Прогресс в области создания дисплеев идёт уже несколько десятков лет и нет сомнения, что его цели во многом продиктованы особенностями зрения человека.
За примерами далеко ходить не надо. Мы уже перечислили четыре основных параметра человеческого восприятия действительности: высокое цветоразличение, высокая детализация, панорамный и бинокулярный характер зрения.
Именно так большинство людей представляет себе сейчас идеальный дисплей
Перенеся это на особенности конструкции мониторов, мы увидим, как росла с течением времени у них цветопередача (первые дисплеи были монохромны, сейчас – могут отображать миллионы цветов), разрешение (растёт как само разрешение, так и плотность числа элементов на единицу площади дисплея), размер (людей уже не заставляют концентрировать взгляд на окошке с диагональю 12-14 дюймов). Прямо сейчас, в сегодняшние дни набирают обороты технологии, позволяющие видеть картинку трёхмерной, пользуясь полным набором преимуществ человеческого бинокулярного зрения.
Древний охотник в полной мере использовал главное из чувств - зрение
Помимо «пользовательского» фактора в прогрессе дисплеев, конечно, имеется и ещё один – чисто технический. Благодаря нему дисплеи становились менее массивными, более тонкими, более экономичными. В настоящее время одной из первоочередных технических задач является создание гибкого дисплея, сохраняющего все свойства, присущие современным моделям (в первую очередь – яркость, цветопередачу, разрешение). Также идёт активное развитие идей создания и коммерческого использования прозрачных дисплеев, которые пока используются в качестве дизайнерских элементов.
Цветовая дифференциация
Известно, что глаз человека способен различать несколько миллионов цветов. Количество оттенков одного цвета идёт на сотни. Первым актом творчества в истории цивилизации стала наскальная живопись. Из всех групп слов, описывающих ощущения, наиболее богатой во всех языках считается описывающая цвета – у северных народов имеется до полусотни слов, обозначающих цвет снега.
С точки зрения анатомии, всем краскам мира мы обязаны наличию в глазе трёх видов клеток – колбочек. Одни из них чувствительны к жёлто-красному спектру, другие – к зелёно-жёлтому, третьи – к сине-фиолетовому. Именно такое строение подсказало учёным-физикам и инженерам решение о цвете трёх элементов в цветных дисплеях. Триада R-G-B (Red, Green, Blue) стала больше, чем классикой – абсолютное большинство матриц современных дисплеев и моделей, уже сошедших с конвейера, устроены именно так.
Стандартная схема цветового пространства RGB
Большинство, но не все. Простым, но эффективным отступлением от канона может быть введение в список цветов элементов белого, который преобразует триаду R-G-B в квартет R-G-B-W. Первым практическим воплощением данной идеи на рынке стала технология PenTile RGBW американской компании Clairvoyante. Технология была представлена в 2005 году. Впоследствии дисплеи с четырьмя элементами (RGBW) можно было увидеть у продукции компаний Motorola (телефоны ES400, Atrix 4G). Samsung, в 2008 году, купив Clairvoyante, решила развивать технологию PenTile RGBW, оснащая новые смартфоны и планшетные компьютеры дисплеями с матрицей RGBW. В 2011 году корпорация Sony пустила в промышленное производство дисплеи с матрицей RGBW собственной разработки. Технологию назвали White Magic. В настоящее время она применяется в смартфонах Xperia P и фотоаппаратах Cybershot DSC-RX100.
RGBW - белый элемент делает экран ярче
Несколько другим путём в создании матрицы на четырёх цветовых элементах пошла компания Sharp. Её технология Quattron предусматривает присоединение к тройке RGB жёлтого (Yellow) цвета. Матрицы RGBY используются в дисплеях новых телевизоров линейки Sharp Aquos Quattron.
Схема RGBY - жёлтый цвет - самый жёлтый в мире
Однако присоединением нового элемента к эталонной тройке RGB оригинальные технологические ходы по улучшению цветопередачи дисплеев не исчерпываются. Некоторые разработчики готовы идти на смену всех парадигмы и работать с иными цветовыми пространствами. В середине 2000-х годов много говорили о возможном создании компанией Apple дисплеев, использующих пространство CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK – голубой, фиолетовый, жёлтый и чёрный).
Схема конструкции CMYK-дисплеев мониторов линейки Typotronic
Однако американский IT-гранд на эксперимент не решился, а вот кемеровская компания «Мадлоад Креатив» решила рискнуть. В 2010 году под зарегистрированной маркой CMYK Displays вышла линейка мониторов Typotronic с дисплеями CMYK с диагональю от 17 до 22 дюймов. Технология CMYK Displays использует фильтры на e-ink четырёх цветов (CMYK). Как указывают производители, их мониторы не рассчитаны на повседневное использование. Typotronic предназначены для вывода изображений перед печатью, позволяя увидеть типографский офсетный оттиск именно с той цветопередачей, какая она будет в реальности.
Гонка разрешений и размеров
Как известно, вычисление разрешающей способности человеческого глаза - тема достаточно субъективная. Так, количество светочувствительных элементов на сетчатке одного глаза равно 125 миллионам – 120 из них различают яркость, а 5 миллионов – цветность. Однако к 125 миллионам клеток идёт всего миллион нервных окончаний из мозга.
Единственный на сегодня точный инструмент измерения разрешения сетчатки глаза
По угловым характеристикам выходит, что общее поле зрения человека равно 160 градусам по горизонтали и 130 градусам – по вертикали. Разрешающая способность у разных людей заметно отличается, но в среднем составляет 1 угловую минуту. Однако такая чёткость присуща лишь сектору в центре, простирающемуся на 12 градусов по горизонтали и вертикали.
Столь скромные характеристики человеческого зрения искупаются тем, что эта система – динамическая. Глаз подобен не фотоаппарату, делающему снимки, а камере, постоянно фокусирующейся на частях картинки, которая собирается мозгом в единое целое.
Плазменный дисплей с разрешением 8К и диагональю 145 дюймов
Как мы видим, в вопросе разрешения и плотности элементов на единицу площади дисплея инженеры вряд ли когда-либо руководствовались соображениями физиологии. Поэтому прогресс шёл (и идёт) по пути линейного увеличения площади экрана и разрешения – ограничиваясь лишь техническими возможностями и экономической целесообразностью.
Те же самые 8К на LED-дисплее с диагональю 85 дюймов
Самое большое разрешение на одном экране демонстрирует экспериментальный плазменный дисплей, созданный компаниями NHK м Panasonic. При размере диагонали 145 дюймов его экран содержит более 33 миллионов элементов – 7680 на 4320 точек. Такое же разрешение у 85-дюймового дисплея телевизора, который сконструировали инженеры Sharp.
Самый большой в мире экран показывает гонки NASCAR
Самым большим дисплеем на сегодняшний момент является экран на стадионе Charlotte Motor Speedway в Северной Каролине, принимающий у себя гонки NASCAR. Дисплей создан компанией Panasonic, он использует матрицу LED шириной 60,96 метра (200 футов) и высотой 24,38 метра (80 футов). Разрешение дисплея не слишком большое – 1280 на 720 точек, но при дистанции, с которой смотрят на этот дисплей, данный факт можно не брать в расчёт.
Таким же разрешением – 1280 на 720 точек – обладают и дисплеи, являющиеся сейчас лидерами по плотности элементов на единицу площади. Они установлены в смартфоне HTC Rezound и Sony Xperia S. При диагонали дисплеев в 4,3 дюйма параметр point-in-inch (точек в квадратном дюйме) у них равен 342. Однако рекорд принадлежит 5-дюймовому дисплею производства LG, имеющему разрешение 1920 на 1080 точек и PPI равный 440. Данный дисплей был показан в мае 2012 года и ещё не нашёл себе коммерческого применения.
Multitouch Experience Cube
Среди выглядящих перспективными проектов масштабных составных дисплеев нам хочется вспомнить о двух. Первый – детище немецкая исследовательской компании Sensory Minds и компаний Montfort Werbung, Realtime Department и radarTOUCH. Мы говорим о проекте Multitouch Experience Cube «Интерактивный куб», представляющий собой комнату с 23 сенсорными дисплеями, расположенными на стенах по периметру. Под управлением специального программного обеспечения «Интерактивный куб» позволяет проводить презентационные мероприятия, лекции, виртуальные экскурсии в атмосфере полного погружения в материал.
Фильм о дрейфе континентов на дисплее Science on a Sphere
Второй – сферический дисплей, созданный Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США, Science On a Sphere. Комплекс дисплея представляет собой сферический экран с матовым покрытием диаметром 1,72 метра (68 дюймов) и четыре проектора яркостью в 4000 люменов каждый. Лучи проектора полностью покрывают поверхность сферы, демонстрируя специально создаваемые для Science On a Sphere фильмы научно-познавательного характера. В данный момент в мире установлено 82 системы Science On a Sphere, самые близкие к нам находятся в Финляндии, Дании, Франции и Великобритании.
Поделиться
