显示技术1

dinofly
  如果你问一个计算机方面的门外汉,一台电脑是由什么构成的,他会
怎样回答呢?我曾经问过我的一个小表妹,她答道,有一个铁盒子,一个
大脑袋,还有喇叭、键盘和一个小小的可以按的玩意,这些都是在我一步
一步提醒下的结果,她的意思是,有一个机箱、一台显示器、还有音箱、
键盘和鼠标。是啊,在外人看来,一台计算机就是由显示器和机箱等直观
部件构成的。如果说多媒体技术的发展是电脑走入家庭的催化剂的话,那
么,占了图、文、声等多媒体组成部分一大半的图像技术,则是构成一台
电脑60%魅力的重要因素,可以这样说,电脑的表现魅力,60%以上来自于
充当着人机交互使命的显示器。有人说,显示器是电脑的灵魂之窗,一台
漂亮美观的显示器,能给整台电脑增色不少。再快的 CPU、再大的内存、
再好的3D图形加速卡,如果没有显示器,它们的表现即使再好,又怎么能
反映出来呢?
  如果硬要打个比方,显示器可以这样来形容棗她是五彩缤纷的源泉,
沉默时黑白分明、高兴时极速飞奔、含蓄时素淡雅致、深情时艳丽无比;
她是你心灵的窗户,折射着你的兴趣爱好;她陪伴着你走向成功,或学习、
或工作,又或是间中的娱乐、网上的探索……她就好象一位红颜知己,默
默的守侯在你每一分每一秒的电脑生活中,难道这些还不够吗?就让我们
好好地来了解一下她吧!
历史篇
显示器的发展回顾
  显示器随着个人电脑诞生而诞生,随着个人电脑的发展而发展,到现
在已经走过了近二十个岁月了。回首看看至今显示器走过的道路,我们可
以清晰地看到科学技术进步给显示器发展带来的巨大改变,让我们从以下
几个方面来作一次显示器的发展回顾。
CRT显示器平面技术的发展回顾
  最初的显示器,显象管的断面就是一个球面,最早的绿显、单显和初
期的14英寸彩色显示器,基本上都是球面的。采用球面显象管的显示器,
在水平和垂直方向都是弯曲的,图像也随着屏幕的形态弯曲。以现在的观
点看球面显示器,会发现这种初期的显示器有太多弊端,有些方面甚至让
人难以忍受:球面的弯曲造成图像严重失真,也使实际的显示面积比较小,
弯曲的屏幕还很容易造成反光现象……在1994年以前,各式各样已经让人
记不清的显示器,基本上都是球面显示器。图形图像失真对于当初比较简
单的DOS及WINDOWS32操作系统应用软件来说,影响还不算太大,忍一忍,
也就习惯了。但反光问题却让人头痛,为了尽量减少外部环境特别是阳光
的影响,在相当长的一段时间里,机房一般是封闭的,除了防尘和防静电
的需求之外,在这种封闭式机房的窗户上使用深色的窗帘,就是为了阻挡
太阳光的照射——这对于球面显示器是致命的干扰,但即使是室内的任何
光源,都会形成新的干扰——麻烦还是存在。
  为了减小球面屏幕特别是屏幕四角的失真和显示器的反光等现象,显
象管厂商进行了不少改进,1994年,平面直角显示器诞生了。“平面直角”,
这个以往只出现在电视机产品上的宣传用语,也成为了这种新一代显象管
及其显示器的新类别代名词。说平面直角显象管,其实也不是真正意义上
的平面,只不过其显象管的曲率相对球面显象管比较小而已,其屏幕表面
接近平面,曲率半径大于2000毫米,四个角都是直角。一时间,所有显示
器厂商都争先恐后地停止生产原来的球面显示器。转而推出了使用平面直
角显象管制造的显示器型号,平面直角显象管迅速取代了球面显象管。现
在人们所使用的大部分显示器,包括最近几年生产的14英寸显示器和大多
数的15、17英寸及以上的显示器,都属于这种平面直角显示器。显示器使
用平面直角显象管的结果,反光现象及屏幕四角上的失真现象,都减小了
不少,配合屏幕涂层等新技术的采用,显示器的显示质量有了较大提高。
  减小一部分还不够,索尼和三菱又开发出了柱面显象管,索尼的叫特
丽珑,三菱的叫钻石珑。柱面显象管,顾名思义,其屏幕在垂直方向已经
实现了完全的笔直,在水平方向仍然有一点点弧度。加上采用了栅状设计
等多种革新,显示质量更上一层楼,画面更细腻、鲜艳,失真也不明显了。
各大显示器厂商也纷纷推出使用这种显象管的显示器,作为自己显示器产
品系列中的高端型号。
  但上述这些显像管,依旧没有达到完完全全的平面,因此,所显示的
画面或多或少都会有一点变形和扭曲,依然不够令人满意。直到现在,一
些崭新显示器——完全平面显示器的出现,才使 CRT显示器终于走上了完
全平面的道路。完全平面显示器,屏幕在水平和垂直方向都是笔直的,就
象一面镜子那样平,失真、反光,都被减小到了最低限度。从1998年底到
现在,仅仅几个月的时间,完全平面显示器就“忽如一夜春风来,千树万
树梨花开”了。各厂商比赛似的推出了新的产品,先是日本松下公司推出
了Panasonic PF70 17英寸纯平面显示器,紧接着LG公司就推出了 17英寸
的“未来窗Flatron"78FT和795FT+纯平面显示器,随后三星电子也不失时
机地推出了两款采用三星新近研发出来的IFT丹娜(DYNAFLAT)显像管的
17和19英寸完全平面显示器700IFT和900IFT。然后,更多显示器行业的大
厂,包括索尼、三菱、美格、明基、ADI、NEC、优派、CTX中强、日立、
EIZO-Nanao等等,纷纷推出了自己的完全平面显示器,使 CRT显示器的平
面技术,发展到了最高的顶点。
CRT显示器操控方式的发展回顾
  CRT显示器的操控方式,走过了一条由模拟调节到数字调节再到屏幕
OSD调节的发展道路。早期的显示器采用模拟调节方式,是与当时的DOS操
作系统息息相关的,DOS 不支持即插即用,显示器的相关设置无法保存,
数控调节当然无法实现。随着WINDOWS95、98 等操作系统的成熟,视频电
子标准协会 (VESA)的显示数据通道协议(DDC)允许显示器和主机之间
通过数据通道进行信息交换,由于DDC正是实现WINDOWS95即插即用的基础,
使操作系统能从显示器和显示卡获取信息后,自动匹配最佳的设置或调用
已经设置好的显示模式,而不用每次都由手动进行调整,数控调节就实现
了。
  老式的模拟调节方式,都是通过一排旋钮来进行调节的,其缺点在于
所能达到的功效有限,只能实现几种最常见的控制调节;而且这种调节方
式缺乏直观的控制度量,调节到何种程度只有靠操作者的经验和直观感觉,
不够准确;同时,模拟调节不具备视频模式存贮功能,在进行显示模式切
换时,往往造成屏幕上画面显示不正常,或上下左右被拉长、压扁,或偏
离正中心,不得不手动来回调整旋钮,十分麻烦。另外模拟器件较多,出
现故障的机率也比较大。随着显示器技术和软件技术的提高,模拟调节方
式很快就被淘汰了。
  数字调节方式的兴起,正是由于它具备的优点。数控式显示器内部带
有专用的微处理器,能够记忆显示模式,只要事先一次性将调节好的工作
模式储存起来,就不用再管了,切换各种显示模式就无需再重新调整了。
数字式操控那量化的调节会让操作更精确,而其所使用的多是微触式按钮,
寿命长、故障率低。这些使数控调节方式迅速推广到所有的新显示器型号
上,从常见的按键式到由美格独创的飞梭单键,操控形式越来越新颖了。
OSD的诞生,使显示器的调节变得更简单了。OSD(屏幕显示菜单控制),
严格说起来应该是数控调节方式的一种。它能以量化的方式将调节情况直
观地显示在屏幕上,很容易上手,即使从来没有经验的人,都能很快摸索
出使用方法,轻易地掌握,OSD 的出现,使显示器的调节手段,上了一个
新的台阶。
液晶显示器的发展回顾
  CRT显示器历经发展,已经越来越成熟了,显示质量也越来越好,但
CRT固有的物理结构限制了它向更广的显示领域发展,此外,CRT显示器的
电磁辐射,也是它的弱点之一。人们开始寻找新的显示媒体,液晶显示器
应运而生。
  1971年,成型的液晶显示媒体出现了,这就是最初的TN-LCD(扭曲向
列),尽管当时仍然是单色的,十分简单的显示工具,但仍在某些领域得
到了推广应用。到了80年代初,TN-LCD开始被应用到计算机产品上。1984
年,欧美提出了STN-LCD(超扭曲向列),同时TFT-LCD(薄膜式晶体管)
技术也被提出,但仍不成熟。80年代末,日本掌握了 STN-LCD的大生产技
术,LCD工业开始飞跃。1993年,又是日本,在掌握了TFT-LCD大生产技术
后,液晶显示器开始向两方面发展——一方面是向廉价、低成本的STN-LCD
方向发展,随后DSTN-LCD(双层超扭曲向列)诞生;另一方面向高端的薄
膜式晶体管TFT-LCD发展,1997年,日本建成了一大批以550mm X 670mm为
代表的大基板尺寸第三代 TFT-LCD生产线。在此期间,韩国和我国台湾开
始介入液晶显示器生产领域,我国内地企业也引进生产线,生产TN-LCD,
到现在,我国仍然是世界上最大的TN-LCD生产国,但已经在技术上落在了
后面。而东亚地区,逐渐发展成为世界液晶显示器的主要生产地,日本、
韩国和我国台湾,走在了最前列,愿我国的液晶显示器产业能迅速赶上!
显示器安规认证的发展回顾
  随着人们对视力和健康投入更多的关注,对显示器的辐射、节电、环
保等各方面的要求也越来越苛刻,这客观上也带动了各种认证标准的发展。
各种电脑和显示器的认证标准诞生、升级,越来越严格,也越来越挑剔。
  最初的低辐射标准有著名的MPRI、MPRII。MPRI诞生于 1987年,是由
部分电脑商、专业人员、瑞典工会及医生组成的瑞典技术认可局(Swedish
Board for Technical Accreditation) 就电场和磁场放射对人体健康影
响提出的一个标准,在现在看来,这个标准还比较宽松。1990年,MPRI进
一步扩展变成了MPRII,更进一步详细列出了 21项显示器标准,包括闪烁
度、跳动、线性、光亮度、反光度及字体大小等,对ELF(超低频)和VLF
(甚低频)辐射提出了最大限制,已经成为了一种比较严格的电磁辐射标
准。
  但MPRI和MPRII历经发展,到现在已经过时了。瑞典专业雇员联盟
(TCO)1992年在MPRII的基础上对节能、辐射提出了更高的环保要求,标
准更加严格,这就是现在我们所说的TCO'92标准。TCO组织提出的TCO系列
标准,不断扩充和改进,逐渐演变成了现在通用的世界性标准,引起了显
示器生产厂商的广泛重视。(图:TCO-diagram.gif)由上图可以看出通过
TCO认证的显示器数量上的变化,由此很明显地可以看到TCO标准本身的发
展及受重视程度的变化。事实上 TCO系列标准不仅仅是针对显示器的,还
包括对键盘、主机、便携机等的要求。TCO'92是针对显示器的包括电磁辐
射、自动电源关闭、耗电量、防火及用电安全、TCO 验证证明五个方面的
标准;TCO'95则加入了对环境保护和人体工程学的要求,覆盖了对显示器、
键盘和主机单元的要求;TCO'99刚刚发布,提出了更严格、更全面的环境
保护、用户舒适度等标准,对键盘和便携机的设计也提出了具体意见。到
现在,没有什么安规认证能象 TCO系列标准般深入人心并被生产厂商所接
受和重视,相信今后满足 TCO标准的显示器会越来越多,对人体健康的妨
害也会越来越小,大部分的显示器都将能满足辐射、节电、环保等各方面
的世界标准,显示器必将成为无污染的得力工具。
技术篇
显示设备类别区分
  显示器在一台电脑中的重要性不言而喻,而大脑袋的显示器只是显示
设备的一种而已,真正可以在电脑中起到显示作用的其他显示设备,种类
多着呢。我们不妨在这里为显示设备下个定义,即只要是能表现出电脑图
形文字讯息的设备,都属于显示设备。最常见的显示设备是阴极射线
(CRT) 显示器,也就是我们平常所说的显示器。除此之外,还有种类繁
多的平面显示器,其中包括受光型的液晶显示器( LCD)、电致变色显示
器(ECD)、电泳显示器(EPID)、铁电陶瓷显示器(PLZT)和发光型的
等离子体显示器(PDP)、场致显示器(FED)、电激发光显示器(ELD)、
发光二极管显示器(LED)、高分子或聚合体发光显示器(LEP)、真空荧
光显示器( VFD)等等。另外,投影机作为一种显示外设,也理应属于显
示设备的范围之内。在后文中,笔者将主要介绍普通 CRT显示器并对几种
目前发展已经比较成熟的显示设备种类进行适当的介绍。
CRT显示器主要技术
  CRT 显示器即阴极射线管显示器,其发光原理是当显象管内部的电子
枪阴极发出的电子束,经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流,再
经过偏转线圈的作用向正确目标偏离,穿越荫罩的小孔或栅栏,轰击到荧
光屏上的荧光粉时,荧光粉被激活,就可以发出光来。R、G、B 三色荧光
点被按不同比例强度的电子流点亮,就会产生各种色彩。CRT 显示器按屏
幕表面曲度,可以分为球面、平面直角、柱面、完全平面这四种,目前球
面管的显示器已不合时宜而被淘汰掉了,平面直角显示器是现在最普遍的
显示器,而以采用索尼的特丽珑显象管和三菱的钻石珑显象管为代表的柱
面显示器,由于更清晰、失真更小,成为了高档机型,完全平面显示器则
提供了更高的性能,势必成为未来市场的热点。
  要说起来显示器的各种技术参数,还真有不老少,就让我们一样样来
看看吧。
  屏幕尺寸 指屏幕大小,一般有 14、15、17、19、20、21英寸等多个
大小。
  点距 指CRT(阴极射线管)上两个颜色相同的磷光点之间的距离。单位
是毫米。
  像素 每一个像素包含一个红色,绿色,兰色的磷光体。
  行频 又叫水平刷新频率,是电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线条数,
以KHz为单位。
  场频 又叫垂直刷新频率,是每秒钟屏幕重复绘制显示画面的次数,即
重绘率,以Hz为单位。
  分辨率 定义显示器画面解析度的标准,由每帧画面的图素数决定,以
水平显示的图素个数×水平扫描线数表示。(如 1024×768指每帧图象由
水平1024个图素,垂直768条扫描线组成。)
  带宽 这是表示显示器显示能力的一个综合指标。指每秒钟的扫描的
图素个数;即单位时间内每条扫描线上显示的频点数总和,以MHz为单位。
带宽越大表明显示器显示控制能力越强,显示效果越佳。
  动态聚焦 电子枪扫描屏幕时,对电子束在屏幕中心和四角聚焦上的
差异进行自动补偿的功能。普通的电子枪聚焦时会有散光现象,即在边角
时像素点垂直方向和水平方向焦距长度不同,散光现象在图像四角最为明
显,为减少这种情况的发生,需要电子枪做动态的补偿,使屏幕上任何扫
描点均能清晰一致。动态聚焦技术是采用一个可精确控制电压的调节器,
周期性产生特殊波形的高电压,使电子束右心点时电压最低,向边角扫描
时电压随焦距增大而逐渐增高,动态地补偿聚焦变化。这样可获得近乎完
美的清晰聚焦画面。
  TCO95 最新的综合性的环保及人体工程学设计规定,包含如下标准和
功能:
·基于TCO92、ISO、环境保护和MPRII、人体工程学(ISO9241)和安全性
(IE950)
·低电磁辐射、低磁场辐射(EMC、EMI)
·电源监控制(NUTEK)
·可再循环材料的广泛使用
·材料的返还(工厂)
·外壳内有溴化的和氯化的火焰迟缓剂。
  CRT 的主要常见技术参数就是上述这些了,其实很多朋友对这些技术
参数的意义已经很了解了,至于如何把这些理论真正应用到选择合适的显
示器和具体采购时应注意的地方等等实用方面,后文“选购篇”里将详细
提及。
※修改: dinofly (长夜漫漫) 于 2000-01-13 12:45:02 在 [202.117.92.9] 修改本文
dinofly
液晶显示器主要技术
  液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性,通电时导通,排列变的有
秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。利用此原理
来制成液晶显示器。
  就使用范围分,液晶显示器可分为笔记本计算机(Notebook)液晶显示
器以及桌面计算机(Desk top) 液晶显示器。Notebook LCD 是我们在国内
目前所最常见到的大众化液晶显示器产品,它与笔记本计算机的其它部分
连为一体,以其轻便、小巧给笔记本计算机的使用者带来方便。Desktop
LCD则是传统CRT显示器的替代产品,目前在国内还比较少见。虽然以上两
者都是LCD,但比较起来差别也挺大的。
  亮度可以说是最大的差别,使用者可以很容易觉察。Desktop LCD 的
可接受亮度标准是150cd/m2 (cd/m2是衡量亮度的一种单位),当前国内见
诸广告的几款Desktop LCD,如Acer FP555、PHILPS 151AX、Samsung 520
TFT等,其亮度均在200 cd/m2左右,已经与CRT显示器不相上下。而
Notebook LCD的亮度通常在100cd/m2左右,相比CRT 显示器自然就暗了许
多,这就是所以在环境光线过于强烈的时侯,我们看Notebook LCD的图像
会有吃力的感觉的原因了。
  其次,两种LCD的可视角度(Viewing Angle)亦有区别。LCD 的可视角
度是指显示器对比度大于等于10的可视范围角度,同样可视角度时,对比
度越大则视觉效果越好。Desktop LCD要求比Notebook LCD 有更大的可视
角度,如Acer F51,在对比度大于10的情况下,左右可视角度160。;Acer
FP555在同样对比度条件下可视角度也达到了120。,使用者站在显示器侧
面看不到画面的现象不会发生。
  此外,很多Notebook LCD在分辨率变化时不能自动调整图像的大小面
积至满屏,所以在某一分辨率下运行笔记本计算机,我们会看到只有屏幕
中央一块才有图像。Desktop LCD则不存在这一问题。
  按照物理结构,LCD 可分为无源矩阵显示器中的双扫描无源阵列显示
器(DSTN-LCD)和有源矩阵显示器中的薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。
  DSTN(Dual Scan Tortuosity Nomograph)双扫描扭曲阵列,是液晶的
一种,由这种液晶体所构成的液晶显示器对比度和亮度较差、可视角度小、
色彩欠丰富,但是它结构简单价格低廉,因此仍然存在市场。
  TFT(Thin film transistor) 薄膜晶体管,是指液晶显示器上的每一
液晶象素点都有集成在其后的薄膜晶体管来驱动。相比DSTN-LCD,TFT-LCD
具有屏幕反应速度快、对比度和亮度高、可视角度大、色彩丰富……等等
特点,克服了前者固有的许多弱点,是当前Desktop LCD和Notebook LCD
的主流显示设备。
  液晶显示器的参数主要有四个方面:
一、可视角度
  一般而言,LCD 的可视角度都是左右对称的,但上下可就不一定了。
而且,常常是上下角度小于左右角度。当然了,可视角是愈大愈好。然而,
大家必须要了解的是可视角的定义。当我们说可视角是左右80度时,表示
站在始于屏幕法线80度的位置时仍可清晰看见屏幕图像,但每个人的视力
不同;因此我们以对比度为准。在最大可视角时所量到的对比愈大愈好。
一般而言,业界有CR3 10及CR3 5两种标准(CR is Contrast Ratio即对比
度)。
  目前见于杂志广告的几款15"液晶显示器产品的可视角度现罗列如下:
  Acer F51,上下左右各80度的高视角,CR3 10
  Acer Fp555,左右各60度,CR>=10
  PHILIPS 151AX,左右各75度、上下各55度(CR>=5)
  MITSUBISHI LXA520W,左右各70度、上70度下50度(对比度不详)
  NEC LCD1510,上下左右各160度(对比度不详)
二、亮度、对比度
  TFT液晶显示器的可接受亮度为150cd/m2以上,目前国内能见到的TFT
液晶显示器亮度都在200cd/m2左右,亮度低一点则感觉暗,再亮当然更好,
然而对绝大多数用户而言却没有什么实际意义。以下为一些 15"品牌的亮
度及对比度参考值:
  Acer F51 200cd/m2,300:1
  Acer F555 200cd/m2,200:1
  PHILIPS 151AX 210cd/m2,250:1
  NEC 1510v 200cd/m2,200:1
  MITSUBISHI 520w 200cd/m2,150:1(min)
三、响应时间
  响应时间愈小愈好,它反应了液晶显示器各象素点对输入信号反应的
速度,即 pixel由暗转亮或由亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看
运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。一般会将反应速率分为两个部份:
Rising 和Falling;而表示时以两者之和为准。以下为一些品牌产品响应
时间参考数值:
  Acer F51,25ms
  Acer Fp555,50ms
  Viewsonic 150,30ms
四、显示色素:
  几乎所有15英寸LCD都只能显示高彩 (256K),因此许多厂商使用了所
谓的FRC (Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面。
当然,此全彩画面必须依赖显示卡的显存,并非使用者的显示卡可支持16
百万色全彩就能使LCD 显示出全彩。
场致显示器主要技术
  早就有人预测,场致发射显示( Field Emission Display,FED)技
术将在显示技术舞台上成为主角,笔者对此深信不疑,这种技术将成为液
晶显示技术的替代品,在一两年之内人们的生活中就有可能出现基于这种
技术的崭新显示设备。
  FED的原理是:使用电场自发射阴极(cathode emitter)材料的尖端
放出电子,而非使用热能,使得场发射电子束的能量分布范围较传统热电
子束窄而且具有较高亮度,用场发射技术作为电子来源以取代传统 CRT显
象管中的热电子枪,因而可以用于平面显示器并带来了很多优秀特色。
FED非常薄、轻,并且省能源,与LCD阻挡光线的受光型工作方式不同,FED
采用了类似传统CRT的方法棗CRT显象管用电子束轰击屏幕上的荧光粉,激
活荧光粉而发光,但 CRT在显象管内部有三个电子枪,为了使电子束获得
足够的偏离还不得不把显象管做得必须有一段距离长,因此 CRT显示器又
大又厚又重。FED在每一个荧光点后面不到3mm处都放置了成千上万个极小
的小突起似的电子发射器,这使得FED显示技术能把CRT阴极射线管的明亮
清晰与液晶显示的轻、薄结合起来,结果是具有液晶显示器的厚度、象CRT
显示器般快速的响应速度和比液晶显示器大得多的亮度。因此,FED 显示
器将在很多方面具有比液晶显示器更显著的优点:更高的亮度可以在阳光
下轻松地阅读;高速的响应速度使得它能适应诸如游戏电影等快速更新画
面的场合;内置的千万冗余电子发射器让其表面比液晶显示器更凹凸不平,
视角更宽广,也不会出现液晶显示器一个晶体管损坏便会很明显地显露出
来的情况棗坏了一个,还有千万个可以补上呢!
  正是如此,一些大厂象PixTech、SONY、CandescentTech、Futaba、
Motorola、Raytheon、PFE等等都投入巨资进行FED显示技术的发展研究和
试验生产,而相信先进的生产线不久就会投入使用,在他们的广泛推动下,
相信场致显示器会很快走近!
等离子显示器主要技术
  PDP等离子显示器又称电浆显示器,是继CRT、LCD 后的最新一代显示
器,其特点是厚度极小,分辨率佳,可以当家中的壁挂电视使用,占用极
少的空间,代表了未来显示器的发展趋势。
  其技术原理是利用惰性气体(Ne、He、Xe等)放电时所产生的紫外线
来激发彩色荧光粉发光,然后将这种光转换成人眼可见的光。等离子显示
器PDP采用等离子管作为发光元件,大量的等离子管排列在一起构成屏幕,
每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高
压后,封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激励平板
显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每等离子管作为一个像素,
由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和色彩的图像,与显
像管发光很相似,从工作原理上讲,等离子体技术同其它显示方式相比存
在明显的差别,在结构和组成方面领先一步。其工作机理类似普通日光灯,
电视彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成,因此图像鲜艳、明
亮、干净而清晰。另外,等离子显示设备最突出的特点是可做到超薄,并
轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到 100毫米。依据电流
工作方式的不同,可以分为直流型(DC)和交流型(AC)两种,而目前研
究的多以交流型为主,并可依照电极的安排区分为二电极对向放电
(Column Discharge)和三电极表面放电(Surface Discharge)两种结
构。等离子显示器具有体积小、重量轻、无 X射线辐射的特点,由于各个
发光单元的结构完全相同,因此不会出现CRT显像管常见的图像几何畸变。
PDP 屏幕亮度非常均匀没有亮区和暗区,不像显像管的亮度棗屏幕中心比
四周亮度要高一些,而且,PDP 不会受磁场的影响,具有更好的环境适应
能力。PDP屏幕也不存在聚焦的问题,因此,完全消除了CRT显像管某些区
域聚焦不良或年月已久开始散焦的顽症;不会产生 CRT显象管的色彩漂移
现象,而表面平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。
同时,其高亮度、大视角、全彩色和高对比度,意味着PDP图像更加清晰,
色彩更加鲜艳,感受更加舒适,效果更加理想,令传统显示设备叹为观止。
与LCD液晶显示器相比,PDP显示有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对
迅速变化的画面响应速度快等优点。由于屏幕亮度高达 150Lux,因此可以
在明亮的环境之下使用。另外,PDP视野开阔,视角宽广(高达160度),
能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有更大观赏角度。当然,由于
等离子显示器的结构特殊也带来一些弱点。比如由于等离子显示是平面设
计,面且显示屏上的玻璃极薄,所以它的表面不能承受太大或太小的大气
压力,更不能承受意外的重压。等离子显示器的每一颗像素都是独立地自
行发光,相比于显示器机使用的电子枪而言,耗电量自然大增。一般等离
子显示器的耗电量高于 300瓦,是不折不扣的耗电大户。由于发热量大,
所以 PDP显示器背板上装有多组风扇用于散热。另外,价格较高也是一个
不足之处,但等离子显示器目前正处于市场起步阶段,相信大规模生产必
将使其价格有大幅度下降。
投影机主要技术
  投影机是当之无让的一种显示设备,在政府、学校、公司等很多领域
已经成为了标准的配备之一。
  投影机主要有两项参数:亮度和分辨率。按照现有国际标准认为,亮
度在 500ANSI流明以上的投影机才可以在白天正常光线下使用而不影响效
果,而600 ANSI流明的亮度在一般明亮的会议室中就已经足够了。分辨率
方面,投影机的分辨率呈逐步上升趋势, XGA替代SVGA将成为主流。分辨
率的提高不仅意味着更精细的画面,还可以显示更多的数据。如果没有特
殊用途,投影机的分辨率至少也要达到SVGA(800*600)才行。
  投影机按显示技术可分为CRT投影机、LCD投影机、DLP投影机,其中
LCD投影机又可分为液晶板投影机和液晶光阀投影机。
  CRT投影机就是由CRT管和光学系统组成的投影机,通常所说的三枪投
影机就是指由三个投影管组成的投影机。由于使用内光源,也叫主动投影
方式,是出现最早,应用最广的一种投影显示技术。
  LCD 投影机利用的是液晶的光电效应成像,现分为液晶板和液晶光阀
两种,由于利用外光源,又称被动投影方式。液晶板投影机是目前市面上
最流行的投影机,以液晶板作为成像器件,多为单片设计。液晶光阀投影
机采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是目前亮度和分辨率最高的投影机。
  DLP是英文Digital Light Processor的缩写,译作数字光处理器。它
以DMD(Digital Micromirror Device )数字微反射器作为光阀的成像器
件,采用数字光处理技术调制视频信号,驱动 DMD光路系统,通过投影透
镜获取大屏幕图像。DLP技术是投影机未来的发展方向。
这四种投影机技术分析比较如下﹕
优点
缺点
市场前景
CRT
技术成熟,图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调节能力。
亮度偏低,体积庞大,操作复杂,汇聚调整繁琐,价格昂贵。
市场份额逐年大幅下降,即将被市场淘汰。
液晶板
体积小,重量轻,操作简单,便于搚带,价格便宜。(很具竞争力)
光源寿命短,色彩分布不均匀,分辨率较低,响应速度慢。
近年来迅速普及,预计以后几年仍是市场主流。
液晶光阀
是目前亮度和分辨率最高的投影机,
价格昂贵,体积庞大,光阀不易修理。
满足特定顾客的需求,以后将有一个稳定的市场。
DLP
清晰度高,画面均匀,色彩锐利。
分辨率不是很高。
这两年发展势头迅猛,将是以后投影机发展的方向。
  这四种技术中,CRT技术的投影机濒临淘汰,剩下的 LCD和DLP技术各
有所长,两种技术两个阵营,斗得正欢。LCD 的核心部件是液晶板,目前
只有Epson和Sony两家公司提供;DLP中的关键芯片-DMD,依然由德州仪器
一家控制,虽然有其它厂商宣称可以生产,但根本无法实现批量供货,而
德州仪器的产量也很有限,能够得到 DMD芯片的投影机厂商屈指可数。因
此,日本厂商大都采用LCD技术,欧美厂商可采用LCD 和DLP两种技术。虽
然 LCD技术应用于投影机已经有一段历史了,但是仍然很有发展潜力,谙
熟LCD技术的日本厂商面对DLP的威胁正不断改进技术、提高性能、推陈出
新。 而 DLP作为一种崭新的技术,还有许多问题需要解决。LCD 与DLP两
大阵营正处于激烈的竞争中,谁的产品、技术更好,目前没有明确的答案,
但可以肯定地说,采用 DLP的投影机产生的画面对比度较高,光路系统设
计得更紧凑,因而在体积、重量方面占优势;而 LCD在亮度均匀性、色彩
及细节的表现上是强项。两种技术各具特点、难分仲伯,将在未来相当长
的一段时间内共存,除非一方在技术或在市场策略上有所突破,才有望打
破这种平衡,占据主导地位。
  LCD 技术的一个先天不足就是亮度损失问题。由于液晶板上覆盖有栅
格,会阻挡光线透过,高分辨率时问题尤其严重,甚至会有60%的光线由
此损失掉,严重影响了LCD投影机的亮度表现。为了解决这一问题,EPSON
采用了微透镜技术,在每一个栅格后面放置了一个微型透镜以补偿光线损
失,这样显著的提高了光透过效率,使得亮度输出可以超过1000ANSI流明。
  SONY也采用了一种复眼透镜技术,不过这种技术的目的是提高亮度均
匀性。由于光路设计上的因素,投影机产生的图像中心区域的亮度往往都
比屏幕边缘要亮一些,这和一盏白炽灯在地面上的投射效果颇为相似。复
眼透镜技术使投影机光源发射出的光线以相同的角度投射到液晶板上,均
匀度提高到95%以上。
  光源质量事关重要。Philips独创的UHP(ultra-high performance)
光源成倍的提高了光输出效率,可以在相对较低的功率下达到很高的亮度。
同时,这种光源的寿命也非常高,可以达到4000小时以上。传统的金属氧
化物光源已经被许多厂商摒弃,如果不是为了降低成本,似乎没有什么理
由不使用UHP光源。
  除去性能的提高以外,投影设备的功能也是值得关注的。比如东芝把
实物投影技术与投影机组合起来,通过一个摄像头可以把真实物体的影像
传输到投影机中,再投射在大屏幕上,拓展了投影机的应用。另外,象专
业显示器一样,一些投影机提供了详尽的几何失真调整,色温选择等功能,
对于要求较高的用户十分有用。此外,诸如两级图像压缩、双信号输入等
等许多周到细致的功能值得用户用心体会它们带来的好处。
  现在已经有不少图形卡采用了 DFP数字平板显示接口,纯数字化的信
号传输极大程度上减小了失真度,可以显著地提高 LCD平板显示器的画面
质量。无论是LCD投影机还是DLP投影机,最终驱动显示的都是数字视频信
号,所以如果能够采用数字显示接口与主机连接,便可以省掉由于数模、
模数转换造成的损失,对画面质量的好处是显然的。遗憾的是现在还没有
见到具备这一特征的产品,但相信它不久将会面世。