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分类: LINUX

2008-08-19 15:33:34

   (说明:本文章讲到了CRT显示的基本原理和TFT在非最佳分辨率下显示的两种情况。)

  从PC的出现到走入千家万 户,CRT(CathodeRayTube阴极射线管)显示器通常是一台电脑的标准设备之一。早期的CRT显示器只有绿色的一小块,而如今20寸的CRT 显示器都司空见惯了。虽然随着尺寸的增加,CRT显示器的显示效果也在提高,但是同时也引发了许多弊病:大功耗,庞大的体积以及对外的辐射。多亏了 TCO95标准,使得CRT显示器在功耗和辐射方面都做出了严格的限制,但是诸如体积等因素还是很难克服的。事实上,由于CRT显示器的价格逐步下滑,用 户更倾向于大屏幕的显示器,同时,因为显示器体积的增加,电脑桌上的空间也越来越小了。

  对于前面所述的CRT显示器的三个主要缺 点,TFT(ThinFilmTransistor)液晶显示器(LCD:LiquidCrystalDisplay)就几乎不存在同样的问题。液晶显示 器体积小,符合当今VDU设备(VisualDisplayUnits)最严格的标准。对于习惯了CRT显示器的用户,液晶显示器还是非常陌生的,这篇文 章将为大家解释一些液晶显示器最基本的参数,帮助大家购买到满意的液晶显示器,尤其适合于要求较高的游戏玩家。

  什么是TFT LCD?

   一位奥地利的植物学家FredreichRheinizer早在1888年就发现了液晶材料,顾名思义,液晶既不是液体也不是固态晶体,而是一种中间 态。直到20世纪60年代中期,科学家才发现液晶能够使光线发生扭转,从而开始把液晶用于显示,但那时的液晶材料还不太稳定,无法实现量产。后来一位英国 科学家发现了状态更稳定的液晶材料(联苯),从此液晶才真正开始大规模的用于数据显示,例如计算器和一些小型的设备。

  工作原理

   大家知道CRT的工作原理是通电后灯丝发热,阴极被激发,发射出电子流,电子流受到带有高电压的内部金属层的加速,经过透镜聚焦形成极细的电子束,打在 荧光屏上,使荧光粉发光。和CRT的原理完全不同,LCD需要来自背后的光源,当光束通过这层液晶时,液晶体会并排或呈不规则扭转形状,所以液晶更像是一 个个闸门,选择光线穿透是否,我们才能在屏幕看到深浅不一,错落有致的图像。

  目前主流的液晶显示器都是薄膜晶体管 LCD(TFTLCD),是由原有的液晶显示技术发展扩展而来的。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关,以此做到完全的单独的控制一个像素点,液晶 材料被夹在TFT玻璃层和颜色过滤层之间,通过改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩。

  一般情况下液晶是透明 的,除非施加电压。加压后,一部分会发生变化,变得不透明。液晶的这个转换速度通常很慢(后面会有详细描述)。在1992年,EMI宣布发明了一种新的液 晶显示技术铁电液晶FLCD(ferroelectricLCDs)。铁电液晶的优点是响应速度快,可达微秒级。而且无需更改电压也可以保持当前的状态, 也就是更省电,这对于笔记本电脑,PDA等便携设备而言是非常有意义的。FLCD的优点众多,但目前市场上的产品缺很少,因为FLCD对于震动非常敏感, 很容易损伤晶体,但将来一定会有所改进。

  虽然铁电液晶FLCD的将来还是个未知数,但它还拥有高对比度盒超大可视角度等优点,对市场上主流的TFT会造成一定的冲击。FLCD的反应时间是多少?在正常的工作温度下,只有70us!这么短的时间几乎可以忽略了。

  TFT LCD的主要参数

  对于大多数用户而言,TFT液晶显示器已经可以满足日常工作娱乐的要求,例如编辑照片,视屏,文档等等。然而对于游戏玩家就不一样了,他们的要求更高。CRT比较重要的参数有屏幕大小,辐射,功耗等等,液晶显示器则有原始分辨率,非原始分辨率,反应时间和点距等等。

  原始分辨率(最佳分辨率)

   先来谈谈CRT显示器的工作原理,CRT显示器的原理与电视机很相似。3支电子枪把电子发射到涂有荧光粉的阴极射线管的内壁,击中的区域被"点亮",分 别发出红色光、绿色光和蓝色光。这3支电子枪、荫罩以及荧光粉涂布的顺序经过了特殊的安排,使每一支电子枪都只能击中符合要求的区域,形成符合要求的色 斑。色斑按行和列进行排列,显示屏上最小的看起来只能显示一种颜色的区域,实际上是由3种色斑组成,叫做"三元点"。从电子枪中发射出来的电子流从一行的 一边向另一边偏转,形成一条"三元点"的轨迹,这条轨迹叫做扫描线。逐行扫描下来,就形成了我们在屏幕上看到的图像。一个支持到1024×768的CTR 显示器,它无论在640×480还是800×600的分辨率下,都可以表现出比较出色的色彩画面(使用电子光束做弹性调整)。

  正 是由于TFT液晶显示器的原理和CRT显示器完全不同,厂商才能做出更轻更薄的液晶显示器。液晶显示器的屏幕上的象素点是一个固定值,这个固定值决定了液 晶显示器只能有一种原始的最佳分辨率。原始分辨率对于日常应用而言没什么问题,但是却有可能对玩游戏造成影响。为什么?如果显卡的性能不足以在原始分辨率 下体验游戏,会产生跳帧和延迟的现象。其中一个解决方法(在原始分辨率下)是关闭各种显示特效,用牺牲画质来换取足够的FPS。

  因为如今的游戏大都是以绚丽的画面来吸引玩家,较差的画面会影响到玩家对游戏的兴趣。所以在你选择一台TFT液晶显示器时,要考虑到玩中意的游戏时,你的显卡能否在此液晶显示器的原始分辨率下流畅的运行游戏。

  非原始分辨率

   如果你的系统在原始分辨率下不能流畅的运行游戏,另一个解决方法是调低分辨率。这个方法看上去很简单,但同时也会揭露TFT液晶显示器的另一个缺点。大 家会发现,液晶在非原始分辨率时显示的效果让人很难以接受。在低于原始分辨率的情况下,会有两种显示方法。一种是居中显示,也就是图像显示在屏幕中央,其 它没有被显示出来的像素与网格纹,就维持黑暗背景,于是整个画面看起来就好像是居中缩小,而且图像外围还有阴影环绕。

  例如你的液 晶显示器的原始分辨率是1024X768,而你游戏的设置是800x600,这样你的可视面积就被缩小了,显示器四周存在着306432个没有被使用的像 素。如同在传统的4:3的电视机上欣赏较宽的16:9的电影,上面和下面都有一部分黑框。另一种显示方式为扩展显示,这种显示方法是将图像扩展至屏幕上的 每一个像素,就不会产生阴影边缘环绕。但是一但所设置的分辨率要比真实分辨率低,那么LCD呈现的图像就会受到影响,不但像素容易扭曲,画面的精致清晰也 会被破坏,即使是静态的图片。这也是LCD技术先天上比CRT弱的地方。我们应该尽量避免这种情况,在你购买液晶显示器时一定要考虑好合适的分辨率。

  反应时间

   液晶显示器得到推广以来,其缓慢的反应时间一直被部分用户所诟病,尤其是早期的显示器。液晶显示器的刷新速度远远不及CRT显示器,可能会产生拖影或锯 齿的效果。拖影是指当需要显示新的图像时,之前的图像仍然可以在屏幕上看到。下面举个例子,在第一人称射击的游戏中,如果你在原地快速移动鼠标,原来图像 的残影会阻留在新的图像上,如下图所示。

  
11845609_2004082315564092263000.jpg
  Far Cry截图


  下一幅是上面Far Cry截图的放大图,大家可以清楚地看到墙壁的拖影重叠在白色光源上的效果。但是,在静态图片中就很难发生这种现象了。
  
  
11845609_200408231556412161800.jpg


   CRT显示器的刷新率用Hz来衡量。这个值越高,说明刷新速度越快。每次刷新时整个屏幕都要扫描一遍,最细小的变化也能捕捉到,其速度远远超出了人眼的 反应。但是如果CRT显示器的刷新率过低,屏幕就会有闪烁的现象。通常刷新率低于60Hz就会出现闪烁。对于LCD来说则不存在刷新率的问题,它根本就不 需要刷新。因为LCD中每个像素都在持续不断地发光,直到不发光的电压改变并被送到控制器中,所以LCD不会有"不断充放电"而引起的闪烁现象,通常液晶 显示器的刷新率为60Hz。而象素由亮转暗并由暗转两所需的时间,也就是大家所了解的反应时间了。反应时间越小,像素的转化速度就越快,就能够减少拖影现 象。我认为这也是游戏玩家最看重的液晶参数了,测量反应速度的时间单位是毫秒(ms)。实际上,对游戏玩家影响最大的液晶参数是灰阶应答速度(gray- to-gray response time),它比反应时间更重要,但是市场上的液晶产品都没有标出此项参数,我这里也不再解释了。

  可视面积

   可视面积指的是在实际应用中,可以用来显示图像的那部分屏幕的面积。因为CRT显示器标称的尺寸实际上是其显像管的尺寸,可以用来显示图像的部分根本达 不到这个尺寸,因为显像管的边框占了一部分空间。一般来讲,17寸CRT显示器的可视面积约在15.8-16英寸左右,而15寸显示器的可视面积则只有 13.8英寸左右,这个值取决于制造商。但对于LCD来说,标称的尺寸大小基本上就是可视面积的大小,被边框占用的空间非常小,15寸LCD的可视面积大 约有14.9英寸左右,这也是为什么LCD看起来要比同样尺寸CRT更大一些的原因。所以你打算由CRT显示器升级到LCD时,可以选择标称面积更小的液 晶显示器(例如你原来使用19"的CRT显示器,升级时选择17"的液晶显示器就可以了)。

  

  液晶的主要参数已经介绍完了,下面接着介绍一些次要参数。

  

  

  点距

  液晶屏幕是由许多个像素组成,而每个像素又是由红绿蓝三个磷光体组成,因为像素与像素是挨着的,所以相临的像素中相同颜色的磷光体之间的距离就是点距。点距越小,显示的图像就更加清晰锐利,因为在相同的面积里能容纳更多的像素。

  
11845609_200408231556416424600.jpg

  点距的单位为毫米
  

  虽然理论上点距越小越好,但是由于同时存在着几种测量点距的方法,我们不能只从点距的数值上来判断液晶显示器的优良。而且点距与像素的几何排列,原始分辨率也有一定的关系。

  大多数情况下,点距是按照斜对角线测量的,这也是点距最精确的表现方法。随后一些厂商引入了水平点距的测量方法,但这种情况下并没有表示出垂直方向上的点距,所以一些低廉劣质的液晶显示器往往也能达到比较好看的数值。

  
11845609_2004082315564116626300.jpg
  不同的几何方向来测量点距


  举例说明,一个对角线点距为0.28mm的液晶显示器,通常其水平点距为0.24或0.25mm。相对较高档的对角线点距为0.26mm的显示器,其水平点距可以达到0.22mm。

  所以大家在购买液晶显示器时,一定要弄清楚标称的点距是对角线还是水平。点距为0.26mm的液晶显示器有可能比0.24mm液晶显示器的显示效果更好。

  亮度及对比度

  对比度也就是黑与白两种色彩不同层次的对比测量度,通常用比值来表示,如500:1。对比度越高,就可以显示更生动,丰富的色彩。亮度一般用cd(流明,candela)来表示,下面是亮度的专业定义:

  在给定方向上的某个光源的放光强度,单色辐射


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