光电显示成像基础.ppt

数字成像原理与 数字印刷,视觉与色彩教研室,参考书： 1、光电显示技术李文峰等 清华大学出版社 2、数字印刷技术 姚海根 著 轻工出版社 3、数字印刷与计算机直接制版技术 胡维友 著 印刷 工业出版社 4、数字成像基础及系统技术晏磊 著 电子工业出版社 5、数字印刷原理与工艺张逸新 等著 中国轻工出版社,第一篇：显示成像原理与技术 第一章 光电显示成像基础 第二章 典型的显示技术 第三章 其他显示技术 第四章 大屏幕显示技术 第二篇：数字硬拷贝成像原理与技术 第五章 数字复制成像技术概述 第六章 计算机到直接制版技术 第七章 静电成像技术 第八章 喷墨成像技术 第九章 其他数字复制技术 第十章 数字复制品质量检测与评价,第一节 光电显示技术概述 第二节 显示参量与人眼的视觉因素 第三节 显示器件的主要性能,第一章 光电显示成像基础,第一节 光电显示技术概述,人由感觉器官从外界获得信息：,视觉 听觉 触觉 味觉 嗅觉,1.1 研究显示技术的意义,显示？,对信息的表示,目前限定为基于光电子手段产生的视觉效果,60% ？ 20% 15% 3% 2%,所以，图像显示已成为信息显示中最重要的方式！,显示技术归于光电子技术。,显示屏，手机屏，投影，,光电子技术（optical electronic）：由光学、激光、 电子学和信息技术组成，相互渗透和交叉。,包括：光信号的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测，以及光信息处理等。,光电子技术：以物理学为基础； 涵盖：激光技术 光波导技术 光检测技术 光计算和信息处理技术 光存储技术 光电显示技术 激光加工与激光生物技术 光生伏特技术 光电照明技术 等等,开创了光电子时代；,是当今世界上竞争最为激烈的高新技术领域之一；,已渗透到当今工业、社会生活和军事领域等各个方面。,1.2 显示技术的发展历史,1897年发明阴极射线管,1950年第一台球面CRT显示器问世,1983年出现了LCD显示器,陆续出现了其他显示技术 （有机电致发光，等离子体显示，等）,构筑了大众媒体时代的现代工业社会,构筑了个人媒体为主导的现代信息社会,1.3 光电显示器件分类,汇总：,电子表、计算器的数字显示板； 手机、MP3、MP4的显示屏； CD、DVD、数码相机的小监视屏； 汽车仪表盘； 个人电脑的显示器； 电视屏； 投影仪； 电子公告板； 巨型显示屏； ,分类：,分类（续）：,分类（续）：,水幕电影,头盔显示器是虚拟现实应用中的3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接受来自主机的3DVR图形信号。使用方式为头戴式，辅以三个自由度的空间跟踪定位器可进行VR输出效果观察，同时观察者可做空间上的自由移动，如；自由行走、旋转等，沉浸感极强，在VR效果的观察设备中，头盔显示器的沉浸感优于显示器的虚拟现实观察效果，逊于虚拟三维投影显示和观察效果，在投影式虚拟现实系统中，头盔显示器作为系统功能和设备的一种补充和辅助。,3DVR-三维数字视频录像机,第 二节 显示参量与人眼的视觉因素,2.1 显示参量,（1）光通量,（2）发光强度,光源单位时间内发出的光量；单位：流明（lm）,光源在给定方向单位立体角内辐射的光通量； 单位：坎德拉（cd）,（3）光照度,单位受光面积上所接受的光通量； 单位：勒克斯（lx）,（4）亮度,垂直于传播方向单位面积上发光强度； 单位：卡德拉/平米（cd/m2）,2.2 人眼的视觉因素,眼睛：椎体细胞、杆体细胞； 明适应、暗适应、等,颜色基础：,第三节 显示器件的主要性能,1. 像素,构成图像的最小面积单位,最小单元的构成：,问题：同一个图像在制式分别为SVGA和UXGA，但尺寸相同的显示器上100%比例显示时，那个显示的图像尺寸大？,2. 亮度 - cd/m2 (0.0350000 cd/m2; 室内显示器70cd/m2, 室外显示器-300cd/m2),3. 亮度均匀性 - 在不同区域亮度的一致性 (100%*亮度/平均亮度）,4. 对比度和灰度,对比度: 画面上最大亮度与最小亮度之比,受环境光照影响,显示器一般选为30:1,灰度: 画面上亮度的等级差别,一般电视应该有至少8级灰度； 人眼可分辨的最大 灰度级为100级！？,灰度级的影响：,图像显示需要的灰度级：,5. 分辨率,指单位面积上显示像素的数量。 常用水平方向可显示的总像素数表示。,例子：17英寸的CRT显示器，最大 显示宽度是320mm，标称的点距是0.28mm，则水平点距为： 0.280.866=0.243mm 于是： 分辨率=320/0.243=1316(个像素),分辨率 = 最大显示宽度/水平点距,6. 清晰度和分辨力,清晰度：指人眼能察觉到的图像细节清晰的程度。 用光栅高度范围内能分辨的等宽度黑白条纹 数目或电视扫描行数来表示。 如在垂直方向能分辨250对黑白条纹，则称 垂直清晰度为500线。,平板显示器720线；CRT显示器620线,从网上下载图片！,清晰度不同：,分辨力特性由什么决定？,H(含620个单元点),显示器光点直径：d=H/620,分辨力：人眼观察图像清晰程度的标志，与清晰度定义 近似，可以用图像像素点的数量来表示。 如SVGA彩色显示器的分辨力是800600，代 表画面由800600个像素点构成。,7. 发光颜色,用发射光谱或色度坐标表示。,实验一：给出CRT和LCD显示器的光谱和色坐标、色域,8. 余辉时间,来源于CRT显示器荧光粉的发光特点：指荧光粉的 发光从电子轰击停止后开始减小到电子轰击时稳定 亮度的1/10所经历的时间。决定于荧光粉的性质。 一般CRT荧光粉的余辉时间从几百纳秒到几十秒。 * 纳秒？,9. 图像数据率,指在一定时间内、一定速度下，显示系统能将多少单元的信息转换成图文并显示出来。 如果已知一个字符或一个像素是以n比特（bit）表示，数据率可以换算成比特/秒（bps）。,例子：,计算：一个满帧图像，分辨率为VGR制式640*480像素，每像素量化量为8bit，刷新频率为30Hz，则一秒钟视频图像的资料长度为多少字节？,10. 其他,环境光照：影响对比度 收看距离: 收看电视要大于2m，电脑则50cm左右。 辐射：CRT的辐射明显大于其他类型，其他显示器 件之间差别不大。 缺陷点，可靠性，等等。,要点汇总：,显示技术 基本概念,显示性能指标,（光电子技术，显示器件）,显示参量,（光通量，发光强度，光照度，亮度）,（像素，亮度和亮度均匀性，对比度和灰度， 分辨率，清晰度和分辨力，发光颜色， 余辉时间，图像数据率等）,思考题：,1）光电显示器件有哪些分类？ 2）显示器件的光度量有哪些？ 3）简述色彩再现原理？ 4）表征显示器件的主要性能指标有哪些 5）计算：一个满