понеделник, 26 януари 2015 г.

ТРЕПТЕНЕТО НА ДИСПЛЕЯ - БЕЗОТГОВОРНОСТ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ ИЛИ ...........

Най-големият недостатък на LCD мониторите е трептенето на подсветката им, в следствие на ШИМ (чрез широчинно-импулсна модулация) управлението на тяхната яркост. При повечето потребители това предизвиква мигрена, главоболие или по-леки форми на дискомфорт при продължителна работа пред монитора. Причина за това е мигащата с около 200Hz подсветка, която предизвиква многобройни свивания и разширения на зениците. Всички митове и догадки за електро-магнитни лъчения, трептене на "развивката" с едва 60-75Hz и други интересни, но неверни теории се опитват да обяснят точно вредата от трептенето на подсветката.
Особено вредно е трептенето при LED мониторите, които не са инертни като класическите флуоресцентни лампи (CCFL) и въздействат много по-агресивно върху зрението. 
От позиция на вредата от ШИМ за човек с добри хардуерни познания е абсурдна рекламата на монитори с огромна яркост от порядъка на 400-500 cd/qm. Комфортната и препоръчителна яркост за човешкото зрение при нормални условия на осветеност е едва 120 cd/qm. За да достигнете тази нормална стойност трябва да намалите яркостта до 30-40%, при което неминуемо ще изпитате в пълна сила негативите на ШИМ.
Вредата от трептенето на осветлението са известни много преди появата на LCD. Затова флуорисцентното осветление от десетки години се управлява с електронни баласти, които многократно увеличават честотата от 100-120Hz -вите пулсации на лампите без баласти до недоловимите за зрението десетки kHz. Особено добре са известни проблемите на пулсиращото осветление в акваристиката.


 Най-Кратко описано регулирането чрез ШИМ на подсветката на LCD монитор представлява редуване на периоди на светеща на максимум подсветка с периоди на изключена подсветка, което предизвиква хармонично трептене на светлината, излъчвана от монитора (не на течните кристали).


Яркостта на монитора зависи от съотношението на периодите на светене към периодите на не светене на подсветката (коефициент на запълване). Например, когато периодът на светене е равен на този на несветене на подсветката, тогава в идеалният случай имаме 50% ефективна яркост на дисплея.
Обикновено при 100% яркост нямаме никакви пулсации на подсветката, но при такава настройка мониторът не може да се ползва поради прекомерна яркост. Има съвременни монитори, които трептят и при максимална яркост. Най-силни са пулсациите при минимална или близка до нея яркост. Тогава и без специални уреди за отчитане, човешкото зрение регистрира крайно вредните светлинни трептения, идващи от монитора.




Алтернатива на масовото ШИ-управление е аналоговото управление, което се използваше в по-скъпите професионални монитори, произведени преди 2007-ма година. При тях липсва дискомфорт дори и при нулево ниво на яркост.



Много близко до теоретичното представяне са реалните измервания снети със софтуерен осцилоскоп и фото-датчик от LCD дисплей. В случая са показани характеристики на пулсациите на Lenovo ThinkPad T410 с LED подсветка.
Негативен ефект на ШИМ при CCFL е различното поведение на луминофора при палене и гасене. Така например синият цвят реагира най-бързо, докато червеният е по-инертен. В следствие на което някои потребители на CCFL монитори с ШИМ се оплакват от червенееща (розовееща) картина.
Стробоскопичният ефект на ШИМ се отразява и на възприятието на образа, особени при движение на погледа в областта на дисплея.
Подобен образ е вероятно да се види при бързо четене, писане, редактиране на текст, с каквато дейност всъщност се занимават повечето потребители.


Методи за регистрация на дисплей с ШИМ

Най-елементарният начин да регистрирате наличие на ШИМ е чрез... писалка (молив) или друг издължен предмет. Намалявате яркостта до минимум и на светъл фон бързо размахвате молива (писалката) пред монитора.




Ако виждате ветрило-образен насечен образ на молива, значи със сигурност имате монитор с ШИМ. За някой може би този метод ще се стори шарлатански, но наличие на базови познания по физика лесно ще разпознаят в този метод стробоскопичния ефект на пулсиращата светлина. Този метод може да го използвате дори при избор на телевизор, тъй като и там ШИ управление на яркостта се прилага масово и безотговорно за здравето на потребителя.




Наистина, такъв монитор (DELL 2001fp) е невероятна рядкост, особено през последните 5 години.



Лесно може да регистрирате ШИМ и чрез камера, включително и от телефон. Комбинацията от тези два подръчни метода със сигурност ще ви даде добра представа за наличието на ШИМ и неговата интензивност, която е особено голяма при бюджетните LED дисплеи. 



Значително по-научно издържан и прецизен е методът чрез използване на осцилоскоп и фото-датчик. За измерване на ШИМ на дисплей ще ви свърши работа и античен аналогов осцилоскоп, какъвто е показаният 5MHz съветски уред.
Във видеото показвам "класиката" Sony Ericsson K800 с аналогово управление на подсветката и Nokia с ШИМ. Това представяне дава повод да се замислим и за вредата от телефони и таблети, които все по-масово навлизат в употреба като заместител на PC и носят със себе си всички негативи на течно-кристалните дисплеи.




Напълно аналогични и значително по-нагледни резултати от тези с аналогов уред могат да бъдат получени и от софтуерен осцилоскоп, където фото-датчика е включен към микрофонния вход на лаптоп с качествена звукова карта.




Методът със софтуерният осцилоскоп е предпочитаният с в тестовете на монитори и лаптопи поради своята лесна реализация и автономност. Голямо предимство на софтуерният осцилоскоп е визуализацията не само на формата на трептенията, но и на тяхната честота и амплитуда, защото дори да имате перфектен монитор или лаптоп без ШИМ, наличието на трептящо осветително тяло може до голяма степен да елиминира положителният ефект за зрението от добрия монитор. 
Препоръчва се за работното място да ползвате такова LED осветително тяло с топла светлина. LED осветлението, което не трепти има собствен постояннотоков преобразовател за  4V, а не се захранва от мрежата, както е при E27 LED "крушките" .
Напоследък някои реномирани западни и руски сайтове за изследване на хардуер използват следния метод за регистрация на ШИМ:




Защо се използва ШИМ при управление на яркостта? От всичко написано дотук е ясно, че управлението на яркостта чрез ШИМ е неприятно за всеки, който ползва монитор, лаптоп, таблет или каквото и да било друго устройство с LCD. Какво кара производителите да пренебрегват зрителният комфорт на клиентите си като ги подлагат на такива "мъчения"? Основната причина за ползване на ШИМ е евтиното и надеждно управление на яркостта. Също така чрез ШИМ се постига много по-широк диапазон на промяна на яркостта, отколкото при аналогово управление. CCFL подсветката може да бъде регулирана чрез промяна на тока през нея в много тесни граници, защото има определени изисквания за ток и напрежение при флуоресцентните лампи. По същата причина не може да регулирате чрез ключ /потенциометър/  домашните флуоресцентни (икономични) лампи за разлика от тези с нажежаема жичка. Яркостта на LED подсветката лесно може да се регулира чрез промяна на тока през нея, но това води до промяна на цветовата температура, например при намаляване на яркостта, белият цвят придобива жълтеникав оттенък. Аналоговото управление на LED подсветката също така съкращава жизненият и цикъл. Използването на ШИМ при LED подсветката изглежда неизбежно предвид фиксираната цветова температура и постоянни електрически характеристики, позволяващи много дълъг експлоатационен период. Специално при LED подсветката единственият възможен вариант за постигане на стабилни характеристики и надеждност е увеличаването на честотата на пулсациите значително над стандартните 250-300Hz. Предвид бързата реакция на LED се предполага, че честотата на трептене на подсветката би трябвало да бъде над 3kHz за да може човешкото зрение да не изпитва никакъв дискомфорт. Подсветка с такива показатели не се среща в компютърната техника от потребителски и дори бизнес клас. Но ето с какво ни изненада елитен Mobile Workstation на HP:



Професионалният клас техника, оправдава феноменалните си цени с невероятни параметри. Вграждайки такава сложна система за управление, производителите на елитна техника косвено признават недостатъците на потребителския клас по отношение на трептенето на подсветката. Изненадващо, но при високият бизнес клас, много близкият като дизайн и много от параметрите бизнес модел HP Elitebook 8440p е със стандартна LED подсветка, трептяща с честота около 300Hz.


Най-високият потребителски клас е този на Super Game лаптопите. Alienware M17x R2 с RGB RED подсветка също оправдава високата си цена като не прави компромис със зрението на потребителите.
От Интернет.....  СМЯТАМ, ЧЕ СТАНА МНОГО……..
ВСИЧКО ДОБРО ОТ МЕН И МОЖЕ БИ ЩЕ ПРОДЪЛЖИМ……..

НИКОЛАЙ НИКОЛОВ 

Няма коментари:

Публикуване на коментар

Забележка: Само членове на този блог могат да публикуват коментари.