Матрица монитора: какая лучше? О чем мы часто забываем при выборе
Хороший дисплей — это и удовольствие от работы и геймплея, и здоровье глаз. Выбирая монитор для ПК или ноутбука, мы больше интересуемся диагональю и разрешением, и часто не хотим вникать в такую важную вещь, как тип матрицы. В этом отчасти виноваты сами производители: нагородили такую гору терминологии, что голову потеряешь. CHIP разобрался в ней за вас. В этой статье постараемся объяснить все с примерами, чтобы вы точно смогли понять, какая матрица лучше для монитора.
Типы матриц мониторов: какая лучше?
Для начала давайте сразу запомним: сейчас существует две технологии изготовления дисплеев, которые применяются в мониторах, ноутбуках, смартфонах и телевизорах. Это LCD — жидкокристаллический дисплей (ЖК) и LED — светодиодный дисплей.
Первая технология более старая, дешевая и распространенная, вторая — более новая, дорогая и инновационная. В мониторах, как правило, применяется технология LCD. LED более ориентирована на изготовление смартфонов и телевизоров.
Поскольку мы собираемся узнавать, какой тип матриц лучше для монитора, разберемся в типах матриц, которые устанавливаются в современные LCD-дисплеи. По большому счету, их всего три, у каждого есть свои достоинства и недостатки, и подойдут они разным категориям пользователей.
TN
Самый старый тип жидкокристаллической матрицы — Twisted Nematic. Состоит из жидких кристаллов, при приложении электрического поля закручивающихся по спирали. Приставка Film означает дополнительное пленочное покрытие, позволяющее увеличить угол обзора.
В настоящий момент все матрицы этого типа изготавливаются по технологии TN + Film. Так что если в описании монитора стоит просто TN, пленка там все равно есть, и угол обзора увеличен.
Так выглядит изображение на TN-дисплее при разных углах обзора.Преимущества
самая низкая цена
самый быстрый отклик на действия пользователя
Недостатки
небольшой угол обзора (от 90 до 150°)
сильное искажение цветов при повороте
Кому подойдет?
Экономным покупателям, склонным выбирать устройства бюджетного сегмента, и, как ни странно, геймерам. Особенно любителям экшенов и шутеров, где требуется хороший отклик дисплея — TN-матрицу в этом плане пока никто не обогнал.
CHIP рекомендует
Монитор Samsung S24D300H с матрицей TN имеет диагональ 24 дюйма и разрешение Full HD (1920×1080) c соотношением сторон 16:9. Может подключаться как по VGA, так и по HDMI. Покупатели отмечают хорошее качество сборки и неплохую цветопередачу для TN-матрицы (яркость 250 кд/м 2, контрастность — 1000:1). Время отклика монитора составляет всего 2 мс.
IPS
Альтернативный тип матрицы, разработанный с целью побороть недостатки TN, в частности — искажение цветов при повороте. Полное название — In-plane Switching. Жидкие кристаллы в матрице при приложении электрического поля поворачиваются параллельно друг другу в одной плоскости.
Вариация PLS (Plane-to-line Switching) была разработана Samsung и для обычного человека ничем не отличается от IPS, кроме цены — она немного подешевле. Другие модификации — AH-IPS, E-IPS — вообще принципиально не различаются с точки зрения пользователя.
На дисплее с матрицей IPS при разных углах обзора цвет не искажается.Преимущества
лучшая цветопередача (полный спектр RGB)
Недостатки
более высокая цена
самое низкое время отклика на действия пользователя
Кому подойдет?
Любителям варианта «все включено»: на таком мониторе и работать удобно, и кино смотреть, и с графикой поработать. И неспешно поиграть — тоже можно. Это средний ценовой вариант.
CHIP рекомендует
Монитор LG 25UM58 с матрицей IPS и диагональю больше на дюйм (25″) предлагает более высокое разрешение — 2560×1080 при соотношении сторон 21:9, на что намекает его горизонтально вытянутая форма. Он подключается к ПК по HDMI и дает аналогичную цветопередачу (яркость 250 кд/м2 и контрастность 1000:1), но имеет более медленное время отклика — 5 мс.
VA
Cозданы как альтернатива матрице IPS с целью повысить время отклика — правда, это не сильно удалось. VA означает Vertical Alignment. Жидкие кристаллы в такой матрице под воздействием электричества выравниваются по горизонтали.
У VA масса модификаций — MVA, PVA — которые различаются лишь конструктивно, так что купить можно любой. Разве что на мониторе с матрицей VA вы увидите более глубокий черный цвет. Кроме того, мониторы с VA-матрицей часто делают изогнутыми — чем это хорошо и зачем это нужно, можно подробнее почитать здесь.
Матрица VA не пропускает фоновую подсветку при повороте, что позволяет посмотреть на изображение на мониторе, как на картину под разными углами — без лишнего света.Преимущества
более естественное изображение
возможность создания изогнутой конструкции
Недостатки
время отклика аналогично IPS
самый высокий ценовой диапазон
Дизайнерам и полиграфистам, которым нужно видеть графику в аналоге естественного освещения без лишней подсветки. Изогнутые версии подойдут геймерам, которые хотят испытать эффект более глубокого погружения в игровое окружение.
CHIP рекомендует
Еще один монитор Samsung C24F390FHI с матрицей VA изогнутого типа. При диагонали 23,5 дюйма он дает разрешение 1920×1080 (Full HD) c соотношением сторон 16:9. Подключение может осуществляться по VGA или HDMI. Монитор имеет хорошую яркость (250 кд/м2) и высочайшую контрастность контрастность (3000:1). А вот время отклика в 4 мс мало отличает его от моделей IPS.
Так какую матрицу выбрать для монитора?
Зависит от того, каков ваш бюджет и для каких целей вы собираетесь использовать монитор. Универсальный выбор — IPS или любая его модификация, и мы рекомендуем брать его в первую очередь.
Читайте также:
Фото: Reddit, Wikimedia Commons, Flickr
Типы матриц монитора — какие есть и как выбрать
Что важно при выборе монитора? Разрешение, диагональ экрана, частота обновления, время отклика? Несомненно, но важно также определиться, какая матрица необходима, ибо от ее типа зависит ряд характеристик, которые непосредственно влияют на выбор. В ряде случаев требования одни, для которых подойдут те или иные мониторы. В других случаях требуются другие характеристики, и некоторые экраны однозначно придется исключить из выбора. Какие типы матриц монитора существуют, чем различаются, в чем их различия – об этом и поговорим.
Современные мониторы
Ушли в прошлое CRT-дисплеи, изготавливаемые с применением вакуумной трубки (кинескопа). Они были громоздкие, тяжелые, и, естественно, для использования в мобильной технике не подходили абсолютно. Вытеснены они мониторами, экраны которых выполнены на жидких кристаллах, отсюда и название их ЖК-дисплеи, или по-иностранному – LCD (Liquid Crystal Displays).
О достоинствах и недостатках распространяться не буду, они известны, да и не столь важны сейчас, не об этом сегодня разговор. Надо разобраться, какие типа матриц используются в мониторах, в чем их отличие, в каких случаях разумнее использовать один вид, а в каких – другой.
TN (Twisted Nematic)
Один из самых старых типов матриц, до сих пор актуальный и используемый. В настоящее время применяется ее модифицированная версия, маркируемая TN+film. Популярность ее зиждется на двух основных преимуществах: быстродействии (низкое время отклика и задержки) и низкой цене.
Действительно, время отклика порядка 1 мс – это в порядке вещей.Даже недостатки, присущие этой технологии изготовления экранов, не в силах отправить ее на покой. А минусов хватает. Это и небольшие углы обзора, и неважная цветопередача, и невысокая контрастность, и недостаточная глубина черного цвета. Хотя, если экран расположен прямо перед глазами владельца, то проблема с углами обзора несколько снижает свою остроту.
Ухудшается положение еще и тем, что разные матрицы от разных производителей могут серьезно отличаться друг от друга. Если в дорогих игровых моделях ноутбуков или игровых мониторах может устанавливаться вполне сносный экран, то в бюджетных устройствах качество дисплея может быть весьма посредственным.
Как это работает
Сам экран представляет собой «бутерброд» из двух поляризующих фильтров, между которыми расположены электроды на прозрачных подложках с обеих сторон экрана, двух металлических пластин и, в середине, слоя жидких кристаллов. С внешней стороны экрана устанавливается светофильтр.
На стеклянные пластины нанесены бороздки, причем во взаимно перпендикулярном направлении, что задает первоначальную ориентацию кристаллов. Благодаря такому расположению бороздок, жидкие кристаллы закручены в спираль, откуда, собственно, и пошло название технологии Twisted Nematic.
Если напряжения на электродах нет, то расположенные по спирали кристаллы поворачивают плоскость поляризации света таким образом, что он проходит через второй (наружный) поляризационный фильтр. Если напряжение на электроны подано, то, в зависимости от уровня этого напряжения, жидкие кристаллы разворачиваются, изменяя интенсивность проходящего света. При определенном напряжении плоскость поляризации света не будет изменяться, и второй фильтр полностью поглотит свет.
Наличие двух электродов позволяет улучшить энергоэффективность, а частичный поворот кристаллов благотворно влияет на быстродействие матрицы.
Из-за того, что при отсутствии напряжения кристаллы пропускают свет, при возникновении дефектов в матрице («битые пиксели») они представляют собой светящуюся белую точку. В других технологиях такие точки темные.
Идентифицировать «на глаз» матрицу TN можно, если посмотреть на включенный экран под углом. И чем больше он (угол) будет, тем более блеклыми будут становиться цвета, тем менее контрастным будет становиться изображение. В некоторых случаях возможно даже инвертирование цветов.
IPS (In-Plane Switching)
Мониторы с такой матрицей сейчас наиболее частые конкуренты мониторам с TN-экраном. Практически все недостатки последних удалось побороть, к сожалению, пожертвовав теми достоинствами, которые были у предыдущей технологии. Мониторы с IPS матрицей априори дороже и имеют большее время отклика. Для игровых систем это может оказаться существенным аргументом для того, чтобы сделать выбор в пользу TN.
Зато для того, кто профессионально работает с изображениями, кому необходима качественная цветопередача, широкий цветовой охват, мониторы с такой матрицей — оптимальный выбор. К тому же с углами обзора тут проблем нет, черный цвет гораздо больше похож на черный, а не выглядит неким оттенком серого, как это нередко бывает на TN-экранах.
Как это работает
Между двумя поляризационными фильтрами располагается слой управляющих микропленочных транзисторов и слой жидких кристаллов, имеющих светофильтры трех основных цветов. Кристаллы расположены вдоль плоскости экрана.
Плоскости поляризации фильтров перпендикулярны друг другу, поэтому, при отсутствии напряжения, свет, проходящий через первый фильтр и поляризуемый в одной плоскости, задерживается вторым фильтром, обеспечивая глубокий черный цвет. Кстати, именно поэтому в случае появления «битого пикселя» на экране он выглядит как черная точка, а не белая, как бывает в случае с TN-матрицами.
При появлении напряжения на управляющих электродах кристаллы поворачиваются опять-таки вдоль плоскости экрана, пропуская свет. Отсюда вытекает один из недостатков технологии – большее время отклика. Это связано именно с необходимостью поворота всего массива кристаллов, на что тратится время. Зато обеспечиваются углы обзора вплоть до 178° и отличная цветопередача.
Есть и еще минусы у этой технологии. Это большее энергопотребление, т. к. расположение электродов только с одной стороны вынудило увеличить напряжение для обеспечения поворота всего массива кристаллов. Используемые лампы так же более мощные, чем в случае с TN, что дополнительно увеличивает потребление энергии.
Варианты IPS
Технология не стоит на месте, в нее вносятся улучшения, которые позволили существенно снизить время отклика и цену. Так, существуют следующие варианты IPS-матриц:
- S-IPS (Super-IPS). Второе поколение технологии IPS. Экран имеет несколько измененную пиксельную структуру, сделаны улучшения для снижения времени отклика, приблизившись по этому параметру к характеристикам TN-матриц.
- AS-IPS (Advanced Super-IPS). Следующее улучшение технологии IPS. Главная цель состояла в повышении контрастности панелей S-IPS и увеличении их прозрачности, став ближе по этому параметру к S-PVA.
- H-IPS. Изменилась структура пикселей, увеличилась плотность их размещения, что позволило еще больше увеличить контрастность и сделать изображение более однородным.
- H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer). Разработка компании LG. За основу взята панель H-IPS, в которую добавлен цветовой фильтр TW (True White — «настоящий белый»), что улучшило белый цвет. Применение поляризационной пленки компании NEC (технология Advanced True Wide Polarizer) позволило избавиться от возможных засветов при больших углах обзора («глоу-эффект») и, одновременно, увеличить эти углы. Этот тип матриц применяется в профессиональных мониторах.
- IPS-Pro (IPS-Provectus). Разработка компании BOE Hydis. Уменьшено межпиксельное расстояние, увеличены углы обзора и яркость.
- AFFS (Advanced Fringe Field Switching, иногда называют – S-IPS Pro).
- e-IPS (Enhanced IPS). Увеличение светопроницаемости позволило использовать более экономичные и дешевые лампы подсветки. Уменьшилось время отклика, достигнув значений в 5 мс. Мониторы с такими матрицами обычно имеют диагональ до 24 дюймов.
- P-IPS (Professional IPS). Профессиональные матрицы с 30-битной глубиной цвета, увеличенным количеством возможных ориентаций субпикселей (1024 против 256 у остальных), что улучшило цветопередачу.
- AH-IPS (Advanced High Performance IPS). Матрицы этого типа отличаются самыми большими углами обзора, высокой яркостью и контрастностью, малым временем отклика.
- Разработка компании Samsung, внесшая улучшения в исходную технологию IPS. Подробности компанией не разглашаются, но удалось снизить энергопотребление, время отклика сделать сходным с S-IPS. Правда, контрастность несколько ухудшилась, да и с равномерностью подсветки не так все гладко.
VA (Vertical Alignment)/MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)
Технология, разработанная компанией Fujitsu. Во многом такие экраны занимают промежуточное положение между TN и IPS вариантами. Так, углы обзора и цветопередача лучше, чем у TN, но похуже, чем у IPS. Аналогично и со временем отклика. В то же время стоимость их ниже, чем у IPS.
Как это работает
Принцип действия следует из названия (ну или название отражает принцип действия данной технологии). Кристаллы расположены вертикально, т. е. перпендикулярно подложке. При отсутствии напряжения ничто не мешает прохождению света через кристаллы, а второй поляризационный фильтр полностью задерживает свет и обеспечивает глубокий черный цвет. Это одно из достоинств технологии.
При приложении напряжения кристаллы разворачиваются, пропуская цвет. В первых матрицах угол обзора был очень мал. Это удалось исправить в модифицированном варианте технологии – MVA, где использовались несколько кристаллов, расположенных друг за другом и отклоняющихся синхронно.
Варианты VA/MVA
Существует несколько разновидностей этой технологии, к развитию которой «приложили руку» разные компании:
- PVA (Patterned Vertical Alignment). Свой вариант технологии представила компания Samsung. Подробности не разглашаются, но PVA имеет чуть лучшую контрастность и немного меньшую стоимость. В целом, варианты весьма близки и часто между ними не делается различий, указывая MVA/PVA.
- S-PVA (Super PVA). Совместная разработка Sony и Samsung. Улучшены углы обзора.
- S-MVA (Super MVA). Разработка компании Chi Mei Optoelectronics/Innolux. Помимо увеличения углов обзора, улучшена контрастность.
- A-MVA (Advanced MVA). Дальнейшее развитие S-MVA от компании AU Optronics. Удалось уменьшить время отклика.
Данный вариант матриц – оптимальный компромисс между дешевыми, но с кучей недостатков, TN, и более качественными, но более дорогими IPS. Единственный, пожалуй, недостаток MVA – это недостаток цветопередачи при увеличении угла обзора, особенно в полутонах. В повседневном использовании это практически незаметно, но у профессионалов, работающих с изображениями, могут быть сомнения по поводу таких матриц.
OLED (Organic Light Emitting Diode)
Технология, существенно отличающаяся от тех, что используются ныне. Стоимость матриц, особенно больших диагоналей, сложность производства пока что препятствуют широкому использованию этой технологии в производстве мониторов. Те модели, которые есть, стоят дорого и редки.
Как это работает
В основе технологии лежит использование углеродных органических материалов. Под напряжением они излучают определенный цвет, а при его отсутствии – полностью неактивны. Это позволяет, во-первых, полностью избавиться от подсветки, а во-вторых, обеспечить идеальную глубину черного цвета. Ведь ничего не светится и не фильтруется, посему и претензий к черному цвету быть не может.
Экраны OLED обеспечивают высокие значения яркости и контрастности, отличные углы обзора без искажений. Энергоэффективность на высоком уровне. Скорость отклика недоступна даже TN матрицам.
И все же ряд недостатков пока что сдерживает применение таких экранов. Это и небольшое время работы (экраны склонны к «выгоранию» — эффекту, который был присущ плазменным панелям), сложный процесс производства с довольно большим количеством брака, что повышает стоимость таких матриц.
QD (Quantum Dots)
Еще одна перспективная технология, основанная на использовании квантовых точек. На данный момент мониторов, выполненных по этой технологии, мало, да и стоят они недешево. Технология позволяет преодолеть практически все недостатки, присущие всем остальным вариантам матриц, используемых в дисплеях. Единственный недостаток – глубина черного не дотягивает до того уровня, что есть у OLED экранов.
Как это работает
В основе технологии лежит использование нанокристаллов размером от 2 до 10 нанометров. Разница в размерах не случайна, т. к. именно в этом и кроется вся хитрость. При подаче на них напряжения, они начинают излучать свет, причем с определенной длиной волны (т. е. определенного цвета), которая зависит от размеров этих кристаллов. Цвет также зависит от материала, из которых изготовлены нанокристаллы:
- Красный цвет – размер 10 нм, сплав кадмия, цинка и селена.
- Зеленый цвет – размер 6 нм, сплав кадмия и селена.
- Синий цвет – размер 3 нм, соединение цинка и серы.
В качестве подсветки используются синие светодиоды, а квантовые точки, отвечающие за зеленый и красный цвет, наносятся на подложку, причем сами эти точки никак не упорядочены. Они просто смешаны друг с другом. Попадающий на них синий свет от светодиода заставляет их светиться с определенной длиной волны, формируя цвет.
Эта технология позволяет обойтись без установки светофильтров, т. к. уже заранее получен нужный цвет. Тем самым улучшаются яркость и контрастность, т. к. удается избавиться от одного из слоев, из которых состоит экран.
В отличие от OLED, глубина черного немного ниже. Стоимость таких экранов пока что высока.
Сравнение матриц, выполненных по разным технологиям
В таблице краткое сравнение описанных типов матриц, из которого может быть понятно, в чем сильны, а в чем проигрывают те или иные типы экранов.
Тип матрицы | TN | IPS | MVA/PVA | OLED | QD |
Время отклика | Низкое | Среднее | Среднее | Очень низкое | Среднее |
Углы обзора | Малые | Хорошие | Средние | Отличные | Отличные |
Цветопередача | На низком уровне | Хорошая | Хорошая, чуть хуже, чем у IPS | Отличная | Отличная |
Контрастность | Средняя | Хорошая | Хорошая | Отличная | Отличная |
Глубина черного | Низкая | Хорошая-отличная | Отличная | Отличная | Чуть хуже, чем у OLED |
Стоимость | Низкая | Средняя-высокая | Средняя | Высокая | Высокая |
Заключение.
Типы матриц монитора – какие выбрать?Владельцы ноутбуков не избалованы выбором, в большинстве случаев используются либо TN, либо IPS экраны. За редким исключением каких-либо дорогих, статусных девайсов, где применяются более дорогие типы матриц.
Разве что можно выбрать между средними по качеству дисплеями «на каждый день» и более качественными, которые и для офиса подойдут, и качественно отредактировать фотографии позволят.
Пользователи обычных мониторов могут выбрать все, что душе может быть угодно, а финансами позволено. Для экономии, если речь идет об играх или офисной работе, вполне сгодится монитор с TN экраном.
Универсальным решением является монитор с IPS матрицей, или, как вариант, MVA. Широкие углы обзора, черный цвет, больше похожий на действительно черный, отличная цветопередача вам обеспечены. Вопрос только в стоимости и большем, чем у TN, времени отклика. Впрочем, игровые мониторы на таких матрицах показывают себя отлично, и если цели сэкономить, во что бы то ни стало, нет, то, определенно, стоит рассмотреть такой вариант.
Ну а у профессионалов вообще, фактически, альтернатив нет. Выбор между просто IPS и опять-таки IPS, но с каким-либо дополнением — IPS-Pro, H-IPS и т. п.
Перспективные варианты пока что на рынке представлены слабо, но, если так уж хочется иметь что-то особенное, то почему нет?
Об остальных параметрах мониторов читайте в другом материале.
Типы матриц телевизоров: отличия, какую лучше выбрать
Типы матриц телевизоров имеют между собой существенные физические отличия. Но все они отвечают за самое главное в мультимедийном устройстве — качество изображения. Выбирая телевизионную технику для презентаций или домашнего отдыха, следует разобраться в разновидностях экранов, чтобы определиться, какая матрица лучше подойдет для конкретных задач и обстановки.
Общее о жидкокристаллических матрицах
Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту — все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах. Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру. Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.
Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель — точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку. Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы. Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.
Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.
Самыми распространенными являются следующие виды:
Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?
TN
Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.
Матрица устроена и функционирует следующим образом:
- Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
- Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
- Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
- Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
- Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
- При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».
Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции. Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность. Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.
Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов. Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего. В результате, если смотреть прямо — видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.
Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.
Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.
VA
Исследуя, какая матрица лучше, стоит уделить внимание VA. Аббревиатура этой технологии расшифровывается как «вертикальное выравнивание». Она разработана японской компанией Fujitsu. Вот главные особенности разработки:
- Управляющие электроды размещены так же по обеим сторонам подложек блока с кристаллами. Существенное отличие заключается в делении поверхности на зоны, которые очерчиваются невысокими бугорками на фильтрах.
- Еще одним свойством VA служит способность кристаллов перемешиваться с соседними. Это дает четкие и насыщенные оттенки изображения. Проблема малых углов обзора на предыдущей технологии решилась за счет перпендикулярного расположения цилиндров кристаллов относительно заднего фильтра в момент отсутствия тока на транзисторах. Это дает естественный черный цвет.
- При включении напряжения матрица изменяет свое расположение, позволяя проходить частично свету. Черные точки постепенно приобретают серый цвет. Но за счет ярко горящих рядом белых и цветных точек, изображение остается контрастным. Так насыщенность цветов сохраняется под разными углами обзора.
- Еще одним достижением повышения качества изображения является ячеистая структура внутренней поверхности фильтров. Небольшие бугорки, делящие внутренне пространство на зоны, обеспечивают построение кристаллов под углом относительно поверхности монитора. Независимо от перпендикулярного или параллельного нахождения молекулярного ряда вся цепочка имеет отклонение в сторону. В результате, даже если зритель значительно сместится вправо или влево, построение кристаллов будет направлено прямо на взгляд.
Отклик жидких кристаллов на прохождение напряжения немного медленнее, чем у TN, но это пытаются компенсировать внедрением системы динамического повышения тока, воздействующей на выборочные участки поверхности, нуждающиеся в более быстром реагировании.
Данная технология делает телевизоры с VA типом матриц более удобными для просмотра материалов в следующих условиях:
- больших гостиных для отдыха всей семьей;
- конференц-залах;
- презентациях в офисе;
- просмотре спортивных событий в барах.
IPS
Самым дорогим по технологии выступает IPS, чья аббревиатура расшифровывается на русский язык как «плоское выключение». Ее разработали на заводе Hitachi, но позднее стали применять на LG и Philips.
Суть происходящего в матрице процесса такова:
- Управляющие электроды находятся только с одной стороны (отсюда и название).
- Кристаллы выстроены параллельно плоскости. Их положение одинаково для всех.
- При отсутствии тока ячейка сохраняет насыщенный и чистый черный цвет. Это достигается благодаря препятствию поляризации света, который поглощается задним фильтром. Отсутствует сохранение свечения, наблюдаемое у
- Во время подачи напряжения на транзистор кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
- Свет начинает проходить через второй фильтр, и образовываются разнообразные оттенки.
Это дает возможность просматривать изображение при углах 178 градусов.
Технология IPS зарекомендовала себя как стандарт по передаче полной глубины цвета.
Из технических параметров матрицы можно выделить 24 бита по цвету и по 8 бит на канал. Производятся модели телевизоров и с передачей 6 бит на канал.Еще одним плюсом технологии служит затемнение битых пикселей, возникающее при нарушении работы между электродом и кристаллами. В других разработках такое место начинает светиться белой или цветной точкой. А здесь будет серой, что сглаживает зрительные ощущения от возникшего микробрака.
Достоинствами IPS являются насыщенные цвета и хорошие углы обзора. Проблему отклика решали постепенно, и сейчас время реагирования составляет 25 мс, а у некоторых моделей телевизоров до 16 мс.
Из недостатков этого типа матриц выделяются:
- более выраженная сетка между пикселями;
- возможное снижение контрастности из-за закрытия части света электродами, которые находятся все на одной стороне;
- высокая цена товара.
Поэтому подобные экраны больше подходят для демонстрации графических работ и фотографий. Так точно передастся изображение, которое будет видно всем присутствующим. Целесообразно устанавливать такие телевизоры на офисных презентациях и фотостудиях.
Решая, какая матрица – VA или IPS для телевизора будет лучше, следует учесть характер просматриваемых материалов. Для фильмов и отдыха лучше использовать первый вариант, а для показа нюансов графики — второй. TN или IPS обычно не сравнивают между собой из-за разности ценовой категории. Для отдыха семье из трех человек вполне хватит и первого типа матрицы. Ведь смотря под прямым углом на экран, цвета, включая черный, будут передаваться правдоподобно.
VA и IPS — что это и какой тип матрицы лучше
11-09-2020, 18:18
Время прочтения:
При выборе компьютерной техники или телевизора, вне зависимости от стоимости, бренда, модели, технических параметров, качеств изображения является приоритетным. Цветопередача, сочность, детализация изображения во многом зависит именно от матрицы – технологии ее исполнения. Экраны большинства современных устройств базируются на кристаллах, состоящих из маленьких ячеек с газом. При этом тип матрицы, ее функциональные возможности во многом зависит от технологии, примененной в производственном процессе.
Что такое IPS матрица
Впервые продукт, изготовленный по технологии IPS был представлен в 1996 году. Главная задача, к решению которой стремились разработчики – создание монитора, который в разы бы превосходил возможности TN-экранов, имели минимум минусов. Особенность типа матрицы IPS заключается а широком угле обзора, прекрасной контрастности и цветопередачи, близкой к натуральной.
В рамках технологии IPS кристаллы расположены равномерно по всей поверхности экрана. Они занимают параллельное расположение относительно друг к другу. За счет этого приема удалось получить яркое, контрастное изображение, которое практически не искажается под различными углами.
Мониторы, построенные на этой технологии имеют множество сильных сторон, включая универсальность, отличную сочетаемость с геймингом. Он легко справляются с качественным воспроизведением видео контента, подходят для решения рабочих задач. Несмотря на то, что продукт IPS стоит дороже конкурента на TFT, он более предпочтителен и подходит как для домашнего, так и для коммерческого использования.
Среди достоинств, свойственных монитору IPS, можно выделить:
- Хороший IPS дисплей демонстрирует отличную цветопередачу. В этом случае черный цвет будет глубоким и насыщенным. Как результат, обработка видео и фотографии принесет именно тот результат, на который рассчитывал пользователь;
- Если монитор освещается солнцем, качество картинки практически не пострадает. Несмотря на наличие небольших бликов, здесь не будет значительного искажения оттенков;
- Качество изображения не страдает из-за изменения угла обзора, вне зависимости от типа и интенсивности освещения. Сохраняются все параметры, например, детализация, цветопередача и контрастность;
- Если говорить о смартфонах и планшетах, оснащенных дисплеями IPS, сенсор порадует отличной отзывчивость. Управление такой техникой не требует времени и усилий – здесь все рассчитано на комфорт владельца. Дисплей моментально реагирует на касания пальца или вспомогательного приспособления. Такой вариант особенно уместен для людей творческих профессий, например, для дизайнеров, конструкторов, художников и пр.
Тип экрана ИПС – самый распространенный вариант, внедряемый в относительно недорогую технику. При этом в некоторых моментах он проигрывает TFT-решениям:
- Последние могут похвастаться более быстрым откликов, однако, таких мониторов сегодня выпускается крайне мало;
- Повышенное энергопотребление. Смартфоны, планшеты оснащаются емкими аккумуляторами, однако из-за повышенного потребления энергии АКБ едва хватает на весь рабочий день.
PLS-матрица
Plane to Line Switching – технология, родившаяся уже после появления IPS-моделей. Был представлена южнокорейским производителем Samsung. Она не во многом превосходит стандартную IPS и отличается от нее лишь плотностью пикселей и расширенной гаммой оттенков. Однако, в реальной жизни обычный пользователь вряд ли заметит значительные изменения. При этом художники и дизайнеры смогли оценит экраны PLS на высокий балл.
Что такое матрица VA
Технология VA по аналогии с IPS была презентована в 1996 году небезызвестны производителем Fujitsu. Перед разработчиками компании была поставлен цель, предполагающая создание нового метода для производства жидкокристаллических экранов. Эта мера была вынужденной, так как при успешном достижении цели производитель намеревался стартовать выпуск современных дисплеев по доступному прайсу.
В целом, это ожидаемая и результативная эволюция технологии TN, так как на тот момент тип матрицы IPS считался дорогим удовольствием.
Тип матрицы экрана VA базируется на принципе vertical alignment (вертикальное выравнивание) – технология является главным конкурентом IPS. В матрицах ВА кристаллы имеют перпендикулярное расположение относительно фильтра. Если напряжение отсутствует, кристаллы не могут пропускать свет. В процессе функционирования экрана они переворачиваются на 90о. В процессе выход газа (пикселя) на экране образуется черная точка.
С течением времени технология VA модернизировалась, что привело в появлению нового типа матрицы MVA. Она может похвастаться высокой контрастностью и практически натуральным черным цветом без серого оттенка. Дисплеи VA изначально имеют не очень широкие углы обзора, поэтому изображение при любом наклоне может искажаться и тускнеть. Имея, например, телевизор с таким экраном, пользователю придётся найти наиболее удобную точку просмотра. Однако, дисплей MVA способен хорошо передавать цвета, сохраняет яркость, позволяет наслаждаться контентом при дневном и искусственном освещении.
MVA
Эта разработка стала продолжением VA, при этом с ее реализацией удалость устранить практически все недостатки предшественника:
- Минимальное время отклика. Теперь показатель приближен к параметрам, свойственным TN-экранам.
- Увеличился уровень точности демонстрации цветов и оттенков. Они стали более яркими и сочными;
- Если говорить о черном цвете, он сохранил свою яркость и глубину.
- Расширились углы обзора, которые достигли 180о. Здесь отсутствует двойное магнитное поле и нестандартное расположение кристаллов.
PVA матрица
Эта технология была презентована концерном Samsung. Сразу после того, что была представлена первая матрица PVS, производителя обвинили в плагиате, попытке не оплачивать патент конкурента. Однако, продукция на базе этой технологии стоила недорого, при этом предлагала высокую контрастность. Качество картинки в экрана радует глаз отменной детализацией, насыщенным цветами, включая глубокий черны. Техника пришлась по душе профессионалам, которые занимаются фотографией, видео, графикой и иными подобными задачами.
Матрица подверглась изменениям по сравнению с предшественником. Так, были расширены углы обзора. Не остался без изменения и черный цвет, повысилось время отклика. Сохранилось небольшой искажение изображения при отклонении от прямого угла, однако, в обычной жизни этот недостаток остается практически незаменимым. Модели телевизоров, компьютерных мониторов, выпускаемые в последние годы, практически лишены вышеописанного минуса, так как производитель регулярно дорабатывает и улучшает технологию.
VA матрица против IPS
Какая матрица лучше: IPS или VA? Этим вопросом задаются многие пользователи, выбирающие новое устройства. Предлагаем разобраться, чем отличаются матрицы и какой же вариант остается более уместным в том или ином случае.
Подсветка
Подсветка – важный элемент нормальной работоспособности дисплея. Однако, ее работа зависит не только от типа матрица, но и от экрана в целом.
VA предполагает равное положение пикселей, поэтом подсветка отличается однородностью. Здесь отсутствуют такие дефекты, как желтые и белые участки по периметру.
В экранах IPS могут наблюдаться небольшие дефекты, которые концентрируются непосредственно по периметру и углам. Если говорить о высококачественном продукте, подсветка здесь не будет иметь недостатков. Если вы пользуетесь компьютерным монитором и телевизором на повседневной основе, лучше отдать предпочтение VA-моделям.
Черный цвет
Если сравнивать, какая матрица лучше, IPS и VA в плане демонстрации черного цвета, однозначно лучше предпочесть VA. В технике, выпускаемой с 2019 года минимальные параметры насыщенности черного равно 0.015 нит, в то время, как в ИПС-аналогах это число составляет 075 нит. Поэтому ВА гарантирует более глубокий, близкий к натуральному черный. Это имеет значение при взаимодействии с техникой при искусственном, не очень ярком освещении, при просмотре художественных фильмов, при работе с фотографией и видео.
Контрастность
Параметр контрастности во многом лучше у ВА-технологии, что обещает высокое качество картинки, а также в положительном ключе влияет на здоровье органов зрение. При работе с таким монитором глаза практически не устают, а изображение выглядит детализированным и красочным.
Движение
Невзирая на значительную разницу в конструкционных особенностях технологий, они обе на отлично справляются с воспроизведения изображения в движении. Зрительно не удается найти существенную разницу. Но не стоит не принимать во внимание качество экрана в целом. Бюджетные решения не всегда хорошо справляются с поставленной задачей.
Цветопередача
HDR – технология, предполагающая расширенную гамму оттенков. Она делает картинку естественной, яркой, неповторимой. Но качество улучшения изображения напрямую зависит от матрицы. Так как VA-моделям свойственна высокая контрастность, именно они лучше воспроизводят цвета, делая картину яркой и насыщенной.
IPS в компании с HDR способна показаться отличный результат. Неглубокие темные цвета остается таковыми, но яркие оттенки становятся более насыщенными, чего вполне достаточно нетребовательному пользователю, не выполняющему тех или иных профессиональных задач на устройстве.
Угол обзора
Угол обзора – параметр, регулирующий комфорт взаимодействия пользователя с устройством. Лидером в этой области является IPS дисплей. Так, в среднем угол обзора здесь достигает 178о, а качество картинки не будет меняться в зависимости от положении человека относительно монитора или телевизора.
У VA-решений даже при небольшом отклонении наблюдаются искажения, смещение оттенков, что может доставить определенный дискомфорт при длительном просмотре контента. Если вы, просматривая фильм, смотрите на него прям, техника на базе VA-матрицы вполне подойдет для постоянного использования. Для обеспечения свободы движения и длительной работы с гаджетом, стоит отдать предпочтение IPS-варианту.
Отклик
Высокая скорость отклика – это матрица VA. У 90% экранов этот параметр стартует от одной миллисекунды. Такие решения отлично подходят для любителей игры, поклонников фильмов, переполненных динамиков.
У IPS моделей средняя скорость отклика составляет от трех миллисекунд. Этот вариант уместен для киберспортсменов, нетребовательных пользователей, которые юзают устройство для решения стандартных несложных задач.
Тип матрицы VA или IPS – что лучше?
На профильном рынке представлен огромный выбор техники, среди которой несложно найти вариант, вписывающийся в индивидуальные требования покупателей и имеющийся бюджет. Если вы до сих пор не определились, какому типу матрицы отдать предпочтение при покупке монитора для компьютера, лэптопа или телевизора, стоит определить, с какой целью делается покупка.
Дисплеи IPS незаменимы:
- Для людей творческих профессий, например, дизайнеров, архитекторов. Модели поддерживают калибровку sRGB, при этом демонстрируют картинку, цвета которой близки к естественным. Что пользователь видит на экране, то он в итоге и получит на бумаге;
- Для геймеров, играющих на консолях последних поколений. Рекомендована поддержка HDR. Невзирая на сероватый черный высокая контрастность нивелирует этот недостаток и позволяет наслаждаться насыщенным оттенками других цветов.
Экраны VA рекомендованы:
- Людям, которые увлекаются киберспортом, ведь в этом случае быстрый отклик решает многие проблемы;
- Пользователям, работающим с большим объемом документации. Высокая контрастность в положительном ключе влияет на читаемость текста и минимизирует негативное воздействие на глаза;
- Поклонника насыщенного черного цвета, которые предпочитают частый отдых в компании с продуктами кинематографа.
Однако, особой разницы между IPS и VA нет. Оба варианта прекрасно справляются с поставленным задачами, а именно воспроизводят картинку в высоком качестве.
Лучший тип матрицы для телевизора
При выборе телеприемника VA матрицы становится предпочтительней для многих пользователей, желающих сэкономить на покупке. Однако, учитывайте, что техника будет радовать вас только в том случае, если используется в небольшом помещении, где максимальное отклонение положения пользователя относительно телевизора составит не более 20⁰.
Если же телевизор приобретается для гостиной, стоит отдать предпочтение IPS-решениям, так как матрица обладает большим углом обзора и положение пользователя не имеет принципиального значения. Смотреть на экран ТВ можно сидя, лежа или в движении.
Что лучше для монитора: матрица IPS или VA?
Выбрать модель монитора гораздо сложней, нежели телевизор. В этом случае стоит акцентировать внимание на задачи, которые предстоит решить пользователю. Если пользователь работает с видео и графикой, IPS – лучшее решение на сегодняшний день, так как дает возможности добиться от техники универсальности при высоких показателях яркости, контрастности и цветопередачи.
Матрица VA или IPS для гейминга?
При активной игре значение имеет время отклика. Бюджетные модели, оснащенные IPS-экранами имеют небольшое время отклика, что неприемлемо для профессиональных игроков. При этом отсутствие фильтра, отражающего блики, сравнительно небольшая контрастность и пятна на подсветке также работают против недорогой техники.
В целом IPS-матрица демонстрирует хорошее изображение, позволяющее играть с комфортом при нормальном освещении.
Если игрок взаимодействует с экраном в вечернее время, при этом в помещении отсутствует яркое искусственное освещение, отлично подойдет VA или OLED матрица.
Что лучше IPS или VA матрица? Каждая имеет свои преимущества и недостатки. Именно по этой причин стоит взвесить все «за» и «против», определить цели и задачи, принять во внимание сценарий эксплуатации техники, параметры помещения, где она буде размещаться, и после сделать выбора в пользу подходящего варианта.
Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите ctrl+enter
Комментариев: 4
Поделиться материалом
Оформить подписку
При добавлении новых материалов Вы получите уведомление на E-mail.
Как узнать, какой тип матрицы стоит на ноутбуке?
Для проведения ремонта или покупки новых комплектующих необходимо знать, какая матрица в ноутбуке установлена, и какие именно модели подойдут для замены. Самый простой способ выяснить — разобрать устройство, отсоединить матрицу и прочитать маркировку на ней. Однако самостоятельная разборка ноутбука – непростая и опасная задача, поэтому лучше воспользоваться одним из нескольких иных способов. Как узнать, какая матрица в ноутбуке?
Способы определения типа матрицы
Первый и самый простой вариант – найти нужную информацию в документации на ноутбук, если она сохранилась. Там будет указано все об основных параметрах экрана: разрешение, диагональ дисплея, тип подсветки, а также прочие особенности. Для замены необходимо подобрать матрицу соответствующего типа и размера.
Однако, если устройство используется давно, определить тип матрицы ноутбука из документов чаще всего не представляется возможным. В этом случае можно воспользоваться одним из нескольких дополнительных способов:
Основные типы матриц ноутбуков
Чтобы разобраться, какая матрица стоит на ноутбуке, важно суметь прочитать маркировку производителя. Не всегда есть необходимости менять матрицу на оригинальную деталь того же изготовителя, чаще всего можно подобрать совместимый аналог, обладающий теми же размерами и техническими параметрами.
Самые распространенные современные типы матриц обозначаются следующими аббревиатурами:
- TN+Film – наиболее распространенный вариант, именно такие матрицы устанавливаются на ноутбуках бюджетной категории. Они отличаются небольшими углами обзора, а если на экране появляются битые пиксели, они выглядят как яркие точки.
- Матрицы MVA обладают большим углом обзора и улучшенной цветопередачей, а также повышенной контрастностью изображения. Характерный признак – битый пиксель выглядит как черная точка.
- Матрицы IPS. Они имеют угол обзора в 180 градусов, при этом изображение практически не искажается. Битые пиксели выглядят черными точками, исправная матрица отличается высокой контрастностью изображения.
Во всех случаях лучший ответ на вопрос, как определить модель матрицы ноутбука – обратиться в сервисный центр. Это одна из наиболее дорогостоящих деталей, поэтому при выборе необходимо предварительно разобраться во всех параметрах.
Покупаем монитор: какой тип матрицы выбрать?
Все мы пользуемся компьютерами, незаменимой частью которых являются мониторы. От правильного выбора монитора зависит и сохранение стопроцентного зрения, и уровень комфорта при работе. Ни в коем случае не стоит экономить на мониторе, потому что зрение ни за какие деньги не купишь.
При выборе монитора для себя, начинать стоит с определения типа матрицы, на базе которой будет собран Ваш будущий монитор. Стоти помнить, что разные типы матриц лучше подходят для того или иного типа работ. Далее следует определиться с диагональю экрана. Здесь многое зависит от количества свободного места на рабочем столе, которое Вы сможете отвести под монитор. Не стоит приобретать слишком большую диагональ (это всё-таки не телевизор), но и мелочиться тоже нет надобности – у Вас просто возникнут трудности с чтением мелкого текста. Особенно это касается пользователей с плохим зрением.
Что касается производителей мониторов, то их на рынке довольно много, предлагают модели разного качества и дизайна. Всё зависит от личных предпочтений и наличия в ассортименте. К тому же, всегда можно почитать в интернете обзоры конкретных моделей мониторов.
Начнём с выбора типы матрицы. Существует огромное количество типов матриц, на базе которых создаются мониторы, однако основными являются TN, IPS и VA. Все остальные являются их различными модификациями. Также в последнее время набирают популярность PLS матрицы, но стоят они пока что неоправданно дорого.
TN матрицы
Самый простой и старый тип матриц, вместе с тем самый дешёвый. Мониторы на TN матрицах обладают малыми углами обзора. Выражается это в следующем: картинка искажается при малейших отклонениях от просмотра под прямым углом. Но зато у таких матриц минимальное время отклика, т.е. динамичная картинка не оставляет шлейфов.
IPS матрицы
Мониторы, собранные на IPS матрицах, обладают гораздо более качественной цветопередачей, по сравнению с TN матрицами. Также для таких матриц характерны максимальные углы обзора. Но при всех этих преимуществах, есть и ряд недостатков. А именно: увеличенное время отклика (наличие шлейфов в динамичных сценах) и высокая себестоимость производства, соответственно цена.
VA матрицы
MVA/PVA матрицы являются своего рода компромиссом между TN и IPS матрицами. Существуют также более продвинутые типы матриц: Premium MVA и S-PVA. Мониторы на таких матрицах обладают очень близкой к IPS цветопередачей, большими углами обзора, малым временем отклика (чуть больше, чем TN). Что же касается контраста и яркости, то они максимальны на фоне всех существующих на данный момент типов матриц (за исключением PLS). Но всё же, для профессиональной работы такие мониторы не подойдут, поскольку при минимальном отклонении направления взгляда от перпендикуляра монитора опытный глаз уже в состоянии заметить отклонения в полутонах цветов. Большинству же среднестатистических пользователей это покажется мелочью.
PLS матрицы
В принципе, PLS – это в каком-то смысле развитие IPS-матриц, но несколько удешевлённый вариант. Обладают такими достоинствами, как высокая яркость и хорошая цветопередача, достаточно большие углы обзора. Естественно, не обошлось и без недостатков. Время отклика у PLS матриц чуть хуже, чем у TN, но лучше VA.
Резюмируя по типам матриц, скажем так: если у Вас ограничен бюджет, или Вы геймер – выбирайте мониторы на TN матрицах. Для профессиональных фотографов и дизайнеров, а также просмотра кинофильмов есть смысл потратиться на S-IPS. Ну а для офисной работы и чертёжной графики однозначно смотреть в сторону MVA/PVA.
Теперь определимся с диагональю своего будущего монитора. В принципе, для комфортной работы вполне достаточно 24 дюймов. Меньше брать бессмысленно, поскольку при разрешении Full HD (1920×1080) текст на экране становится слишком мелким.
Разрешение монитора
Уже давно традиционным стало разрешение Full HD – 1920×1080. Но существуют модели и с более высоким разрешением. Такие, могут потребоваться для геймеров. Соответственно, Ваша видеокарта должна поддерживать столь высокие разрешения.
Такие параметры, как яркость, контрастность, динамическая контрастность вообще не имеют особого смысла, поскольку каждый производитель замеряет их по своей технологии.
Обратите внимание на разъёмы, расположенные на задней панели монитора. В настоящее время наиболее актуальным является сочетание DVI + HDMI. VGA может пригодиться лишь для старых машин.
Поддержка технологии 3D
Сомнительное, да ещё и весьма дорогое удовольствие. Лучше приобретите 3D телевизор диагональю дюймов на 50 – вот в этом случае затраты себя оправдают вполне.
Всякие встроенные в корпус динамики, USB-порты тоже совершенно бесполезны. Обратите внимание на подставку. Она должна быть достаточно надёжной, иметь возможность поворота/наклона. Также может понадобиться использовать монитор в портретном режиме – далеко не каждая модель монитора имеет возможность регулировки по высоте.
Основные моменты, на которые стоит обратить внимание, я перечислил. Что касается дизайна, то здесь всё строго индивидуально. Точно так же и с производителями.
Типы матриц мониторов
- – Автор: Игорь (Администратор)
В рамках данного обзора, я расскажу вам о том, какие бывают типы матриц мониторов и про связанные с ними аспекты.
Если вам нужен монитор, то кроме его диагонали, соотношения высоты и ширины, частоты и прочих известных характеристик, так же стоит знать про тип матрицы, так как последний во многом определяет возможное качество картинки на экране. Но, и это далеко не все, так, например, от типа зависят углы обзора, долговечность, нагрузка на глаза и прочее.
Поэтому далее рассмотрим их более детально.
Примечание: Данный обзор предназначен для начинающих и обычных пользователей, поэтому не содержит подробного описания технических аспектов.
Типы матриц — краткое описание
Раньше все мониторы были ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) — это такие большие и тяжелые ящики. В нынешнее же время, практически все экраны ЖК (жидко-кристаллические) — это такие тонкие штуковины. Если первые подразумевали всего один подход, то вторые подразумевают использование разных типов матриц. И вот основные из них:
1. TN и TN+Film. Простые бюджетные мониторы. Топорные, но живучие и быстрые (время отклика в районе 1-2 мс или в районе 5 мс у самых простых).
2. IPS. Более качественная картинка. По многим параметрам опережает TN, но более медленные (в районе 10-20 мс; хотя бывают и быстрые, например, с откликом в 5 мс). Данный тип нередко используется для дизайна.
Примечание: Важно понимать, что для динамических сцен в компьютерных играх и фильмах требуется, чтобы время отклика было 5 мс и ниже. Для обычных дел достаточно 8-10 мс. Если выше, то это чисто для дизайна, так как многие люди смогут заметить «смазывание» анимации.
3. VA, MVA, PVA. Нечто среднее между TN и IPS.
4. PLS. По большому счету, это вариация IPS. Картинка более насыщенная, в остальном тип матрицы схож.
5. OLED. Нечто существенно отличающееся от остальных типов матриц. Картинка очень качественная. Плюс достойный, но и минусы немалые. Это финансовая часть, недолговечность, сложность при создании (отчего бывает брак), а так же далеко не каждый сможет долго проводить время за такой матрицей.
Рассмотрим каждый из типов более подробно.
Матрица TN и TN+Film
TN (Twisted Nematic). Это самый бюджетный и старый тип матриц. Однако, пользуется популярностью до сих пор, так как живучий и быстрый. TN+Film это расширенная версия TN, в которой добавлен дополнительный слой, позволяющий увеличить углы обзора.
Плюсы:
1. Бюджетный. Нередко этот аспект бывает важным.
2. Скорость (время отклика — простыми словами, пиксели очень быстро меняют свой цвет). Это особенно важно для любителей компьютерных игр, так как input lag не сильно увеличивается.
3. Неплохие углы обзора по горизонтали.
4. Живучие.
Минусы:
1. Средняя картинка. Как говорится, «а чего еще ждать от бюджетного варианта?». Слабая яркость, низкая цветопередача и прочее.
2. Малые углы обзора по вертикали. При этом цвет быстро тускнеет (чем больше угол по вертикали). В некоторых случаях, цвет даже инвертируется.
3. Ненасыщенный черный цвет. Порой, напоминают даже градации серого.
4. Нагрузка на глаза (IPS, VA и PLS меньше нагружают).
В целом, чаще всего используется либо любителями компьютерных игр (из-за скорости), либо когда от монитора не требуется высоких характеристик.
Матрица IPS
IPS (In-Plane Switching). Во многом превосходит TN матрицы, за исключением скорости отклика (тут матрицу TN не обогнал).
Плюсы:
1. Хорошая цветопередача. Если поставить рядом TN и IPS, то качество будет заметно (разве что IPS собрана в кустарных условиях).
2. Низкая нагрузка на глаза.
3. Большие углы обзора как по горизонтали, так и по вертикали. При этом цвет не так быстро тускнеет, как у TN.
4. Существует большое количество подвидов, что позволяет лавировать и подбирать монитор под свои возможности и задачи.
Минусы:
1. Финансы.
2. Скорость. Ниже, чем у TN, поэтому может подойти далеко не всем. В нынешнее время это диапазон от 5 до 10 мс, но бывают мониторы с более долгим откликом (например, 14 мс).
Примечание: Тут важно помнить про время отклика и комментарий из раздела с кратким описанием.
3. Невысокая контрастность (но, зависит от подвида). Из-за этого черный цвет может выглядеть градацией серого.
4. Glow-эффект. При взгляде с определенного угла, картинка может выглядеть розовой или фиолетовой.
В целом, такая матрица позволяет отображать на экране монитора более качественную картинку, нежели это позволяет TN. Однако, важно учитывать время отклика и те задачи, для которых предназначен монитор.
Матрица VA, MVA, PVA
VA (Vertical Alignment) / MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) / PVA (Patterned Vertical Alignment). Это некий средний вариант между TN и IPS.
Плюсы:
1. Хорошая цветопередача. Но, может быть ниже, чем у IPS.
2. Неплохие углы обзора. Лучше чем у TN, но хуже чем у IPS.
3. Контрастность. Это сильное качество. Может быть существенно лучше чем у TN и IPS.
4. Небольшая нагрузка на глаза.
Минусы:
1. Малая популярность. Вероятнее всего из-за маркетинга, так как TN это самые старый и известный тип матрицы, а IPS позиционируются как качественные (плюс у них немало подвидов).
2. Скорость. Аналогичная проблема, как и у IPS.
3. Финансы. Нечто среднее.
4. При больших размерах экранов, зернистость может быть заметной.
В целом, неплохая матрица, особенно как промежуточный вариант между TN и IPS. Однако, важно учитывать, что мониторы бывают разными.
Матрица PLS
PLS (Plane-to-Line Switching). Как уже говорилось, это альтернатива IPS (а вернее разновидность). По большому счету, минусы и плюсы примерно одинаковы. Главным отличием является то, что черный цвет более насыщенный (за счет контрастности). Это делает картинку более качественной. Поэтому данный тип матрицы может быть предпочтительнее для создания дизайна. Кроме того, время отклика может быть меньше, чем у IPS.
Но, существуют и отличительные минусы. Во-первых, как и VA, данный тип менее распространен. Во-вторых, финансовая часть. Если располагать в порядке возрастания, то обычно это TN, VA, IPS, PLS, OLED.
В целом, этот тип матрицы позволяет наслаждаться красивой картинкой, однако, нужно учитывать минусы, так как качественного монитора с типом VA или IPS для домашних задач может быть более, чем достаточно (если цель качество).
Матрица OLED
OLED (Organic Light Emitting Diode). Как уже говорилось, это существенно отличающийся тип матрицы.
Плюсы:
1. Идеальный черный и высокая контрастность. Из-за особенности самой технологии.
2. Отличная картинка.
3. Высокая скорость. Отклик ниже, чем у TN.
4. Углы обзора вплоть до 180 градусов.
5. Маленький вес и габариты.
6. Возможность создания гибких экранов (из-за особенности самой технологии).
Минусы:
1. Финансы «в квадрате».
2. Редкость. В основном из-за предыдущего момента.
3. Возможный брак. Технология сложна, поэтому вероятность брака выше.
4. Недолговечность. При чем этот аспект может быть существенным. Например, предыдущие типы матриц могут годами отображать картинку без проблем. А вот с OLED матрицей (по сведениям из разных источников интернета) не все так хорошо.
5. Не каждый сможет долго смотреть в монитор с такой матрицей. Зависит от чувствительности глаз.
В целом, OLED матрицы хоть и предоставляют огромные плюсы, все же для целей домашнего использования минусы весомы.
Теперь, вы знаете различные типы матриц мониторов и то, как они отличаются.
☕ Хотите выразить благодарность автору? Поделитесь с друзьями!
- Как сделать фото из видео?
- Как проверить пинг через командную строку?
Добавить комментарий / отзыв
Клавиатура — это ключ
Раньше я ужасно печатал. В моей работе такое отсутствие навыков набора текста действительно мешает. Я купил версию TypeMatrix Дворжака и никогда не оглядывался назад. Я люблю клавиатуру 2030 года. Всякий раз, когда мне нужно использовать другую клавиатуру, я просто хочу, чтобы у меня был 2030-й. Вы получаете то, за что платите.
Марцин Залевски, Профессор
Очень доволен скинами! Я должен признаться, что сначала я был немного скептически настроен к ним, но скины позволяют мне набирать как обычно , они защищают клавиши от пыли и никогда не вызывают дополнительных опечаток на клавиатуре, поэтому после недели интенсивного использования у меня не на что жаловаться.
H. Algestam, Dvorak Advocate
Благодаря вашей клавиатуре моя скорость набора улучшилась , и мои пальцы не сводятся; Я вообще не могу печатать на «нормальной» клавиатуре, не ругаясь и не глядя на свои пальцы, хе-хе.
Яно Лукач, Бизнес-брокер
Я много лет страдал от запястного канала на обоих запястьях, пока не обнаружил эргономические преимущества клавиатуры TypeMatrix.Как только я заново изучил расположение нескольких клавиш и преимущества меньшего расстояния между моей мышью и клавиатурой, моя боль значительно уменьшилась .
Венди Миллстайн, Редактор отдела закупок
Ваша клавиатура революционная, и Я не могу представить, чтобы вернуться к обычной клавиатуре . Я замечаю, что мои руки больше не пронизывают и не супинируют, чтобы соответствовать требованиям неудобных клавиатур в стиле пишущей машинки. Это сделало набор текста намного менее утомительным для длительных сеансов программирования.
Джаром Ли, Программист
Мне очень жаль, что мне потребовалось так много времени, чтобы сказать вам это, но Я в абсолютном НЕБЕ с тех пор, как получил клавиатуру! Моя кривая обучения была меньше недели. У вас действительно выдающийся продукт!
Нина Куккурулло, Медицинский транскрипционист
До использования клавиатуры TypeMatrix у меня часто были жесткие запястья, большие пальцы рук, локти и плечи после долгой работы за компьютером.Вчера я понял, что У меня не болит с тех пор, как я купил новую клавиатуру. Какое благословение!
Pam Free, Дизайнер веб-сайтов
Я ценю всю работу, которую вы вложили в платы, и мои запястья, спасибо .
Андрей Штрошер, Сценарист
Типы матриц
В этом уроке описаны несколько наиболее важных типов матриц: транспонировать матрицы, векторы и различные виды квадратных матриц.
Транспонирование матрицы
транспонирование одной матрицы — это другая матрица, которая получается используя строки из первой матрицы в качестве столбцов во второй матрице.
Например, легко увидеть, что транспонирование матрицы A равно А ‘. Строка 1 матрицы A становится столбцом 1 матрицы А ‘; строка 2 из A становится столбцом 2 из А ‘; и строка 3 A становится столбцом 3 А ‘.
Обратите внимание, что порядок матрицы инвертируется после того, как она была транспонирована.Матрица A — это матрица 3 x 2, но матрица A ‘ представляет собой матрицу 2 x 3.
Что касается обозначений, на этом веб-сайте штрихи используются для обозначения транспонировать. Таким образом, транспонирование матрицы B будет записывается как B ‘.
Векторы
Векторы — это тип матрицы, имеющей только один столбец или один строка.
Векторы бывают двух видов: векторов-столбцов, и векторов-строк . Например, матрица a — вектор-столбец, а матрица a ‘ — вектор-строка.
Мы используем строчные жирные буквы для обозначения векторов-столбцов. А поскольку транспонирование вектора-столбца — это вектор-строка, мы используем нижний регистр, жирные буквы плюс простое число для обозначения векторов-строк. Таким образом, вектор b будет вектор-столбец, а вектор b ‘ будет вектор-строка.
Квадратные матрицы
Квадратная матрица представляет собой матрицу n x n ; это, матрица с тем же количеством строк, что и столбцы.В этом разделе мы описываем несколько специальных видов квадратной матрицы.
Симметричная матрица . Если транспонированная матрица равна сама себе эта матрица называется симметричной. Два примера симметричные матрицы появляются ниже.
A = A ‘ = B = B’ = Обратите внимание, что каждая из этих матриц удовлетворяет определяющему требованию симметричная матрица: A = A ‘ и B = B ‘.
Диагональная матрица . Диагональная матрица — это особый вид симметричной матрицы. Это симметричная матрица с нулями в недиагональные элементы. Ниже показаны две диагональные матрицы.
Обратите внимание, что диагональ матрицы относится к элементам которые бегут из верхнего левого угла в нижний правый угол.
Скалярная матрица . Скалярная матрица — это особый вид диагональная матрица. Это диагональная матрица с однозначными элементами по диагонали.Ниже приведены два примера скалярной матрицы.
Эти квадратные матрицы играют важную роль в применении матрицы алгебра к проблемам реального мира. Например, скалярная матрица, называемая единичная матрица имеет решающее значение для решения одновременных линейных уравнений. (Мы покрываем матрицу идентичности далее в руководстве.)
Проверьте свое понимание
Проблема 1
Рассмотрим матрицы, показанные ниже — a , A , B и C
Какие из следующих утверждений верны?
И. a — матрица-строка
II. A = B ‘
III. C — симметричная матрица
(A) I и II
(B) I и III
(C) II и III
(D) Ни один из вышеперечисленных
(E) Все вышеперечисленное
Решение
Правильный ответ — (C), как описано ниже.
- Матрица a — это вектор-столбец, а не матрица-строка
- Транспонирование матрицы создается путем перестановки соответствующих
строки и столбцы.Когда это делается для матрицы B ,
мы видим, что A = B ‘.
- Транспонирование C равно C ; то есть C = C ‘. Следовательно, C — симметричная матрица.
Отметим, что недиагональные элементы матрицы C равны до нуля; поэтому матрица C — это диагональная матрица, которая представляет собой особый вид симметричная матрица.
Типы матриц в линейной алгебре для машинного обучения
Последнее обновление 5 января 2021 г.
Многое из линейной алгебры связано с операциями над векторами и матрицами, и существует много различных типов матриц.
Есть несколько типов матриц, с которыми вы можете сталкиваться снова и снова, когда начинаете заниматься линейной алгеброй, в частности, части линейной алгебры, относящиеся к машинному обучению.
В этом руководстве вы откроете для себя набор различных типов матриц из области линейной алгебры, с которыми вы можете столкнуться в машинном обучении.
После прохождения этого руководства вы будете знать:
- Квадратные, симметричные, треугольные и диагональные матрицы, которые соответствуют их названиям.
- Матрицы идентичности, которые имеют нулевые значения, кроме вдоль главной диагонали, где значения равны 1.
- Ортогональные матрицы, обобщающие идею перпендикулярных векторов и обладающие полезными вычислительными свойствами.
Начните свой проект с моей новой книги «Линейная алгебра для машинного обучения», включающей пошаговые руководства и файлы исходного кода Python для всех примеров.
Приступим.
- Обновление от февраля 2018 г. : исправлена небольшая опечатка в уравнении эквивалентности для ортогональной матрицы.
Нежное введение в типы матриц в линейной алгебре
Фотография Тони, некоторые права защищены.
Обзор учебного пособия
Это руководство разделено на 6 частей, чтобы охватить основные типы матриц; их:
- Квадратная матрица
- Симметричная матрица
- Треугольная матрица
- Диагональная матрица
- Матрица идентичности
- Ортогональная матрица
Нужна помощь с линейной алгеброй для машинного обучения?
Пройдите бесплатный 7-дневный ускоренный курс по электронной почте (с образцом кода).
Нажмите, чтобы зарегистрироваться, а также получите бесплатную электронную версию курса в формате PDF.
Загрузите БЕСПЛАТНЫЙ мини-курс
Квадратная матрица
Квадратная матрица — это матрица, в которой количество строк (n) равно количеству столбцов (m).
Квадратная матрица контрастирует с прямоугольной матрицей, в которой количество строк и столбцов не равно.
При совпадении количества строк и столбцов размеры обычно обозначаются как n, e.г. п х п. Размер матрицы называется порядком, поэтому квадратная матрица четвертого порядка составляет 4 x 4.
Вектор значений по диагонали матрицы от верхнего левого угла до нижнего правого угла называется главной диагональю.
Ниже приведен пример квадратной матрицы третьего порядка.
1, 2, 3 М = (1, 2, 3) 1, 2, 3
1, 2, 3 M = (1, 2, 3) 1, 2, 3 |
Квадратные матрицы легко складываются и перемножаются и являются основой многих простых линейных преобразований, таких как вращения (как при поворотах изображений).
Симметричная матрица
Симметричная матрица — это тип квадратной матрицы, в которой правый верхний треугольник совпадает с левым нижним треугольником.
Без преувеличения можно сказать, что симметричные матрицы S — это самые важные матрицы, которые когда-либо видел мир — в теории линейной алгебры, а также в приложениях.
— стр. 338, Введение в линейную алгебру, пятое издание, 2016 г.
Чтобы быть симметричным, ось симметрии всегда является главной диагональю матрицы, от верхнего левого угла до нижнего правого.
Ниже приведен пример симметричной матрицы 5 × 5.
1, 2, 3, 4, 5 2, 1, 2, 3, 4 М = (3, 2, 1, 2, 3) 4, 3, 2, 1, 2 5, 4, 3, 2, 1
1, 2, 3, 4, 5 2, 1, 2, 3, 4 M = (3, 2, 1, 2, 3) 4, 3, 2, 1, 2 5, 4, 3, 2, 1 |
Симметричная матрица всегда квадратная и равна своему собственному транспонированию.
Треугольная матрица
Треугольная матрица — это тип квадратной матрицы, все значения которой находятся в верхнем правом или нижнем левом углу матрицы, а остальные элементы заполнены нулевыми значениями.
Треугольная матрица со значениями только выше главной диагонали называется верхней треугольной матрицей. В то время как треугольная матрица со значениями только ниже главной диагонали называется нижней треугольной матрицей.
Ниже приведен пример верхней треугольной матрицы 3 × 3.
1, 2, 3 М = (0, 2, 3) 0, 0, 3
1, 2, 3 M = (0, 2, 3) 0, 0, 3 |
Ниже приведен пример нижней треугольной матрицы 3 × 3.
1, 0, 0 М = (1, 2, 0) 1, 2, 3
1, 0, 0 M = (1, 2, 0) 1, 2, 3 |
Разложение LU разрешает заданную матрицу на верхнюю и нижнюю треугольные матрицы.
NumPy предоставляет функции для вычисления треугольной матрицы из существующей квадратной матрицы. Функция tril () для вычисления нижней треугольной матрицы из заданной матрицы и triu () для вычисления верхней треугольной матрицы из заданной матрицы
Пример ниже определяет квадратную матрицу 3 × 3 и вычисляет из нее нижнюю и верхнюю треугольные матрицы.
# треугольные матрицы из массива импорта numpy из numpy import tril от numpy import triu M = массив ([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]) печать (M) нижний = трил (М) печать (нижняя) верхний = триу (М) печать (верхняя)
# треугольные матрицы из numpy import array из numpy import tril из numpy import triu M = array ([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2 , 3]]) печать (M) нижняя = трил (M) печать (нижняя) верхняя = триу (M) печать (верхняя) |
При выполнении примера печатается заданная матрица, за которой следуют нижняя и верхняя треугольные матрицы.
[[1 2 3] [1 2 3] [1 2 3]] [[1 0 0] [1 2 0] [1 2 3]] [[1 2 3] [0 2 3] [0 0 3]]
[[1 2 3] [1 2 3] [1 2 3]] [[1 0 0] [1 2 0] [1 2 3]] [[1 2 3] [0 2 3] [0 0 3]] |
Диагональная матрица
Диагональная матрица — это матрица, в которой значения за пределами главной диагонали имеют нулевое значение, а главная диагональ берется из верхнего левого угла матрицы в нижний правый.
Диагональная матрица часто обозначается переменной D и может быть представлена как полная матрица или как вектор значений на главной диагонали.
Диагональные матрицы состоят в основном из нулей и имеют ненулевые элементы только вдоль главной диагонали.
— стр. 40, Глубокое обучение, 2016.
Ниже приведен пример квадратной диагональной матрицы 3 × 3.
1, 0, 0 D = (0, 2, 0) 0, 0, 3
1, 0, 0 D = (0, 2, 0) 0, 0, 3 |
В качестве вектора он будет представлен как:
Или с указанными скалярными значениями:
Диагональная матрица не обязательно должна быть квадратной.В случае прямоугольной матрицы диагональ будет охватывать самое короткое измерение; например:
1, 0, 0, 0 0, 2, 0, 0 D = (0, 0, 3, 0) 0, 0, 0, 4 0, 0, 0, 0
1, 0, 0, 0 0, 2, 0, 0 D = (0, 0, 3, 0) 0, 0, 0, 4 0, 0, 0, 0 |
NumPy предоставляет функцию diag (), которая может создавать диагональную матрицу из существующей матрицы или преобразовывать вектор в диагональную матрицу.
Пример ниже определяет квадратную матрицу 3 × 3, извлекает главную диагональ как вектор, а затем создает диагональную матрицу из извлеченного вектора.
# диагональная матрица из массива импорта numpy из numpy import diag M = массив ([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]) печать (M) # извлечь диагональный вектор d = диаг (М) печать (d) # создать диагональную матрицу из вектора D = диаг (d) печать (D)
# диагональная матрица из массива импорта numpy из массива импорта numpy diag M = array ([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]) print (M) # извлечь диагональный вектор d = diag (M) print (d) # создать диагональную матрицу из вектора D = diag (d) print (D) |
При выполнении примера сначала печатается заданная матрица, затем вектор главной диагонали и диагональная матрица, построенная на основе вектора.
[[1 2 3] [1 2 3] [1 2 3]] [1 2 3] [[1 0 0] [0 2 0] [0 0 3]]
[[1 2 3] [1 2 3] [1 2 3]] [1 2 3] [[1 0 0] [0 2 0] [0 0 3]] |
Идентификационная матрица
Идентификационная матрица — это квадратная матрица, которая не меняет вектор при умножении.
Значения единичной матрицы известны. Все скалярные значения по главной диагонали (от верхнего левого угла до нижнего правого) имеют значение один, а все остальные значения равны нулю.
Единичная матрица — это матрица, которая не меняет никакого вектора, когда мы умножаем этот вектор на эту матрицу.
— стр. 36, Глубокое обучение, 2016.
Идентификационная матрица часто представляется с использованием обозначения «I» или размерности «In», где n — это нижний индекс, указывающий размерность квадратной единичной матрицы.В некоторых обозначениях идентичность может называться единичной матрицей или «U», чтобы учитывать одно значение, которое она содержит (это отличается от унитарной матрицы).
Например, единичная матрица размером 3 или I3 будет иметь следующий вид:
1, 0, 0 Я = (0, 1, 0) 0, 0, 1
1, 0, 0 I = (0, 1, 0) 0, 0, 1 |
В NumPy матрица идентичности может быть создана с определенным размером с помощью функции identity ().
В приведенном ниже примере создается единичная матрица I3.
# единичная матрица из идентификатора импорта numpy I = идентичность (3) печать (I)
# матрица идентичности из numpy import identity I = identity (3) print (I) |
При выполнении примера распечатывается созданная матрица идентичности.
[[1.0. 0.] [0. 1. 0.] [0. 0. 1.]]
[[1. 0. 0.] [0. 1. 0.] [0. 0. 1.]] |
Сама по себе единичная матрица не так интересна, хотя она является компонентом в других операциях с матрицей импорта, таких как инверсия матрицы.
Ортогональная матрица
Два вектора ортогональны, если их скалярное произведение равно нулю, что называется ортонормированным.
или
Это интуитивно понятно, если учесть, что одна линия ортогональна другой, если она перпендикулярна ей.
Ортогональная матрица — это тип квадратной матрицы, столбцы и строки которой являются ортонормированными единичными векторами, например перпендикулярны и имеют длину или величину 1.
Ортогональная матрица — это квадратная матрица, строки которой взаимно ортонормированы, а столбцы взаимно ортонормированы
— стр. 41, Глубокое обучение, 2016.T указывает на транспонирование Q, а I — единичная матрица.
Матрица ортогональна, если ее транспонирование равно ее обратной.
Другой эквивалент ортогональной матрицы — это то, что скалярное произведение матрицы и самого себя равно единичной матрице.
Ортогональные матрицы часто используются для линейных преобразований, таких как отражения и перестановки.
Ниже приведена простая ортогональная матрица 2 × 2, которая является примером матрицы отражения или координатного отражения.
1, 0 Q = (0, -1)
1, 0 Q = (0, -1) |
В приведенном ниже примере создается эта ортогональная матрица и проверяются приведенные выше эквивалентности.
# ортогональная матрица из массива импорта numpy из numpy.linalg import inv Q = массив ([[1, 0], [0, -1]]) печать (Q) # обратная эквивалентность V = inv (Q) печать (Q.Т) печать (V) # идентичность эквивалентности I = Q.dot (Q.T) печать (I)
# ортогональная матрица из массива импорта numpy из массива импорта numpy.linalg inv Q = array ([[1, 0], [0, -1]]) print (Q) # inverse эквивалентность V = inv (Q) print (QT) print (V) # идентичность эквивалентность I = Q.dot (QT) print (I) |
При выполнении примера сначала печатается ортогональная матрица, затем распечатывается обратная ортогональная матрица, а затем печатается транспонированная ортогональная матрица, и показано, что они эквивалентны.Наконец, печатается единичная матрица, которая вычисляется из скалярного произведения ортогональной матрицы с ее транспонированием.
[[1 0] [0 -1]] [[1 0] [0 -1]] [[1. 0.] [-0. -1.]] [[1 0] [0 1]]
[[1 0] [0 -1]] [[1 0] [0 -1]] [[1. 0.] [-0.-1.]] [[1 0] [0 1]] |
Ортогональные матрицы являются полезными инструментами, поскольку они дешевы в вычислительном отношении и стабильны, чтобы вычислять обратные матрицы просто как их транспонирование.
Расширения
В этом разделе перечислены некоторые идеи по расширению учебника, которые вы, возможно, захотите изучить.
- Измените каждый пример, используя ваши собственные небольшие надуманные данные.
- Напишите свои собственные функции для реализации каждой операции.
- Изучите один пример, в котором каждая операция использовалась в машинном обучении.
Если вы изучите какое-либо из этих расширений, я хотел бы знать.
Дополнительная литература
Этот раздел предоставляет дополнительные ресурсы по теме, если вы хотите углубиться.
Книги
API
Статьи
Сводка
В этом руководстве вы обнаружили набор различных типов матриц из области линейной алгебры, с которыми вы можете столкнуться в машинном обучении.
В частности, вы узнали:
- Квадратные, симметричные, треугольные и диагональные матрицы, соответствующие их названию.
- Матрицы идентичности, которые имеют нулевые значения, кроме вдоль главной диагонали, где значения равны 1.
- Ортогональные матрицы, обобщающие идею перпендикулярных векторов и обладающие полезными вычислительными свойствами.
Есть вопросы?
Задайте свои вопросы в комментариях ниже, и я постараюсь ответить.
Изучите линейную алгебру для машинного обучения!
Развивайте рабочее понимание линейной алгебры
… путем написания строк кода на python
Узнайте, как это сделать в моей новой электронной книге:
Линейная алгебра для машинного обучения
Он предоставляет учебных пособий по таким темам, как:
векторные нормы, умножение матриц, тензоры, собственное разложение, SVD, PCA и многое другое …
И наконец разобраться в математике данных
Пропустить академики.Только результаты.
Посмотрите, что внутритипов матриц | Суперпроф
Существует много типов матриц, но запомнить их все может быть сложно, поэтому мы придумали отдельный урок для разных типов матриц. Когда дело доходит до типов матриц, мы смотрим на каждую точку, от строк до их назначения. Ниже приведены типы матриц:
Матрица строк
Если матрица имеет только одну строку, мы будем называть ее матрицей строк. Количество столбцов в матрице строк не имеет значения, важно только то, что в ней должна быть одна строка.Матрица-строка состоит из одной строки.
Лучшие доступные репетиторы по математике
Первый урок бесплатноМатрица столбцов
Матрица столбцов похожа на матрицу строк, но с некоторыми изменениями. Условие столбцовой матрицы состоит в том, что она должна иметь единственный столбец. Неважно, сколько строк в матрице столбцов, важно только то, что в ней должен быть один столбец.
Прямоугольная матрица
Прямоугольная матрица состоит из другого числа строк и столбцов, и ее размер обозначается как
.По сути, почти все матрицы представляют собой прямоугольную матрицу, но если строки и столбцы станут одинаковыми, это не будет прямоугольной матрицей.Квадратная матрица
Когда строки и столбцы равны, это не будет прямоугольная матрица, а будет квадратная матрица. Причина проста: у квадрата все стороны равны, и когда количество строк и столбцов равно, это означает, что все стороны матрицы равны, поэтому мы называем его квадратной матрицей. Короче говоря, квадратная матрица состоит из одинакового количества строк и столбцов.Элементы формы
составляют главную диагональ. Вторичная диагональ образована элементами с.Нулевая матрица
В нулевой матрице все элементы нулевые.
Верхняя треугольная матрица
Чтобы понять верхнюю треугольную матрицу, начертите диагональ данной матрицы. Если все элементы ниже диагонали равны нулю, это означает, что у вас верхняя треугольная матрица.
Нижняя треугольная матрица
Нижняя треугольная матрица похожа на верхнюю треугольную матрицу, но разница заключается в расположении нулей.В нижней треугольной матрице все элементы над диагональю равны нулю. Неважно, что находится ниже диагонали, пока элементы над диагональю равны нулю, мы будем называть это нижней треугольной матрицей, однако диагональные элементы никогда не будут равны нулю как в верхней треугольной матрице, так и в нижняя треугольная матрица.
Диагональная матрица
В диагональной матрице все элементы выше и ниже диагонали — нули. Это похоже на комбинацию верхней треугольной матрицы и нижней треугольной матрицы.
Скалярная матрица
Скалярная матрица — это , как диагональная матрица, но с разницей. Для скалярной матрицы есть два условия. Во-первых, все элементы, как выше, так и ниже диагонали, должны быть равны нулю. Второе условие — диагональные элементы должны быть одинаковыми. Следовательно, скалярная матрица — это диагональная матрица, в которой диагональные элементы равны.
Идентификационная матрица
Идентификационная матрица — это диагональная матрица, в которой диагональные элементы равны 1.
Транспонирование матрицы
Для данной матрицы A транспонирование матрицы A является другой матрицей, в которой элементы в столбцах и строках поменялись местами. Другими словами, строки становятся столбцами, а столбцы становятся строками.
Регулярная матрица
Другое название регулярной матрицы — невырожденная матрица. Регулярная матрица — это квадратная матрица, имеющая обратную.Другими словами, если квадратная матрица имеет ненулевой определитель, это означает, что это регулярная / невырожденная матрица.
Сингулярная матрица
Сингулярная матрица — это квадратная матрица, не имеющая обратной.
Идемпотентная матрица
Матрица A идемпотентна, если:
Инволютивная матрица
Матрица A инволютивна, если:
Инволютивная матрица — это собственная обратная матрица.
Симметричная матрица
Симметричная матрица — это квадратная матрица, которая проверяет:
Антисимметричная матрица
Антисимметричная матрица — это квадратная матрица, которая проверяет:
Ортогональная матрица
ортогонален, если подтверждается следующее:
Как использовать вопросы матричного типа — чем мы можем вам помочь?
Чтобы добавить матричный вопрос, перейдите в «Курсы», щелкните название курса и отредактируйте соответствующий «Тестовый блок» (если у вас его еще нет, перейдите в «Добавить контент» -> «Добавить тест». ).В разделе «Вопросы» нажмите «Добавить вопрос» и в раскрывающемся списке «Тип» выберите «Матрица».
По умолчанию ваш новый вопрос матрицы будет состоять из 2 строк и 2 столбцов.
Нажмите кнопку «плюс» (+) (1) , чтобы добавить больше строк и столбцов. Каждый раз, когда вы это делаете, добавляются и строка, и столбец. Если вам нужно больше столбцов, чем строк, или наоборот, нажимайте кнопку «плюс» (+), пока не достигнете желаемого числа. Затем заполните только обязательные поля, а остальные оставьте пустыми.
Примечание: Нажмите «Создать матрицу» (2) в любое время, когда захотите просмотреть изменения, внесенные в сетку .
В настройках «Режим подсчета баллов» вы можете определить, что считается одним правильным или неправильным ответом в балле пользователя, отдельным флажком («Полная матрица») или целой строкой («На каждую строку матрицы»). (3 ) .
Например:
1) Матричный вопрос ниже настроен на режим подсчета очков «Полная матрица».Он состоит из 4 строк, 3 столбцов, 12 флажков и 6 правильных ответов. Возможных ответов — 12, что соответствует количеству флажков. Один неверный флажок стоит пользователю 1/12 или 8,33% от общей суммы баллов.
2) Матричный вопрос ниже настроен на режим расчета баллов «По строкам матрицы». Он состоит из 4 строк, 3 столбцов, 12 флажков и 6 правильных ответов. Возможные ответы в каждой строке: 3. Один неправильный флажок стоит пользователю целую строку, что соответствует 1/4 или 25% от общей суммы баллов.
В то время как 2 или 3 ошибки в одной строке имеют одинаковый вес в результатах, 2 неправильных флажка в 2 разных строках будут стоить пользователю 50% общей оценки.
В настройках «Режим ответа» вы можете определить, могут ли пользователи устанавливать только один («Один флажок в строке») или несколько флажков («Многие флажки в строке») в каждой строке. (4) . В случае «Один флажок на строку», если пользователи уже установили флажок и пытаются выбрать другой в той же строке, система автоматически удаляет первый выбор.В случае «Многие флажки на строку» флажки представлены в виде переключателей.
Примечание: Для настройки функций «Связанный объект», «Сложность объекта», «Секунды до завершения», «Объяснение» и «Связанный навык» перейдите в раздел «Дополнительные настройки».
Типы матриц | eMathZone
Существует несколько типов матриц, но наиболее часто используются следующие:
Матрица строк
Матрица столбцов
Прямоугольная матрица
Квадратная матрица
Диагональная матрица
Скалярная матрица
Идентификационная матрица
Треугольная матрица
Нулевая или нулевая матрица
Транспонирование матрицы
Матрица строк:
Матрица называется матрицей-строкой, если она имеет только одну строку.
например
\ [A = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1, 2 и 3 \ end {array}} \ right] \]
Матрица столбцов:
Матрица называется матрицей столбцов, если она имеет только один столбец.
например
\ [B = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 \\ 2 \\ 3 \ end {array}} \ right] \]
Прямоугольная матрица:
Матрица называется прямоугольной, если количество строк не равно количеству столбцов.
например
\ [A = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 3 & 4 \\ 2 & 5 & 2 \ end {array}} \ right] \]
Квадратная матрица:
Матрица называется квадратной, если количество строк равно количеству столбцов.
например
\ [B = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 3 & 4 \\ 5 & 2 & 4 \\ 1 & 9 & 6 \ end {array}} \ right] \]
Диагональная матрица:
Квадратная матрица называется диагональной, если хотя бы один элемент главной диагонали не равен нулю, а все остальные элементы равны нулю.
например
\ [D = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \ end {array}} \ right] \]
Скалярная матрица:
Диагональная матрица называется скалярной, если все ее диагональные элементы совпадают.
например
\ [A = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 2 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \ end {array}} \ right] \]
Идентификационная или единичная матрица:
Диагональная матрица называется единичной, если все ее диагональные элементы равны единице, что обозначается $$ I $$.
например
\ [I = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 0 \\ 0 & 1 \ end {array}} \ right], \, \, \, I = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \ end {array}} \ right] \]
Треугольная матрица:
Квадратная матрица называется треугольной, если все ее элементы выше главной диагонали равны нулю (нижняя треугольная матрица) или все ее элементы ниже главной диагонали равны нулю (верхняя треугольная матрица) .
например:
\ [A = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 0 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \\ 3 & 5 & 6 \ end {array}} \ right] \ [(Нижняя треугольная матрица)
\ [B = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 5 & 8 & 3 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 7 \ end {array}} \ right] \] (Верхняя треугольная матрица)
Нулевая или нулевая матрица:
Матрица называется пустой или нулевой матрицей, если все ее элементы равны нулю. Обозначается он $$ O $$.
например
\ [O = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 0 & 0 \\ 0 & 0 \ end {array}} \ right], \, \, \, O = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \ end {array}} \ right] \]
Транспонирование матрицы:
Предположим, что $$ A $$ — заданная матрица, тогда матрица, полученная перестановкой ее строк в столбцы, называется транспонированием $$ A $$.t} = \ left [{\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 8 \\ 2 & 4 \\ 3 & 6 \ end {array}} \ right] \]
— приложения Win32
- 2 минуты на чтение
В этой статье
Матрица — это особый тип данных, содержащий от одного до шестнадцати компонентов. Все компоненты матрицы должны быть одного типа.
Компоненты
Арт. | Описание |
---|---|
Тип Компоненты | Одно имя, состоящее из трех частей. Первая часть — это один из скалярных типов. Вторая часть — это количество рядов. Третья часть — это количество столбцов. Количество строк и столбцов — положительное целое число от 1 до 4 включительно. |
Имя | Строка ASCII, однозначно определяющая имя переменной. |
Примеры
Вот несколько примеров:
int1x1 iMatrix; // целочисленная матрица с 1 строкой и 1 столбцом
int4x1 iMatrix; // целочисленная матрица с 4 строками, 1 столбцом
int1x4 iMatrix; // целочисленная матрица с 1 строкой, 4 столбцами
double3x3 dMatrix; // двойная матрица с 3 строками, 3 столбцами float2x2 fMatrix = {0.