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显示技术之战—比较CRT、LCD、等离子和DLP显示器

2005-06-08 Dr. Raymond M. Soneira InfoAV China


第四章  显示技术评价

    引言
    本文分析了各种显示技术的相对强弱项,从而深入比较CRT、LCD、等离子和DLP显示技术,以下是文章的第四部分。在第一部分中,我们对黑色水平、色温、最高亮度、动态范围和对比度等显示技术主要规格进行了分析、对比。在第二部分,我们继续讨论了灰度、灰度系数、主要色度和色域,了解了它们是如何影响色彩和灰度精确性的。在第三部分,我们探讨了复杂的显示伪像以及如何影响图像质量的。在第四部分,我们将继续讨论仅适用于某一特定显示技术的特殊伪像,然后详尽地逐一分析各种显示技术。首先,我们将谈论一些特殊的显示技术问题,如显示老化、背景光、观看视角以及正面和背面投影;然后再讨论观看测试;最后将分类对各种技术进行评述。
    在前面的文章中,我们探讨了不同显示技术的光度测定、比色法和伪像等问题。在这里,我们将讨论一下各种技术中普遍存在问题。

    一 显示老化
    显示老化已经演变为了销售问题中一个炙手可热的问题。对于每天运行24小时(而显示图像随时间的变化改变不大)的商用显示器来说,这是一个关键的问题,但对普通消费者使用的显示器来说,先是老化却不是主要问题。即使如此,公众对老化问题的认知却被不成比率的扩大了,对等离子显示器尤为如此,人们经常因为这个原因而害怕购买等离子显示器。所有的显示器都会老化,因此了解这个问题和相关的规范是非常重要的。显示器的老化主要由积累使用的总时数来决定。如果每天平均使用显示器4小时,一年累计为1,500小时,如果每天8小时,一年累计为3,000小时。
    磷是CRT、LCD和等离子显示器中的光源。显示器老化问题主要是磷的老化。你可能听说过磷的燃烧,但现代显示器中使用的磷通常不会燃烧(实际上只是对磷的热损害,当关闭显示器时可以看到变色)。所有的磷都会根据累计使用时长损失亮度,这主要归于源于库仑老化(由于电子束流)或日晒(由于紫外辐射)。电子流或紫外辐射越强,老化的过程越快。老化的范围通常指强度降为起始强度的50%时使用的小时数,这被称之为寿命。
    LCD中的背光源是由不同数目的具有磷覆盖层的荧光灯组成。大多数LCD显示器都具有亮度控制功能,可以用来改变影响老化率灯光亮度。LCD的寿命有一个很大的范围,通常从25,000到60,000小时不等。如果每天使用8小时,在亮度降到50%以前有8到20年的使用时间。虽然这样,但是在寿命中有一个关键但细微且模糊甚至不为人知因素:那就是特定寿命显示器背光源光强度的设置问题。通常,我们并不使用最大的强度,而是使用低一些的强度使得老化缓慢一些,因为使用最大强度时,寿命会变短,显示器老化会比预计的要快,所以一定要找到寿命规定使用的亮度值。对LCD来说,所有的灯都会均匀老化,在理论上,当灯变得昏暗时,可以将它替换掉。但是如果不是非常昂贵的显示器,替换灯就会得不偿失。
    对CRT和等离子显示器,老化更为复杂。因为在整个屏幕上,磷的老化是不均匀的。对家庭影院的用户来说,最大的问题是变形宽银幕(在窄的显示器上观看宽的内容)和支柱框(在宽的屏幕上观看窄的内容),变形宽银幕会导致荧屏的顶部和底部的老化减缓,而支柱框会导致荧屏的左部和右部的老化减缓。因此,一些显示器和信号源引入了灰度条来平衡这种类型的不均匀老化,但是这种方法是令人分心,而且有时并不必要。如果你开始注意到了非均匀老化问题,许多等离子显示器都提供了运行负图像来减轻非均匀老化。为了测试非均匀老化,可以在75%的信号强度下,显示白、红、绿和蓝色均匀全屏的测试图案,并在屏幕上寻找亮度的变化。
    另一种形式的老化是由重复的内容,例如游戏或静态图案而引起的。这是图像残留的来源,也就是重复内容的残留图像叠加在屏幕现有的图像之上。许多等离子显示器对显示在屏幕上的图像引入非常低的轨道运动来解决这个潜在的问题。负图像也能够用来重新平衡老化。另一个问题主要决定于它们的物理性质和用户观看习惯,红、绿和蓝磷可能以不同的速率老化(如果你观看许多高尔夫,绿磷将会老化的快些)。在关键的校准图像应用中,这要求定期地更换显示器,但是对于大多数人,非均匀老化随着时间会逐渐得到平衡,并且它不是特别引人注目(注意由于在屏幕中电荷的积累,等离子显示器会显示暂时的隐约图像,但是它们在很短的时间内会消失,因此这不是一种老化)。
    我们已经讲述了CRT和等离子老化的所有类型,现在我们来看一下老化到50%亮度的时间尺度。对CRT来说,变化可能大一些,但20,000小时是一个通常寿命值(这包括阴极的老化,即CRT中的“C”)。如果每天使<

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