امروز می‌خوایم درباره ۳ نوع پنل اصلی صفحه نمایش‌های LCD صحبت کنیم و ببینیم در عملکرد چه تفاوتی با هم دارن. این سه نوع پنل با اینکه همه از یک تکنولوژی یکسان برای نور پس زمینه استفاده می‌کنن، اما در عملکرد و تصویر نهایی تفاوت زیادی با هم دارن. تفاوتی نداره که کاربری‌تون چیه، دانش بیشتر در این زمینه می‌تونه اطلاعاعت ما در این زمینه خیلی بیشتر بشه. با بنچفا همراه باشید تا با تفاوت صفحه نمایش‌ها آشنا بشیم.
صفحه نمایش LCD چطور کار می‌کنه؟
برای اینکه بهتر موضوع جا بیفته، باید اول ببینیم صفحه‌نمایش‌های LCD چطور کار می‌کنن؛ در مقاله «نور پس‌زمینه مانیتور» کامل درباره انواع نور پس‌زمینه توضیح دادیم. به طور خلاصه، صفحه‌نمایش‌های LCD امروزی از چراغ‌های LED برای نور پس‌زمینه استفاده می‌کنن. نوری که از این چراغ‌ها ساطع میشه، از چندین لایه مجزا—از جمله فیلترهای پولارایزر و لایه کریستال مایع—عبور می‌کنه تا تصویر نهایی ساخته بشه. خودِ رنگ توسط زیرپیکسل‌های قرمز/سبز/آبی (RGB) تعیین میشه و لایه کریستال مایع شدت عبور نور هر زیرپیکسل رو کنترل می‌کنه. با لایه‌های دیگه کاری نداریم چون موضوع بحث ما نیست و هر شرکتی ممکنه روش متفاوتی برای ساخت پنل داشته باشه.
برای کنترل رنگ و نور، به لایه کریستال مایع ولتاژ اعمال میشه که باعث میشه این کریستال‌ها جهت‌گیری‌شون رو تغییر بدن و تصویر نهایی شکل بگیره. حالا اینکه این کریستال‌ها چه چینشی دارن و چطور به ولتاژ واکنش نشون میدن، تفاوت بین IPS و VA و TN رو به وجود میاره، که امروز می‌خوایم راجع بهشون صحبت کنیم.
پنل TN چیه؟
پنل TN یکی از انواع پنل‌های صفحه‌نمایش LCDـه و مخفف Twisted Nematicـه. در این روش، کریستال‌های مایع بین دو لایه پولارایزر قرار دارن. در حالت بدون ولتاژ، مولکول‌ها حالت پیچ‌خورده دارن تا نور (بسته به جهت پولارایزرها) عبور کنه؛ با اعمال ولتاژ این پیچش باز/تغییر می‌کنه و میزان عبور نور کنترل میشه. TN قدیمی‌ترین نوع پنل LCD دنیاست، تولیدش هم راحته؛ اما به دلیل محدودیت زاویه دید، کنتراست پایین‌تر و رنگ نه‌چندان دقیق، استفاده‌ی عمومی کمتری داره و بیشتر روی سرعت مانور میده.
پنل IPS چیه؟
IPS هم یکی از انواع دیگه صفحه‌نمایش LCDـه که مخفف In-Plane Switchingـه. در این پنل‌ها، کریستال‌ها هم‌صفحه با نمایشگرمی‌چرخن و همین مکانیزم به‌طور معمول زاویه دید بهتر و رنگ دقیق‌تری نسبت به TN میده. IPS یکی از بهترین و پرمصرف‌ترین انواع پنل LCDـه و جلوتر بیشتر راجع بهش حرف می‌زنیم.
پنل VA چیه؟
VA در کنار IPS یکی از پراستفاده‌ترین انواع LCDـه. VA یا Vertical Alignmentـه؛ در این روش، کریستال‌ها در حالت بی‌ولتاژ عمود بر صفحه هستن (مشکی عمیق‌تر) و وقتی ولتاژ می‌خوره کج میشن و اجازه عبور نور میدن. پنل‌های VA به‌خاطر کنتراست بالا و مشکی بهتر معروفن که جلوتر بهش می‌رسیم.
مقایسه پنل‌های IPS و VA و TN
نکات زیادی برای مقایسه انواع پنل وجود داره، اما برای جمع‌وجور نگه داشتن بحث، سه شاخص کلیدی کافیه: سرعت پنل، کنتراست و دقت/پوشش رنگ. (زاویه دید، یکنواختی، بلومینگ و… هم مهمن ولی فعلاً تمرکز رو روی این سه تا می‌ذاریم.)
تفاوت سرعت پنل TN و VA و IPS
در زمینه سرعت، TN از نظر رکوردشکنی نرخ نوسازی و پاسخ‌گویی همیشه دست بالا رو داشته. همین الان صفحه‌نمایش ASUS ROG PG248QP با نرخ تازه‌سازی ۵۴۰ هرتز و زمان پاسخ‌گویی اعلامی تا ۰.۲ms از پنل TN (eTN) استفاده می‌کنه. رتبه بعدی از نظر سرعت دست Alienware AW2524H با ۵۰۰ هرتز و زمان پاسخ‌گویی اعلامی ۰.۵msه—این یکی IPSه. اختلاف عددی کمه، ولی تمرکز مدل ایسوس بیشتر روی حداکثر سرعت خامه.
به طور کلی سریع‌ترین‌ها TN هستن، اما به دلیل ضعف زاویه دید و رنگ/کنتراست، انتخاب همگانی نیستن و بیشتر به‌درد گیم رقابتی سخت‌گیرانه می‌خورن. بعد از TN، IPSهای گیمینگِ مدرن با ۲۴۰/۳۶۰/۵۰۰ هرتز عملاً فاصله رو خیلی کم کردن—مثلاً «ROG Swift PG27AQN» با ۳۶۰ هرتز و پاسخ‌گویی ۱ms مدت‌ها جزو سریع‌ترین‌ها بود (اون هم در رزولوشن 1440p). VAها هم پیشرفت کردن و الان کلی مدل ۲۴۰ هرتز تو بازار هست (مثل سری‌های G7 و G9 سامسونگ)، ولی بعضی VAها تو انتقال به سطوح تیره «بلک‌اسمیر» دارن که برای شوتر رقابتی ممکنه اذیت‌کننده باشه.
جمع‌بندی سرعت: TN سریع‌ترین، IPSِ مدرن نزدیک به TN و کاملاً مناسب گیم رقابتی، VA قابل‌قبول ولی گاهی ردِ کشیدگی در تیره‌ها.
تا الآن بالاترین سرعت پنل دست TN با نرخ تازه سازی ۵۴۰ هرتزه، رتبه دوم هم IPS با نرخ تازه سازی ۵۰۰ هرتز و در نهایت VA با نرخ تازه سازی ۲۴۰ هرتز. بالاتر از تمام این‌ها هم صفحه نمایش‌های OLED هستن که چون لایه‌های صفحه نمایش کمتره، سرعت واکنش خیلی بالاتره.
تفاوت کنتراست پنل TN و VA و IPS
کنتراست یعنی نسبت روشن‌ترین نقطه به تاریک‌ترین نقطه. هرچی بالاتر، عمق تصویر و مشکی بهتر.
TN معمولاً حدود ۷۰۰ تا ۱۰۰۰:۱ه. IPSهای معمولی حدود ۱۰۰۰:۱ هستن و بعضی مدل‌ها تا ۱۵۰۰:۱ می‌رسن. نسل جدید IPS Blackمی‌تونه کنتراست رو به حوالی ۲۰۰۰–۳۰۰۰:۱ برسونه. اما VA نقطه‌قوته: از ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰:۱ رایجه؛ مثلاً بعضی ۳۴اینچی‌های شیائومی طبق تست‌های مستقل حوالی ۳۸۰۰:۱ ثبت کردن. طبیعیه که LCDها به پای OLED در مشکی/کنتراست نمی‌رسن، ولی VA تجربه خیلی بهتری در اتاق تاریک میده—به‌خصوص اگر نور محیط کمه یا محتوای شما تیره‌ست. (اگر اتاق خیلی روشنه، اختلاف کنتراست کمتر به چشم میاد.)
اینم در نظر داشته باشید که در محیط‌هایی که نور زیاده، تفاوت کنتراست به چشم نمیاد. مثلا اگه در دفتر پر نوری کار می‌کنید که اکثر کارتون در طول روزه، تفاوت خاصی بین IPS و VA حس نمی‌کنید، اما زمانی که این مانیتورها رو در محیط تاریک کنار هم می‌ذارید می‌تونید تفاوت فاحشی رو حس کنید. IPS به طور کلی اصلا نمی‌تونه مشکی خاصی نشون بده، صرفا یه خاکستری تیره به نمایش می‌ذاره. اگه اکثر کارتون در شبه و اتاق پر نوری ندارید، بهتره یه صفحه نمایش VA انتخاب کنید تا تجربه خیلی خوبی از شب نشینی‌ها داشته باشید.
تفاوت دقت رنگ پنل TN و VA و IPS
بزرگ‌ترین تفاوت این سه نوع پنل، زاویه دید و دقت/پوشش رنگه. برای خیلی‌ها شاید مهم نباشه، اما برای ادیتورهای عکس/ویدیو و طراح‌ها حیاتی میشه. اول چند استاندارد رنگ رو خیلی خلاصه مرور کنیم.
تصویر بالا، نمودار طیف رنگه که توسط CIE طراحی شده و CIELAB نام داره. این نمودار تمام رنگ‌هایی که ما انسان‌ها می‌دونیم در جهان وجود داره رو نشون میده و شامل میلیاردها رنگه. تعداد رنگ‌ها بی نهایته، و این صرفا یک نمودار برای استفاده‌های علمیه. نکته مهم اینه که چشم‌های ما به طور غیر مسلح می‌تونه تمام این رنگ‌ها رو ببینه، هر چند شاید مغزمون نتونه از هم تشخیص‌شون بده، اما مانیتورها نمی‌تونن تمام اون‌ها رو به نمایش بذارن. حالا استانداردهایی وجود داره که مشخص می‌کنه صفحه نمایش چه میزان از رنگ‌ها رو پوشش میده.
استاندارد sRGB چیه؟
sRGB مثلث مرجع محبوبِ وب و PCـه و بخش کوچکی از کل فضای رنگ قابل مشاهده انسان رو پوشش میده. تعداد رنگ «۱۶.۷ میلیون» که همیشه می‌شنویم، مربوط به عمق رنگ ۸بیتی هر کانال RGBـه (۲۴ بیت مجموع)، نه مساحت طیف؛ یعنی تعداد «پله‌های» ممکن در هر کانال، ربطی به اینکه «تا کجا» از طیف رو پوشش می‌دی نداره. خیلی از نمایشگرهای امروزی sRGB رو کامل پوشش میدن، البته در لپ‌تاپ‌های اقتصادی همچنان شاهد استفاده از صفحه‌های نمایشی هستیم که کمتر از ۷۰٪ این محیط رو پوشش میدن.
استاندارد Adobe RGB چیه؟
Adobe RGB برای عکس/چاپ طراحی شد تا بخش‌های بیشتری از محدوده‌های نزدیک به CMYK رو پوشش بده. روی سبز/فیروزه‌ای دستِ بازتری نسبت به sRGB داره و برای عکاسی حرفه‌ای و چاپ پوستر کاربردیه، ولی در ویدیو/مصرف خانگی رایج نیست.
استاندارد CMYK به جای سه رنگ اصلی قرمز و سبز و آبی، از ۴ رنگ فیروزه ای، سرخابی، زرد و مشکی برای پرینت استفاده می‌کنن. AdobeRGB طراحی شد که طیف رنگ sRGB رو گسترش بده و رنگ‌های CMYK رو هم شامل بشه. با اینکه این طیف رنگ کامل‌تره، اما برای ویدیوها استفاده چندانی نداره. خیلی از دوربین‌ها دیجیتال امروزی هم همچنان از طیف رنگ sRGB به طور پیش فرض استفاده می‌کنن، چون خیلی از صفحه نمایش‌ها همچنان از طیف رنگ sRGB استفاده می‌کنن. تنها استفاده Adobe RGB میشه گفت عکاسی حرفه‌ای و پرینته.
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات این طیف رنگ، پوشش بیش از حد رنگ‌های فیروزه‌ای و آبی و کمبود رنگ‌های قرمزه. با رنج رنگ زیادی که این طیف پوشش میده این مشکل بزرگی نیست، اما گاهی می‌تونه مشکلاتی به وجود بیاره.
استاندارد DCI-P3 چیه؟
Digital Cinema Initiatives — Protocol 3 یا DCI-P3 طیف رنگیه که برای جایگزینی sRGB در سینما طراحی شده. این طیف رنگ ۲۵% محدوده بیشتری نسبت به sRGB رو پوشش میده و از این جهت تقریبا شبیه به AdobeRGBه. تفاوتشون در رنگ‌هاییه که پوشش میدن؛ بخش قابل توجهی از AdobeRGB رنگ‌های بر پایه فیروزه‌ای هستن، درحالیکه استاندارد CDI-P3 تمام رنگ‌های اصلی رو پوشش میده که این باعث میشه رنگ‌های عمیق‌تر و دقیق‌تری تولید بشن. از این استاندارد برای نمایش تصاویر HDR استفاده زیادی میشه، و هرچی پوشش این استاندارد بیشتر باشه، شاهد نمایش تصاویر HDR بهتری هستیم.
DCI-P3 برای سینما و محتوای HDR رایجه و نسبت به sRGB گستره‌ی بیشتری رو پوشش میده. برای نمایش HDR هرچی درصد پوشش P3 بیشتر باشه، رنگ‌ها غنی‌تر و طبیعی‌تر دیده میشن. خیلی از مانیتورهای بالارده به ۹۰٪+ P3 نزدیک میشن.
استاندارد Rec. 2020 و Rec. 2100 چی هستن؟
Rec.2020 گستره‌ی خیلی وسیع‌تری نسبت به sRGB و حتی P3 داره و پایه‌ی رزولوشن‌های 4K/8K و عمق ۱۰/۱۲ بیت در استانداردهای UHD محسوب میشه. اکثر نمایشگرهای فعلی فقط بخشی از Rec.2020 رو پوشش میدن و رسیدن به پوشش کاملش فعلاً عملی نیست. Rec.2100علاوه بر همین گستره، تعریف HDR با PQ و HLG رو استاندارد می‌کنه (HDR10 و Dolby Vision بر پایه PQ هستن).
طیف رنگ Rec. 2020 حدود ۷۵% از مساحت طیف رنگ CIELAB رو پوشش میده، که ۴۰% بیشتر از DCI-P3 و خیلی بیشتر از sRGBه. این طیف رنگ به قدری وسیعه که صفحه نمایش‌های امروزی کمتر از ۸۰% اون رو پوشش میدن. با پیشرفت تکنولوژی پوشش طیف رنگ صفحه نمایش‌های OLED و Mini LED بیشتر و بیشتر میشه، اما همچنان نمی‌تونن عملکرد خوبی در این طیف رنگ داشته باشن.
Rec. 2100 هم افزونه‌ای بر همین طیف رنگه، با کمی تغییر. تغییرات این استاندارد اصلا در زمینه طیف رنگ نیستن، و خیلی از مشخصات Rec. 2020 در Rec. 2100 هم دیده میشه، اما با چند تغییر کوچیک. این استاندارد با استفاده از دو تکنیک hybrid log gamma و perceptual quantization قابلیت نمایش تصاویر HDR یا high dynamic range رو به صفحه نمایش‌ها میده. تکنیک perceptual quantization استفاده گسترده‌ای داره و استانداردهایی مثل HDR10 و Dolby Vision بر این اساس پایه گذاری شدن، hybrid log gamma هم توسط تلویزیون‌های ملی استفاده میشه.
حالا ما به دو دلیل با این طیف رنگ‌ها آشنا شدیم؛ اول اینکه ببینیم صفحه نمایش‌ها چه میزان از استانداردهای اصلی رو پوشش میدن، دوم اینکه ببینیم صفحه نمایش‌ها چقدر در نمایش رنگ‌ها دقت دارن. خیلی از صفحه نمایش‌های تلویزیون و یا حتی گوشی هم می‌تونن امروزه طیف رنگ زیادی رو به نمایش بذارن، اما باید ببینیم چقدر هر رنگ رو نزدیک به رنگ اصلی نشون میدن و چقدر خطا دارن. برای سنجش این مورد، از شاخص Delta E استفاده میشه.
دمای رنگ
دقت رنگ سفید یا دمای رنگ تاثیر زیادی روی رنگ نمایش داده شده در تصویر داره. برای اندازه گیری این مورد، از رنگ سفید استفاده می‌کنن و دمای رنگ رو با شاخص کلوین مشخص می‌کنن. صفحه نمایش‌ها معمولا در محدوده ۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه کلوین قرار دارن، بهترین شاخص هم ۶۵۰۰ درجه کلوینه و هرچی نتیجه نزدیک‌تر به ۶۵۰۰، بهتر.
دمای رنگ سفید را با کلوین می‌سنجن. حوالی 6500K معیار مرجع (D65) حساب میشه؛ پایین‌تر از این عدد تصویر سردتر، بالاتر گرم‌تر دیده میشه. هرچی نزدیک‌تر به ۶۵۰0K، طبیعی‌تر.
شاخص Delta E
شاخص Delta E خطای رنگ نمایش داده شده توسط صفحه نمایش رو نشون میده. در واقع میگه که این رنگی که الان این صفحه نمایش داره نشون میده، در واقع چه رنگی از طیف رنگ اصلی باید باشه.
نتیجه این شاخص، یه عدد صحیحه که هرچی کمتر باشه بهتره. این عدد اگه کمتر از ۳ باشه یعنی با صفحه نمایش خوبی طرفیم. مثلا مانیتور G3 سامسونگ به طور پیش فرض شاخص ۲.۷ رو ثبت کرده، با تنظیمات مناسب هم سایت RTINGS تونسته به شاخص ۰.۸ برسه که خیلی خوبه. طراحان و کسایی که با دقت رنگ بالا کار دارن بهتره سراغ شاخصی زیر ۲ یا حتی ۱ باشن.
نتیجه گیری: بهترین نوع پنل برای ما کدومه؟
حالا چرا این همه درباره رنگ توضیح دادیم؟ چون برای کسایی که کارهای حرفه‌ای انجام میدن این مسائل می‌تونه اهمیت بالایی داشته باشه. همچنین دقت رنگ یکی از مهم‌ترین نکات هنگام انتخاب صفحه نمایشه و به جز کارهای حرفه‌ای، می‌تونه در زمینه‌های مختلفی مشکل‌ساز بشه.
اولین نکته‌ای که بعد از این حرف‌ها باید بهش اشاره کرد، اینه که برای استفاده عمومی سراغ TN نرید؛ شاید سرعت بالایی داشته باشه، اما در باقی زمینه‌ها (زاویه دید/رنگ/کنتراست) جوری محدودیت داره که ارزش خریدش برای اکثر کاربرها پایین میاد—TN بیشتر مخصوص رکوردشکنی سرعته، همچنین گیمرهای حرفه‌ای Esport می‌تونن عملکرد بهتری با این مانیتورها داشته باشن.
بحث الان بیشتر بین IPS و VAـه. همونطور که دیدیم، در اکثر زمینه‌ها IPS معمولاً VA رو شکست میده: سرعت بهتر، زاویه دید بهتر و رنگ دقیق‌تر. از اون طرف، VA کنتراست خیلی بالاتری داره و تو اتاق تاریک تجربه‌ی عمیق‌تری میده و اغلب به‌صرفه‌تر هم هست. به‌علاوه نسل IPS Black فاصله کنتراست IPS و VA رو کم کرده، ولی هنوز VA برای مشکیِ عمیق‌تر انتخاب محبوبیه.
حالا دیگه باید خودتون تصمیم بگیرید که پنل IPS برای شما بهتره یا VA. اگه دقت رنگ و زاویه دید نقش مهمی در کار شما داره (ادیت/طراحی/کانتنت)، IPS انتخاب مطمئن‌تریه. اگر بیشتر فیلم و بازی داستانی می‌زنید و محیطتون تاریکه، یا کنتراست براتون اولویته، VA حسِ «عمق» بهتری میده. در هر دو حالت، کالیبره کردن مانیتور نتیجه رو خیلی بهتر می‌کنه. پنل‌های TN هم که گفتیم بیشتر برای سناریوهای فوق‌رقابتی معنا دارن.
به طور کلی، پنل‌های IPS بهترین عملکرد رو از نظر پوشش رنگ دارن. اکثر پنل‌های IPS به راحتی می‌تونن طیف رنگ sRGB رو پوشش بدن، با بین ۸۵% تا ۹۰% از فضای رنگ AdobeRGB. پنل‌های VA هم عملکرد خوبی در این زمینه نشون میدن و می‌بینیم که پنل‌های VA خوب می‌تونن به ۹۷%-۹۸% پوشش طیف رنگ sRGB و ۸۳% طیف رنگ AdobeRGB برسن. پنل‌های TN بدترین عملکرد رو در این زمینه دارن و بهترین پنل‌های TN به سختی به پوشش ۹۵%-۹۶% از طیف رنگ sRGB و زیر ۸۰% پوشش AdobeRGB.
در زمینه HDR نظرها در تضادن. مانیتورهای IPS به خاطر پوشش رنگ و دقت رنگ بالایی که ارائه میدن، انتخاب خیلی خوبی به نظر می‌رسن، اما به خاطر کنتراست پایینی که به نمایش می‌ذارن عمق رنگ خاصی بهتون نشون نمیدن. با مانیتورهای امروزی اوضاع بهتر شده، اما همچنان ایده‌آل نیست. اگه تصویر HDR در اولویت باشه، مانیتورهای Mini-LED و OLED با اختلاف برترن.
با این وجود، با قاطعیت میشه گفت پنل‌های IPS بهترین پوشش رنگ رو ارائه میدن و برای کارهای حرفه‌ای بهترین انتخابن. پنل‌های VA بستگی خیلی زیادی به پنل داره، مثلا برخی از پنل‌های VA سامسونگ کیفیت خوبی رو ارائه نمیدن، اما برخی دیگه واقعا شگفت‌زده‌تون می‌کنن، در حالی که همگی از یک شرکت هستن!
حالا دیگه باید خودتون تصمیم بگیرید که پنل IPS برای شما بهتره یا VA. اگه دقت رنگ نقش مهمی در کار شما داره، قطعا IPS انتخاب بهتریه، اما تفاوت بین این دو به قدری نیست که باعث اخراج شما بشه. اگه پنل رو به خوبی کالیبره و تنظیم کنید، می‌تونید شاهد عملکرد خیلی خوبی در زمینه دقت رنگ داشته باشید. همچنین پنل‌های VA کنتراست بالاتری دارن، که باعث میشن در اتاق‌های تاریک انتخاب بسیار خوبی باشن.
اگه شما قصد خرید صفحه نمایش LCD داشته باشید کدوم نوع پنل رو انتخاب می‌کنید؟ صفحه نمایشی که الان استفاده می‌کنید چه نوع پنلی داره؟
