Flicker free монитор что это
«Не мерцай в глаза»: как устроена технология подсветки экрана электронных ридеров
Яркость дисплеев обычно регулируют с помощью ШИМ-сигнала. Технология простая и дешевая, но вызывает мерцание экрана, что сказывается на здоровье глаз. Расскажем, какие есть альтернативы, как они работают, и обсудим «экранные» технологии, снижающие нагрузку на организм в целом.
Изображение: Serge Kutuzov / Unsplash
Предыстория вопроса
Дисплеи электронных ридеров выполнены по технологии E Ink. Изображение формируют черные и белые гранулы, расположенные внутри шариков-капсул с прозрачной жидкостью. Они «всплывают» наверх в зависимости от заряда, приложенного к электродам. В дисплее E Ink нет светодиодов, как в мониторах или планшетах, поэтому он хорошо виден при дневном свете. Но есть и недостаток — в темноте нельзя различить текст, написанный «электронными чернилами».
Изображение: Nicolas M / CC BY-SA
Первые производители ридеров поставляли свои устройства без подсветок, поэтому для чтения в вечернее время требовалась лампа — как в случае с обычной книгой. Но ситуация начала меняться в 2008 году. Тогда компания Sony выпустила первый ридер с подсветкой, выполненной по технологии front-lit. Инженеры разместили восемь синих диодов по краям экрана.
Идея была хорошей, но её реализация оставляла желать лучшего — экран освещался неравномерно. Компания получила огромное количество негативных отзывов как от пользователей устройств, так и в прессе. Один из резидентов тематического форума Mobileread назвал решение Sony отличным примером того, как не нужно делать подсветку в читалках. Редактор издания Goodereader отметил, что решение японской компании оставило неприятное послевкусие и запятнало всю концепцию экранов с подсветкой. В итоге руководство Sony решило отказаться от технологии и больше не добавлять её в ридеры. Глава ИТ-департамента Sony France Стэфани Лэнг (Stephanie Lang) в одном из интервью признала, что их подсветка действительно мешает читать.
На какое-то время в сфере подсветок для E Ink возникло затишье. До тех пор, пока в 2012 году Barnes and Noble не представили Nook Simple Touch с технологией Glowlight. Инженеры добавили специальный светопроводящий слой, который рассеивал излучение светодиодов, но на экране все равно были видны «засветки».
Проблему решили в том же году компании Amazon и ONYX. Первая представила ридер Kindle Paperwhite в США, а вторая — читалку Aurora в России. Разработчики направили свет белых LED-огней в торец световода. В результате создавалось впечатление, что дисплей освещен внешним источником света.
В ONYX BOOX технологию назвали MOON Light. Она позволила читать книги при любом освещении и снизила нагрузку на глаза, поскольку в зрачок попадал отраженный, а не прямой свет. Как пишет BusinessInsider, подсветка для экрана стала одной из самых востребованных функций для ридеров. Но на этом разработчики ONYX BOOX и других электронных читалок не остановились и продолжают внедрять технологии, которые улучшают опыт пользователя. Одной из них стала немерцающая подсветка.
Немерцающая подсветка
Яркость свечения светодиодных дисплеев обычно регулируют с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В этом случае для управления яркостью используют метод пульсирующего включения и выключения прибора с изменением длительности импульса относительно периода сигнала. Если увеличить длительность импульсов, не меняя их частоту, то в глаз попадет больший световой поток — будет казаться, что яркость увеличилась. Если длительность импульса сократить, то экран, наоборот, будет выглядеть темнее.
Схема проста в реализации, поэтому её используют как при производстве мониторов и смартфонов, так и для подсветки E Ink-экранов. Если частота следования ШИМ-импульсов достаточно высока, человеческий глаз не видит мерцания. Но оно все равно влияет на нервную систему — быстрее наступает утомляемость, появляется чувство «песка в глазах». Согласно анализу, проведенному группой специалистов из Института инженеров электротехники и электроники (IEEE), мерцающие светодиоды способы вызывать головные боли и сухость глаз, особенно во время чтения с экрана. Научные сотрудники института окружающей среды и устойчивого развития в Университете Эксетера также отмечают, что в особо серьезных случаях мерцание может вызывать эпилептические приступы.
Исключить негативное влияние можно, если отказаться от ШИМ. В этом случае светодиоды питают постоянным напряжением, а яркость свечения определяется его уровнем. Одними из первых такую технологию внедрили производители мониторов. Например, ViewSonic еще в 2014 году предлагали flicker-free дисплеи.
Свет источников, яркость которых регулируют постоянным напряжением, комфортнее для глаз, поэтому её адаптировали и производители электронных читалок. Первыми это сделали инженеры из ONYX BOOX — решение назвали MOON Light 2.
Первым ридером с технологией flicker-free стал ONYX BOOX Livingstone с экраном E Ink Carta Plus и разрешением 1072×1448 точек. Комфорта при чтении добавляет функция SNOW Field, которая уменьшает число артефактов при частичной перерисовке изображения. Недавно в нашем блоге на Хабре мы представили подробный обзор устройства.
В будущем немерцающая подсветка появится во всех моделях ONYX BOOX, включая бюджетные ридеры. Она практически не влияет на энергопотребление устройства, поэтому аккумулятора в 3000 мАч, который установлен в большую часть ридеров ONYX, также будет хватать на несколько недель.
Управление температурой подсветки
Это — еще одна технология электронных ридеров, которая позволяет снизить нагрузку на глаза и организм человека в целом. Специалисты из Медицинской школы Гарварда говорят, что в вечернее время синий свет смещает циркадные ритмы и подавляет мелатонин, поэтому чтение с экрана перед сном может помешать заснуть ночью. При этом их коллеги из Университета штата Орегон утверждают, что длительное воздействие синего света способно повредить сетчатку глаза и даже клетки мозга.
Современные ридеры позволяют регулировать температуру подсветки. Они имеют два ряда диодов холодного и теплого оттенков, излучение от которых «смешивается» в световоде и распределяется по экрану. Их интенсивность регулируется независимо. Так, можно выбрать белый и желтоватый свет для чтения днем и вечером соответственно.
Устройства с такой функцией предлагают многие производители, например Kobo и Amazon. Но первым ридером с «теплой» подсветкой в России стал ONYX BOOX Cleopatra 3. Цветовую гамму в устройстве регулируют семь теплых и восемь холодных диодов (их яркость подстраивается индивидуально). Сегодня аналогичные экраны установлены практически во все гаджеты ONYX BOOX — от бюджетных James Cook 2 и Caesar 3 до премиум моделей вроде Monte Cristo 4 и Note 2.
На сегодняшний день подсветка с возможностью регулирования цвета (Color Temperature Modulation) и питанием от источника тока является наиболее прогрессивной в сфере E Ink экранов. Но компания ONYX планирует и дальше развивать технологии подсветки, улучшать качество световодов и повышать «читательский опыт» клиентов.
Еще несколько обзоров ридеров ONYX BOOX:
Как работают мониторы с защитой зрения: рейтинг лучших моделей
Большинство из нас проводят перед монитором минимум восемь часов в день. Чтобы разработать технологии защиты зрения, производители выявили основные негативные факторы, которые приводят к дискомфорту и напряжению глаз. К ним относятся эффект мерцания подсветки, излишне высокая яркость и низкая контрастность: когда изображение сложно различить, зрителю приходится напрягаться, чтобы рассмотреть контент на экране. Также особую роль играет вредное воздействие искусственно созданного синего света.
Для геймеров важно быстрое время отклика и высокая скорость частоты обновления кадров: если в динамичных сценах пиксели не будут вовремя переключаться, это вызовет появление шлейфов, ухудшающих детализацию. Качество изображения также имеет значение: при воспроизведении контента с неродным разрешением появляется интерполяция, которая ведет к снижению четкости картинки.
И, наконец, зрителю необходимо правильно располагаться относительно экрана — это также способно уберечь от возникновения проблем со зрением.
Популярные технологии защиты зрения
При использовании широтно-импульсной модуляции для регулировки яркости был особенно актуален эффект мерцания. Со временем разработчики обратили внимание на эту проблему и создали технологию Flicker-free, при которой яркость подсветки регулируется управляющим сигналом с фиксированной частотой. Правда, у этой функции есть ограничения минимального рабочего уровня, из-за чего мониторы с Flicker-free, как правило, ярче моделей с ШИМ. Чтобы понизить это значение, производители применяют комбинированный механизм, при котором на высокой яркости используется фиксированная частота, а на низкой — ШИМ.
Второй по популярности среди производителей мониторов можно считать технологию фильтрации синего света. Чем же именно этот цвет так не угодил разработчикам? Проблема кроется в его короткой длине волны: если света мало, то он рассеивается, не достигая хрусталика, что приводит к снижению четкости изображения и напряжению глаз. Если же его много, то это чревато повышением глазного давления, что при длительном воздействии способно вызвать усталость, головные боли и прочие неприятные эффекты, а впоследствии и вовсе может привести к ухудшению зрения. Чтобы этого не происходило, производители применяют при проектировании дисплеев технологии фильтрации нижней части видимого спектра. У разных брендов они называются по-своему: ASUS Ultra-low Blue Light, BenQ Low Blue Light, Samsung Eye Saver Mode и т.д.
Естественно, что при удалении определенной части светового спектра могут возникнуть цветовые искажения, поэтому разработчики внедряют режимы, оптимизированные для вывода различного типа контента, и нередко оставляют пользователям возможность самостоятельной установки интенсивности фильтрации.
Вызвать дискомфорт при длительной работе за монитором могут также настройки яркости и контрастности. Если картинка будет излишне темной или яркой, то детали начнут сливаться. При затемнении падают контраст и детализация, заставляя зрителя внимательно всматриваться в экран, а при пересвете могут возникнуть болезненные ощущения в глазах. Чтобы достичь оптимального баланса этих параметров, производители используют различные технологии настройки изображения: одни из них предлагают предустановленные параметры для вывода того или иного вида контента, другие осуществляют так называемое локальное затемнение, снижающее яркость в слишком светлых участках и повышая в темных.
Дополнительное напряжение глаз может вызывать высокая яркость дисплея в темное время суток. Это производители тоже предусмотрели: современные модели мониторов нередко комплектуются датчиком освещенности, на основании показаний которого система автоматически корректирует яркость. Пример такой технологии — BenQ Brightness Intelligence Plus.
Из других факторов, заметно снижающих нагрузку на глаза, стоит отметить матовую поверхность экрана и различные антибликовые технологии (Acer ComfyView и другие). Ряд производителей также позиционирует изогнутую форму дисплея как фактор, предотвращающий утомляемость глаз — они уверяют, что при таком формате центральная и боковые части экрана находятся на одинаковом удалении, за счет чего хрусталику глаза требуется меньше усилий для перефокусировки.
Нередко в описаниях продуктов можно встретить оригинальные названия защитных механизмов, вроде BenQ Eye Care или Acer VisionCare. На практике они представляют собой не что иное, как различные комбинации вышеописанных технологий, объединенные единым термином.
Мы выбрали для вас несколько современных мониторов, наиболее безопасных для глаз.
Монитор Samsung C49HG90DMI
Из моделей с большой диагональю экрана особого внимания заслуживает 49-дюймовый игровой монитор от Samsung. Основным достоинством C49HG90DMI является изогнутая SVA-панель с необычным соотношением сторон 32:9 и разрешением 3840 × 1080 пикс. Такое исполнение идентично двум 27-дюймовым панелям формата 16:9, что позволяет разделить монитор пополам и выводить на экран одновременно две картинки из двух различных источников.
Для защиты зрения производитель применяет технологию MagicBright, оптимизирующую яркость под тип выводимого контента, и Eye Saver Mode, фильтрующую синий цвет. Подсветка на квантовых точках не использует ШИМ, имеет частоту развертки 144 Гц и 125% цветовой охват пространства sRGB. Время отклика здесь действительно «игровое» — всего 1 мс.
Dell UltraSharp U4919DW
Одним из главных конкурентов монитора Samsung можно считать свежую модель из линейки UltraSharp — Dell U4919DW. Этот сверхширокий дисплей предлагает идентичное соотношение сторон 32:9, но при этом обеспечивает поддержку большего разрешения (5120 x 1440 пикс.) и обладает в два раза большей кривизной (3800R против 1800R).
Помимо изгиба экрана, предотвратить нагрузку на глаза помогают технология ComfortView, отвечающая за фильтрацию синей части видимого спектра, IPS-панель с Flicker-free и антибликовое покрытие. Порт USB-C позволяет передавать по одному кабелю и питание, и видеосигналы.
ASUS ROG Strix XG32VQR
Среди дисплеев с меньшей диагональю применение технологий защиты зрения эффективно реализовано в 31,5-дюймовом Asus Strix XG32VQR, входящем в популярное семейство геймерских продуктов Republic of Gamers. Он построен на базе VA панели с разрешением 2560 x 1440 пикс., кривизной 1800R и временем отклика 4 мс, имеет частоту обновления 144 Гц, 94% охват DCI-P3, поддерживает HDR и Radeon FreeSync 2.
Для защиты зрения здесь задействован целый набор технологий: Flicker-free, Ultra-Low Blue Light (4 режима) и Shadow Boost, улучшающая детализацию в сценах с темными областями без пересвечивания светлых. Модель привлекает и интересным дизайнерским решением — круглая подсветка на тыльной стороне корпуса допускает синхронизацию с различными компонентами и периферией, совместимой с Aura Sync.
Acer R240HYAbidx
Acer называет свой фирменный пакет технологий для защиты зрения VisionCare. В него входят все те же Flicker-Less, Blue Light Filter и ComfyView (функция предотвращения бликов). Один из самых доступных вариантов, использующих все эти технологии — это монитор R240HYAbidx, выгодно сочетающий сбалансированные технические характеристики и доступную цену.
Монитор основан на 23,8-дюймовой VA панели с разрешением Full HD, имеет стандартный набор портов и аккуратный дизайн с тонкими рамками. Хвалят устройство за оптимальные настройки яркости/контрастности по умолчанию — можно ничего не дорабатывать вручную.
BenQ EL2870U
Компания BenQ также активно занимается разработкой фирменной технологии защиты зрения, которая называется Eye Care. Она включает фильтр синего света Low Blue Light+, подсветку WLED, полностью лишенную эффекта мерцания, и систему Brightness Intelligence, осуществляющую цветокоррекцию (увеличение насыщенности при снижении яркости), а также автоподстройку яркости экрана под окружающее освещение.
Среди последних моделей производителя наибольший интерес представляет новинка прошлого года — 27,9-дюймовый дисплей BenQ EL2870U. Он может похвастаться изогнутой формой дисплея, наличием технологии увеличения плотности пикселей, поддержкой 4K, AMD FreeSync, частотой 144 Гц, а также временем отклика 1 мс.
LG 27UK850
Из моделей с диагональю до 27 дюймов особо интересен монитор 27UK850 от LG. Он поддерживает разрешение 4K, режим HDR и технологию адаптивной синхронизации AMD FreeSync. IPS панель использует подсветку W-LED, лишенную ШИ-модуляции во всем рабочем диапазоне яркости. Применение функции «стабилизатор черного» помогает избавиться от пересвечивания картинки и сделать светлее самые темные участки.
У монитора современный набор разъемов, в том числе два HDMI 2.0 и USB Type-C, есть USB-хаб, большое количество самых разных пользовательских пресетов и поддержка HDR10. Дополняет набор преимуществ качественная заводская калибровка и встроенная акустическая система с функцией улучшения звука MaxxAudio.
NEC MultiSync EA271U
Японская компания NEC хорошо известна своей качественной электроникой. производитель В конце прошлого года производитель представил весьма удачный монитор EA271U. Из технологий защиты глаз здесь применены Low Blue Light, Flicker-Free и автокоррекция яркости в зависимости от окружающего освещения.
Монитор отличает высокая детализация, которую обеспечивает IPS панель с разрешением 4K, а также 110% охват цветового пространства sRGB и время отклика 5 мс. Наличие порта USB Type-C позволяет быстро подключать монитор и передавать на него высококачественный контент.
AOC 22V2Q
Завершает нашу подборку продукт тайваньской компании AOC — монитор 22V2Q предлагает покупателям диагональ 21,5”, поддержку разрешения Full HD и, конечно же, наличие сразу нескольких технологий защиты зрения.
Модель выполнена в аккуратном «безрамочном» корпусе, использует TFT IPS-панель с максимальной частотой обновления 75 Гц и Flicker-Free подсветкой WLED. Low Blue Mode отвечает за фильтрацию синего света, а поддержка AMD FreeSync за динамическую синхронизацию частоты кадров. Время отклика у этой модели подходит для игр – оно составляет всего 5 мс.
