Введение
Выгорание электронного дисплея – это постоянное изменение цвета отдельных участков на электронном дисплее, таком как электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) в старом компьютерном мониторе или телевизоре. Оно вызвано длительным неравномерным использованием экрана. Более современные жидкокристаллические дисплеи (ЖКД) могут подвергаться эффекту временного остаточного изображения, который не является постоянным. Одним из способов предотвращения выгорания экрана было использование заставок, которые перемещали изображение по экрану, чтобы ни один участок не оставался освещенным слишком долго.
Screen burn in, image burn in, ghost image, or shadow image, is a permanent discoloration of areas on an electronic display such as a cathode ray tube (CRT) in an old computer monitor or television set. It is caused by cumulative non uniform use of the screen. Newer liquid crystal displays (LCDs) may suffer from a phenomenon called image persistence instead, which is not permanent. One way to combat screen burn in was the use of screensavers, which would move an image around to ensure that no one area of the screen remained illuminated for too long.
Причины
При использовании фосфорных электронных дисплеев (например, компьютерных мониторов типа ЭЛТ, экранов осциллографов или плазменных дисплеев) неравномерное использование определенных областей, такое как длительное отображение статичных изображений (текста или графики), повторяющийся контент в игровой графике или определенные телепередачи с бегущими строками и логотипами, может привести к появлению постоянного "призрачного" изображения этих объектов или иному ухудшению качества изображения. Это происходит потому, что фосфорные соединения, излучающие свет для формирования изображения, теряют свою яркость по мере использования. Этот износ приводит к неравномерной светоотдаче со временем, а в серьезных случаях может создать "призрачное" изображение предыдущего контента. Даже если "призрачные" изображения неразличимы, эффект выгорания экрана проявляется в немедленном и постоянном ухудшении качества изображения. Время, необходимое для заметного выгорания экрана, варьируется в зависимости от множества факторов, включая качество используемых фосфоров и степень неравномерности использования субпикселей. Заметное появление "призраков" может наступить уже через несколько недель, особенно если на экране постоянно отображается определенное изображение (например, панель меню в верхней или нижней части экрана). В редких случаях, когда выходят из строя схемы горизонтального или вертикального развертывания, вся выходная энергия концентрируется в вертикальной или горизонтальной линии на дисплее, что вызывает практически мгновенное выгорание экрана.
КРТ
Сжигание фосфора особенно часто встречается на монохромных ЭЛТ-экранах, таких как янтарные или зеленые монохромные мониторы, которые были распространены в старых компьютерных системах и на терминальных станциях. Это отчасти связано с тем, что на этих экранах в основном отображались неподвижные изображения с постоянной яркостью: в полностью включенном состоянии. Желтые экраны более подвержены сжиганию, чем зеленые или белые, поскольку желтый люминофор менее эффективен и, следовательно, требует большего тока электронного луча. В отличие от них, цветные экраны используют три отдельных люминофора (красный, зеленый и синий), смешиваемые в различных пропорциях для получения определенных цветов. В типичных сценариях использования, таких как "традиционный" просмотр телевидения (без игр, без использования с конвергенцией, без просмотра веб-страниц, трансляции без бегущих строк или флажков, без длительного или постоянного затемнения по краям), они применяются в задачах, где цвета и расположение объектов на экране приближаются к однородности. Современные ЭЛТ-дисплеи менее подвержены сжиганию, чем старые ЭЛТ до 1960-х годов, поскольку они имеют слой алюминия за люминофором, который обеспечивает некоторую защиту. Этот алюминиевый слой был добавлен для отражения большего количества света от люминофора к зрителю. Кроме того, алюминиевый слой предотвращал ионное сжигание люминофора, и необходимость в ионной ловушке, которая обычно использовалась в старых монохромных телевизорах, отпала.
Плазменные, ЖК-дисплеи и OLED-дисплеи
Плазменные дисплеи, выпускавшиеся примерно до 2007 года, были очень подвержены выгоранию, в то время как ЖК-дисплеи редко страдают от этой проблемы. Значительные различия в деградации яркости отдельных RGB-субпикселей в органических светодиодах (OLED) приведут к заметному изменению цветового баланса со временем (когда один из красного, зеленого или синего цветов становится более выраженным). OLED не требуют подсветки, так как каждый пиксель является самоизлучающим светодиодом. Пиксели OLED неизбежно теряют яркость с течением времени. Чем дольше используется (освещается) пиксель OLED, тем тусклее он будет казаться по сравнению с менее используемым пикселем. В случае ЖК-дисплеев механизм выгорания отличается от плазменных и OLED-дисплеев, в которых выгорание возникает из-за деградации яркости излучающих пикселей. В ЖК-дисплеях выгорание в некоторых случаях развивается из-за того, что пиксели необратимо теряют способность возвращаться в исходное состояние после длительного отображения статического изображения. В большинстве типичных сценариев использования эта остаточная видимость изображения на ЖК-дисплеях носит временный характер. Как плазменные, так и ЖК-дисплеи демонстрируют схожий эффект, называемый временной остаточной видимостью изображения, который похож на выгорание экрана, но не является постоянным. В плазменных дисплеях временная остаточная видимость изображения вызвана накоплением заряда в пиксельных ячейках (а не кумулятивной деградацией яркости, как при выгорании), что иногда можно заметить, когда яркое изображение на темном фоне заменяется только темным фоном; эта остаточная видимость обычно исчезает при отображении обычного изображения и не влияет на типичное качество изображения дисплея.
Смягчение
Защитные экраны получили свое название от изначальной цели их создания – активного предотвращения выгорания экрана. Обеспечивая, чтобы ни один пиксель или группа пикселей не отображали статичное изображение в течение длительного времени, сохранялась яркость люминофора. Современные заставки могут отключать экран, когда он не используется. Во многих случаях использование заставки нецелесообразно. Большинство производителей плазменных дисплеев включают методы снижения скорости выгорания, слегка сдвигая изображение, что не устраняет выгорание полностью, но может смягчить края остаточного изображения. Подобные методы существуют и для современных OLED-дисплеев. Например, производители часов Android Wear с OLED-дисплеями могут запросить у Android Wear активацию "технологий защиты от выгорания", которые периодически смещают содержимое экрана на несколько пикселей. Другие примеры: iPhone X от Apple и серия Galaxy от Samsung смягчают или задерживают появление выгорания, сдвигая пиксели примерно раз в минуту для индикаторов батареи, Wi-Fi, местоположения и уровня сигнала. Кроме того, для домашнего экрана может быть включена параллаксная прокрутка, придающая иконкам эффект 3D – эта настройка в Apple называется "перспективный зум". Запатентованная AG Neovo технология Anti burn-in также использует сдвиг пикселей, активируя их для перемещения через заданные интервалы времени, чтобы предотвратить выгорание на LCD-мониторах. Google рекомендует разработчикам программного обеспечения для часов не использовать большие блоки пикселей, чтобы при каждом сдвиге выгорали разные пиксели, уменьшая общую нагрузку на них. Некоторые заставки динамичны, например, на DVD-плеерах или на некоторых телевизорах, которые перемещают изображение приостановленного видео после длительного периода бездействия. В зависимости от типа экрана, иногда возможно устранить выгорание с помощью специализированного программного обеспечения и устройств. В случае OLED-экранов на телефонах Android приложения для уменьшения выгорания могут отображать инвертированное изображение навигационной и статусных панелей (которые постоянно отображаются и, следовательно, наиболее подвержены выгоранию), чтобы создать противоположный рисунок выгорания, в результате чего субпиксели экрана приобретают более равномерную яркость и, соответственно, менее заметные артефакты выгорания.
Исторические примечания
Наиболее часто встречающимся "выгоранием" изображения на ранних телевизорах считался тестовый рисунок "голова индейца" от RCA, который часто показывали после завершения вещания телеканалом. Это происходило из-за того, что зрители оставляли телевизоры включенными до конца дня, что не рекомендовалось производителями телевизоров.