买电脑还在愁是TN屏还是IPS屏?看看科普再买!

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  TN屏作为一种反应时间短暂,普及广泛的屏幕类型,它的优势和缺憾都很明显,而作为针对TN屏缺憾开发出的IPS屏,则在一定程度上弥补了前者的遗憾——当然,没有什么事情是像钻石一般完美的,IPS有着自身的优势,却也有着难以避免的短板,那么这一期,我们就来一起聊聊,IPS屏,对于日常使用和玩游戏,它都有着怎样的反馈。

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  IPS屏:简介及历史
  简介
  得到广泛应用的横向电场效应显示技术(英语:In-Plane-Switching Liquid Crystal,简称:英语:In-Plane Switching,缩写:IPS)是日立制作所于1996年开发的LCD广视角技术,被广泛的使用在液晶电视及平板电脑的制造上,能有效改善当视角差时,在TN屏幕上出现的色差及其他问题。
  在二十世纪八十年代代末和二十世纪九十年代代初的时候,TN面板技术曾是唯一可行的有源矩阵液晶显示器技术,而早期的面板技术则面临着灰度反转和高响应时间的问题。随着90年代中期新技术的开发——经典的IPS面板技术和VA面板技术的到来,才使得这些缺憾得以解决成为可能并被应用于大屏面板的制造。

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  历史
  在1974年获得专利的成像方法因为发明者并不能够制造出优于TN面板液晶显示器的成品而收效甚微。因而,Guenter Baur等人在德国提交了更优秀的技术细节, 并于1990年1月9日在美国等国家获得了专利。这一技术发明者工作的弗劳恩霍夫协会(见注释)在弗莱堡将这些专利授予了德国达姆施塔特的默克集团(这家公司主营的是医药行业...你们敢信?)。
  注:弗劳恩霍夫应用研究促进协会(德语:Fraunhofer-Gesellschaft zur F?rderung der angewandten Forschung e. V.),是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构,成立于1949年3月26日,以德国科学家、发明家和企业家约瑟夫·弗劳恩霍夫的名字命名。弗劳恩霍夫协会下设80多个研究所,研究经费10亿欧元,总部位于慕尼黑。

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  弗劳恩霍夫应用研究促进协会
  此后不久,日本日立公司就改进了这项技术并申请了专利。在这一领域的领跑者是胜近藤(Katsumi Kondo),1992年,他在日立研究中心工作。日立的工程师们制定了IPS技术的各种实用细节,以将薄膜晶体管阵列互连成矩阵,避免在像素之间出现不受欢迎的杂散域。日立还通过优化电极的形状进一步提高了视角的可接受度。而NEC和日立也因此成为了这一技术最早的制造商。
  IPS屏:技术细节
  IPS技术改变了液晶分子颗粒的排列方式,并采用了水平转换技术,在加快了液晶分子偏转速度的同时,还保证了抖动时画面的清晰度,这消除了传统液晶显示屏在收到外界压力和摇晃时会出现模糊及水纹扩散现象。由于液晶分子在平面内旋转,所以IPS屏幕的可视角度表现也不错,四个轴向都可以做到接近180度的视角。

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细分的话IPS也有好多种,看着密密麻麻的分类...感觉好累
  当然,IPS其实是这类屏幕的一个统称,细分的话,也是有很多类的。

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  IPS面板与TN面板使用的都是TN液晶,两者不同的特征是,它们施加于液晶分子的电场是不同的: 跟TN面板上下平行配置两块导电板的方式不同,IPS液晶的电极和液晶都处于同一个平面(即电场平行于液晶平面)——开路状态下光线无法通过,回路接通液晶分子扭转光线发生双折射透过液晶平面。由于电极和液晶处于同一平面所以没有方向性,所以能得到上下左右178度的视角。

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  其成像原理是:线性偏振滤镜P和A都处于相同的方向。而为了在不施加外加电场(关闭状态)的情况下,达到两个玻璃板之间液晶层的90度扭曲的扭曲向列结构,玻璃板的内表面被处理来和液晶分子呈直角对齐。这种分子结构实际上与TN液晶显示器是相同的。不过,IPS技术当中的电极E1和E2,其排列方式则和TN技术是不同的——因为它们在同一个平面上, 并且在一个单玻璃板上,这使它们产生的电场基本上是与这个玻璃板平行的,而液晶层只有几微米厚,所以与电极之间的距离相比非常小。

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  上下文的图示在这里~
  而因为液晶分子具有正介电各向异性,并与它们的长轴平行于外加电场,因此在关闭状态下(像上面左边那样),入射光L1会由偏振片P进行线性偏振。扭曲向列的液晶层会将通过光线的偏振轴旋转90度, 因而,在理想情况下,是没有光会通过偏振片A的。而在开启的状态下,因为在电极之间施加了一个足够的电压,并产生了一个相应的电场E,因此液晶分子会被重新布局,就像上图右边的那样,这样,光线L2就可以通过偏振片A了。

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  不过IPS液晶的对比度表现并不是很好,同时色温偏低,有偏黄倾向,需要专用补正电路。此外,IPS面板时滞响应慢也是一大问题,在显示快速变化的图像时会产生拖影,因此相对于显示变化快的电视节目,TA还是更适合运用于显示变化较慢且对色彩还原要求高的电脑图像,不过IPS面板因为表面较硬,不会因受到压力引起色差变化,所以成为了高级触控屏幕的首选。
  与TN屏相比,IPS有什么特点?
  对比说了这么多,不如一起来看看IPS屏在不同设备上的表现,顺便,作为参照,我们也看一下TN屏的一点情况。手头只有测试色域的设备,因此只对IPS屏的色域进行了“观测”。
  神舟战神以其还算不错的性价比取得了一定的关注度,不过可惜的是,它是一款使用了TN屏的笔记本(所以也继承了TN面板的缺憾),和上期说到的TN屏缺点一致,这款笔记本的屏幕有着颜色发白,会导致图片、画面和一些细节处理不到位等情况,随着视角的变化,这种颜色上的偏差也会越来越明显——而狭窄的可视角度也的确很麻烦,由于即使是角度偏一点也会有反色的情况,因此在使用的时候就不那么自由。

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  此外,从下面的GIF动图中也可以看出——用手按压TN面板屏幕的话,会产生明显的水波纹(这也是TN屏的快捷分辨方法)——这也是为什么TN屏不适合用来做触屏的原因之一。
  我们再来看看,处于基本相同价位的MateBookD的IPS屏幕有着怎样的表现。它使用的是15.6英寸、1080P分辨率的IPS屏,通过Spyder5 Elite进行测试后,得到这块屏幕的色彩空间为65% sRGB,同时也表现出了前面所说的IPS的问题,它的屏幕是有偏暖的倾向的(不过好在这款电脑自带了调色软件)。

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但水波纹的情况却的确没有出现在IPS屏幕上,视野角度也很合适。

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  细心的读者大概注意到了,对于采用IPS面板屏幕的笔记本,我们是以价格排序的,因为的确存在这样一个问题,高端的IPS屏和低端的差别还是很大的(特别是在价格上面,但不是说绝对的,越贵的笔记本屏幕越好——别问我怎么知道的,吃了三个月土了,累觉不爱)。联想小新潮7000-13搭载的是一块13.3英寸分辨率为1920x1080的全高清IPS屏,与前一款IPS屏幕的笔记本不同,通过Spyder5校色软件的测试结果可知,潮7000屏幕的sRGB色域达到了96%。达到了主流显示器的水准,更全的色域表现就意味着更完整的视觉体验,比如在看电影的时候,许多导演会喜欢用颜色来传达思想和调动观众情绪,而如若没有一个色域比较全的屏幕,就不太好get到一些剧情当中的点(我自己的笔记本就有这个问题,看电影时,对于电影中画面色彩元素过多的分镜就很头疼——它会一刀切地把相似的颜色都显示成一样的,看起来就很单调)。

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  惠普ENVY x360同样配备的是一块15.6英寸分辨率为1920x1080的全高清IPS屏,具有178度的可视角度,在强光下仍然可以展现画质细节,可以看到,这款笔记本的屏幕是可以随意反转的——而敢于这么设计,一部分原因大概就是因为屏幕的可视角度更广——不同角度下并不会产生明显的色偏。值得一提的是,这块屏幕还支持触控笔和手写功能,而这,也是IPS屏幕时常应用的一个领域。

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  通过Spyder5校色软件对屏幕进行了测试,可以得知,这款笔记本的IPS屏的色域为——sRGB色域达到了66%。

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  IPS屏优缺点
  说了这么多,我自己可能都快要晕了...喵呜!来总结下IPS屏的优点和缺点吧!这样也更好取舍一些。

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  优点
  在明亮的户外灯或阳光直射下, IPS 屏幕更易于查看或阅读, 因为有内置背光。
  一旦屏幕上的晶体管烧掉变成了死点,一般死点会变成一个亮点,但IPS类的屏幕却会变成了一个没有光的黑点,在高分辨率上屏幕几乎不影响使用。
  硬式面板,很适合做成受压的触控屏幕。
  色彩表现及可视角度极佳。
  与 TN液晶显示器不同, IPS 面板在触摸时不会亮起或显示尾砂。
  IPS面板提供清晰的图像和稳定的响应时间。

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  缺点
  价格昂贵(虽然IPS屏幕技术已经随着时间的推移而有所改进,但理所当然地,更好的IPS屏幕也更昂贵——因为有了更高的制造成本)。
  对比度较差,在黑色及暗色系表现不佳(比如看电影的时候,不能很好地反映颜色的话就会影响对于剧情传达理念的误解),也容易有漏光。
  与TN面板相比,IPS屏幕技术最大的缺点之一就是功耗——通常IPS屏幕需要比TN屏多耗大约15%的电能。
  此外,由于涉及工程复杂性,生产IPS屏幕显示比生产TN液晶屏更昂贵。
  部分IPS屏反应速度较慢,容易有残影(早期的IPS有这个情况,现在有的产品的响应速度最高甚至能达到4ms,不过比较贵就是了)。
  IPS屏笔记本推荐指数:
  日常使用:★★★(考虑到价格因素...)
  游戏使用:★★★★
  影音播放:★★★★
  总结
  IPS经过长久的发展,现在也有反应时间较高的面板了,用来玩游戏和看电影都是不错的,如果挑到色域比较宽的笔记本,可以说是很值了,丰富的色彩表现和较宽的可视范围在使用中能够带来很不错的体验,但较高的功耗可能的确会带来不便,不过鱼与熊掌不可兼得嘛,没有什么是完美的,总要做出取舍的。

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  同样的,它的缺憾也可能在其他屏幕类型上得到弥补,那么下一期,我们当然也还是会继续聊屏幕的,看看其他屏幕,都有着怎样的起源和特点,又适合用来做什么,下次再见咯~

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