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關(guān)于高清電視清晰度,網(wǎng)上有很多種不同說法。 這些說法似是而非,專業(yè)人士都感到眼花繚亂,普通消費(fèi)者更是一頭霧水。實(shí)際上,顯像管電視、等離子電視、液晶電視的顯像原理和清晰度概念是不同的,本文針對這三種電視的不同特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)討論。 1清晰度基本概念 1.1電視清晰度 從物理角度講,清晰度是指圖片、影像細(xì)節(jié)部位及其邊界的清晰程度。電視清晰度,是指電視機(jī)重現(xiàn)圖像的清晰程度,如果不考慮視頻編碼傳輸系統(tǒng),電視畫面清晰度取決于攝像機(jī)和電視機(jī)。攝像機(jī)一般使用分解力一詞來衡量它“分解被攝景物細(xì)節(jié)”的能力,單位是“電視行(TVLine)”,也稱線。它會隨CCD像素數(shù)的多少和視頻帶寬而變化,像素愈多、帶寬愈寬,分解力就愈高。電視機(jī)一般使用清晰度一詞來衡量它“展現(xiàn)攝像機(jī)所記錄景物細(xì)節(jié)”的能力,單位是“電視行(TVLine)”,也稱線。 對于電視機(jī)來說,在顯示屏同等面積情況下,線數(shù)越多,圖像看起來就越清晰,那么是不是線數(shù)越多越好呢?理論上是,但實(shí)際做不到。 電視清晰度取決于顯示屏的分辨率和掃描格式,顯示屏的分辨率取決于制造材料和技術(shù),掃描格式取決于人眼分辨力和電視信號傳輸帶寬。18英寸顯像管電視機(jī)熒光屏的像素為1524×1959,29英寸顯像管電視機(jī)熒光屏的像素為2455×3157。PAL制電視利用人眼視敏角原理和6MHz的視頻傳輸帶寬,確定掃描格式為720×625i。 PAL制式采用625行隔行掃描方式,有49行看不到的場消隱信號,我們看到的一副畫面實(shí)際上由576行組成,這也是PAL制的最高垂直分辨率。由于顯像的原因和人的視覺特性而導(dǎo)致的“孔闌效應(yīng)”,實(shí)際“看到”的圖像的垂直分辨率還必須乘以一個小于1的修正系數(shù),這個系數(shù)稱為科爾系數(shù)(KellFactor),對于隔行掃描,Kell系數(shù)為0.7,因此對于PAL-D制來說,顯像管電視最后顯示出來的圖像垂直清晰度是400線左右。 根據(jù)早期的《電視原理》中的理論,“電視的垂直清晰度與有效掃描行數(shù)有關(guān),在理想的條件下垂直清晰度與有效掃描行數(shù)相同,在一般情況下垂直清晰度相當(dāng)于有效掃描行數(shù)的70%(科爾系數(shù))。”電視技術(shù)發(fā)展到今天,這一理論顯然已經(jīng)不能適應(yīng),對于液晶、等離子電視,其顯示原理完全不同于顯像管電視,不存在孔闌效應(yīng),不必再乘以科爾系數(shù),分辨率取決于顯示屏的像素規(guī)格。清晰度取決于掃描格式和像素規(guī)格,當(dāng)掃描格式小于像素規(guī)格時,掃描格式就是清晰度;當(dāng)掃描格式大于像素規(guī)格時,像素規(guī)格就是清晰度。 1.2高清電視清晰度 對于高清電視機(jī)來說,清晰度應(yīng)該是多少呢?根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部的《數(shù)字電視接收設(shè)備-顯示器標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,等離子電視、液晶電視、液晶背投電視、CRT背投電視等要想被認(rèn)定為高清數(shù)字電視,至少必須滿足清晰度達(dá)到720線以上,CRT數(shù)字電視被認(rèn)定為高清電視清晰度必須達(dá)到620線以上。 這也就是說,清晰度達(dá)到720線的電視就是高清電視。這里要說明的是720線指的是垂直清晰度,對于寬高比為16∶9的電視機(jī),水平清晰度應(yīng)為1280線。所以準(zhǔn)確的說法是主觀圖像質(zhì)量的垂直清晰度達(dá)到720線以上、水平清晰度達(dá)到1280線以上、圖像寬高比為16∶9的電視就是高清電視。 清晰度要達(dá)到720線以上才能被稱為高清電視,這是電視工程技術(shù)領(lǐng)域的概念,因?yàn)榍逦炔皇菃为?dú)取決于電視機(jī)的物理特性,還取決于掃描格式,電視機(jī)生產(chǎn)廠商是無法在電視機(jī)說明書上標(biāo)明720線或1080線的。目前,習(xí)慣的做法是電視機(jī)生產(chǎn)廠商標(biāo)明了平板電視的像素規(guī)格,如1366×768、1920×1080等。 對于顯像管電視,清晰度取決于掃描格式和科爾系數(shù),所以一般用電視線描述;對于電腦顯示器,清晰度取決于顯示屏點(diǎn)距和顯卡規(guī)格,一般用分辨率描述;對于等離子電視、液晶電視,清晰度取決于顯示屏的像素規(guī)格和掃描格式,而掃描格式不是生產(chǎn)廠家所決定的,所以生產(chǎn)廠家能夠標(biāo)注也應(yīng)該標(biāo)注的顯示屏的重要技術(shù)指標(biāo)就是像素規(guī)格。 下面詳細(xì)討論顯像管電視、等離子電視、液晶電視的清晰度概念。 2顯像管電視 2.1顯像原理顯像管電視又稱CRT電視,其結(jié)構(gòu)是一根真空管,管內(nèi)有電子槍和熒光屏,管外有偏轉(zhuǎn)線圈(提供偏轉(zhuǎn)磁場,使電子束方向偏轉(zhuǎn))。圖像信號加在顯像管的控制柵極(或陰極),電子束受圖像信號的調(diào)制,電子槍射出電子束,在偏轉(zhuǎn)磁場的控制下,電子束將從上到下一行行地掃描整個熒屏,電子束射到真空管前屏幕表面的內(nèi)側(cè)時,屏幕內(nèi)側(cè)的熒光粉受到電子束的擊打而發(fā)光產(chǎn)生圖像,這樣就將一幅畫面的電信號變成一幅平面光學(xué)圖。 2.2點(diǎn)距 點(diǎn)距是指屏幕上相鄰兩個同色像素單元之間的距離,即兩個紅色(或綠、藍(lán))像素單元之間的距離,點(diǎn)距的單位為毫米(mm)。點(diǎn)距有許多種不同的測量方法,可分為實(shí)際點(diǎn)距、垂直點(diǎn)距和水平點(diǎn)距,垂直點(diǎn)距等于三個同色熒光點(diǎn)組成三角形斜線距離的一半,等同于實(shí)際點(diǎn)距的一半,而水平點(diǎn)距實(shí)際上是這個三個同色熒光點(diǎn)組成三角形的高。 電子顯像管可分為蔭罩式與蔭柵式顯像管,其區(qū)別主要表現(xiàn)在選色板及熒光粉的排列方式。一般蔭罩式顯像管的選色板為孔狀金屬板,熒光粉為點(diǎn)狀排列,一般蔭罩式顯像管的點(diǎn)距是0.28mm;蔭柵式顯像管的選色板采用垂直金屬線組成,熒光粉的排列為R、G、B三色熒光粉條,點(diǎn)距是0.25mm,透光率更強(qiáng),因而顯示色彩更豐富亮麗。蔭柵式顯像管在垂直方向不存在弧度,所以垂直方向無失真。 2.3像素規(guī)格 以18英寸、4∶3、0.28mm點(diǎn)距顯像管電視機(jī)為例,水平點(diǎn)距0.24mm,垂直點(diǎn)距0.14mm,那么它的熒光屏在水平方向最多可以顯示1524個點(diǎn),在垂直方向最多可顯示1959個點(diǎn),因此熒光屏的像素為1524×1959。對于29英寸顯像管電視機(jī)來說,熒光屏的像素為2455×3157。#p#分頁標(biāo)題#e# 2.4掃描格式 掃描是指電子束按一定規(guī)律在顯像管的屏面上作周期性的運(yùn)動過程。顯像管中的電子束在偏轉(zhuǎn)磁場的作用下進(jìn)行從左到右、從上到下的逐行逐幀的勻速掃描,一幀圖像的水平掃描像素點(diǎn)數(shù)和垂直方向的水平掃描行數(shù)就構(gòu)成了電視的掃描格式。逐行掃描是指電子束從屏幕左上端開始,按照從左到右、從上到下的順序以均勻速度一行接一行的掃描。 隔行掃描是將每一幀分割為兩場,每一場包含了一幀中所有的奇數(shù)掃描行或者偶數(shù)掃描行,先掃描奇數(shù)行得到第一場,然后掃描偶數(shù)行得到第二場,兩場合起來就是一幀。隔行掃描的最大好處是可節(jié)省50%的傳輸帶寬。我國標(biāo)清電視采用PAL-D制式,隔行掃描,掃描格式為720×625,有效顯示行為720×576,記為576i。高清電視采用的隔行掃描格式1080i。 2.5分辨率 分辨率是用于表述圖像內(nèi)數(shù)據(jù)量多少的一個參數(shù)。在計算機(jī)、電視機(jī)顯示領(lǐng)域,分辨率被表示成每一個方向上的像素數(shù)量,顯像管電視分辨率取決于顯示屏的像素和掃描格式。從上面的討論可知,顯像管電視機(jī)電子槍的電子束射到真空管屏幕內(nèi)側(cè)的熒光粉而發(fā)光,其熒光屏的像素遠(yuǎn)大于電子束的掃描格式,其分辨率取決于電子束的掃描格式和實(shí)際使用帶寬,所以顯像管電視機(jī)的分辨率為642×576。 2.6清晰度 顯像管電視清晰度取決于顯示屏的像素和顯示分辨率的效率。由于孔闌效應(yīng)的影響,采用隔行掃描方式所顯示的電視畫面,最后所顯示的清晰度要乘以科爾系數(shù)0.7,因此對于PAL制來說,顯像管電視機(jī)的垂直清晰度是400線左右,水平清晰度450線左右。 3等離子電視 3.1顯像原理 等離子電視以等離子管作為發(fā)光元件,大量的等離子管排列在一起構(gòu)成屏幕,每個等離子對應(yīng)的每個小室內(nèi)都充有氖氙氣體,在等離子管電極間加上高壓后,封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會產(chǎn)生紫外光,并激發(fā)平板顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個等離子管作為一個像素,由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像,類似顯像管發(fā)光。等離子電視屬于主動發(fā)光型,通過電壓驅(qū)動激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光來顯示畫面。 3.2點(diǎn)距 以42英寸等離子電視為例,其寬高比為16∶9,屏幕寬929.67mm,高522.94mm,像素點(diǎn)距有四種,分別為1.095×1.110,0.91×0.68,0.91×0.51,0.91×0.48(點(diǎn)距的單位為mm)。 如果是50、55英寸等離子電視,像素點(diǎn)距分別為1.095×1.110,0.91×0.68。3.3像素規(guī)格根據(jù)點(diǎn)距可計算出42英寸等離子電視四種物理像素規(guī)格分別是:852×480、1024×768、1024×1024和1024×1080。 對于50、55英寸等離子電視,像素規(guī)格都是1366×768。3.4掃描格式我國標(biāo)清電視采用PAL-D制式,掃描格式為720×625i,有效顯示行為720×576;高清電視采用1080i標(biāo)準(zhǔn),掃描格式為1920×1080i。 3.5分辨率 等離子電視屬于主動發(fā)光型,每個等離子管作為一個像素,通過電壓驅(qū)動激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光來顯示畫面。因此等離子電視分辨率取決于像素,像素是多少,分辨率就是多少。 3.6清晰度 等離子電視屬于主動發(fā)光型,不存在孔闌效應(yīng)的影響,也就是說科爾系數(shù)為1,等離子電視清晰度取決于顯示屏的像素和掃描格式。由于現(xiàn)在大部分等離子電視都具有逐行掃描功能,當(dāng)物理像素規(guī)格為852×480、掃描格式為720×625i時,清晰度為720×480,也就是說垂直清晰度是480線,水平清晰度720線。 當(dāng)物理像素規(guī)格為1024×768、掃描格式為720×625i時,清晰度為720×576;當(dāng)物理像素規(guī)格為1024×768、掃描格式為1920×1080i時,清晰度為1024×768;也就是說垂直清晰度是768線,水平清晰度1024線。 如果是55英寸等離子電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬1217mm,高685mm,像素點(diǎn)距為0.9×0.9,分辨率達(dá)到1366×768,掃描格式為1920×1080i時,清晰度為1366×768;也就是說垂直清晰度是768線,水平清晰度1366線。也就是說,分辨率達(dá)到1366×768以上具有逐行掃描功能的等離子電視都能達(dá)到高清要求。 4液晶電視 4.1顯像原理 液晶電視先利用背光源投射出光線,這些光源先經(jīng)過一個偏光板然后再經(jīng)過液晶,這時液晶分子的排列方式進(jìn)而改變穿透液晶的光線角度。然后這些光線接下來還必須經(jīng)過前方的彩色濾光片與另一塊偏光板。因此只要改變驅(qū)動液晶的電壓值就可以控制薄膜晶體管液晶(TFT)最后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩,進(jìn)而能在液晶面板上變化呈現(xiàn)出不同色彩圖像。 液晶電視屬于被動發(fā)光型,需要背光燈來提供光源。 4.2點(diǎn)距 4.2.1高清液晶電視點(diǎn)距 42英寸高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬929.67mm,高522.94mm,像素點(diǎn)距為0.6806×0.6806(mm)。37英寸高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬818.00mm,高460.13mm,像素點(diǎn)距為0.599×0.599(mm)。 32英寸高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬708.32mm,高398.43mm,像素點(diǎn)距為0.519×0.519(mm)。 4.2.2全高清液晶電視點(diǎn)距 #p#分頁標(biāo)題#e# 52英寸全高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬1151.02mm,高647.45mm,像素點(diǎn)距為0.5995×0.5995(mm)。 47英寸全高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬1040.35mm,高585.20mm,像素點(diǎn)距為0.5418×0.5418(mm)。42英寸全高清液晶電視,其寬高比為16∶9,屏幕寬929.67mm,高522.94mm,像素點(diǎn)距為0.4842×0.4842(mm)。4.3像素規(guī)格由計算可知,上面提及的高清液晶電視像素規(guī)格是1366×768,全高清液晶電視像素規(guī)格是1920×1080。 4.4掃描格式 我國標(biāo)清電視采用PAL-D制式,掃描格式為720×625i,有效顯示行為720×576;高清電視采用1080i標(biāo)準(zhǔn),掃描格式為1920×1080i。 4.5分辨率 液晶電視屬于被動發(fā)光型,通過背光燈提供光源,改變驅(qū)動液晶的電壓值就可以控制薄膜晶體管液晶(TFT)最后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩,進(jìn)而能在液晶面板上變化呈現(xiàn)出不同色彩圖像。每個薄膜晶體管液晶(TFT)就是一個像素,因此液晶電視分辨率和等離子電視一樣,都是取決于像素,像素是多少,分辨率就是多少。 但是液晶電視有一個很重要的特點(diǎn)和等離子電視不一樣,那就是點(diǎn)距可以輕而易舉地做到0.519×0.519、0.4842×0.4842,對于32、37英寸等小尺寸電視機(jī)來說,分辨率很容易就能達(dá)到1366×768,這是等離子電視所做不到的。而對于42英寸以上全高清液晶電視來說,像素規(guī)格能夠達(dá)到1920×1080,這也是等離子電視所達(dá)不到的。 4.6清晰度 液晶電視是改變驅(qū)動液晶的電壓值來控制薄膜晶體管液晶(TFT)產(chǎn)生光線強(qiáng)度與色彩,不存在孔闌效應(yīng)的影響,也就是說科爾系數(shù)為1,液晶電視分辨率取決于顯示屏的像素和掃描格式。現(xiàn)在大部分液晶電視都具有逐行掃描功能,當(dāng)掃描格式為720×625i時,分辨率為1366×768的高清液晶電視,垂直清晰度是576線,水平清晰度720線;當(dāng)掃描格式為1920×1080i時,分辨率為1920×1080全高清液晶電視,垂直清晰度是1080線,水平清晰度1920線。 按照信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,等離子電視、液晶電視要想被認(rèn)定為高清數(shù)字電視,至少必須滿足清晰度達(dá)到720線以上。目前,50、55寸的等離子電視,分辨率為1366×768,而42、47、52寸的全高清液晶電視,分辨率可達(dá)到1920×1080。因此在同樣尺寸條件下,液晶電視的分辨率高于等離子電視。 5三種電視清晰度對比 綜上所述,早期的電視機(jī)采用的是顯像管電視,掃描格式采用的是PAL-D隔行掃描,所以,《電視原理》教科書中在討論清晰度時,針對顯像管顯示存在孔闌效應(yīng)引入了科爾系數(shù)這一概念,清晰度是分辨率之間存在0.7的倍數(shù)關(guān)系。隨著編碼、解碼技術(shù)和顯像技術(shù)的迅速發(fā)展,高清電視編碼格式1080i的應(yīng)用,等離子電視、液晶電視逐步進(jìn)入家庭,在討論清晰度和分辨率時再沿用科爾系數(shù)0.7的概念就不對了,因?yàn)榈入x子電視是通過電壓驅(qū)動激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光來顯示畫面,液晶電視是改變驅(qū)動液晶的電壓值控制薄膜晶體管液晶顯示畫面,有信號電壓就會有顯示亮點(diǎn),等離子、液晶電視不存在0.7的科爾系數(shù),如果說有科爾系數(shù),那么系數(shù)值為1。網(wǎng)上對高清電視是否存在0.7的科爾系數(shù)爭論得很激烈,大概是將《電視原理》的理論應(yīng)用到高清電視原理中來了。 因此在討論清晰度和分辨率時,應(yīng)將顯像管電視和等離子、液晶電視分為不同類別。對于顯像管電視,分辨率取決于顯示屏的像素規(guī)格和掃描格式,以29英寸顯像管電視為例,熒光屏的像素規(guī)格為2455×3157,當(dāng)掃描格式為PAL-D,分辨率為642×576,科爾系數(shù)為0.7,垂直清晰度為400線左右。 對于液晶、等離子電視,分辨率取決于顯示屏的像素規(guī)格。清晰度取決于掃描格式和像素規(guī)格,當(dāng)掃描格式小于像素規(guī)格時,掃描格式就是清晰度;當(dāng)掃描格式大于像素規(guī)格時,像素規(guī)格就是清晰度。以50英寸等離子電視為例,像素規(guī)格是1366×768,分辨率是1366×768,當(dāng)掃描格式為PAL-D,水平清晰度為642線,垂直清晰度為576線;當(dāng)掃描格式為1080i,水平清晰度為1366線,垂直清晰度為768線。如果是47英寸全高清液晶電視,像素規(guī)格是1920×1080,分辨率是1920×1080,當(dāng)掃描格式為PAL-D,水平清晰度為642線,垂直清晰度為576線;當(dāng)掃描格式為1080i,水平清晰度為1920線,垂直清晰度為1080線。 從以上分析可知,相同尺寸條件下液晶電視的清晰度要比等離子電視高很多,而等離子電視的尺寸不能做得太小,42英寸以下幾乎全是液晶電視的天下,這可能是液晶電視的銷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于等離子電視銷量的重要原因