Плохо забытое старое

Вести с мониторного фронта все больше напоминают репортаж великого русского критика В. В. Стасова с первой в истории Всемирной промышленной выставки 1851 года в Лондоне.

Вести с мониторного фронта все больше напоминают репортаж великого русского критика В. В. Стасова с первой в истории Всемирной промышленной выставки 1851 года в Лондоне. Самым заметным экспонатом выставки Стасов посчитал монструозный Хрустальный дворец, усмотрев в нем новое чудо света, затмившее "печальные пирамиды египетских мертвецов и колизеи римлян".

Примерно в том же тоне современные СМИ пишут о CES 2008, самым примечательным экспонатом которой стал метровой ширины (и, судя по всему, такой же толщины) полукруглый проекционный дисплей Alienware Curve. Dell, пусть и неуспевшая как следует доработать аппарат к сроку (даже на репортажных фотографиях видны вертикальные "швы" на изображении), своего добилась, став, видимо, самым упоминаемым в связи с выставкой брэндом, а NEC, посмевшую через неделю по окончании мероприятия выставить тот же самый монитор под именем NEC CRVD-42DWX+, "акулы пера" немедленно обвинили в плагиате.

ЖК-СТАГНАЦИЯ

Тенденция писать исключительно о "самыхсамых" ("самых больших", "самых быстрых", "самых дорогих") явно показывает, что в области ЖК-технологий ситуация стала напоминать известный анекдот "ну, милая, еще капельку". Сдвиг в сознании пишущей братии, ранее считавшей своим долгом с сожалением вздохнуть по поводу "непревзойденного качества изображения ЭЛТ-мониторов", случился года два-три назад. В связи с выходом последних моделей профессиональных мониторов hi-end-класса от фирм-производителей LaCie и Eizo (например, FlexScan SX3031W от Eizo может абсолютно все, разве что не умеет летать) об этом качестве перестали вспоминать даже профессионалы, а великолепные монстры BARCO, когда-то ставшие вершиной и одновременно тупиком ЭЛТ-творчества, с ценой, зашкаливающей за шесть килобаксов, сейчас, говорят, можно купить на вторичном рынке дешевле приличного кухонного телевизора.

За эти два-три года произошло, по сути, только одно существенное изменение: заметно подтянулись по качеству бюджетные "офисные" модели, теперь лишь среди самых дешевых можно встретить нечто, при взгляде чуть сбоку или снизу начинающее синеть, желтеть или отдавать оттенком тряпки с посудомоечного отделения колхозной столовой. В остальном принципиальных сдвигов от ЖК-технологии, видимо, ожидать не приходится: NEC LCD2070NX, который автор этих строк восхвалял полтора года назад на страницах "ДК" (www.homepc.ru/2006/125/297136), и по сей день не сходит с конвейеров и остается одним из лучших в секторе "для продвинутых любителей" - разве что подешевел процентов на 15–20. Разумеется, я упоминаю именно эту модель лишь потому, что и сейчас пишу эти нетленные строки, не без удовольствия в нее уставившись, но характерно, что пяток ее конкурентов, близких по соотношению цена/качество, тоже следует искать среди анонсированных еще пару лет назад.

Поэтому буду рад, если ошибусь, утверждая, что революционных прорывов от ЖК-технологии ждать больше не стоит.

А тем временем недостатки последней (те самые, "о которых говорили большевики", ностальгирующие по ЭЛТ-монстрам) никуда не делись, и, кажется, деваться не намерены. К ним относятся чрезмерная контрастность, "зашарпленность" картинки (ну, в профессиональных hi-end-моделях ее отчасти преодолевают, вот только стоят те модели…), малые углы обзора (нормального для восприятия, а не по формальному контрасту 10:1, когда любой цвет становится неотличим от оттенка солдатского хэ-бэ четвертого срока носки) и большое, несмотря на все рекламные заявления, время отклика (не забудьте, что о дисплеях с декларируемыми временами отклика 0,2 мс в приличном обществе вслух не говорят).

Последнее свойство напрямую не препятствует, как часто пишут в обзорах, по-казу динамических изображений. Обычное кино имеет 24 кадра в секунду, то есть 20–30 мс отклика (реального, конечно) в принципе достаточно для показа фильмов, а характерные для большинства современных качественных дисплеев 6–8 мс уже удовлетворяют требованиям даже профессионального видеомонтажа. Фишка в другом: исследования показали, что человеческое зрение лучше приспособлено к четким стробоскопичным изображениям, которые следуют друг за другом с достаточной скоростью, нежели к постепенно перетекающим друг в друга размытым картинкам. В современные видеопроцессоры даже закладывают возможность синхронного выключения подсветки между кадрами или отображения каждого второго кадра темным - как показали эксперименты, это значительно увеличивает четкость, но обеспечить такой режим на ЖК-матрицах очень непросто. Понятно теперь, почему на всех пло-ских телевизорах в картинке, особенно эфирной, всегда что-то есть от пережатого по недосмотру JPEG?

А ЕСТЬ ЛИ АЛЬТЕРНАТИВА?

Крупнейший органический недостаток ЖК-технологии заключается в том, что жидкие кристаллы не могут светиться самостоятельно. Причем ЖК - единственная такая технология для дисплеев, если не считать трафаретных табличек на матовом стекле с надписью "М" или "Ж", до сих пор встречающихся в общественных местах. Все остальные способы получения электронных изображений (кроме электронной бумаги), начиная с древних неоновых цифровых индикаторов, послуживших родоначальниками современной "плазме", используют элементы, которые светятся сами. Альтернативных дисплейных технологий наплодили столько, что впору удивляться, почему, кроме "плазмы", в наших домах и офисах мы так и не видим ни одной из них. "Плазму", как альтернативу ЖК, даже в области приема телевидения, не говоря уж о компьютерных делах, рассматривать невозможно - ее уделом остаются экраны в концертных студиях и на стадионах (благодаря, в том числе, почти уникальной способности работать при температурах до минус 60). Но есть и другие разрекламированные задумки, от давно не дающей покоя изобретателям идеи "каждому пикселу - по своей электронной пушке", воплощенной в технологии FED (Field Emission Display), до попыток реанимации электролюминесцентных дисплеев, физические принципы работы которых уходят корнями аж в начало ХХ века (советские настольные часы с тусклыми зеленоватенькими индикаторами помните?).

В этом ряду особые надежды издавна возлагались на органические светодиоды - OLED. В принципе, дисплей на светодиодах (не в качестве подсветки, а впрямую, как формирователей цветной триады субпикселов) мог бы быть идеальным устройством для демон-страции изображений: светодиоды дают очень чистые цвета во всем диапазоне видимого спектра, могут обеспечить высокую яркость, будучи, разумеется, совершенно черными в выключенном виде. Однако изготовить такой монитор почти нереально - практические конструкции не выходят за рамки светофорных указателей и информационных табло, вроде часов в метро. Многоцветная матрица из светодиодов потребляет чересчур много энергии, не говоря уж о цене такого устройства, а приемлемого разрешения добиться все равно не удастся, так как вырастить мелкие светодиоды на одной пластине невозможно.

Могу предположить (см. врезку), что проблемы, свойственные ЖК-технологии, OLED-дисплеи в ближайшем будущем не решат (по крайней мере, не решат в принципе). У ЭЛТ было одно свойство, которое резко отличает ее от всех остальных технологий: это способ формирования сигнала разверткой последовательности импульсов, каждый из которых соответствует одному пикселу изображения (то есть фактически ТВ-изображение было цифровым в пространственном отношении еще тогда, когда самого этого термина не существовало). Под это свойство даже пришлось подгонять стандарты ТВ. Поэтому там проблемы формирования последовательности "четких стробоскопичных изображений" и в помине не было - целиком изображения как такового в традиционном телевидении не возникает ни на каком этапе. В отличие от этого, способы формирования изображения на матрице любой природы, по сути, есть запись в память последовательности цельных растровых картинок, и для изображений динамических не удастся обойтись без промежуточных преобразований. Кстати, по указанным причинам ТВ-приемники всегда были плохими мониторами и наоборот. И как бы ни старались производители размыть границу между этими устройствами, телевизор пока остается телевизором, а монитор - монитором.

Поэтому вопрос с динамическими изображениями принципиально решится тогда, когда все плоские экраны смогут манипулировать картинкой в реальном времени с лихостью электронного луча, обегающего экран традиционного кинескопа. И лимитирующий фактор здесь далеко не одно лишь время отклика матрицы - вы только представьте, через сколько преобразований проходит видеоклип в формате MPEG4, пока сформируется в последовательность несжатых растровых цветных 2-мегапиксельных (как и положено для HDTV) изображений со скоростью 60 штук в секунду. И это еще худо-бедно решается - кино для нас, как известно, важнейшее из искусств по количеству прибыли на душу производителя. Но не меньше, если не больше проблем возникает при переводе всех этих многочисленных PAL/SECAM/NTSC (всего их несколько десятков, если учитывать традиционные ТВ-стандарты не только кодирования, но и передачи сигнала, а также цифровое HDTV) в те же самые расжатые растровые картинки в буфере дисплея. Будем надеяться, что тут мы находимся только в начале пути.

Не существовало для ЭЛТ и проблемы "зашарпленного" изображения и углов обзора, которые перейдут по наследству к OLED и другим матричным технологиям (e-paper поставим отдельно - как замену обычной бумаге; тут она, несомненно, свое возьмет). Поэтому осмелюсь обратить ваше внимание на одну набирающую обороты технологию, которая потенциально может послужить заменой ЭЛТ, сохранив ее достоинства и объединив их с достоинствами технологий полупроводниковых на новом уровне. Это - лазерное телевидение.

ЛАЗЕРНОЕ ТВ

Идея лазерного дисплея проста и изящна: берется схема обычного кинескопа, и вместо трех электронных пушек, формирующих каждая свое изображение одного из трех основных цветов, ставятся три лазера соответствующего цвета. При этом конструкция предельно упрощается: отпадает необходимость в экологически грязных люминофорах, в высоком напряжении, становится не нужен вакуум и дорогая апертурная решетка, изображение можно проецировать хоть на собственный экран устройства, хоть на стенку. Лазеры дают очень чистые спектральные цвета и с высокой концентрацией энергии в пучке (расхождение лазерного луча - несколько угловых секунд), поэтому, даже если луч будет обегать большую поверхность, для достижения достаточной яркости не требуется большой мощности, а инерционность светового луча наименьшая из теоретически дос тижимой.

Все здорово, кроме одного: световой луч, в отличие от электронного, не управляется магнитными и электрическими полями. Поэтому идея забуксовала на стадии вопроса о том, как осуществлять развертку, и решение этого вопроса заняло у разработчиков почти пятьдесят лет. В начале текущего десятилетия немецкая фирма Schneider Laser Technologies AG совместно с Carl Zeiss выпустила проекционную лазерную установку под названием ZULIP (Zeiss Universal LaserImage Projektor), специально разработанную для планетариев. В принципе, ее можно приспособить для демонстрации любого изображения на очень больших поверхностях. Установка потребляла 2–4 кВт, формировала изображение из 48 тысяч строк, имела разрешение, превышающее HDTV (1920х1080), и не требовала наводки на резкость (лазерный луч дает резкое изображение независимо от расстояния, даже на кривой поверхности).

В этой установке интересны два технологических нюанса: во-первых, "лобовое" решение проблемы развертки с помощью механического вращающегося зеркала, как в пионерских системах телевидения конца XIX - начала ХХ века. Разумеется для монстра ZULIP это вполне приемлемо, но уменьшать размеры такого устройства можно лишь до некоторого предела. Куда интереснее "во-вторых": в этом проекторе впервые в таких масштабах использовались полупроводниковые лазеры (обычные газовые слишком велики для подобных систем).

Проблема полупроводниковых лазеров в том, что получить достаточно мощное устройство можно лишь в красной и инфракрасной области спектра. Для формирования зеленого и голубого лучей использовалось умножение частоты инфракрасного лазера вдвое путем пропускания его излучения через специальные кристаллы, обладающие нелинейными оптическими свойствами (NLO). Таким образом, например, из лазера с длиной волны 920 нм, изготовить который не составляет труда, можно получить голубой луч (460 нм), а из лазера 1064 нм - зеленый (532 нм).

Все это хозяйство неплохо работало в планетариях (наверное, и сейчас работает), но для массового производства решительно не годится. Дело сдвинулось с мертвой точки лишь в 2005 году. К тому времени американская фирма Novalux сумела решить вопрос о производстве полупроводниковых (точнее - гибридных, включающих, кроме лазеров, и кристаллы NLO) структур для получения лазерного излучения всех трех цветов, а австралийская Arasor сконструировала оптоэлектронный чип, объединяющий в себе прерывател ь лазерного излучения и микрозеркальный принцип развертки. Это позволило, наконец, создать на основе мощностей Mitsubishi прототип нормального лазерного телевизора, впервые показанный в октябре 2006-го в Сиднее. Подготовленный к выпуску образец, демонстрировавшийся на CES 2008, имел диагональ 65 дюймов (больше полутора метров) при глубине корпуса всего 9 дюймов (23 см). Срок службы - более 20 тысяч часов. Год назад обещали выпустить такие панели к Рождеству-2007, теперь же дату перенесли на 2008-й.

Однако несмотря на задержки, технология обещает стать лучом света в темном царстве. Пока готовятся к выпуску большие (от 40 дюймов) панели в замену "плазме", но, по утверждению разработчиков, технология легко масштабируется в обе стороны (в сторону увеличения - вплоть до экранов кинотеатров), позволяет полностью решить проблему "черного цвета", имеет цветовой охват до 90% всех оттенков, доступных глазу (обычные sRGB-устройства дают всего около 40%), и свободна от проблем с временем отклика (за исключением связанных с видеопроцессорами - обработчиками сигнала) и углами обзора. Ну, как говорится, поживем - увидим.