深入解读液晶显示器主要指标

深入解读液晶显示器主要指标如何描述一款显示器的性能优劣，一直存在着不少误区，加之相当长时间以来，大多数媒体对显示设备的测试仅仅停留在体验感受上，很难谈的上衡量和比较产品之间的差异与优劣，在开始为读者呈上14款22英寸显示器打擂战果之前，首先要来解读一下影响显示器显示效果的几个重要因素。亮度1.亮度、对比度的定义和测量2.明室对比度专项测试：镜面/玻璃/漫射屏的优劣3.动态对比度的真实面目色彩4.伽马曲线与色彩增强5.色彩好坏看色域范围6.专项测试：80％与50％色域的差异色(8bit)与16.2M色(6bit抖动)其他8.灰阶加速技术的弊端9.可视角度并不简单测试方法与结果分析要领这部分理论分析有助于读者走出传统观念的误区，也要认识到只看厂商标注的参数并没有多大用处，因为厂商不仅只挑最有利的数字来标，更可以在一定范围内上下浮动，当然，厂商通常也是往有利的方向浮动。显示设备的知识相当宽泛和专业，难免出现纰漏和不周全的地方，如发现会尽快更正。液晶显示器的标称的亮度表示它在显示全白画面时所能到达的最大亮度，单位是cd/㎡（坎德拉每平方米），22英寸液晶显示器的最大亮度都达到250cd/㎡以上，远比CRT的平均水平100cd/㎡高出很多，实际上现在并不用操心一款崭新的液晶显示器不够亮，恰恰相反，很多用户都反映液晶显示器亮的刺眼，这就需要调节显示器的显示模式和亮度、对比度设置来控制全白最大亮度。亮度并非越高越好，不同的环境亮度和不同的显示题材需要不同的亮度水平。题材不同，需要的亮度不同扣-曲上网泼、办秩公等悄任务鼠，由鸦于显筑示画偏面白薪色部号分较掠多，案亮度椅在晒80尚－蛇12斯0c屡d/跨㎡比刚较合沸适。蜡-界图片田处理累，为阻了突烂出图治像细袄节，楚亮度选在约15绢0席－详18蛛0c夕d/香㎡比龙较合臣适。会-卸视频夺、电捡影类庆节目仰，存闲在大纯量暗陕场景抛，需访要较柳高亮穴度，僵应开膏启最缝大亮绸度，虏通常喘以表井现视怀频节招目作走为卖冠点的章显示躬器会源具有肤较高罪的亮派度，滩比如饱40桂0c削d/雕㎡。芽慈以上穗这些沙亮度绳值属吉于哑经验效参数优，当彩然还沿要考任虑的指环境竟亮度闪，相捎同亮必度的堆显示奸器在扩晚上购关灯己和明糠亮的振办公坦室里畅人眼追的感胖觉并执不相孝同，兼调节撞到合战适的为亮度章是使贝用一愿台显贵示器辱最基描本的误操作烟。德疼误区榜纠正携：图疲像的匀层次味感是口否鲜芹明决窗定于塞最大徐亮度北和拨伽马肤曲线滔，对民比度震倒是存其次武，这雁里所斥说的晋对比瓦度是较代表命显示中器的咬性能队，而裳不是恰指显鸡示器缺的对露比度遮设置轮，因刮为对嫌比度骂设置届实际判上改肉变的促是最蚕大亮秀度。御关于宽伽马握值和汗对比麦度后埋面再呀做详糠细解匀释。床对比着度：雀不同吃的测涛试方晚法有排不同赴的结花果没裕对比窃度简策单些捐的定摘义是你显示渣器的议白色涌亮度待与黑丽色亮旬度的学比值估，按提8b余it祥灰阶域来说胶，就抖是输兽入信泡号为鄙25窜5衔时的校亮度扫值除已以输冷入信笼号为柜0弃时的愤亮度册，比喝如一亩台显仍示器礼在显贱示全洋白画谜面（哲25甩5踢）时个实测库亮度相值为阿20忠0c通d/某㎡，巴全黑出画面绳实测肤亮度旅为循0.搞5c描d/盲㎡，践那么栗它的堆FO寄FO树（吨fu茧ll睬o骆n朽fu谱ll对o粘ff兽）对缴比度芝就是文40械0救：炕1擦，这蜡里就罢牵扯僵到一背个测晶试标逆准问沉题，额国际罗上存泄在三鞠种测志试方却法。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第三种：让屏幕显示50％灰度的基色，其中嵌入要求比例大小的黑色和白色方块，此时黑色方块不会受到太多影响，而且白色面积也不太大，更接近实际画面效果。对于CRT和等离子来说，测得的峰值亮度远比全屏白色亮度要高，更能凸显特性，成为我国电视和投影设备的国标测试方法。而LCD显示器此种状态下测试成绩接近于FOFO对比度，意义不大，所以我们一般不做这种测试。液晶显示器亮度、对比度的调节方法改变液晶显示器的全白亮度有两种方法，第一种是调节CCFL背光灯管的电流大小改变背光亮度，从而得到不同的最大亮度，此时全黑亮度也同步变化，这是最合理的亮度调节方式，目前的绝大多数显示器使用这种亮度调节方式。第二种是调节液晶分子偏转幅度，举例说明，当一台显示器得对比度设置为100时，液晶分子100％偏转完全透光时亮度为400cd/㎡，那么当对比度设置为50的时候，液晶分子得偏转最大幅度也仅为50％，那么此时全白亮度为200cd/㎡，但不管怎么调节对比度设置，全黑亮度不变，因此调节对比度可以得到不同的最大亮度，同时对比度也跟着变化，这就是液晶显示器的对比度调节方式。了解亮度对比度调节方式有助于我们更好的使用显示器，比如当我们需要较低的全黑亮度时，需要将亮度降低，也需要根据环境和节目需要调节到适合的对比度。但液晶分子的偏转幅度不宜过大或者过小，这直接影响到线性度，不好的线性度会影响图像的层次和灰阶Grayscale的表现，对比度通常只有一个最佳值，在最佳值以外的设置中往往是通过调节伽马曲线来进一步提升图像反差，当然也有冲破液晶线性区域导致高光灰阶丢失，让图像感觉过曝的例子，这些情况都将在测试中得到体现。在本次横评的产品中则出现几款特别的产品，两款美格的液晶显示器都不是通过调节背光亮度来控制亮度，这显然属于已经淘汰的电路设计。而Dell的E228是唯一一款能够在对比度为0时也将最大偏转角度变成0，此时画面全黑，说实在的这显得不是很有必要。理想的对比度应该是无穷大得出这个结论并不值得惊诧，理想的显示器件本应在输入信号为0时做到不发光，全黑亮度为0也就不管亮度是多少，对比度都为无穷大。早期的显示设备对比度很低，严重影响亮度变化范围，与人眼在自然环境中的感受差距较大，但实际上对比度超过一定值时人眼将很难察觉高对比度带来的图像改善，更高的对比度只是为了求得在全黑环境下图像中的黑色是纯净的黑色。如果我的眼睛不算太另类，那么斗胆为这个临界值做个估算的话，应该是50000：1，也就是把500cd/㎡作为峰值亮度，0.01cd/㎡设为全黑亮度，大部分图像中，人们将不会察觉黑色有亮度的存在，当然前提是ANSI对比度达到50000：1，而不是什么动态对比度，FOFO也很勉强。当对比度已经比较好的时候，当前影响显示器所谓图像层次的是亮度，这也是一个认识上的误区，因为亮度高的显示器比起亮度低的显示器在两个灰阶输出亮度上的差异不同，人眼的感受也不相同。这就是为什么电视和视频为主的显示设备会提供较高的亮度。那么当亮度对比度都满足人眼感光能力的话，显示器发展的方向就会是别的东西，请继续往下看。屏幕反光的危害：明室对比度/屏幕反射率上述美好的情况只是在全黑环境中而言，因为比降低显示器最低亮度更难的是制造出一种不反光又能保持良好透光性能的屏幕面板，大多数时候，人们还是希望在有光线的情况下使用显示设备，那么我们就需要来了解明室对比度，一个被大多数厂商忽略的性能参数。如果存在环境光线，那么显示器的图像都不可避免受到干扰，因为还没有不反光的面板材料出现。面板反光是要叠加在显示器发出的光线之上的，那么即便是一台10万：1的极品显示器在太阳底下也很难看清东西。明室对比度就是在一定环境光线下，测试显示器的全白全黑比值，具体的测试条件很难同一，只大概举例说明，全白亮度250cd/㎡，全黑亮度0.1cd/㎡，暗室对比度就为2500：1，当面板反射光在特定角度下带来的亮度为0.5cd/㎡，那么它的明室对比度就是(250＋0.5)/(0.10.5)=417:1，一点点环境光线就将性能优良的一台显示器贬值为廉价货，更要注意的是环境光线基本是有色光线，叠加在显示器上还会影响色彩表现，专业显示器为啥都有遮光罩就很容易理解了。从上面的计算方法还很容易得出一个结论，在明亮环境下需要更高亮度，室外LED显示墙就是靠此立足的。镜面屏仅仅为了好看？请看两种情况下的对比测试基本上现在的显示器都采用差不多的面板材料，因此我们只挑出三款具有代表意义的不同面板材质的显示器，使用镜面设计的HPW2207，使用镀膜玻璃板的美格WT22D，和代表大部分液晶显示器的漫反射屏幕显示器－AOC2116s。反光分为漫反射和全反射，即便是漫反射屏幕也不能粗糙到没有一点全反射，在人眼与光源成法线对称时，反光也不算少；镜面屏也做不到非法线对称时一点漫反射都没有，那么下面的测试就分为两部分。恒定光源照度计保证受光一致测试方法是在显示器旁边摆放一个恒定光源，通过照度计保证三台显示器在每种测试时受到的光线基本一致，接下来看看三台显示器的表现。镜面屏：正对光源反射最强，避开光源反射最低镜面屏正对光源反光最强镜面屏正对光源成法线对称时反光亮度为：172cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.587cd/㎡漫射屏：正对光源反射最弱，避开光源反射最高漫射屏反光最弱漫射屏正对光源成法线对称时反光亮度为：78.7cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.705cd/㎡镀膜玻璃屏：两者表现居中镀膜玻璃表现居中镀膜玻璃屏正对光源成法线对称时反光亮度为：160.5cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.665cd/㎡彩栗结论伞相当齐清晰弊，在闪环境击中没亲有大爆面积糊光源促的时理候镜略面屏继可以闻更好竹的提串升明赴室对乱比度悬，减讨少外虚界光礼线的柴干扰暴，让键画面其更清毯晰；窜漫反蝇射屏阿则可娱以胜兽任任仔何使示用环叉境，泼适应呼性更锋好，瓶玻璃稍屏则坡两头麦不讨词好，璃因为驳在玻倚璃的贩里面它似乎迟还有胳一层补漫反蝴射屏碌，如古何选雄择还铁要根框据使恰用环够境而婆定。跨前嫂面已欢经了彻解过泡对比糠度与拌动态斤对比翁度的枯差异蜂，实竟际上扯我更损愿意壮将选“笼动态齐对比科度乘”占称为掠“著场景共分析捕自动只背光凑亮度衫调节礼”兼功能碗，最还初这扁一功墓能主念要是俊应用爽在亡投影付机黑（动芦态光赴圈控辈制）燥和电敢视上概，用币以降鸭低昏钢暗场煤景中利黑色荐亮度葛，从条而提贿高视伯觉享些受。滨这里库还要修一再暑的重娇申，罚动态诞对比挤度并衰不是晌救命秃稻草各，提请高原周生对薯比度脂才是狂根本筹，只堆不过趣在当仆前液历晶屏嫂对比真度表类现不醒算好逐的情扒况下环，可暖以起曲到一孕点改垒善的全作用丘，但擦对于袋如何北实现边动态扬背光族还存屯在不棚少值铜得商徐榷的共地方威，一矩是背拥光变琴化范涝围，询一是假背光奥变化疮速度臂。伴动态攻背光龄效果谈示意牺乒动态界背光该调节奉的确错可以迟在昏扬暗场罩景（启黑色饱比较蜘多）妙中降浅低黑款色亮绕度，马得到出更令践人满郊意的旁黑位红，但声是不悲可避启免的栏是图爆像中幕的明究亮元潮素也库变暗出，细三节都询看不剃清了俊，原础理同铺前面脾说的居亮度养决定宁图像梦层次误感；架也可趣以在罪明亮敏场景继中提程升高靠光区突域披的明鉴亮感仗，但至同样宽会使世图像报中的死黑色陆区域猾显得克发白哲。窗动态鞋对比雹度数灯值计执算拾侍相比凝动态涂背光场拆东含墙补麻西墙奇的效愁果提蒙升，疫更为虑令人灵担心授的是闻厂商客总喜寺欢允挑数雹字罢大的浩测试播成绩篇来说棉，前虹面说垦过动赏态对惰比度升只在驶FO房FO牵测试贵时有子效，帜上图茅就演盾示了宰5肥倍背粒光亮梦度调晴节功钻能是比如何久将笔80肆0倾：去1称的液条晶面钓板提杯升到窄40邪00锈：悬1咬的，抹只需蚀用全勺白画姐面作轨为明适亮场解景，烂用全拒黑画岂面作际为昏夏暗场休景即京可，限但是纪在背希光降辉低祸5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寸1366x768。LED背光正如前面所说，笔记本的液晶屏幕为了省电，不得不采用发光效率高而色彩并不出色的背光模块，但在新背光技术面前，CCFL的优势都不复存在，先来看看亮度对比成绩。最大亮度设置中等亮度设置华硕S6153.7cd/㎡65.1cd/㎡索尼VAIOTZ390cd/㎡65.8cd/㎡更轻薄的VAIOTZ敢于提供这么高的亮度全倚仗高效率的背光模组，同时也不用担心发热，而CCFL则只能提供153.7cd/㎡的亮度，在室外环境下这样的亮度恐怕还是不够用。当然，亮度测试并非重点，色域范围测试中，使用LED背光的索尼VAIOTZ以相当于NTSC标准81.5%的成绩将仅有50.91%的S6抛在后面，VAIOTZ已经超过sRGB的要求不少，而S6尚不能满足。通过上面的CIE色彩坐标图可以很明显的看出S6所采用的CCFL提供的RGB三基色都偏白，从下面的对比照片中你能够十分明显的观察到这一差别。注：为避免不同亮度引起的照片曝光不同造成的色彩差异，我们已经将两者亮度调节到相近状态。红色差异（左：S6右VAIOTZ）绿色差异（左：S6右VAIOTZ）蓝色差异（左：S6右VAIOTZ）三基色纯度的影响绝不仅是在基色图像中表现，显示照片时的效果差异同样非常巨大色彩差异（左：S6右VAIOTZ）色彩差异（左：S6右VAIOTZ）目前笔记本屏幕色域范围窄是个普遍现象，同时拥有笔记本和液晶显示器的用户同样可以比较两者的差异。液晶面板驱动位宽越高灰阶变化越平滑边越多，越圆滑液晶显示器的液晶分子偏转角度是由驱动电压决定的，而驱动电压是通过数模转换将t数字信号转化为从最低电压到最高电压变化，只要是DAC就存在转换精度的问题，4bit驱动时每通道电压可分为2的4次方16级，RGB总共可组合成16x16x16＝4096种颜色，6bit就可以实现2的6次方64个灰阶，色彩总是为64x64x64＝262144种颜色，8bit每种颜色256级灰阶，色彩总数就是16777216种，这个道理很容易理解。驱动位宽显然是越高灰阶越平滑，从上面的多边形来进行直观理解最合适不过，显然，bit数发展越高，整体提升将越不明显，而成本则提升飞快，这也就是为什么初期液晶显示器都使用6bit驱动的缘故。抖动：16.2M色的迷局黑白两色可以混色为原本不能显示的灰色通过抖动将6bit驱动的液晶面板达到近似8bit的效果是个低成本的好办法，因为直接将windows的8bit图像输入给6bit的液晶面板，256级灰阶中会有相当部分被四舍五入掉，最后只剩下64级灰阶，色彩分层将不可避免。抖动是个类似RGB混色的过程，有时域抖动和空域抖动，后者比较常见，16.2M色的液晶就是通过两个或者4个像素显示成近似的灰度值，从而达到整块面板具有16.2M色的表现。但是这并不是一个完美的解决方法，直接暴露出来的问题就是可见的像素抖动和无法得到253,254和255这三种灰度，即使应用了色彩抖动，能够显示出来的色彩也只有0到252灰阶的三原色,所以最后得到的色彩显示数信息是253×253×253=16194277，约合16.2M色。具体算法各有优劣，在这里就不多提。抖动可以让整个屏幕显示16.2M种单一色彩，却无法让每个像素都显示16.2M色彩。16.7M色8bit驱动，本来就应该的！6bit抖动说白了是降低成本的一个办法，除了有些色彩无法抖动出来，也降低了图像的色彩清晰度，windows早已是8bit（32位色－RGBalpha）作主，厂商采用16.7M色的液晶面板才能真正还原PC图像的色彩，这不是什么技术进步。另外一方面讲，8bit抖动得到近似10bit的效果也是可行的，恐怕这将在未来的显示器液晶面板发展中不可避免，消费者要保持清醒的头脑。所谓灰阶响应时间，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，也许也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，厂商更乐意使用1ms2ms这样的字眼吧。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：）过压驱动关于过压驱动的介绍已经很多了，也很容易理解，在亮度变化上升沿和下降沿提高一点电压来加速液晶分子的偏转，就可以提升灰阶响应时间，效果是相当的明显，从下表中可以看到使用OverDrive与否对灰阶之间转换的时间影响很大。过压驱动效果显著电压加的太多会过冲产生RTC错误/白色拖影RTC错误40/100＝40％RTC错误的出现同样容易理解，既然增加了超过目标灰阶所需要电压值，加的太多的话，过冲是肯定的，刹车也会刹不住，就会形成上图那样的曲线，从20－120灰阶转换的速度是很快，但是在达到目标灰阶之后，液晶分子并没有停下，强大的加速度促使它朝更高的地方奔去，显然即便最后恢复到目标灰阶，那么总体的响应时间是不是更长了呢？RTC错误的量化由超过目标灰阶的过冲值除以原本要转换的灰阶等级，通常不超过17%我们就认为它影响不大。RTC错误最直接的现象就是出现了比原有动态模糊更可怕的浅色托尾，在本次测试的产品中，明确带有RTC加速开关选项（OSD菜单中的RTA）的仅有三星226BW，开启后用鼠标快速拖动窗口，浅色拖影非常明显。尽管看起来窗口图像主体更加清晰了。RTC错误在液晶面板采用的液晶材料确定之后，它的粘滞系数等影响响应时间的参数也都固定下来，剩下的就是看厂商如何overdrive了，连AMD最新的显卡驱动中也加入了类似的功能。不过，要速度还是要精准是个问题，三星226BW是值得肯定的，至少把这个功能独立设置选项可以给用户一个选择，其他厂商的产品就只能通过回收产品调整了：）测定响应时间所需要的设备和仪器目前只发现xbitlab网站有，其他媒体很少有能测试出此类成绩的能力，我们也准备弄一台，与其用拍方块儿这样没谱的方法表现还不如不测，所以这次的横评测试中就不涉及响应时间项目。液晶的可视角度是由液晶显示的基本原理决定的，TN即TwistedNematic，意思是扭曲向列的显示，液晶分子就像一根棍子一样做90度旋转，躺下时和站立时，从垂直于屏幕的方向可以看到明暗变化，下图为TN技术液晶层在电极电压驱动下做出偏转的示意图。当从侧面看时，这种同向的躺下与直立引发的明暗变化就不如从正面看那样明显，造成亮度和对比度的下降，更要命的是，在较大视角时，这种偏转的作用会产生相反的效果，也就是反白（灰阶逆转）。空间想象力不够丰富的读者可以拿起一本书放在显示器前，看看它在旋转时遮