LCD显示屏的响应时间与运动图像播放

时间:2009/03/16 来源:专业视听网

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    最近,互联网以及配备CD和DVD驱动器的个人电脑的广泛使用,已经给我们带来了更多地观看屏幕上运动图像的机会。运动图像内容的增加意味着计算机显示屏必须不仅仅能够显示静止图像,而且也必须能够显示运动图像。对于CRT显示屏来说,这不是一个问题,因为CRT技术的首次普及应用就是起于上世纪50年代的电视。
    然而,随着LCD显示屏获得普及应用并逐步取代办公室以及家庭中的CRT显示屏,对于消费者来说,重要的考虑就是LCD也能够显示运动图像。为了帮助消费者测评怎样的LCD显示屏才能显示运动图像,制造商通常在它们的产品文献中包含一个称为“响应时间”的技术指标。制造商以及IT出版物常常引用“快速的响应时间”作为显示屏能够很少或不模糊地显示视频或游戏的指标。然而,什么是响应时间?如何帮助确定LCD显示屏显示运动图像的好坏?
    像素是LCD面板上图像的最小单位,响应时间就是一个像素从打开到关闭以及从关闭到打开的全过程所花的时间。换言之,它指的是一块面板多快才能从黑变白再从白变黑?它以毫秒(千分之一秒)为单位进行测量。该数字越小,意味着变换越快,因此,响应速度越快。尽管各个制造商测量响应时间的方法不同,但是,最常见的方法就是测量面板所需要的亮度从10%变为90%以及从90%变为10%的过程花费的时间。这些跳变分别被称为“上升时间”和“下降时间”。
    如果上升时间长,那么,从一幅图像(帧)跳到另一幅图像可能产生残留影像或模糊效应。这个问题不仅仅出现在观看运动图像之时,而且出现在画面滚动之时。正因为如此,通常推荐采用更快响应时间的面板来显示运动图像。
    尽管上述响应时间告诉我们像素从白变黑以及从黑变白所需要的时间,但是,并没有指出在各个灰阶上变化所花的时间。因为几乎所有的运动图像均包含灰阶,而灰灰跳变的频率通常远大于黑白跳变的频率,我们由此得出结论:任何响应时间指标均要包括两类跳变,从而对显示屏显示运动图像的适宜性作出精确度评估。
    进一步说,黑白跳变需要高压,液晶分子响应更快;各个灰度之间的跳变需要低压,响应较慢。因此,即使从一个灰阶向另一个灰阶之间跳变的时间小于从黑到白的跳变,灰灰跳变可能实际上花费更长时间。这意味着两块具有相同的黑白跳变响应时间,但是,灰灰跳变响应时间不同的面板,将具有不同的运动图像播放性能。相应地,仅仅黑白响应时间不足以评价一种显示屏是否具有显示运动图像的性能。

图1 让我们考察一下具有不同的黑白跳变响应时间以及灰灰跳变响应时间的两块面板,并看如何对其进行比较。
    上图测量了传统的像素开关(黑白)跳变过程中的亮度变化以及在面板上不同点的灰-灰跳变。黑白响应时间仅仅指直接从A(黑色)到F(白色)、然后再跳回A所花费的时间。然而,灰-灰跳变包含其中的所有字母。如果我们仅仅比较上述两块面板的响应时间,显示屏B对于播放运动图像更优越,因为其响应时间仅仅为25ms(15ms上升时间+10ms下降时间),而显示屏A的响应时间仅仅为30ms(17ms上升时间+13ms下降时间)。
    然而,观察所有的跳变时间,我们可以发现对于显示屏A来说,它们在不同的灰阶几乎有相同的响应时间。另一方面,从显示屏B可见,从每一个测量点到A(黑色)和F(白色)的跳变快,而各个中间点如C、D和E的跳变慢。因此,我们得出结论:显示屏B在灰阶上具有较慢且不一致的响应时间,在播放运动图像时,这会导致鬼影或残留影像效应。
    我们得出的结论就是:黑-白响应时间不仅仅重要,而且灰-灰跳变得速度和一致性也重要。这就是选择用于显示运动图像的LCD显示屏时,为什么要考虑这两个因素的原因所在。
    LCD显示屏的理想响应时间指标应该包括黑白以及灰灰跳变时间。遗憾的是,目前整个行业尚无针对这种目标的标准。然而,美国视频电子标准协会正在起草这样一个标准。EIZO通过对VESA的日本度量衡委员会服务而为这一标准的形成作出贡献。通过各个制造商对这一标准的采用以及广泛实施,将赋予消费者更多可靠的准则,以确定LCD显示屏的显示运动图像的能力。

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