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關于高清電視清晰度,網上有很多種不同說法。 這些說法似是而非,專業人士都感到眼花繚亂,普通消費者更是一頭霧水。實際上,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進行詳細討論。 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、影像細節部位及其邊界的清晰程度。電視清晰度,是指電視機重現圖像的清晰程度,如果不考慮視頻編碼傳輸系統,電視畫面清晰度取決于攝像機和電視機。攝像機一般使用分解力一詞來衡量它“分解被攝景物細節”的能力,單位是“電視行(TVLine)”,也稱線。它會隨CCD像素數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。電視機一般使用清晰度一詞來衡量它“展現攝像機所記錄景物細節”的能力,單位是“電視行(TVLine)”,也稱線。 對于電視機來說,在顯示屏同等面積情況下,線數越多,圖像看起來就越清晰,那么是不是線數越多越好呢?理論上是,但實際做不到。 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,掃描格式取決于人眼分辨力和電視信號傳輸帶寬。18英寸顯像管電視機熒光屏的像素為1524×1959,29英寸顯像管電視機熒光屏的像素為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致的“孔闌效應”,實際“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,這個系數稱為科爾系數(KellFactor),對于隔行掃描,Kell系數為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有關,在理想的條件下垂直清晰度與有效掃描行數相同,在一般情況下垂直清晰度相當于有效掃描行數的70%(科爾系數)。”電視技術發展到今天,這一理論顯然已經不能適應,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,不必再乘以科爾系數,分辨率取決于顯示屏的像素規格。清晰度取決于掃描格式和像素規格,當掃描格式小于像素規格時,掃描格式就是清晰度;當掃描格式大于像素規格時,像素規格就是清晰度。 1.2高清電視清晰度 對于高清電視機來說,清晰度應該是多少呢?根據信息產業部的《數字電視接收設備-顯示器標準》中規定,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定為高清數字電視,至少必須滿足清晰度達到720線以上,CRT數字電視被認定為高清電視清晰度必須達到620線以上。 這也就是說,清晰度達到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,水平清晰度應為1280線。所以準確的說法是主觀圖像質量的垂直清晰度達到720線以上、水平清晰度達到1280線以上、圖像寬高比為16∶9的電視就是高清電視。 清晰度要達到720線以上才能被稱為高清電視,這是電視工程技術領域的概念,因為清晰度不是單獨取決于電視機的物理特性,還取決于掃描格式,電視機生產廠商是無法在電視機說明書上標明720線或1080線的。目前,習慣的做法是電視機生產廠商標明了平板電視的像素規格,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,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距和顯卡規格,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格和掃描格式,而掃描格式不是生產廠家所決定的,所以生產廠家能夠標注也應該標注的顯示屏的重要技術指標就是像素規格。 下面詳細討論顯像管電視、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,其結構是一根真空管,管內有電子槍和熒光屏,管外有偏轉線圈(提供偏轉磁場,使電子束方向偏轉)。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制,電子槍射出電子束,在偏轉磁場的控制下,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側時,屏幕內側的熒光粉受到電子束的擊打而發光產生圖像,這樣就將一幅畫面的電信號變成一幅平面光學圖。 2.2點距 點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)像素單元之間的距離,點距的單位為毫米(mm)。點距有許多種不同的測量方法,可分為實際點距、垂直點距和水平點距,垂直點距等于三個同色熒光點組成三角形斜線距離的一半,等同于實際點距的一半,而水平點距實際上是這個三個同色熒光點組成三角形的高。 電子顯像管可分為蔭罩式與蔭柵式顯像管,其區別主要表現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,熒光粉為點狀排列,一般蔭罩式顯像管的點距是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,點距是0.25mm,透光率更強,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像素規格 以18英寸、4∶3、0.28mm點距顯像管電視機為例,水平點距0.24mm,垂直點距0.14mm,那么它的熒光屏在水平方向最多可以顯示1524個點,在垂直方向最多可顯示1959個點,因此熒光屏的像素為1524×1959。對于29英寸顯像管電視機來說,熒光屏的像素為2455×3157。#p#分頁標題#e# 2.4掃描格式 掃描是指電子束按一定規律在顯像管的屏面上作周期性的運動過程。顯像管中的電子束在偏轉磁場的作用下進行從左到右、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數和垂直方向的水平掃描行數就構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掃描行或者偶數掃描行,先掃描奇數行得到第一場,然后掃描偶數行得到第二場,兩場合起來就是一幀。隔行掃描的最大好處是可節省50%的傳輸帶寬。我國標清電視采用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數據量多少的一個參數。在計算機、電視機顯示領域,分辨率被表示成每一個方向上的像素數量,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,顯像管電視機電子槍的電子束射到真空管屏幕內側的熒光粉而發光,其熒光屏的像素遠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際使用帶寬,所以顯像管電視機的分辨率為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0.7,因此對于PAL制來說,顯像管電視機的垂直清晰度是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光元件,大量的等離子管排列在一起構成屏幕,每個等離子對應的每個小室內都充有氖氙氣體,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生紫外光,并激發平板顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發出可見光。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生各種灰度和色彩的圖像,類似顯像管發光。等離子電視屬于主動發光型,通過電壓驅動激發熒光物質發光來顯示畫面。 3.2點距 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,像素點距有四種,分別為1.095×1.110,0.91×0.68,0.91×0.51,0.91×0.48(點距的單位為mm)。 如果是50、55英寸等離子電視,像素點距分別為1.095×1.110,0.91×0.68。3.3像素規格根據點距可計算出42英寸等離子電視四種物理像素規格分別是:852×480、1024×768、1024×1024和1024×1080。 對于50、55英寸等離子電視,像素規格都是1366×768。3.4掃描格式我國標清電視采用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標準,掃描格式為1920×1080i。 3.5分辨率 等離子電視屬于主動發光型,每個等離子管作為一個像素,通過電壓驅動激發熒光物質發光來顯示畫面。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光型,不存在孔闌效應的影響,也就是說科爾系數為1,等離子電視清晰度取決于顯示屏的像素和掃描格式。由于現在大部分等離子電視都具有逐行掃描功能,當物理像素規格為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。 當物理像素規格為1024×768、掃描格式為720×625i時,清晰度為720×576;當物理像素規格為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,像素點距為0.9×0.9,分辨率達到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,分辨率達到1366×768以上具有逐行掃描功能的等離子電視都能達到高清要求。 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,這些光源先經過一個偏光板然后再經過液晶,這時液晶分子的排列方式進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過前方的彩色濾光片與另一塊偏光板。因此只要改變驅動液晶的電壓值就可以控制薄膜晶體管液晶(TFT)最后出現的光線強度與色彩,進而能在液晶面板上變化呈現出不同色彩圖像。 液晶電視屬于被動發光型,需要背光燈來提供光源。 4.2點距 4.2.1高清液晶電視點距 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,像素點距為0.519×0.519(mm)。 4.2.2全高清液晶電視點距 #p#分頁標題#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,像素點距為0.4842×0.4842(mm)。4.3像素規格由計算可知,上面提及的高清液晶電視像素規格是1366×768,全高清液晶電視像素規格是1920×1080。 4.4掃描格式 我國標清電視采用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標準,掃描格式為1920×1080i。 4.5分辨率 液晶電視屬于被動發光型,通過背光燈提供光源,改變驅動液晶的電壓值就可以控制薄膜晶體管液晶(TFT)最后出現的光線強度與色彩,進而能在液晶面板上變化呈現出不同色彩圖像。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和等離子電視不一樣,那就是點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來說,分辨率很容易就能達到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,像素規格能夠達到1920×1080,這也是等離子電視所達不到的。 4.6清晰度 液晶電視是改變驅動液晶的電壓值來控制薄膜晶體管液晶(TFT)產生光線強度與色彩,不存在孔闌效應的影響,也就是說科爾系數為1,液晶電視分辨率取決于顯示屏的像素和掃描格式。現在大部分液晶電視都具有逐行掃描功能,當掃描格式為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。 按照信息產業部標準規定,等離子電視、液晶電視要想被認定為高清數字電視,至少必須滿足清晰度達到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引入了科爾系數這一概念,清晰度是分辨率之間存在0.7的倍數關系。隨著編碼、解碼技術和顯像技術的迅速發展,高清電視編碼格式1080i的應用,等離子電視、液晶電視逐步進入家庭,在討論清晰度和分辨率時再沿用科爾系數0.7的概念就不對了,因為等離子電視是通過電壓驅動激發熒光物質發光來顯示畫面,液晶電視是改變驅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,等離子、液晶電視不存在0.7的科爾系數,如果說有科爾系數,那么系數值為1。網上對高清電視是否存在0.7的科爾系數爭論得很激烈,大概是將《電視原理》的理論應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格和掃描格式,以29英寸顯像管電視為例,熒光屏的像素規格為2455×3157,當掃描格式為PAL-D,分辨率為642×576,科爾系數為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格。清晰度取決于掃描格式和像素規格,當掃描格式小于像素規格時,掃描格式就是清晰度;當掃描格式大于像素規格時,像素規格就是清晰度。以50英寸等離子電視為例,像素規格是1366×768,分辨率是1366×768,當掃描格式為PAL-D,水平清晰度為642線,垂直清晰度為576線;當掃描格式為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,像素規格是1920×1080,分辨率是1920×1080,當掃描格式為PAL-D,水平清晰度為642線,垂直清晰度為576線;當掃描格式為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遠高于等離子電視銷量的重要原因