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市场主流硬件技术 主讲人 宋寅飞 市场主流显示器 显示器的分类 目前 市场上的显示器可以分为两大类 分别为CRT Cathoderaytube 阴极射线管 显示器和LCD LiquidCrystalDisplay 显示器两种 这是按照显示器的显示管种类来分类的 CRT与LCD显示器的特点与区别 CRTLCD 外观 重 大轻 小 发色数 趋于无穷一般为1670万色 可视角度 无有 刷新率 辐射 功耗 可视面积等等 CRT显示器的主要性能指标 CRT显示器的技术参数包括 分辨率刷新率 场频 垂直扫描频率 点距 水平扫描 行频 带宽 显示尺寸与可视尺寸 CRT工作原理 CRT的工作原理 它的核心部件是CRT显像管 最基本的原理 光的三原色原理 主要的5个部分组成 电子枪 偏转线圈 荫罩 荧光粉层和玻璃外壳 一 显示屏 荧光屏 的作用 点距 指屏幕上相邻两个同色像素单元之间的距离 即两个红色 或绿 蓝 像素单元之间的距离 点距有实际点距 垂直点距和水平点距的差别 相邻的红 绿 蓝荧光粉单元各一个为一组 学名称之为像素 分辨率就是屏幕图像的精密度 是指显示器所能显示的像素的多少 二 电子枪的作用 1 电子枪用来发射电子束 2 电子束为三束去轰击各自的荧光粉单元 3 三色荧光粉单元发光 形成颜色 三 偏转线圈的作用 电子束有规律的周期性运动叫扫描运动 行扫描 电子束作水平方向的运动 行频 在一秒内荧光屏上扫过的水平线的数量 场扫描 在作水平方向运动的同时 又作垂直运动 形成一幅画面的扫描 场频 一秒内可以进行多少次场扫描 刷新率 带宽 带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称 指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的最大总像素数 以MHz 兆赫兹 为单位 显示器性能的重要指标 带宽 水平分辨率 垂直分辨率 场频 1 344 例如 在1024 768 85Hz的模式下 带宽为1024 768 85 1 344 89 84199868mhz 带宽的值越大 显示器性能越好 屏幕尺寸及可视尺寸 可视尺寸指显像管的可见部分的对角线尺寸 可视尺寸都会小于显像管尺寸的大小 显像管的大小通常以对角线的长度来衡量 以英寸单位 1英寸 2 54cm 常见的有15英寸 17英寸 19英寸 20英寸几种 15英寸显示器的可视尺寸在13 8英寸左右 17英寸显示器的可视尺寸大多在15 16英寸之间 19英寸显示器的可视尺寸可达到18英寸 LCD显示器的主要性能指标 LCD显示器的性能指标包括分辨率 刷新率 防眩光防反射 观察屏幕视角 亮度 对比度 响应时间 显示色素及可视角度等 液晶是一种几乎完全透明的物质 它的分子排列决定了光线穿透液晶的路径 到20世纪60年代 人们发现给液晶充电会改变它的分子排列 继而造成光线的扭曲或折射 由此引发了人们发明液晶显示设备的念头 通常 在彩色LCD面板中 每一个像素都是由三个液晶单元格构成 其中每一个单元格前面都分别有红色 绿色 或蓝色的过滤器 这样 通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色 LCD显示器工作原理 LCD显示器工作原理LCD LiquidCrystalDisplay 显示器 是一种采用液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器 LCD的构造是在两片平行的玻璃基体当中放置液态的晶体 液晶的物理特性是通电时导通 使光线容易通过 排列变的有秩序 不通电时排列混乱 阻止光线通过 液晶就像开关一样控制着光线的阻隔与穿透 显示器的内外层有两个偏光器 成90 放置 即垂直水平交叉 每个偏光器只允许射入一个方向的光线 由于两个偏光器之间充满了扭曲液晶 所以在光线穿出第一个偏光器后 会被液晶分子扭转90度 最后从第二个偏光器中穿出 另一方面 若为液晶加一个电压 分子又会重新排列并完全平行 使光线不再扭转 所以正好被第二个滤光器挡住 总之 加电将光线阻断 不加电则使光线射出 亮度 亮度是指画面的明亮程度 单位是堪德拉每平米 cd m2 或称nits 也就是每平方公尺分之烛光 目前提高亮度的方法有两种 一种是提高LCD面板的光通过率 另一种就是增加背景灯光的亮度 即增加灯管数量 虽然技术上可以达到更高亮度 但是这并不代表亮度值越高越好 因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤 可视角度 可视角度是指用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度 由于提供LCD显示器显示的光源经折射和反射后输出时已有一定的方向性 在超出这一范围观看就会产生色彩失真现象 CRT显示器不会有这个问题 可视角度大小决定了用户可视范围的大小以及最佳观赏角度 可视角度 水平可视角度与垂直可视角度 最佳分辨率 液晶的最佳分辨率 也叫最大分辨率 在该分辨率下 液晶显示器才能显现最佳影像 液晶显示器呈现分辨率较低的显示模式时 有两种方式进行显示 第一种为居中显示 例如在1024 768的屏幕上显示800 600的画面时 只有屏幕居中的800 600个像素被呈现出来 其它没有被呈现出来的像素则维持黑暗 目前该方法较少采用 另一种称为扩展显示 在显示低于最佳分辨率的画面时 各像素点通过差动算法扩充到相邻像素点显示 从而使整个画面被充满 这样也使画面失去原来的清晰度和真实的色彩 由于在相同尺寸的液晶显示器的最大分辨率都一致 所以对于同尺寸的液晶的价格一般与分辨率基本没有关系 灰阶响应时间 灰阶 我们看到液晶屏幕上的每一个点 即一个像素 它都是由红 绿 蓝 RGB 三个子像素组成的 要实现画面色彩的变化 就必须对RGB三个子像素分别做出不同的明暗度的控制 以 调配 出不同的色彩 这中间明暗度的层次越多 所能够呈现的画面效果也就越细腻 以8bit的面板为例 它能表现出256个亮度层次 2的8次方 我们就称之为256灰阶 响应时间是液晶显示器的一个特殊指标 液晶显示器的响应时间指的是显示器各像素点对输入信号反应的速度 响应时间短 则显示运动画面时就不会产生影像拖尾的现象 传统的响应时间的定义 基本以 黑 白 黑 全程响应时间作为标准 游戏玩家或者爱看影碟的用户可以更多考虑液晶显示器的这个参数 对比度 对比度是屏幕上同一点最亮时 白色 与最暗时 黑色 的亮度的比值 高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度 所谓动态对比度 指的是液晶显示器在某些特定情况下测得的对比度数值 例如逐一测试屏幕的每一个区域 将对比度最大的区域的对比度值 作为该产品的对比度参数 不同厂商对于动态对比度的测量方法可能也不尽相同 但其本质也万变不离其宗 动态对比度与真正的对比度是两个不同的概念 数字接口 HDMI的英文全称是 HighDefinitionMultimedia 中文的意思是高清晰度多媒体接口 HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽 可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号 液晶的优点 一 机身薄 节省空间 与比较笨重的CRT显示器相比 液晶显示器只要前者三分之一的空间 二 省电 不产生高温 它属于低耗电产品 可以做到完全不发热 主要耗电和发热部分存在于背光灯管或LED 而CRT显示器 因显像技术不可避免产生高温 三 无辐射 益健康 液晶显示器完全无辐射 这对于整天在电脑前工作的人来说是一个福音 四 画面柔和不伤眼 不同于CRT技术 液晶显示器画面不会闪烁 可以减少显示器对眼睛的伤害 眼睛不容易疲劳 判别广角面板 判别面板是不是广视角面板一般有两种方法 第一种方法 斜着看显示器 最好是从下往上或者从上往下看 如果色彩没有出现衰减 说明是广视角面板 如果色彩偏离很大 说明是用的TN面板 判别广角面板 第二种方法 用手或其他物体按压屏幕 不要太用力 会造成屏幕损坏 如果出现梅花印 就代表用的是广视角面板 仅限VA屏 如MVA或S PVA 如果是水波纹印 说明是用的TN面板 专业显示器 专业 这个词在人们眼中成为了非常具有神圣感的词汇 只要某个事物或一款产品被冠上 专业 的头衔 代表着其一定拥有非常高的品质或者是非常出色的性能 如专业的单反搭配专业高素质镜头拍摄的整体效果 一定会比普通卡片数码相机要好得多 相对于普通球鞋 一双专业的运动鞋一定会让人们发挥更好的实力 而对于显示器产品而言 专业级的显示器通常由于价格要高出十倍左右 并且采用了更加优质的液晶面板 因此也更引起了很多普通用户的好奇心 并且专业显示器在人们心中已经树立起一个 神圣 的形象 专业显示器 正由于这种 高大 的形象 即使这些专业级显示器的价格可能非常昂贵 但还是有发烧友们竞相选购体验 不过在真正拿到手里使用过一段时间之后 就发现了很多问题 如 价格在五位数的显示器为何响应时间那么高 画面拖尾现象非常严重 或者是外观设计太呆板 没有配备HDMI等多种接口等等 于是就开始宣泄着自己的不满 毕竟消费者花了多余普通显示器将近十倍的价格 但是获得的体验却可能比之前还要差 很多消费者大发雷霆 专业显示器 对于专业级显示器而言 大家还存在很多的误解 主要原因是对 专业 这个概念理解的太过于狭义 大家通常所理解的 专业 领域是高端图形设计 动画制作 图片处理等等 相对而言更加强调静态色彩的表现 但事实上 专业 分为很多种领域 上述只是其中一个专业 除此之外医疗 安防监控 收银台 银行ATM机等等都属于 专业 的范畴 这里我们总结大家最容易产生的误区 并且分析专业显示器为什么要这么设计 误解一 专业显示器必须用IPS面板 我们已经提到 专业 的范畴并不仅仅只是针对图形设计等用户 还有很多用于许多其他行业专业显示器 如在银行ATM机中的显示器就是如此 而为了保护用户的隐私与安全 这类显示器产品必须要求做到非常窄的视角 因此类似IPS这样的广视角面板显然不适合用在这类产品中 除此之外 对于一些应用在商用展示或者是小尺寸安防监控的液晶显示器而言 由于用户并不需要显示器拥有很出色的色彩表现和超大可视角度 因此这类产品会优先考虑成本更低 功耗更低以及响应时间更短的TN面板 这类用户的需求是强调显示器的高分辨率与清晰度 以及长时间连续使用的稳定性 而这些特性与广视角面板毫无关联 因此专业显示器根据实际领域和用户需求的不同 分为很多种类 并不是每个领域客户的需求都完全相同 自然IPS等广视角面板也不是专业显示器的标配 误解二 专业显示器性能参数一定好 这里以我们最常说的 色彩还原准确性 来举例 其展现的是我们常说的 所见即所得 的能力 业界通常用 E 值来表示 其数值越小 代表色彩还原越准确 上面的表格可以作为参考 专业级显示器的 E数值通常在3以下 意味着人肉眼基本无法区分这个误差 而普通消费级显示器的数值通常在6到8之间 人肉眼是可以区别开的 而关于显示器 E值只能通过专业仪器来测试出来 与显示器很多指标一样 是无法仅仅通过性能参数来展现的 响应时间问题 这类图形处理领域的专业级显示器也是哑巴吃黄莲 有苦说不出啊 这部分用户主要强调静态画面的表现能力 如色彩的可靠性与灰阶的准确性 其工作环境都是在静态画面完成的 因此显示器厂商在IC电路的调校方面也完全针对静态的优化 不会考虑动态画面 毕竟这类显示器就不是卖给游戏用户的 而如果加入灰阶加速技术 就会对静态画面的灰阶表现造成影响 这样图形专业显示器通常响应时间都非常长 25ms是很常见的事情 误解三 专业显示器色域一定要广 除了PVA IPS MVA这样的广视角面板之外 还有不少人误认为专业级的显示器是否一定要广 广色域是一把双刃剑 如果控制不当 很容易出现色彩表现溢出 还原不准确的问题 不过对于专业级图形显示器而言 厂商已经能够很好的把控这一点 但对于不同的专业领域 所使用的液晶显示器并不需要每款产品都要支持 广色域 特性 这里以医疗显示器为例 显示器厂商希望医生只通过显示器来观看X光片 来代替传统的胶片 这就意味着这类显示器产品不需要太广的色域 但是对灰阶的表现能力就尤为重要 因为如果性能不强 就无法清晰显示乳腺细胞病变等重要信息 这样会对医生的诊断带来很大的麻烦 有些人可能有机会看到医院的一些显示器只能显示黑白两色 这并不代表其设备太陈旧 而是其为医疗行业量身定做的 其突出的是灰阶表现能力与准确性 而舍去了其它色彩 相对而言这类专业显示器更加 极端 其针对的用户群体非常单一 而消费级显示器则通常更多考虑到大众丰富多彩的应用 如上网聊天 办公文本 游戏影音等等 误解四 专业显示器接口一定要多 对于高端消费级显示器而言 其视频接口数量一定要非常丰富 目的是为了满足用户同时连接多种设备的需求 而专业级显示器的用户群体则非常单一 因此其接口要少得多 其目的并非节约成本 之前专业显示器只会配备DVI接口 近年来开始逐渐加入带宽更高的Disp