种类电视的清晰度探讨

2012-04-21 17:50:25 来源:写作指导

 

关于高清电视清晰度,网上有很多种不同说法。   这些说法似是而非,专业人士都感到眼花缭乱,普通消费者更是一头雾水。实际上,显像管电视、等离子电视、液晶电视的显像原理和清晰度概念是不同的,本文针对这三种电视的不同特点进行详细讨论。   1清晰度基本概念   1.1电视清晰度   从物理角度讲,清晰度是指图片、影像细节部位及其边界的清晰程度。电视清晰度,是指电视机重现图像的清晰程度,如果不考虑视频编码传输系统,电视画面清晰度取决于摄像机和电视机。摄像机一般使用分解力一词来衡量它“分解被摄景物细节”的能力,单位是“电视行(TVLine)”,也称线。它会随CCD像素数的多少和视频带宽而变化,像素愈多、带宽愈宽,分解力就愈高。电视机一般使用清晰度一词来衡量它“展现摄像机所记录景物细节”的能力,单位是“电视行(TVLine)”,也称线。   对于电视机来说,在显示屏同等面积情况下,线数越多,图像看起来就越清晰,那么是不是线数越多越好呢?理论上是,但实际做不到。   电视清晰度取决于显示屏的分辨率和扫描格式,显示屏的分辨率取决于制造材料和技术,扫描格式取决于人眼分辨力和电视信号传输带宽。18英寸显像管电视机荧光屏的像素为1524×1959,29英寸显像管电视机荧光屏的像素为2455×3157。PAL制电视利用人眼视敏角原理和6MHz的视频传输带宽,确定扫描格式为720×625i。   PAL制式采用625行隔行扫描方式,有49行看不到的场消隐信号,我们看到的一副画面实际上由576行组成,这也是PAL制的最高垂直分辨率。由于显像的原因和人的视觉特性而导致的“孔阑效应”,实际“看到”的图像的垂直分辨率还必须乘以一个小于1的修正系数,这个系数称为科尔系数(KellFactor),对于隔行扫描,Kell系数为0.7,因此对于PAL-D制来说,显像管电视最后显示出来的图像垂直清晰度是400线左右。   根据早期的《电视原理》中的理论,“电视的垂直清晰度与有效扫描行数有关,在理想的条件下垂直清晰度与有效扫描行数相同,在一般情况下垂直清晰度相当于有效扫描行数的70%(科尔系数)。”电视技术发展到今天,这一理论显然已经不能适应,对于液晶、等离子电视,其显示原理完全不同于显像管电视,不存在孔阑效应,不必再乘以科尔系数,分辨率取决于显示屏的像素规格。清晰度取决于扫描格式和像素规格,当扫描格式小于像素规格时,扫描格式就是清晰度;当扫描格式大于像素规格时,像素规格就是清晰度。   1.2高清电视清晰度   对于高清电视机来说,清晰度应该是多少呢?根据信息产业部的《数字电视接收设备-显示器标准》中规定,等离子电视、液晶电视、液晶背投电视、CRT背投电视等要想被认定为高清数字电视,至少必须满足清晰度达到720线以上,CRT数字电视被认定为高清电视清晰度必须达到620线以上。   这也就是说,清晰度达到720线的电视就是高清电视。这里要说明的是720线指的是垂直清晰度,对于宽高比为16∶9的电视机,水平清晰度应为1280线。所以准确的说法是主观图像质量的垂直清晰度达到720线以上、水平清晰度达到1280线以上、图像宽高比为16∶9的电视就是高清电视。   清晰度要达到720线以上才能被称为高清电视,这是电视工程技术领域的概念,因为清晰度不是单独取决于电视机的物理特性,还取决于扫描格式,电视机生产厂商是无法在电视机说明书上标明720线或1080线的。目前,习惯的做法是电视机生产厂商标明了平板电视的像素规格,如1366×768、1920×1080等。   对于显像管电视,清晰度取决于扫描格式和科尔系数,所以一般用电视线描述;对于电脑显示器,清晰度取决于显示屏点距和显卡规格,一般用分辨率描述;对于等离子电视、液晶电视,清晰度取决于显示屏的像素规格和扫描格式,而扫描格式不是生产厂家所决定的,所以生产厂家能够标注也应该标注的显示屏的重要技术指标就是像素规格。   下面详细讨论显像管电视、等离子电视、液晶电视的清晰度概念。   2显像管电视   2.1显像原理显像管电视又称CRT电视,其结构是一根真空管,管内有电子枪和荧光屏,管外有偏转线圈(提供偏转磁场,使电子束方向偏转)。图像信号加在显像管的控制栅极(或阴极),电子束受图像信号的调制,电子枪射出电子束,在偏转磁场的控制下,电子束将从上到下一行行地扫描整个荧屏,电子束射到真空管前屏幕表面的内侧时,屏幕内侧的荧光粉受到电子束的击打而发光产生图像,这样就将一幅画面的电信号变成一幅平面光学图。   2.2点距   点距是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,点距的单位为毫米(mm)。点距有许多种不同的测量方法,可分为实际点距、垂直点距和水平点距,垂直点距等于三个同色荧光点组成三角形斜线距离的一半,等同于实际点距的一半,而水平点距实际上是这个三个同色荧光点组成三角形的高。   电子显像管可分为荫罩式与荫栅式显像管,其区别主要表现在选色板及荧光粉的排列方式。一般荫罩式显像管的选色板为孔状金属板,荧光粉为点状排列,一般荫罩式显像管的点距是0.28mm;荫栅式显像管的选色板采用垂直金属线组成,荧光粉的排列为R、G、B三色荧光粉条,点距是0.25mm,透光率更强,因而显示色彩更丰富亮丽。荫栅式显像管在垂直方向不存在弧度,所以垂直方向无失真。   2.3像素规格   以18英寸、4∶3、0.28mm点距显像管电视机为例,水平点距0.24mm,垂直点距0.14mm,那么它的荧光屏在水平方向最多可以显示1524个点,在垂直方向最多可显示1959个点,因此荧光屏的像素为1524×1959。对于29英寸显像管电视机来说,荧光屏的像素为2455×3157。#p#分页标题#e#   2.4扫描格式   扫描是指电子束按一定规律在显像管的屏面上作周期性的运动过程。显像管中的电子束在偏转磁场的作用下进行从左到右、从上到下的逐行逐帧的匀速扫描,一帧图像的水平扫描像素点数和垂直方向的水平扫描行数就构成了电视的扫描格式。逐行扫描是指电子束从屏幕左上端开始,按照从左到右、从上到下的顺序以均匀速度一行接一行的扫描。   隔行扫描是将每一帧分割为两场,每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行,先扫描奇数行得到第一场,然后扫描偶数行得到第二场,两场合起来就是一帧。隔行扫描的最大好处是可节省50%的传输带宽。我国标清电视采用PAL-D制式,隔行扫描,扫描格式为720×625,有效显示行为720×576,记为576i。高清电视采用的隔行扫描格式1080i。   2.5分辨率   分辨率是用于表述图像内数据量多少的一个参数。在计算机、电视机显示领域,分辨率被表示成每一个方向上的像素数量,显像管电视分辨率取决于显示屏的像素和扫描格式。从上面的讨论可知,显像管电视机电子枪的电子束射到真空管屏幕内侧的荧光粉而发光,其荧光屏的像素远大于电子束的扫描格式,其分辨率取决于电子束的扫描格式和实际使用带宽,所以显像管电视机的分辨率为642×576。   2.6清晰度   显像管电视清晰度取决于显示屏的像素和显示分辨率的效率。由于孔阑效应的影响,采用隔行扫描方式所显示的电视画面,最后所显示的清晰度要乘以科尔系数0.7,因此对于PAL制来说,显像管电视机的垂直清晰度是400线左右,水平清晰度450线左右。   3等离子电视   3.1显像原理   等离子电视以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,并激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个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,类似显像管发光。等离子电视属于主动发光型,通过电压驱动激发荧光物质发光来显示画面。   3.2点距   以42英寸等离子电视为例,其宽高比为16∶9,屏幕宽929.67mm,高522.94mm,像素点距有四种,分别为1.095×1.110,0.91×0.68,0.91×0.51,0.91×0.48(点距的单位为mm)。   如果是50、55英寸等离子电视,像素点距分别为1.095×1.110,0.91×0.68。3.3像素规格根据点距可计算出42英寸等离子电视四种物理像素规格分别是:852×480、1024×768、1024×1024和1024×1080。   对于50、55英寸等离子电视,像素规格都是1366×768。3.4扫描格式我国标清电视采用PAL-D制式,扫描格式为720×625i,有效显示行为720×576;高清电视采用1080i标准,扫描格式为1920×1080i。   3.5分辨率   等离子电视属于主动发光型,每个等离子管作为一个像素,通过电压驱动激发荧光物质发光来显示画面。因此等离子电视分辨率取决于像素,像素是多少,分辨率就是多少。   3.6清晰度   等离子电视属于主动发光型,不存在孔阑效应的影响,也就是说科尔系数为1,等离子电视清晰度取决于显示屏的像素和扫描格式。由于现在大部分等离子电视都具有逐行扫描功能,当物理像素规格为852×480、扫描格式为720×625i时,清晰度为720×480,也就是说垂直清晰度是480线,水平清晰度720线。   当物理像素规格为1024×768、扫描格式为720×625i时,清晰度为720×576;当物理像素规格为1024×768、扫描格式为1920×1080i时,清晰度为1024×768;也就是说垂直清晰度是768线,水平清晰度1024线。   如果是55英寸等离子电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽1217mm,高685mm,像素点距为0.9×0.9,分辨率达到1366×768,扫描格式为1920×1080i时,清晰度为1366×768;也就是说垂直清晰度是768线,水平清晰度1366线。也就是说,分辨率达到1366×768以上具有逐行扫描功能的等离子电视都能达到高清要求。   4液晶电视   4.1显像原理   液晶电视先利用背光源投射出光线,这些光源先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色滤光片与另一块偏光板。因此只要改变驱动液晶的电压值就可以控制薄膜晶体管液晶(TFT)最后出现的光线强度与色彩,进而能在液晶面板上变化呈现出不同色彩图像。   液晶电视属于被动发光型,需要背光灯来提供光源。   4.2点距   4.2.1高清液晶电视点距   42英寸高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽929.67mm,高522.94mm,像素点距为0.6806×0.6806(mm)。37英寸高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽818.00mm,高460.13mm,像素点距为0.599×0.599(mm)。   32英寸高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽708.32mm,高398.43mm,像素点距为0.519×0.519(mm)。   4.2.2全高清液晶电视点距  #p#分页标题#e# 52英寸全高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽1151.02mm,高647.45mm,像素点距为0.5995×0.5995(mm)。   47英寸全高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽1040.35mm,高585.20mm,像素点距为0.5418×0.5418(mm)。42英寸全高清液晶电视,其宽高比为16∶9,屏幕宽929.67mm,高522.94mm,像素点距为0.4842×0.4842(mm)。4.3像素规格由计算可知,上面提及的高清液晶电视像素规格是1366×768,全高清液晶电视像素规格是1920×1080。   4.4扫描格式   我国标清电视采用PAL-D制式,扫描格式为720×625i,有效显示行为720×576;高清电视采用1080i标准,扫描格式为1920×1080i。   4.5分辨率   液晶电视属于被动发光型,通过背光灯提供光源,改变驱动液晶的电压值就可以控制薄膜晶体管液晶(TFT)最后出现的光线强度与色彩,进而能在液晶面板上变化呈现出不同色彩图像。每个薄膜晶体管液晶(TFT)就是一个像素,因此液晶电视分辨率和等离子电视一样,都是取决于像素,像素是多少,分辨率就是多少。   但是液晶电视有一个很重要的特点和等离子电视不一样,那就是点距可以轻而易举地做到0.519×0.519、0.4842×0.4842,对于32、37英寸等小尺寸电视机来说,分辨率很容易就能达到1366×768,这是等离子电视所做不到的。而对于42英寸以上全高清液晶电视来说,像素规格能够达到1920×1080,这也是等离子电视所达不到的。   4.6清晰度   液晶电视是改变驱动液晶的电压值来控制薄膜晶体管液晶(TFT)产生光线强度与色彩,不存在孔阑效应的影响,也就是说科尔系数为1,液晶电视分辨率取决于显示屏的像素和扫描格式。现在大部分液晶电视都具有逐行扫描功能,当扫描格式为720×625i时,分辨率为1366×768的高清液晶电视,垂直清晰度是576线,水平清晰度720线;当扫描格式为1920×1080i时,分辨率为1920×1080全高清液晶电视,垂直清晰度是1080线,水平清晰度1920线。   按照信息产业部标准规定,等离子电视、液晶电视要想被认定为高清数字电视,至少必须满足清晰度达到720线以上。目前,50、55寸的等离子电视,分辨率为1366×768,而42、47、52寸的全高清液晶电视,分辨率可达到1920×1080。因此在同样尺寸条件下,液晶电视的分辨率高于等离子电视。   5三种电视清晰度对比   综上所述,早期的电视机采用的是显像管电视,扫描格式采用的是PAL-D隔行扫描,所以,《电视原理》教科书中在讨论清晰度时,针对显像管显示存在孔阑效应引入了科尔系数这一概念,清晰度是分辨率之间存在0.7的倍数关系。随着编码、解码技术和显像技术的迅速发展,高清电视编码格式1080i的应用,等离子电视、液晶电视逐步进入家庭,在讨论清晰度和分辨率时再沿用科尔系数0.7的概念就不对了,因为等离子电视是通过电压驱动激发荧光物质发光来显示画面,液晶电视是改变驱动液晶的电压值控制薄膜晶体管液晶显示画面,有信号电压就会有显示亮点,等离子、液晶电视不存在0.7的科尔系数,如果说有科尔系数,那么系数值为1。网上对高清电视是否存在0.7的科尔系数争论得很激烈,大概是将《电视原理》的理论应用到高清电视原理中来了。   因此在讨论清晰度和分辨率时,应将显像管电视和等离子、液晶电视分为不同类别。对于显像管电视,分辨率取决于显示屏的像素规格和扫描格式,以29英寸显像管电视为例,荧光屏的像素规格为2455×3157,当扫描格式为PAL-D,分辨率为642×576,科尔系数为0.7,垂直清晰度为400线左右。   对于液晶、等离子电视,分辨率取决于显示屏的像素规格。清晰度取决于扫描格式和像素规格,当扫描格式小于像素规格时,扫描格式就是清晰度;当扫描格式大于像素规格时,像素规格就是清晰度。以50英寸等离子电视为例,像素规格是1366×768,分辨率是1366×768,当扫描格式为PAL-D,水平清晰度为642线,垂直清晰度为576线;当扫描格式为1080i,水平清晰度为1366线,垂直清晰度为768线。如果是47英寸全高清液晶电视,像素规格是1920×1080,分辨率是1920×1080,当扫描格式为PAL-D,水平清晰度为642线,垂直清晰度为576线;当扫描格式为1080i,水平清晰度为1920线,垂直清晰度为1080线。   从以上分析可知,相同尺寸条件下液晶电视的清晰度要比等离子电视高很多,而等离子电视的尺寸不能做得太小,42英寸以下几乎全是液晶电视的天下,这可能是液晶电视的销量远远高于等离子电视销量的重要原因