固有参数调节对显示的影响

现在的图象显示终端宣传资料、技术说明书中常常提到对比度、灰度等级等术语，特别是在LCD、PDP等平板显示器的广告单上频频出现，那么这些术语的真实含义是什么？调整它们对到底会对显示图象有什么影响？以下是查阅相关资料后的理解。

显示对比度是显示终端能够发出的最高亮度光强度和最暗光强度的比值。实际测量时是给显示终端送入标准的黑电平信号，显示终端为全黑显示，用分光辐射仪测量此时暗场亮度，也叫黑电平值。然后送入标准的白饱和测试信号，显示终端为高亮显示，用分光辐射仪测量此时亮度，也叫白光峰值。白光峰值和黑电平值的比值就是对比度，也叫全场对比度，在一些更专业的显示终端研究刊物上还称为动态范围，它表明显示器能再现的亮度范围。表1是2004年最佳视频设备指南中顶级产品的对比数据。

表1

可见传统的CRT以绝对的优势胜出，特别是在黑场景的控制上，是唯一能真实再现黑场景的显示终端,其它类型的显示器表现的是灰黑色。当然,这是在相当暗的环境下观看，而实际的使用环境都有光线存在,有的使用环境还相当明亮，0.72cd/m2的屏幕亮度看起来已经很暗了，足以满足绝大多数用户的使用。

主动发光与被动发光的显示器的区别

由于环境光线的存在,往往我们还需要更高亮度的显示终端,在几乎所有的显示终端上都有亮度调节的功能选项,在光线亮一些的环境使用,我们会自觉或不自觉地把亮度调节的参数设定到高端,感觉图象的亮度高了一些,特别是在主动发光的CRT和 PDP显示终端上感觉明显。那么图像的亮度真的提高了吗?

没有,该项调节是通过电路处理,把图象黑电平值抬高, 显示器辐射出更多能量,刺激人眼感觉整体画面更亮。而白光峰值由于显示器的固有特性,并不能随之抬高,也既降低了显示终端的对比度,细心的用户不难发现,亮度调节参数设定到高端后,图象的细节少了,这种调节的实际结果是调节了全场对比度。

不影响图象细节而只增加亮度如何实现?对于被动发光的显示终端,调节背光源的发光强度就可以获得亮度明显增加不影响细节层次感丰富的图象,如户外显示终端的背光源的功率就相当大可达数千瓦，有的还采用了双光源，这种显示系统在军队、公安、交通单位被广泛使用，美国的科来丽是生产这种系统的典型代表，占有欧美市场的三成。在商用、民用市场，一般采用变光源功率来实现亮度，如表1中的LCD NEC LCD4000的背光源的亮度可以多级调节，而投影系统中常见的也是改变灯泡功率，就是平常所见的标准模式或低功率模式。

为了证实这种说法，我们选用了四川瑞诚科技代理的富可视C110和该公司自行设计生产的魅影E6TV投影机，两款机型均有变功率模式，输入白场信号，将对比度调到中间值，然后调节菜单的亮度，同时监测屏幕的照度并未发现在变化，而选择灯泡的高低功率模式，屏幕的照度却有50%的提升，能明显感觉图象变亮，对比细节层次也未变化，调节菜单的亮度选项也能感觉图象变亮，但细节变差，暗部的层次消失为一遍灰白。由此可见平常我们进行的亮度，所以目前真正实现亮度调节功能在被动发光显示终端能实现,主动发光显示终端严格地讲,不能实现亮度的调节,只能调节全场对比度,但约定俗成仍称为亮度调节。

上面提到的对比度的测量方法是一种极端的情况,与实际的使用有一些差别,在一幅图象中既出现白饱和测试信号的电平信号又出现黑电平测试信号，是不多的。有人又提出了4×4或9×9黑白棋盘格测试图,分别测量黑白棋盘格的白和黑的亮度值，计算其平均值比值为显示对比度。因为各种显示器件的结构不同而出现很大的变化，传统的CRT降低了约80倍，DLP也减低了4倍多，而肉眼的感觉并没有多大的差异，通过对人眼视觉感知特性的研究，提出了一种对应人眼视觉特性的对比度测量方法，称为图象对比度。

给显示器送入一个给定的电平信号，在该电平信号的作用下会有一个一定亮度或光强的可见光，即灰度，不同的电平信号幅值就会有不同的亮度值，称为灰度级。如果以电平信号的大小为横轴，亮度的强度为纵轴，描一条连续变化的灰度级曲线。

图一

如图1是CRT的灰度级曲线，不是一条线性曲线而是幂函数曲线，该幂函数的指数是2.2，也就是所谓的Υ值,这条幂函数曲线就是Υ曲线，Υ值为3.0时被认为是适合人眼响应的最佳值。而LCD、 PDP、 DLP等显示器件的固有Υ值是不同的，LCD的Υ值是变化的, PDP、 DLP的Υ值为1。我们现在使用的图象在摄录时已经经过Υ值处理，以适合CRT显示(过去只有这种图象显示器件)，LCD、 PDP、 DLP等显示器件要正确地显示这种图象，在信号电路上要经过Υ值校正。实际上为了能将图象更加完美地显示,在专业的CRT显示器上有多段Υ值校正,现在的民用产品也有Υ值校正,如动态、柔和等设定也是这个含义, Υ值校正就是调整的图象对比度，是真正意义的对比度调整，调整的结果就是改变了灰度等级，以响应人眼的视觉函数。在图1中来看就是改变了某一段曲线的斜率。

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