В 2013 на рынке появились первые дорогие 4K мониторы по $3500, а, как показал CES 2014, в ближайшее время выйдут новые 4K модели по относительно доступной цене 700-800$. Проанализировав рынок, постараюсь коротко рассказать об основных особенностях и проблемах 4K мониторов и ответить на вопрос, cтоит ли их брать уже сейчас или подождать?
Таблица. 4k и G-Sync мониторы 2014.
См. таблицу в Google Doc. 4k и G-Sync мониторы 2014.
Сейчас есть 2 стандарта 4K разрешения: UHD 3840x2160 (наиболее распространенный, 16:9) и 4096x2160 (17:9, native, LG) - прямой аналогии с 2560x1440 (16:9) и 2560x1600 (16:10) нет.
Существует несколько типов матриц, у каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Идеальной матрицей можно с натяжкой назвать IPS от LG, на втором месте IGZO. К преимуществам IPS можно отнести отличную цветопередачу 99% Adobe RGB 10-bit color gamut, контраст, яркость и углы обзора, к недостаткам - цена, глянцевое покрытие, свечение черного цвета в темноте IPS glow, неравномерная яркость backlight shifting в зависимости от угла обзора, невозможность стабильно держать 60Hz+, большое время отклика 10-30ms (особенно у матриц без overdrive/response time compensation RTC technology), ghosting, что не подходит для игр. Эти матрицы в основном исспользуются для редактирования фотографий, видеомонтажа и просмотра видео. У TN матриц традиционно хуже цветопередача 72% sRGB 8-bit, яркость 150 cd/m2, контраст, углы обзора, неравномерные цвета color shift в зависимости от угла обзора, backlight bleed, но быстрое время отклика 1ms GTG (игровые мониторы) и низкая цена. Эти матрицы используются для обычной работы в офисе и игр. IGZO и MVA матрицы - гибрид TN и IPS, ближе по качеству к IPS. У IGZO лучше время отклика, надежнее высокие частоты, чем у IPS. У TN матриц нового поколения для 4K дисплеев заявлены углы обзора и другие характеристики, близкие к IPS, при отличном response time и достаточно низкой цене, но их пока никто не тестировал.
От типа покрытия матрицы зависит будут ли сильнее уставать глаза. У дешевых IPS матриц со слишком грубым anti-glare покрытием экран даже визуально выглядит зернистым, а с глянцевым покрытием вы будете отражаться в мониторе как в зеркале - при этом внешне монитор выглядит красивее, но это мешает работе с текстом. С другой стороны, у матовых matte мониторов чуть меньше яркость.
Время отклика - основной показатель для игр. Чем меньше response time, тем меньше ghosting и четче резкие движения и переходы в анимациях. У игровых TN мониторов response time 1ms GTG. Часто заявленное производителем время отклика специально занижается. Например, для IPS матриц c overdrive/RTC в спецификации стоит 8ms, а реально средний отклик составляет 12ms. У матриц без overdrive - до 30ms. При слишком агрессивном использовании overdrive/RTC (overshoot) может наблюдаться эффект обратный ghosting, что тоже плохо. Для игр 1ms - отличный, 5ms - приемлимый показатель.
яркость должна быть примерно на уровне 300-350 cd/m2. Со временем матрица может выгорать и постепенно терять яркость, при этом также появляются неравномерные темные пятна в подсветке, поэтому лучше брать монитор с достаточным запасом по яркости.
контраст желательно иметь не меньше 1000:1 contrast ratio. У TN матриц это значение обычно составляет 750:1.
углы обзора по горизонтали/вертикали у IPS матриц 170/160 viewing angles, у TN матриц они обычно значительно меньше. Чем больше угол обзора, тем лучше. Угол обзора важен если вы часто стоите перед компьютером и смотрите на экран сверху, или собираетесь кому-то что-то показывать на мониторе сбоку или у вас стоят 2-3 монитора в ряд в EyeFinity setup и вам нужно поворачивать голову, чтобы увидеть крайние экраны.
цветопередача бывает 8-bit (популярнее) и 10-bit color. 10-bit цвет обычно встречается в дорогих IPS матрицах. Современные гибридные TN матрицы иногда тоже используют 10-bit цвет c dithering - это не true 10-bit. 10-bit цвет используется в полиграфии и для профессиональной работы с фотографиями - для этого все оборудование от сканера до монитора и принтера должно поддерживать full 10-bit end to end workflow и быть правильно откалиброванным, со своими цветовыми профилями. Все это очень дорого и рядовому потребителю не нужно. Для игр и офисной работы вполне достаточно 8-bit color. Производный параметр цветопередачи - степень покрытия цветового пространства color gamut. 10-bit IPS матрицы обычно покрывают/отображают 100% sRGB и 99% Adobe RGB color gamut, 8-bit TN матрицы - только 72%, что недостаточно для профессиональной работы с фотографиями, т.к. теряются все едкие яркие цвета. Даже не пытайтесь калибровать обычный струйный принтер/монитор в домашних условиях - времени уйдет много, а результат будет почти нулевой.
Nvidia G-Sync - технология variable refresh bitrate (VRR), кот. позволяет видеокарте управлять выводом буфера видеопамяти на экран монитора. Используемая сейчас технология V-Sync позволяет избавиться от разрыва кадра screen/frame tearing, но за счет лага/задержки в управлении. G-Sync убирает разрыв кадра без лага. Для G-Sync нужна hardware поддержка монитора, видеокарта Nvidia 650 Ti и выше и поддержка в драйвере Nvidia. G-Sync (и вообще VRR) позволяет сделать анимации в играх гладкими и без дерганий даже при низком frame rate 30-60fps. На высоких fps или 120Hz+ мониторах эффект от G-Sync малозаметен. Аналогичная технология AMD Freesync основана на стандарте VESA, описывающем управление интервалами VBLANK, и не работает на desktop. В стандарте DisplayPort 1.3 также будет свой альтернативный VRR. Важно: текущая реализация G-Sync не работает на 4K tile-мониторах в режиме 60Hz MST, для G-Sync нужен 30Hz или 60hz SST.
Все существующие на данный момент 4K мониторы являются tile-мониторами, они состоят из 2 независимых вертикальных панелей 1920x2160, бесшовно объединенных в один 4K монитор. Работа 4K 60Hz возможна только в режиме DisplayPort 1.2 MST (Multi-Stream Transport) из-за ограничений bandwidth пропускной способности Soc timing controller контроллера монитора. Для 4K 60Hz сейчас физически используется 2 таких контроллера, для 30Hz - один. Сам стандарт DisplayPort 1.2 предполагает возможность передачи 4K 60Hz на одном стриме SST, но пока еще нет контроллеров, кот. могли бы принимать такой сигнал. Когда они появятся их начнут встраивать в однопанельные мониторы без tiles, способные обработать 4K 60Hz SST на одном Soc контроллере. Для DisplayPort 1.2 MST нужна hardware/software поддержка монитора, видеокарты и драйвера видеокарты. Стандарт DisplayPort 1.2 был принят в 2009 году, так что любое современное железо автоматически поддерживает DisplayPort 1.2 MST. 4K монитор может также работать в режиме SST 30Hz или 1xHDMI 30Hz, но от такой низкой частоты будут сильнее уставать глаза и она совершенно не годится для игр. На младших разрешениях 4K монитор может поддерживать частоты до 120Hz.
HDMI 2 уже принят и также позволит передавать 4K 60Hz на одном стриме и одном кабеле, но HDMI в последнее время уступает DisplayPort и по bandwidth и по возможностям, особенно в сегменте UHD мониторов, хотя DisplayPort относительно мало распространен в мире. Скоро будет принят DisplayPort 1.3, кот. позволит передавать dual 4K 60Hz или 4K 60Hz 3D или 8K 30Hz по SST! Для HDMI 2 также будет нужна hardware поддержка всем оборудованием, вряд ли получится обойтись одним firmware update. См. также сравнение HDMI 2 vs DisplayPort 1.2 vs DisplayPort 1.3, HDMI vs DisplayPort.
Нужно также учитывать, что для backlight подсветки монитора может использоваться PWM Pulse Width Modulation технология, при кот. заданный уровень подсветки поддерживается за счет мерцания диодов с частотой 240Hz. Диоды могут быть белыми или комбинацией RGB. Из-за этого у многих чувствительных к мерцанию людей могут болеть глаза - такую подсветку придется или отключить совсем или выставить в 100%, при этом монитор будет невыносимо ярким. См. также список мониторов без PWM.
у 4K мониторов пока нет full screen scaling для младших разрешений. Если выставить меньшее разрешение изображение уменьшится в масштабе 1:1 pixel и выравнится по центру с черными полями по краям, масштабирования картинки до full screen не будет.
При определении монитора компьютером могут возникать различные проблемы. У 4K монитора теперь свой BIOS, он "грузится" как компьютер, в нем нужно включать и выключать определенные настройки - поддержку MST итд, делать reboot монитора. При этом все это время от времени может сбрасываться. Если видеокарта не поддерживает какой-то из режимов монитора - вы увидите черный экран, который можно вылечить только reset-ом flash BIOS монитора!
Иногда у 4K мониторов происходит некорректный выход из sleep mode - tile мониторы выключаются и не просыпаются - приходится постоянно выдергивать и вставлять кабель.
Для 4K пока нет G-Sync - он не работает с многопотоковым MST. Для G-Sync нужен SST, а он пока есть только для 30Hz. G-Sync крайне полезен для 4K, так как позволит сгладить и значительно улучшить gameplay на очень низких 30-60 fps.
Видеокарта уровня NVidia GTX Titan или GTX 780 Ti дает в среднем всего 15-25fps на ultra settings в 4K в популярных играх. Таким образом, нужно как минимум 2 такие карты,а лучше 3 или играть придется на минимальных настройках с отключенными AA. При этом для 3D action уровня Call Of Duty желательно также 3Gb VRAM видео памяти под текстуры, чтобы обойтись без swap на диск. PCIe 16x или 8x на производительность сильно не влияет - разница 2-3fps только на очень больших разрешениях (EyeFinity 3x 1440p).
Если вы покупаете с нуля - можно строить систему на базе HDMI 2 без G-Sync или DisplayPort 1.3 с VRR/G-Sync. Hardware для HDMI 2 должно выйти быстрее, но возможностей и bandwidth у DisplayPort 1.3 в перспективе на будущее больше (есть даже 8K 30Hz).
Альтернативный вариант - подождать с 4K и взять на ближайшие пару лет 1440p с G-Sync, например, 27" Asus ROG Swift PG278Q gaming monitor, который выйдет в Q2 2014.
Таблица. 4k и G-Sync мониторы 2014.
См. таблицу в Google Doc. 4k и G-Sync мониторы 2014.
1) Параметры 4K монитора
При выборе 4K монитора нужно учитывать следующие параметры:- размер диагонали
- разрешение
- тип матрицы (IPS, TN, PLS, MVA)
- тип покрытия матрицы (anti glare, matte)
- время отклика response time
- яркость
- контраст
- углы обзора
- цветопередача
- G-Sync или аналогичная технология variable refresh rate (VRR)
- 4K 60Hz через DisplayPort MST или SST, tiles
- поддержка HDMI 2
- наличие PWM для backlight подсветки
Сейчас есть 2 стандарта 4K разрешения: UHD 3840x2160 (наиболее распространенный, 16:9) и 4096x2160 (17:9, native, LG) - прямой аналогии с 2560x1440 (16:9) и 2560x1600 (16:10) нет.
Существует несколько типов матриц, у каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Идеальной матрицей можно с натяжкой назвать IPS от LG, на втором месте IGZO. К преимуществам IPS можно отнести отличную цветопередачу 99% Adobe RGB 10-bit color gamut, контраст, яркость и углы обзора, к недостаткам - цена, глянцевое покрытие, свечение черного цвета в темноте IPS glow, неравномерная яркость backlight shifting в зависимости от угла обзора, невозможность стабильно держать 60Hz+, большое время отклика 10-30ms (особенно у матриц без overdrive/response time compensation RTC technology), ghosting, что не подходит для игр. Эти матрицы в основном исспользуются для редактирования фотографий, видеомонтажа и просмотра видео. У TN матриц традиционно хуже цветопередача 72% sRGB 8-bit, яркость 150 cd/m2, контраст, углы обзора, неравномерные цвета color shift в зависимости от угла обзора, backlight bleed, но быстрое время отклика 1ms GTG (игровые мониторы) и низкая цена. Эти матрицы используются для обычной работы в офисе и игр. IGZO и MVA матрицы - гибрид TN и IPS, ближе по качеству к IPS. У IGZO лучше время отклика, надежнее высокие частоты, чем у IPS. У TN матриц нового поколения для 4K дисплеев заявлены углы обзора и другие характеристики, близкие к IPS, при отличном response time и достаточно низкой цене, но их пока никто не тестировал.
От типа покрытия матрицы зависит будут ли сильнее уставать глаза. У дешевых IPS матриц со слишком грубым anti-glare покрытием экран даже визуально выглядит зернистым, а с глянцевым покрытием вы будете отражаться в мониторе как в зеркале - при этом внешне монитор выглядит красивее, но это мешает работе с текстом. С другой стороны, у матовых matte мониторов чуть меньше яркость.
Время отклика - основной показатель для игр. Чем меньше response time, тем меньше ghosting и четче резкие движения и переходы в анимациях. У игровых TN мониторов response time 1ms GTG. Часто заявленное производителем время отклика специально занижается. Например, для IPS матриц c overdrive/RTC в спецификации стоит 8ms, а реально средний отклик составляет 12ms. У матриц без overdrive - до 30ms. При слишком агрессивном использовании overdrive/RTC (overshoot) может наблюдаться эффект обратный ghosting, что тоже плохо. Для игр 1ms - отличный, 5ms - приемлимый показатель.
яркость должна быть примерно на уровне 300-350 cd/m2. Со временем матрица может выгорать и постепенно терять яркость, при этом также появляются неравномерные темные пятна в подсветке, поэтому лучше брать монитор с достаточным запасом по яркости.
контраст желательно иметь не меньше 1000:1 contrast ratio. У TN матриц это значение обычно составляет 750:1.
углы обзора по горизонтали/вертикали у IPS матриц 170/160 viewing angles, у TN матриц они обычно значительно меньше. Чем больше угол обзора, тем лучше. Угол обзора важен если вы часто стоите перед компьютером и смотрите на экран сверху, или собираетесь кому-то что-то показывать на мониторе сбоку или у вас стоят 2-3 монитора в ряд в EyeFinity setup и вам нужно поворачивать голову, чтобы увидеть крайние экраны.
цветопередача бывает 8-bit (популярнее) и 10-bit color. 10-bit цвет обычно встречается в дорогих IPS матрицах. Современные гибридные TN матрицы иногда тоже используют 10-bit цвет c dithering - это не true 10-bit. 10-bit цвет используется в полиграфии и для профессиональной работы с фотографиями - для этого все оборудование от сканера до монитора и принтера должно поддерживать full 10-bit end to end workflow и быть правильно откалиброванным, со своими цветовыми профилями. Все это очень дорого и рядовому потребителю не нужно. Для игр и офисной работы вполне достаточно 8-bit color. Производный параметр цветопередачи - степень покрытия цветового пространства color gamut. 10-bit IPS матрицы обычно покрывают/отображают 100% sRGB и 99% Adobe RGB color gamut, 8-bit TN матрицы - только 72%, что недостаточно для профессиональной работы с фотографиями, т.к. теряются все едкие яркие цвета. Даже не пытайтесь калибровать обычный струйный принтер/монитор в домашних условиях - времени уйдет много, а результат будет почти нулевой.
Nvidia G-Sync - технология variable refresh bitrate (VRR), кот. позволяет видеокарте управлять выводом буфера видеопамяти на экран монитора. Используемая сейчас технология V-Sync позволяет избавиться от разрыва кадра screen/frame tearing, но за счет лага/задержки в управлении. G-Sync убирает разрыв кадра без лага. Для G-Sync нужна hardware поддержка монитора, видеокарта Nvidia 650 Ti и выше и поддержка в драйвере Nvidia. G-Sync (и вообще VRR) позволяет сделать анимации в играх гладкими и без дерганий даже при низком frame rate 30-60fps. На высоких fps или 120Hz+ мониторах эффект от G-Sync малозаметен. Аналогичная технология AMD Freesync основана на стандарте VESA, описывающем управление интервалами VBLANK, и не работает на desktop. В стандарте DisplayPort 1.3 также будет свой альтернативный VRR. Важно: текущая реализация G-Sync не работает на 4K tile-мониторах в режиме 60Hz MST, для G-Sync нужен 30Hz или 60hz SST.
Все существующие на данный момент 4K мониторы являются tile-мониторами, они состоят из 2 независимых вертикальных панелей 1920x2160, бесшовно объединенных в один 4K монитор. Работа 4K 60Hz возможна только в режиме DisplayPort 1.2 MST (Multi-Stream Transport) из-за ограничений bandwidth пропускной способности Soc timing controller контроллера монитора. Для 4K 60Hz сейчас физически используется 2 таких контроллера, для 30Hz - один. Сам стандарт DisplayPort 1.2 предполагает возможность передачи 4K 60Hz на одном стриме SST, но пока еще нет контроллеров, кот. могли бы принимать такой сигнал. Когда они появятся их начнут встраивать в однопанельные мониторы без tiles, способные обработать 4K 60Hz SST на одном Soc контроллере. Для DisplayPort 1.2 MST нужна hardware/software поддержка монитора, видеокарты и драйвера видеокарты. Стандарт DisplayPort 1.2 был принят в 2009 году, так что любое современное железо автоматически поддерживает DisplayPort 1.2 MST. 4K монитор может также работать в режиме SST 30Hz или 1xHDMI 30Hz, но от такой низкой частоты будут сильнее уставать глаза и она совершенно не годится для игр. На младших разрешениях 4K монитор может поддерживать частоты до 120Hz.
HDMI 2 уже принят и также позволит передавать 4K 60Hz на одном стриме и одном кабеле, но HDMI в последнее время уступает DisplayPort и по bandwidth и по возможностям, особенно в сегменте UHD мониторов, хотя DisplayPort относительно мало распространен в мире. Скоро будет принят DisplayPort 1.3, кот. позволит передавать dual 4K 60Hz или 4K 60Hz 3D или 8K 30Hz по SST! Для HDMI 2 также будет нужна hardware поддержка всем оборудованием, вряд ли получится обойтись одним firmware update. См. также сравнение HDMI 2 vs DisplayPort 1.2 vs DisplayPort 1.3, HDMI vs DisplayPort.
Нужно также учитывать, что для backlight подсветки монитора может использоваться PWM Pulse Width Modulation технология, при кот. заданный уровень подсветки поддерживается за счет мерцания диодов с частотой 240Hz. Диоды могут быть белыми или комбинацией RGB. Из-за этого у многих чувствительных к мерцанию людей могут болеть глаза - такую подсветку придется или отключить совсем или выставить в 100%, при этом монитор будет невыносимо ярким. См. также список мониторов без PWM.
2) Основные проблемы 4K мониторов
Ниже перечислены основные проблемы 4K мониторов на текущий момент:- только 30Hz через HDMI/DisplayPort или 60Hz через DisplayPort 1.2 MST, tiles
- замыливание шрифтов и разваливающийся интерфейс при Windows DPI scaling
- нет full screen scaling для младших разрешений
- проблемы при определении монитора компьютером
- некорректный выход из sleep mode
- нет G-Sync
- высокая цена видеокарт для комфортной игры в 4K
- не все игры поддерживают 2 экрана - не работают или запускаются только на половине экрана даже если в драйвере видеокарты объединить экраны в один виртуальный (это возможно и у NVidia и у Radeon) - при смене разрешения экраны снова распадаются на 2
- не все игры поддерживают высокие разрешения - вываливаются
- у видеокарт Radeon традиционно всевозможные проблемы в играх с 4K, поддержка драйверов у NVidia лучше - возможно, в будущем ситуация улучшится.
- каждая панель должна настраиваться индивидуально как отдельный монитор, гамма, ICC профили итд.
- распахнуть окно в full screen можно только на полэкрана - нужно объединять 2 экрана в один виртуальный
- Windows toolbar выводится только на полэкрана
- сложно менять разрешение - если экраны в драйвере видеокарты объединены в один виртуальный - они снова распадаются на 2
у 4K мониторов пока нет full screen scaling для младших разрешений. Если выставить меньшее разрешение изображение уменьшится в масштабе 1:1 pixel и выравнится по центру с черными полями по краям, масштабирования картинки до full screen не будет.
При определении монитора компьютером могут возникать различные проблемы. У 4K монитора теперь свой BIOS, он "грузится" как компьютер, в нем нужно включать и выключать определенные настройки - поддержку MST итд, делать reboot монитора. При этом все это время от времени может сбрасываться. Если видеокарта не поддерживает какой-то из режимов монитора - вы увидите черный экран, который можно вылечить только reset-ом flash BIOS монитора!
Иногда у 4K мониторов происходит некорректный выход из sleep mode - tile мониторы выключаются и не просыпаются - приходится постоянно выдергивать и вставлять кабель.
Для 4K пока нет G-Sync - он не работает с многопотоковым MST. Для G-Sync нужен SST, а он пока есть только для 30Hz. G-Sync крайне полезен для 4K, так как позволит сгладить и значительно улучшить gameplay на очень низких 30-60 fps.
Видеокарта уровня NVidia GTX Titan или GTX 780 Ti дает в среднем всего 15-25fps на ultra settings в 4K в популярных играх. Таким образом, нужно как минимум 2 такие карты,а лучше 3 или играть придется на минимальных настройках с отключенными AA. При этом для 3D action уровня Call Of Duty желательно также 3Gb VRAM видео памяти под текстуры, чтобы обойтись без swap на диск. PCIe 16x или 8x на производительность сильно не влияет - разница 2-3fps только на очень больших разрешениях (EyeFinity 3x 1440p).
3) Вывод
Обычно между принятием очередного стандарта и выходом первых девайсов с его поддержкой проходит полгода-год. Что произойдет раньше точно неизвестно, но скорее всего картина будет выглядеть примерно так:- выход мониторов c HDMI 2 Q2 2014
- выход стандарта DisplayPort 1.3 - Q2 2014
- выход Soc контроллеров для 4K 60Hz SST - ?
- выход видеокарт с HDMI 2 Q3 2014
- выход мониторов с DisplayPort 1.2 4K 60Hz SST Soc - ?
- выход мониторов с DisplayPort 1.3 G-Sync 2015
- выход видеокарт с DisplayPort 1.3 2015
Если вы покупаете с нуля - можно строить систему на базе HDMI 2 без G-Sync или DisplayPort 1.3 с VRR/G-Sync. Hardware для HDMI 2 должно выйти быстрее, но возможностей и bandwidth у DisplayPort 1.3 в перспективе на будущее больше (есть даже 8K 30Hz).
Альтернативный вариант - подождать с 4K и взять на ближайшие пару лет 1440p с G-Sync, например, 27" Asus ROG Swift PG278Q gaming monitor, который выйдет в Q2 2014.




No comments:
Post a Comment