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显示技术面面观—CRT、LCD、等离子及DLP显示器之比较

2005-02-21 Raymond M. Soneira博士&DisplayMate技术公司总裁 InfoAV China


第I部分 :主要技术参数  

 引言
    我们正处于显示技术的兴盛时期。十年前,CRT(阴极射线管)是独领风骚的显示器技术;而今,CRT、LCD(液晶显示器)、等离子、DLP(采用德州仪器公司之数字微镜器件DMD的数字光处理)和LCoS(硅基液晶)技术已经成熟并已成为主流技术,此外还有许多新技术正在逐步走出开发实验室,占据可观的市场份额。如此众多的选择也带来了一些问题:它们之间的区别是什么?我们应该选择哪种技术?
    为了给出有实际意义的答案,DisplayMate技术公司对这些各不相同的显示技术进行了一次深入的比较,试图找出每种技术的相对优缺点。这实际上是我们的专长之一。DisplayMate技术公司的产品可生成各种专用测试图形,用于显示器和投影机的设置、调整、测试和评估。这些产品已经在全球计算机与视频行业里获得了广泛的应用,并且自1997年以来,已成为InfoComm Projection ShootOut测评会及软件的组成部分,所以它们已为大多数生产厂家所接受,作为产品比较中使用的参考标准。本文包括直视式和背投式设备,但不包括前投,因为后者需要使用截然不同的测量与评价标准。
    我们利用一组高端实验室测试仪表、高级诊断测试图形和老式的图像观察试验法,以并排测评的方式对它们进行了比较。我们从《2004年DisplayMate最佳视频硬件指导书》(2004 DisplayMate Best Video Hardware Guide,见网址:www.displaymate.com)——其中包括我们在40类产品中选择的最佳视频硬件——中选取了每种技术中的佼佼者。被选中的产品包括:一台40英寸直视式LCD显示器(NEC公司的LCD4000)、一台61英寸等离子显示器(NEC公司的61XM2)、一台50英寸DLP背投式显示器(Optoma公司的RD-50)、以及一台小得多的19英寸CRT专业高清演播室用监视器(索尼公司的PVM-20L5),后者被用作彩色和灰度级精度的参考标准。这些产品中,尽管NEC公司的61XM2等离子显示器已经被某些非常杰出的家庭影院专业厂家用作OEM设备(某些情况下要另外增加一些前端电路),但只有Optoma公司的RD-50(具有极好的图像质量)被作为家庭影院显示器在市面上销售。NEC公司的LCD4000目前作为商用计算机显示器在市面上销售,但它是一款出众的大屏幕LCD屏幕,接上合适的前端电路后,在处理视频方面有极好的表现。索尼公司的PVM-20L5是一款标准尺寸的演播室用CRT监视器,因为具有近乎完美的性能而被选作基准显示器。
    LCoS是另一种正在兴起的、采用反射式LCD的显示技术。尽管LCoS技术目前有很多种型式,但只有JVC公司的D-ILA可被归类为成熟的主流技术。它自1998年开始就已被用于JVC公司的前投中。JVC公司不久前宣布了其D-ILA技术的背投式版本,这些产品满足我们的选择标准,但没有被选中,因为我们直到测试工作结束也没有拿到这些产品。在LCoS技术方面进行的其它探索大多没有获得成功(最新消息是,飞利浦和英特尔两公司于2004年10月相继退出)。另一方面,索尼公司不久前宣布了几款大有前途的LCoS产品。索尼公司的SXRD目前正作为一款前投向用户交付,背投式版本将于2005年初上市。
    需要强调指出的是,本文旨在对四种不同的显示器技术进行比较,而不是对上述几款型号做编辑部评论。通过对每种技术中性能最佳之产品进行比较,我们可以有效地考察这种技术的现状。我们将考察基本图像和图像质量等性能参数,而不考察任何一款具体型号的详细实现方法或其特性。

    本文的主要内容
    本文分四个部分。在第I部分中,我们将测量、分析和比较每种显示技术的主要技术参数,如黑色电平、色温、峰值亮度、动态范围、显示器对比度等;在第II部分中,我们将继续考察灰度级、灰度系数、基色色度和彩色色域等,看看这些参数如何影响色精度以及是否会引入色调和色饱和度误差;在第III部分中,我们将研究每种显示器技术中存在的显示失真这一复杂的领域;在第IV部分中,我们将详细地分析和评价每一种显示技术,并将总结从第I部分到第IV部分得到的全部结论。

    测试方法
    本文的中心思想是:利用合适的高级测试仪表,在相同的时间和相同的条件下,按照相同的程序,细致地设置、测试和评估所有的显示器技术。所有的显示器均被并排放置,以便在一间经黑色油毡处理以消除反射的完全黑暗的实验室里,同时对它们进行比较观看。同时观看使我们能够看出这些显示器之间存在的细微差别。我们使用了各种基于计算机和视频的测试图形,此

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