата телефона (зеленого цвета) и клавиатура (снизу с круглыми отверстиями для передачи нажатия от кнопок).

Эта полупрозрачная пластина является одновременно и световодом (за счет внутренних переотражений), и первым рассеивающим элементом (за счет "пупырышков", создающих препятствия для прохождения света). В увеличенном виде они выглядят так:

В нижней части изображения левее середины виден яркий излучающий белый светодиод подсветки.

Форма белого светодиода подсветки лучше различима на снимке с пониженной яркостью его свечения:

Снизу и сверху этой пластины подкладывают обыкновенные белые матовые пластиковые листы, равномерно распределяющие световой поток по площади:

Его условно можно назвать "лист с полупрозрачным зеркалом и двойным лучепреломлением". Помните, на уроках физики нам рассказывали про исландский шпат, при прохождении через который свет раздваивался? Вот это похоже на него, только еще и немного с зеркальными свойствами.

Вот так выглядят обычные наручные часы, если часть их прикрыть этим листом:

Вероятное назначение этого листа - предварительная фильтрация света по поляризации (сохранить нужную, отбросить ненужную). Но не исключено, что и в плане направления светового потока в сторону матрицы эта пленка тоже имеет какую-то роль.

Вот так устроена "простенькая" лампа подсветки в жидкокристаллических дисплеях и мониторах.

Что касается "больших" экранов, то их устройство - аналогично, но светодиодов в устройстве подсветки там больше.

В более старых жидкокристаллических мониторах вместо светодиодной подсветки использовали газосветные лампы с холодным катодом (CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp) .

Структура дисплеев AMOLED

Теперь - несколько слов об устройстве нового и прогрессивного типа дисплеев - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode ).

Устройство таких дисплеев значительно проще, так как там нет лампы подсветки.

Эти дисплеи образованы массивом светодиодов и светится там каждый пиксель в отдельности. Достоинствами дисплеев AMOLED являются "бесконечная" контрастность, отличные углы обзора и высокая энергоэффективность; а недостатками - уменьшенный срок "жизни" синих пикселей и технологические сложности изготовления больших экранов.

Также надо отметить, что, несмотря на более простую структуру, стоимость производства дисплеев AMOLED пока что выше, чем дисплеев TFT LCD.