Журнал «Компьютерра» № 24 от 26 июня 2007 года

ТЕМА НОМЕРА: Сгорел на работе

Автор: Козловский Евгений

В первой части темы Евгений Козловский подробно рассказал, чем хороши и плохи ЭЛТ– и ЖК-телевизоры. Теперь пришла очередь PDP.

Плазменные панели, конечно, помоложе кинескопов [Технологические ограничения плазмы] (хотя имеют с ними нечто общее, а именно: замкнутую стеклянную колбу с люминофором на стенке, который светится под ударами заряженных частиц), однако современным LCD-панелям все равно годятся в дедушки. Что и дает Голубицкому повод поворчать по поводу этой "дремучей и навсегда устаревшей и бесперспективной технологии прошлого века". Мне же плазменные дисплеи всегда представлялись эдакими сугубо информационными, в чьи функции и не должно входить тонкое отображение "художественных материй": динамическая доска объявлений в аэропорту или – там же – площадка, с которой, приподняв голову, можно узнать последние новости, курсы валют или счет матча… рекламное пространство… Сравнительно большие диагонали при мелкой глубине, почти полное равнодушие к углу зрения и внешним засветкам. Если концептуально, это нечто похожее на огромные рекламные щиты в больших городах, состоящие из мелких лампочек или светодиодов: издалека, на ходу, – все достаточно хорошо видно, и никому в голову не придет наслаждаться на таких щитах тонкими цветовыми переходами «Амаркорда» Феллини.

Производители, однако, такую точку зрения принимать отказываются (в чем их нетрудно понять) и затрачивают огромные маркетинговые и рекламные деньги на продвижение плазменных панелей именно в качестве домашних устройств, в пределе – универсальных телевизоров. И усилия эти, и деньги определенные плоды приносят: у меня лично есть несколько знакомых, которые взяли себе домой не изысканный ЭЛТ-телевизор, не современную ЖК-панель, а именно эту тяжеленную (сравнительно с ЖК), вечно шумящую вентиляторами и издающую сильный тепловой шум (рядом с плазмой не работают инфракрасные приборы, вроде, например, наушников) махину с постепенно, но неизбежно вылетающими пикселами и неравномерно угасающим люминофором, с нерекордным разрешением (хотя в самое последнее время уже появились и подлинные Full HD-плазмы, одна из которых простояла у меня дома на тестировании добрый десяток дней, – о чем в подробностях – ниже) и неглубоким цветом. – Почему? – изумлялся я, пытаясь понять что-то скрытое от моих нищих глаз, – и получал всегда один и тот же ответ (который, правда, частенько был завуалирован массой красивых и замысловатых слов, порою – технических терминов): – Круто!

Чтобы понять, откуда растут ноги у недостатков плазм, насколько они преодолимы и преодолимы ли в принципе, – давайте на уровне журнала "Юный техник" глянем на принцип работы PDP.

Итак, между двумя стеклянными пластинами (с сетью проводников) заключены сотни тысяч или миллионы (в зависимости от разрешения) газосветных колбочек, заполненных смесью неона и ксенона (иногда еще добавляют гелий), – по принципу ничем не отличающихся от ламп дневного света. На одну из поверхностей колбочек нанесен люминофор одного из трех основных цветов (RGB, Красный, Зеленый, Синий), подобный тому, который применяется в ЭЛТ-телевизорах. При подаче напряжения на нужную колбочку электрическое поле вызывает в газовой среде тлеющий разряд (плазму или, точнее, холодную плазму), и этот разряд дает ультрафиолетовое излучение. Люминофор возбуждается ультрафиолетом и дает видимый свет. Тлеющий разряд в колбочке возникает не вдруг, а с некоторой, пусть и очень краткой (миллисекунды) задержкой, которая, скажем, для освещения комнаты некритична, а вот для отображения движущихся объектов – совершенно недопустима. С одной стороны, конечно, микроскопический размер колбочек сам по себе снижает задержку, с другой – чтобы довести ее практически до нуля, колбочки надо держать в предвозбужденном состоянии, в так называемом состоянии предподжига, – когда мгновенный управляющий импульс вызывает мгновенную же реакцию. Однако в состоянии предподжига газ хоть частично, хоть, так сказать, на фоновом уровне, а все же возбужден, в связи с чем практически на любых плазменных панелях, не снабженных специальными «фильтрующими» экранами, легко заметно в тенях эдакое серо-бурое шевеление, дыхание, словно в муравейнике. И вот это бурое шевеление и отсутствие, таким образом, достаточно черного черного – и есть один из родовых недостатков плазменных панелей.

Второй концептуальный недостаток, который можно назвать паразитной памятью, вызван тем, что, во-первых, люминофор колбочек постепенно выгорает, и во-вторых – наиболее часто возбуждаемый газ начинает возбуждаться от все менее сильных управляющих импульсов, как бы… "разогревается". Потому на плазменных панелях бывают видны паразитные изображения на местах, на которых сравнительно долгое время изображалось одно и то же. Ну, к примеру, марочка (логотип) телевизионного канала. Производители пытаются бороться с призраками марочек, вылавливая долгие статические изображения и слегка двигая их вверх-вниз и вправо-влево, но если такая немудрящая технология на марочках более или менее работает, в других, куда как часто встречающихся случаях – вроде неполного заполнения экрана картинкой, – работать по понятным причинам отказывается. Я имею в виду, что хотя плазменные панели всегда (или очень часто; я, во всяком случае, других не встречал) имеют пропорцию экрана 16:9, фильмы, которые на них просматриваются, вполне могут иметь другие пропорции: 4:3 у всех старых и некоторых новых, 2,35:1 – у так называемых широкоэкранных и некоторые другие, более экзотичные. В этих случаях при нормальном, без искажения, выводе картинки на экран его края (правый и левый в первом случае, верхний и нижний – во втором) остаются незасвеченными очень долгое время, и эти темные поля так и "запоминаются". В связи с чем производители плазменных панелей много сил прилагают к разного рода схемам масштабирования «нестандартных» видеокартинок, сплющивая их или обрезая по краям, что, как вы понимаете, для человека, трепетно относящегося к художественной картинке, приемлемым быть не может. Недавно мне пришлось увидеть в аэропорту Мюнхена горящий сплошным белым светом плазменный дисплей (время было позднее, и информацию с него сняли), на котором можно было легко прочесть несколько названий нескольких авиакомпаний, квадратики, заполненные тенями самых разных цифр, и все такое прочее. Конечно, если подать на дисплей информацию, эти «тени» станут куда менее заметны, да и не так важны в аэропорту, – если же вы проводите частые вечера возле домашней плазмы, вы должны иметь очень крепкие нервы, чтобы тени вас не раздражали. Когда я однажды пытался протестировать очередную плазменную панель в магазине, продавец категорически запретил мне смотреть фильм в пропорции 2,35:1. Сказал: "Выгорит"! Конечно, возможно, мне попался продавец-перестраховщик – чтобы так быстро выгорело! – однако не на пустом же месте возникают у профессионалов такие перестраховки.

Газосветная колбочка, как вы понимаете, может или гореть, или не гореть – ровно как лампа дневного света. Промежуточные состояния яркости можно получить, если часто включать и выключать разряд, причем частота мигания бывает очень и очень высока [Падение цен на плоские телевизоры (средние мировые цены), USD). Источник: Displaybank, Digitimes, Апрель 2007 Британский профессор Пол Экинс предложил ввести налог на плазменные панели, поскольку каждая панель из-за высокого энергопотребления «ответственна» в среднем за 400 кг выбросов CO2 в год (для сравнения: ЭЛТ-телевизор вчетверо чище). Цель подобного налога – заставить производителей разрабатывать новые, более экономичные технологии]. Теоретически такое управление яркостью должно позволять огромное количество ее градаций (приблизительно по тому же принципу формируется яркость каждой точки в микрозеркальных проекторах, о которых речь впереди), – и производители плазменных панелей, особенно последних моделей, заявляют уже даже не о миллионах, а о миллиардах цветовых оттенков. Однако мне ни разу не удалось увидеть плазменную панель, где плавные переходы между тонами (градиентные заливки) – например, на голубом небе – не имели бы ясно различимых границ. А такие границы характерны для 15–16-битного цвета, отображающего десятки тысяч цветовых оттенков. До технологических причин этого явления я так пока и не докопался (см. врезку), – однако останусь в твердом убеждении, что плазменные панели не способны передавать картинку с достаточной цветовой глубиной, пока не увижу хоть одну панель с "гладким небом". А смотрел я на последние модели и от LG, и от Pioneer, и от Panasonic, и от Futjitsu: четырех из пяти мировых производителей плазменных панелей.

Что касается недостатка, традиционно приписываемого плазменным панелям: недолгий срок службы (срок службы измеряется временем, за которое яркость панели упала вдвое, – хотя и после этого можно продолжать ее смотреть), – он у последних моделей вырос заметно и в несколько раз перегнал срок службы ЭЛТ-телевизоров. Конечно, когда вылетает несколько колбочек (и, как вы понимаете, исправить этот недостаток невозможно), панель начинает раздражать особенно нервных зрителей, – но и тут заметен удивительный прогресс.

Последним – и тоже быстро избываемым – недостатком плазм можно было считать их цены. Еще не так давно один из пяти производителей собственно дисплеев для плазменных панелей, компания Fujitsu, выкинула лозунг – "не выше ста долларов за дюйм диагонали!", – однако сегодня они заметно падают, приближаясь к ценам на ЖК-панели и едва вдвое обгоняя цены на дорогие ЭЛТ-телевизоры. Правда, относится это к плазмам с небольшим логическим разрешением; когда оно начинает подходить к Full HD, цены снова прыгают вверх и обгоняют цены на Full HD ЖК-панели в пять и более раз!

Какие же доводы можно привести в пользу плазменных панелей (кроме того самого, весьма мощного резона, что "плазма – это круто")? Ну, во-первых, еще недавно – их размеры. И впрямь, минимальная диагональ плазм, имеющихся на рынке, была 32 дюйма, чаще можно было встретить 40 и более, – то есть диагонали, еще год-полтора назад для ЖК-панелей недоступные. Сегодня уже появились и 32-дюймовые, и 36-дюймовые, и даже большие ЖК-панели по приемлемым ценам, – так что в безраздельном (если не иметь в виду проекторов, которые, в отличие от плазмы, требуют затемнения помещения) владении плазм остались диагонали большего размера. Еще год назад мне довелось видеть на CeBIT работающие плазменные HD-панели с диагональю в 105 дюймов! Понятное дело, что, когда приходится укладывать на вообразимой площади миллионы стеклянных колбочек, получить большую диагональ проще, чем маленькую, и, сказать честно, я даже не предполагал появления в скором времени плазменных панелей «квартирного» формата с разрешением Full HD.

Однако не прошло с CeBIT-2006 и полного года, как ко мне на четвертый этаж (без лифта) внесли плазменную Full HD-панель от Panasonic с весьма большой, но все-таки вполне «комнатной» диагональю в 65 дюймов. Вносили двое профессиональных грузчиков, передыхая на каждой площадке, и похоже это было на транспортировку рояля (когда я попытался передвинуть панель по комнате на десяток сантиметров, оказалось, что мне в одиночку это просто не под силу).

Панель называется TH-65PV600R и стоит на price ru около 12 тысяч долларов (три месяца назад, когда она только появилась, стоила 15 тысяч!). Производитель пишет про массу новых технологий и несравненных достоинств панели. Выборочно цитирую пресс-релиз: «Управляющий интерфейс HDAVI, который позволяет передавать все аудио-, видео– и управляющие сигналы через один кабель, соединяющий цифровые устройства; при использовании оборудования, поддерживающего интерфейс HDAVI, отпадает, например, необходимость последовательно включать все компоненты домашнего кинотеатра. Схема Real Gamma Control, производящая 16-битовую видеообработку сигнала, что позволяет воспроизводить изображение с 4096 эквивалентными степенями градации цвета3. Технология Contrast Management для каждого участка картинки подбирает индивидуальный уровень контрастности без излишнего пересвечивания или затемнения. Таким образом, изображение становится одинаково четким по всей площади экрана, без блеклых или чересчур темных участков. Система объемного управления цветностью Advanced 3D Colour Management осуществляет точное трехмерное управление разделением оттенков и яркостью цвета. Технология шумоподавления Motion Pattern Noise Reduction определяет алгоритмы движения, которые чаще всего генерируют шумы, и корректирует картинку, убирая искажения, возможные при демонстрации динамичных сюжетов. А Sub-Pixel Controller устраняет зубчатость контуров и нечеткость диагональных линий, сглаживая края изображения».

Наибольшее мое умиление вызвали слова производителей о том, что, во-первых, они применили технологию, которая не вызывает этой пресловутой паразитной памяти, и что, во-вторых, применили технологию сдвига неподвижных картинок вроде логотипов каналов. То есть я категорически не понял, зачем сдвигать картинки, если панель свободна от паразитной памяти?

Если же оставить в стороне иронию, я готов признать, что картинка на TH-65PV600R была – в самом общем смысле – совершенно замечательна и просто покорила нескольких моих знакомых, которых я зазвал поглядеть на диковинку. Мне хватало четкости, я не видел ни излишнего пересвечивания, ни ненужного затемнения. Цвета были не просто хороши, – даже несколько, на мой вкус, излишне хороши: более цветные, чем природные, – но это довольно обычный прием у южно-азиатских производителей телевизоров. То есть все эти исключительные и уникальные технологии более или менее привели к тому, чтобы картинка на плазме стала… нормальной!

Вместе с тем, два замеченных мною недостатка, из разряда "родовых", никак в пресс-релизе отражены не были, точнее – про один, касающийся количества отображаемых цветов, уже сказано в сноске: никаких 4096 эквивалентных степеней градации яркости на каждый цвет на панели и не ночевало: практически любое градиентное отображение цвета сопровождалось ясно заметными границами, которые я не преминул сфотографировать, чтобы материализовать ощущения.

Не отраженный в пресс-релизе недостаток касался "учернения черного". Черный на этой панели и впрямь был просто непробиваем, я такого и на своем ЭЛТ-телевизоре, пожалуй, не видел, – причем даже не возникало ощущения, что черная чернота достигнута за счет обрезки темной составляющей картинки. Однако получить столь черное черное производителю удалось, как я полагаю, за счет специального фильтрующего стеклянного экрана, стоящего в нескольких сантиметрах от собственно панели. И картинка яснейшим образом отражалась от внутренней плоскости этого экрана, – так что, получив черный, мы в качестве бонуса получили двоящуюся картинку, которая проявлялась тем яснее, чем была контрастнее (например, желтые титры на черном фоне) и чем "более искоса" смотришь на экран. Впрочем, он так велик, что, даже если сядешь ровно по его центру, все равно по краям паразитная картинка будет постоянно видна.

И первый недостаток, и второй (даже не знаю, какой больше) делают подобные панели совершенно неприемлемыми для меня в качестве домашнего дисплея, но не стану отрицать, что ни у одного из приходивших гостей они столь резкого отторжения не вызвали.

Этот случай я привел еще и для того, чтобы на его примере показать: никакие супервеликолепные характеристики никаких телевизоров, сколь угодно длинный перечень новейших технологий, позволяющих… – не дадут представления о картинке, которую вы реально увидите на экране (в том числе и потому, что эти характеристики и технологии не учитывают ни остроты ваших, конкретно, органов чувств, ни организации вашей психики: то, что одному будет незаметно, другому станет соринкой, а то и бревном в глазу). Ровно то же относится и к цифрам яркости, контрастности, углов обзора, времени отклика и всему такому прочему: поскольку, приводя эти цифры, производитель никогда (или почти никогда) не приводит методик, по которым производились измерения. А из этих методик обычно предпочитает те, которые дают наиболее впечатляющие цифры и мало схожи с реальными условиями домашнего просмотра.

Отличие плазмы от других типов дисплеев (CRT, LCD) в том, что оконечный элемент, преобразующий сигнал в свет, у плазмы – дискретный, то есть имеет два состояния (горит или не горит). У тех же ЖК этот элемент аналоговый – пропускает свет пропорционально сигналу. Чтобы эмулировать аналоговое управление дискретным элементом, его приходится быстро включать и выключать, а яркость в таком случае пропорциональна отношению времени включенного состояния ко времени выключенного. Чтобы не было заметно мигания, переключать пиксел надо с большой частотой, например 60 Гц. Управление пикселами производится по строкам или по столбцам, то есть – одна строка или один столбец в каждый момент времени. Соответственно, умножаем частоту на число строк: к примеру, 60х1080=64,8 кГц. Для получения глубины цвета 18 бит надо иметь 6 бит информации на пиксел каждого цвета, а управляющее устройство должно работать с частотой 60х1080х26=4,15 МГц. Предположим, что емкость каждого управляющего электрода (вертикальной шины матрицы) составляет около 100 пФ (здесь трудно сказать точно, не зная полных технических параметров матрицы, но близко). Для перезарядки такой емкости с приведенной выше частотой в диапазоне напряжения от 0 хотя бы до 50 вольт в нее надо вогнать ток I=CU/t: 100х10–12х50х4,15х106=0,02 А. Емкостей этих у матрицы на 1920 столбцов будет 3х1920=5760. Итого, при грубой прикидке получаем суммарный пиковый ток 115,2 А. И это при 100% КПД. А для 24 бит надо увеличить цифры вчетверо. Так что ограничения скорее всего технологические. Кроме прочего, в результате из плазмы получается достаточно мощный радиопередатчик коротковолнового диапазона. Вполне возможно, что ограничения у плазм не только (и даже не столько) по мощности, сколько по уровню помех: про то, что плазмы дают жуткие помехи радиоприему, я слышу не впервые. – С.Л.

Сентенцию, в равной степени относящуюся к любым телевизорам, а не только к плазме, можно подытожить цитатой из последнего романа Пелевина "Empire V", относящейся к рекламе: "Нигде не прибегая к прямой лжи, создать из фрагментов правды картину, которая связана с реальностью ровно настолько, насколько это способно поднять продажи". Так что будьте начеку!

1 1964 год, Университет Иллинойса, авторы – Дональд Битцер, Джейн Слоттоу и аспирант Роберт Уилсон (Donald L. Bitzer, H. Gene Slottow, Robert Willson). Реальный же выход плазмы на телевизионный рынок случился намного позже, ближе к концу прошлого века: 1996 год – Panasonic (Matsu-shita), купивший американскую фирму Plasmaco, и 1997 год – Pioneer.

2 Если точечный источник света в темноте зажигается подряд несколько раз с достаточной частотой, он воспринимается глазом как непрерывно светящийся: мозг суммирует свет миганий.

3 То есть, если иметь в виду, что каждый пиксел состоит из трех разноцветных колбочек, надо предполагать, что пресс-релиз имеет в виду многомиллиардную, тридцатишестибитную общую глубину цвета. Не очень верится даже теоретически (см. сноску Сергея Леонова). Практически же (на мой субъективный глаз) мы имеем скорее шестнадцатибитную предобработку с двенадцатибитным (212=4096) общим выходом.