全面认识显示器

1、前言：显示器，是家用电脑中， 消费者每天看得最多的东西，是体验视觉效果必不可少的硬件。作为最直观的 DIY配件，它的外观和性能一直是关注的重点。作为普通用户、网友，我们并不需要理解液晶显示器是怎么制造，生产过程和成本是怎样的。但，了解液晶显示器（LCD liquid crystal display device ）基本术语，对自己购买显示器或者帮MM解决疑难的时候有一定帮助。下面笔者为大家介绍一下液晶显示器的基础知 识。亮度亮度的学术单位是 cd/m2 （坎德拉candle/平方米），如250cd/m2是表示在1平方米的面 积里点燃250支蜡烛的亮度相等。人的眼睛接受的最佳亮度为150cd/m

2、2。由于显示器的亮度会受外界光线影响，因此需要制造亮度比较高的显示器。最大亮度通常由冷阴极射线管（背光源）来决定，TFT-LCD的亮度值一般都在200350cd/m2范围。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。图：亮度表示它在显示全白画面时所能到达的最大亮度目前基本所有的22英寸宽屏液晶显示器的亮度参数都达到300cd/m2的数值，在实际应用时候能够达到250cd/m2左右的水平，技术进入了一个比较成熟稳定的时期。对比度对比度的定义为最大亮度值 （全白）除以最小亮度值（全黑）的比值，对比值越大则此显示器越好。液晶显示器的对比度可

3、以反应出显示器是否能表现丰富的色阶和画面层次。对比度越高，图像的锐利程度就越高， 图像也就越清晰，显示器所表现出来的色彩也就越鲜明、 层次感越丰富。h© OFF图：低对比度和高对比度产品演示效果对比不同的测试方法会有不同的结果由于测试显示器全白和全黑画面时候的情况不一样，得出的对比度结果会有可能不同， 因此这里就牵扯到一个测试标准问题，目前我们日常生活中所见到的测试对比度的方法主要有两种。第一种：先让显示设备全屏显示白色，测量亮度值；再全屏显示黑色，测量亮度值，得出对比度值，也叫全开全关(Full ON Full OFF)对比度。动态对比度是基于动态背光调整，根据画面明暗来调整背光亮

4、度，实际上只有在这种测试方法下才能得出所谓动态对比度。第二种：来自美国国家标准委员会ANSI的测试方法，显示16棋盘格黑白相间图案，分别在屏幕上各个方块处测定黑色亮度和白色亮度，以平均值得出的对比度值可称为ANSI对比度，按照ANSI方法测试的对比度成绩最低，因为白色区域的光线将会影响黑色区域的亮度，从而成为考验最为严格的测试方法，尤其对等离子显示器件而言。同样的显示器，此种方法下测试的对比度就只有大约270 : 1 。（动态光圈控制）和液晶电视上，用以降低昏暗场 从而提高视觉享受。 从 动态对比度”技术发展的最初动态对比度主要是应用在投影机动态对比度释疑景中黑色亮度或者提咼场景中的最大亮度，

5、雏形以及它实际带来的效果来看，它的最佳应用范围应为应用于视频播放应用上面。前面我们说过动态对比度只在FOFO对比度测试时有效，下面我们演示5倍背光亮度调节功能是如何将500: 1的液晶面板提升到2500: 1的：全白亮度画面保持不变，全黑画面最大亮度降低为原来的1/5，就可以实现动态2500: 1的对比度了。 为原来的1/10，那么一台5000: 1的显示器便出炉了。要是全黑画面最大亮度降低由于相同尺寸的液晶面板全白最大亮度亮度几乎是相差无几的, 平反映的其实就是各大显示器厂商对全黑画面时背光的控制水平：所以动态对比度”的水从目前的水平来看，三星 的全黑画面背光控制水平是最高的，其次到LG、然

6、后到AOC、飞利浦、优派以及明基这四家厂商。C 直4（虚目前所有的 动态对比度”技术实现时都需要面对一个重要的商榷的问题：背光变化速 度。简单地说，就是 动态对比度”功能必须面对全黑画面下背光由正常变化转成最低亮度的 时候所需要的时间长短问题。忽明忽暗，是动态背光调节带来的一个重要问题，同时，亮度调节速度的快慢也是这个技术发展的一个需要思考的问题，最新的影院投影机已经能做到以1/60秒作为步进来调节（动态光圈控制），跟场景变化速度一样快或许是解决这一问题的方法。由于动态场景分析背光调节的应用面比较窄，基本上只针对欣赏电影类节目有帮助，要是在看照片的时候亮度时而变化，使用者恐怕会崩溃，因此各家显

7、示器都把动态背光设立独立选项或者只有在影视模式中才可以开启。ne.c动态对比度关动态对比度开暗部更暗。但客观来说表现影片时开启动开启动态对比度后我们发现画面的亮部更亮，态对比度画面的细节反而有一定的损失，例如画面左下角变得更暗，一些场景细节便看不清了。总的来说动态对比度被厂商炒作得有些言过其辞，事实上对整机性能的指导意义不大 色域显示范围大多数消费者在挑选液晶显示器的时候，为选择色彩表现好的，总是刻意挑选16.7M色其次是伽马曲线对的产品。其实一台显示器的色彩是否丰富最根本的决定因素是色域范围， 还原准确性的影响，所谓 16.2M色和16.7M色并非决定因素。色彩的基本组成原因非常简单，首先我

8、们了解一下颜色的基本组成原理，如下面图中的这两个红球， 它们有什么不同的地方呢？乍一看，它们都是一样的红色， 但仔细观察一下你就会发现它们在好几方面都是不一样的。两球都是红色，但上球的颜色较为明亮，下球则较暗。还有，上球 的颜色显得鲜艳。可见，即使两球看起来都是红的，但它们的颜色却是不一样的。当将颜色分类时，它们可以以构成颜色的三个属性来表示，即：色调、亮度和色饱和度 （鲜艳度）。色调红、黄、绿、蓝等色调构成了色环苹果是红的，柠檬是黄的，天是蓝的，这就是我们大家以日常用语对颜色的判断。我们用色调这一术语在色彩世界里把颜色区分为红、黄、蓝等类别。还有，虽然黄和红是两种截 然不同的色调，但是把黄和

9、红混合在一起就产生了橙色（有时称之为黄-红）：混合黄和绿产生黄-绿；混合蓝和绿则产生蓝-绿，等等。把这些色调衔接排列， 就形成如下图所示的色环。亮度 颜色有阴暗之分，颜色的亮度沿垂直方向变化当比较各种颜色的亮度（颜色的明亮程度如何）时，颜色就有明亮和深暗之分。例如， 将柠檬的黄色和葡萄柚的黄色来说，毫无疑问，柠檬的黄色就比较明亮。把柠檬的黄色和欧洲甜樱桃的红色相比，显然，也是柠檬黄比较明亮。可见，颜色亮度的测量与色调无关。现在，让我们来看一看图 2。图2是图1沿A （绿）B （紫红）直线切开的剖面图。可以看出， 亮度沿垂直方向变化，越往上去，色彩越明亮，越往下去，则越深暗。|>|低色饱和

10、度色饱和度一一色有鲜艳和阴晦之别，色饱和度由中心向两侧变化再来说说黄色。柠檬的黄色和梨的黄色相比较又如何？你可能会说柠檬的黄色更明亮一些，但除此以外还有一个大的差别就是柠檬的黄色显得鲜艳，而梨的颜色则显得阴晦。这种差别称之为色饱和度或鲜艳度。从图2可以看出，紫红和绿两色的饱和度分别由中心向两3标出侧随水平距离的增加而变化。离中心越近，色彩越阴晦；离中心越远，则越鲜艳。图了一些常用的描述色彩亮度和色饱和度的形容词。至于这些形容词表达了什么，请再看一下洩iWllK白色A一# % %i V "磁I扱广醍色Ifi *色调、亮度和色饱和度构成一个色立体如果我们用亮度的变化作为色环的主轴，用色饱

11、和度的变化作为色环的副轴，则会发现色调、亮度、和色饱和度为颜色的三个属性。将此三属性放在一起，可以组成一个三维立体，如图4。色调形成该立体的外缘，亮度作为中央主轴，而色饱和度作为水平横辐。世 界上一切的颜色均分布于如图 4所示的主体周围，于是形成了如图5所示的色立体，由于色饱 和度各梯级的大小对每一种颜色色调和亮度来说都是不等的，因此色立体的形状为复杂，但却能把色调、亮度、色饱和度的关系以直观的方式来表达得清清楚楚。综合图一、图二、图三、图四，色彩的立体表达形式很好理解，我们如在色立体上寻找 苹果的颜色的话，刻意发现该颜色的色调、亮度和饱和度相交在红色区域内。通过刚才的表达之后也许一些读者略微

12、明白色彩分析仪的工作原理了：没错，为色调、亮度和色饱和度建立标度之后，我们就能用数字来表示颜色了。这也是色彩分析仪能够准确表达颜色的一个核心基础思想。结论：色饱和度成决定色彩好坏关键所以色饱和度,由于色调、亮度这两项参数对于大部分液晶显示器来说基本都是一样的,也就是我们平时所看到的色域范围成为决定LCD色彩好坏的关键。从下面实际对比应用图片我们可以看到，在更深一层次的色彩表现上，比如下面第一张图片中美女的红润肤色、第二张图片中美女偏冷肤色的深度上，广色域的LCD产品可以比普通色域的LCD产品表现出更好的色彩。左：广色域右：普通7 J人脸通红，是体现人像还原能力的基本条件, 屏色彩表现得有点淡。

13、显然,IPS脸色和肤色更加真实，而TN右：普通左：广色域响应时间响应时间通常是以毫秒 ms为单位，指的是液晶显示器对输入信号的反应速度，即液晶 颗粒由暗转亮或由亮转暗的时间，为上升时间”和 下降时间”两部份，而通常谈到的响应时间是指两者之和。目前市场上的主流LCD响应时间都已经达到8ms以下，某些高端产品响应时间甚至为5ms, 4ms, 2ms等等，数字越小代表速度越快。对于一般的用户来说，只要 购买8ms的产品已经可以基本满足日常应用的要求，对于游戏玩家而言，5ms或更快的产品为较佳的选择。响应速度也并非越短越好（较短的响应速度需要通过降低液晶粘稠度或增大驱动电压两 种方法来实现，但是降低液

14、晶粘稠度会导致显示的色彩变淡、不够鲜艳，而增大驱动电压则会降低真实色彩的还原能力），同时LCD画面拖影现象也并非单纯由响应时间这个因素决 定，加上大部分的厂商的22英寸以上宽屏液晶显示器产品在响应时间上都达到了5ms以上的水准，对于响应时间这个炒作已渐渐沉静。1 OrjwgHT 1B何歎.3 i_图：左为更快速的响应时间的产品、右为普通响应时间的产品显示器厂商标识的响应时间大多数为典型最高值，全程平均响应时间更考验显示器厂商的 技术响应时间为 上升时间”和 下降时间”两部份，而通常谈到的响应时间是指两者之和。而 所谓的灰阶响应时间， 就是相对早期的黑白响应时间而定义的，因为显示器显示的图像极少

15、由于灰阶响应时出现全黑全白转换， 显然不够合理，灰阶响应时间显然更能反映动态效果。间的数值更高，所以一般显示器厂商在性能参数上标识的响应时间一般都为灰阶响应时间。图：显示器上面标识的响应时间通常指灰阶响应时间我们先来看一组理论情况下不同响应时间每秒钟能显示的画面帧数的数值:16毫秒=1/0.016=每秒钟显示62.5帧画面8毫秒=1/0.008=每秒钟显示5毫秒=1/0.005=每秒钟显示4毫秒=1/0.004=每秒钟显示2毫秒=1/0.004=每秒钟显示125帧画面200帧画面250帧画面500帧画面我们可以发现，在理论的数值下，传统 16ms的响应时间能够满足大部分电影或者游戏 时的帧数表

16、现了，但是为什么一些8ms或者5ms的液晶显示器在进行游戏或者电影的时候还 会感觉到画面延时现象呢？因为显示器显示的图前面我们提到灰阶响应时间是相对早期的黑白响应时间而定义的，像极少出现全黑全白转换现象，这样转换显然不够合理，灰阶响应时间显然更能反映动态效果。因为灰阶加速技术的作用下，某些灰阶转换的速度可以提升的比较快，于是，一些显示器厂商就标识他们在这些典型灰阶最快的响应时间速度，比如5ms、8ms，这也造就了一些 8ms或者5ms的LCD在进行游戏或者电影的时候依然会感觉到画面延时的现象。例如戴尔的22英寸宽屏E228WFP ,由于其不支持相关的响应时间加速（RTA）技术，它的全程平均响应

17、时间实际为 16ms左右（数据来源：X-bit labs），但是由于它在某一级灰阶的响 应时间表现达到了 5ms，于是戴尔就把这款产品的响应时间标识为5ms。其实灰阶响应时间应该不是一个数字，而是各个灰阶之间相互转换的一组数字，挑最有诱惑力的数字来标识， 向来是厂商们喜欢做的事情。Dell E22BWFPW.“ S5J J242220X-bit labs)图：戴尔 E228WFP在各级灰阶过程中响应时间示意图(数据来源:不过目所以我们说，仅仅靠液晶面板上面的默认响应时间表现是很难达到真正的极速，前来说，大部分显示器厂商已经研发了自己的响应时间加速(Res ponse Time Accelebr

18、ate)技术，所以现在主流的显示器已经极少出现延时现象。可视角度液晶显示器的可视角度是指用户可以清楚看到液晶显示器画面的角度范围。与 示器接近180°的可视角度不同， 经过偏极片，液晶和取向层后， 液晶显示器得最佳视角均不大， 下降，导致无法观看。CRT显多数液晶显示器的可视角度小得多。因为背光源发出的光线发得极具方向性绝大部分光线都集中显示器正面。超过最佳视角后，画面得亮度、对比度以及色彩效果就急剧因此通常向左向可视角度分为水平和垂直两方面，水平可视角度是以液晶得垂直中轴线为中心，右移动，可以清楚看到影像得范围。垂直角度是以显示屏得平行中轴线为中心，向上向下移动，可以清楚看到影像得

19、范围。但随着TN液晶面板技术不断提高，它的可视角度也不断提升，现在主流TN屏产品可视较角度可以达到170°160 ° （水平/垂直）左右，而采用广视角面板（IPS/PVA）的LCD可视角度一般都在178度以上。各种认证的介绍TCO认证目前常见的液晶显示器认证整体而言可以大致分为两大部分: 证。其中安全规范认证主要是针对显示器产品自身的质量和色彩、 的健康等方面进行严格的要求和检测； 与硬件的兼容性有关。而在安规认证中，安全规范认证和兼容性认灰阶表现能力以及对用户而兼容性认证则更多的是和显示器与操作系统或者是TCO认证是我们最为常见的一种认证。TCO的中文全称为 瑞典专业职员

20、联盟”，在刚刚成立的时候，TCO是一个第三方的、为各种不同工作环境下的白领瑞典工会成立的一个保护组织，经过数年的发展之后逐渐得到了人们的认可。在1992年，在当时的TCO组织的领导人 Per Erik Boivie的带领下，面向计 算机设备的TCO安全及环保标准认证诞生。此后TCO认证继续发扬光大，成为了目前显示 器行业中公认最为通行的认证之一。TCO'06认证比上一代03认证更改了多项内容lop menttftfvtfWLtcoile昵iDpmcnt.caiiV寸和TCO'03和06认证的标签不同的是， 新版的TCO认证标签为绿色，不过相对于TCO'06， 新版的TC

21、O更改相对不大，其定义了耳机标准保证产品符合某人体工程，辐射、环境和能 量利用要求。可以看到新的TCO标准延伸到了音频部分，这些与液晶显示器产品完全无关，不过却更加注重环保节能方面，如对辐射的控制，以及能源的利用率等等，其余部分和TCO'06的要求完全相同。TCO'03TCO认证中，因此选择TCO认证的液晶显示器依然由于TCO'06对之前有了较大的改动，因此我们在此进行简单的回顾：相对于 认证，TCO'06认证开始允许显示器采用钢琴漆或抛光工艺，并且不再对机身的升降和可仰 角度提出要求，而是对显示器产品的亮度、色彩偏差和色彩灰阶的线性度的要求更加严格， 而这些严

22、格的要求同样会运用在新版的 会有更好的品质和健康方面的保证。能源之星认证再度更新除了 TCO认证之外，能源之星也是被业内和广大消费者认可的一项重要的认证标准，它是美国环境保护署发起的一项能源节约计划。能源之星认证自1992年起发展至今，目的是在通过节能产品降低能耗帮助人们节省开支并保护地球大气环境。从2006年推出4.0标准之后，该认证就没有进行过更新，直到09年夏天5.0版本的最终推出。从今年7月份开始，能源之星5.0标准也开始正式执行。该标准主要针对个人电脑、显示 设备及游戏机等产品进行能效评定。显示器能源之星5.0标准综合了显示面积、像素数、工作功率、待机功率、关机功率等多项因素，并且针

23、对具有自动亮度调节功能的产品做了补充规定。总而言之，符合能源之星5.0标准的液晶显示器会更加节能、环保。Ask AboutEnergy Star能源之星5.0认证接下来我们介绍的这个则是刚刚出现的Windows 7兼容性认证。在2007年年初，配合Windows Vista操作系统的上市，很多在那个时候上市的液晶显示器机身上都贴上了Windows Vista的兼容性认证标识。事实上 Windows Vista认证并不会对液晶显示器的辐射、色彩表现做任何要求，而且 事实上能否兼容 Windows Vista系统更多的是与电脑主机的硬件有关，与显示器产品的关系 并不大。不过这项认证中最为关键的是提

24、供对HDCP高清保护协议的支持。HDCP协议是一种防止数字内容盗版的加密技术，如果软件和硬件其中之一不支持HDCP ,那么我们就无法正常的读取内容，目的是增强对数字内容的版权保护。不过从这两年的发展中来看，HDCP协议并没有在国内取得理想的效果，成为了一种可有可无的摆设。Win dows 7 认证同样，在 Windows 7发布后，市面上就出现了Windows 7兼容性认证。不过与 WindowsVista分为Basic和Premium两种的认证不同的是，Windows 7目前暂时只有一种认证，但实际上其并没有在协议方面增加任何新的内容，因此基本上可以认为 Win dows 7认证也是之前Vi

25、sta认证的一种延伸。不过从之前市场中的实际表现来看，HDCP协议在国内也没有造成大的影响，因此我们认为接下来的 Windows 7认证也不会对其进行太多的改进，即使是没有通过这项认证的液晶显示器，同样能够很好的支持Win dows 7操作系统。附一：DDC/CI 协议是 Dis play Data Cha nnel Comma nd In terface 的简称，基于 DDC/CI协议，用户可以通过鼠标和人性化的软件界面来完成显示器的各项设置和色彩调节，而不必使用传统的OSD菜单。研发人员将重新设计整个 OSD的软件系统。比如 AOC随心调、三 星魔调就是这样的应用实例。IZ*2 »

26、;2V5*i叫ftaMtt*n4朋£ 0碎1 _禅通过DDC/CI协议，可以使用软件对色彩进行调控附二：HDCP 是 High-bandwidth Digital Content Protection 的缩写，也就是高带宽数字内容保护。说的简单些，HDCP应该就是一个防止数字内容盗版的加密技术，如果软件和硬件其中之一不支持 HDCP，那么我们就无法读取数字内容。下一代的蓝光和HD DVD都将执行HDCP标准。也就是说，如果你希望在1980X1080的分辨率下观看电影，那么系统必须支持HDCP。反之，如果不支持的话，那么你只能获得1/4的分辨率。LCD内部的核心运算HDCP宽带数据保护

27、协议的重点在于编码功能，起功能集成在Scale IC上，目的是增强对数字内容的版权保护。后期如果HDCP技术市场应用成熟，那么没有通过Vista认证的LCD可能无法正常播放受保护的加密内容， 这样对版权就能进行有效 保护。（ 钢琴烤漆设计钢琴烤漆外观设计在国外称作glossy，其实是外观表面经过高光镜面漆面处理，是近年液晶显示器外观设计的一个新发展趋势。和真正的钢琴烤漆相比，从外表上看，没有经验的人很难分辨出它们的差外观别。我们平时所见到的液晶显示器钢琴烤漆实际上使用的是聚氨酯漆喷漆”工艺。这种漆和钢琴漆的面漆成分（钢琴漆使用的喷漆为不饱和聚酯漆”）是很接近的，但与钢琴漆工艺相比，这种工艺没有

28、喷涂底漆，也不是烤漆工艺，没有经过高温固化过程，而聚氨酯漆本身的 稳定性也不如不饱和聚酯漆，经过1-2年时间之后，聚氨酯喷漆就会失去原来的光彩，变得灰头土脸，而钢琴漆则不会有太大的变化。图：显示器上的Glossy外观设计不过笔者个人不太喜欢钢琴烤漆设计，因为留下指纹这东西太麻烦了。设计更有质感更时尚。个人认为，磨砂CCFL和LED背光LED背光的23早在2004年，SONY便率先将LED背光技术成品化，推出了一款采用的缺陷，但LED在显示质量方面的优势得到了充分体现。上图可以反映色彩均匀问题英寸LCD和一款46英寸的液晶电视。尽管这两款产品都存在功耗高、发热量大和价格高昂在2005年5月举行的SID 2005（2005显示信息学会）会议上，LG-飞利浦、三星电子等都展 出了他们各自的LED