Как работает телевизор: ЖК, OLED, пиксели и приём сигнала

Когда телевизор работает, вы видите движущуюся картинку, но на самом деле перед вами сменяющиеся друг за другом неподвижные кадры, каждый из которых собран из нескольких миллионов крошечных точек. Глаз не успевает заметить смены и склеивает их в движение. Ниже — из каких частей состоит телевизор, как сигнал становится картинкой, чем ЖК-экран отличается от OLED, что даёт Smart TV и что ломается чаще всего.

Из чего состоит телевизор

Путь сигнала удобно проследить по частям.

Часть	Что делает
Антенный вход, HDMI, интернет	Способы подачи сигнала: эфир, спутник, кабель, приставка, компьютер, интернет
Тюнер	Выбирает нужный канал из принятого сигнала
Декодер видео	Распаковывает сжатое изображение и звук в поток кадров
Процессор изображения	Масштабирует картинку до размера экрана, убирает шум, улучшает цвет и контраст
Матрица (панель)	Сам экран из пикселей: ЖК, OLED или другой
Подсветка	В ЖК-панелях: светодиоды за матрицей или по краям, дающие свет
Блок питания	Преобразует сетевое напряжение в те, что нужны платам, подсветке и матрице
Усилитель и динамики	Воспроизводят звук; устроены как обычные динамики
Процессор и память Smart TV	Запускают систему и приложения
Wi-Fi и Bluetooth	Подключение к сети, пульту, наушникам
Пульт	Инфракрасный светодиод (или радиоканал), передаёт команды

Как телевизор показывает картинку

1. Сигнал приходит. Антенна, кабель, приставка или интернет передают закодированный поток: и видео, и звук, и данные передачи.
2. Тюнер выбирает канал. Из общего потока вырезается тот, что вы включили. Для эфирного цифрового телевидения используют стандарт DVB-T2, для спутникового — DVB-S2.
3. Декодер распаковывает. Видео при передаче сильно сжато, чтобы поместиться в канал. Декодер разворачивает его в обычные кадры.
4. Процессор готовит кадр. Он растягивает изображение под разрешение экрана, сглаживает края, подавляет шум, может добавить промежуточные кадры для плавности.
5. Матрица получает команды. Контроллеры подают напряжение на каждый субпиксель: сколько света пропустить или излучить.
6. Экран показывает кадр. Он обновляется десятки раз в секунду: при частоте 60 герц картинка сменяется шестьдесят раз в секунду.
7. Звук идёт параллельно. Усилитель питает динамики, а процессор синхронизирует звук и изображение.

Как устроены пиксели

Экран разделён на сетку пикселей. В Full HD их 1920 по горизонтали и 1080 по вертикали, около двух миллионов, а в 4K вчетверо больше, около восьми. Каждый пиксель состоит из трёх субпикселей: красного, зелёного и синего. Когда все три светятся с полной яркостью, вы видите белый цвет, когда светится только красный, красный, а смешение разной яркости даёт остальное. Если рассмотреть включённый экран через сильную лупу, эти цветные полоски видны. Глаз не различает их, потому что они слишком малы, и смешивает в один цвет.

ЖК и OLED: два способа получить картинку

ЖК (жидкокристаллический). За матрицей стоит светодиодная подсветка, которая светит постоянно. Между двумя поляризационными плёнками лежит слой жидких кристаллов. Под напряжением кристаллы поворачиваются и пропускают больше или меньше света. Затем свет проходит через цветные фильтры, и получаются красный, зелёный и синий субпиксели. Каждым кристаллом управляет свой микроскопический транзистор. Проблема: полностью закрыть свет трудно, поэтому чёрный получается тёмно-серым. Помогает раздельная регулировка подсветки по зонам.

OLED. В нём каждый субпиксель — крошечный светодиод из органического вещества и светится сам. Чтобы показать чёрный цвет, его просто выключают, поэтому чёрный получается идеальным, а контраст высоким. Подсветка не нужна, панель получается очень тонкой. Слабое место — постепенный неравномерный износ материала.

Что сравниваем	ЖК со светодиодной подсветкой	OLED
Кто даёт свет	Подсветка, общая для экрана	Каждый субпиксель сам
Чёрный цвет	Тёмно-серый, зависит от подсветки	Настоящий чёрный
Яркость	Обычно выше, хорошо для светлой комнаты	Достаточная, лучше в полутьме
Тонкость	Зависит от подсветки	Очень тонкая панель
Риск	Пятна подсветки, вспышки по краям	Выгорание при долгом статичном изображении

QLED и Mini-LED — это ЖК-панели с усовершенствованной подсветкой: квантовые точки улучшают цвет, а множество маленьких светодиодов позволяют точнее регулировать яркость по зонам.

Что означают цифры в характеристиках

Параметр	Что значит
Разрешение (Full HD, 4K)	Сколько пикселей на экране; больше пикселей — мельче зерно, но заметно это на большой диагонали и вблизи
Частота обновления (60, 120 Гц)	Сколько раз в секунду экран сменяет кадр; чем выше, тем плавнее быстрое движение
Яркость (в нитах)	Сколько света излучает экран; один нит равен одной канделе на квадратный метр
HDR	Расширенный динамический диапазон: больше разница между самым тёмным и самым светлым; нужна яркая панель и материал с поддержкой HDR
Контрастность	Отношение яркости белого и чёрного; у OLED высокая, у ЖК зависит от зональной подсветки
Тип матрицы (VA, IPS)	Как устроены жидкие кристаллы: VA даёт глубокий чёрный, IPS шире углы обзора

Цифры в рекламе легко сравнивать неправильно, поэтому смотреть экран лучше вживую, с привычным вам видео, а не с тем роликом, который включён в магазине для демонстрации: он подобран, чтобы показывать сильные стороны именно этой панели.

Smart TV

Обычный телевизор показывает то, что ему подали. Smart TV — это телевизор с компьютером внутри: у него есть операционная система, память, процессор и подключение к интернету. Он умеет запускать приложения, показывать видео из сети и подключаться к сервисам, обновляться. Вместе с ними приходят и особенности компьютера: медленная работа, зависания, обновления, которые могут не поддерживаться через несколько лет. Как передавать экран телефона на телевизор, показано в статье как подключить телефон к телевизору, а как выбирать модель — в статьях как выбрать телевизор и диагональ телевизора.

Интересные факты

• Почему пульт можно проверить камерой телефона. Пульт светит инфракрасным светом, невидимым глазу, но матрица камеры чувствует его. Наведите пульт на камеру и нажмите кнопку: на экране телефона будет мигать светлая точка.
• Почему 24 кадра в кино и 60 на экране. Фильмы снимают с частотой 24 кадра в секунду, а телевизор обновляется чаще. Процессор распределяет кадры по обновлениям, иногда добавляет промежуточные, и движение выглядит либо киношным, либо слишком гладким.
• Почему телевизор красивее в магазине. Там выставлен яркий режим с насыщенными цветами, который в тёмной комнате слепит. Дома удобнее режим «кино» или «стандартный». В нём цвета ближе к задумке создателей фильма, а глаза меньше устают.
• Почему звук у тонких телевизоров плохой. Динамикам не хватает объёма корпуса, поэтому басы слабые. Помогает звуковая панель.

Почему телевизор ломается и на что смотреть

• Звук есть, изображения нет или оно очень тёмное. Часто вышла из строя подсветка: светодиоды или их драйвер. Если посветить фонариком на экран, слабое изображение проступает.
• Не включается, мигает индикатор. Проблема с блоком питания, платой управления или прошивкой.
• Полосы и пятна на экране. Повреждены шлейфы, матрица или драйверы.
• Зависания и перезагрузки Smart TV. Переполнена память, нужна перезагрузка, сброс настроек или обновление.
• Нет сигнала по HDMI. Кабель, разъём или настройки источника.
• Битые пиксели. Отдельные точки не светятся или горят постоянно.

Внутри телевизора действуют высокие напряжения, даже когда он выключен: остаётся заряд в блоке питания и в цепях подсветки. Поэтому вскрывать корпус самому опасно. Экран нельзя давить пальцами и протирать мокрой тряпкой, чистят его сухой мягкой салфеткой. Если телевизор перестал включаться, показывает полосы или темнеет, найдите мастера по ремонту телевизоров.