深入解读液晶显示器主要指标

深入解读液晶显示器主要指标如何描述一款显示器的性能优劣，一直存在着不少误区，加之相当长时间以来，大多数媒体对显示设备的测试仅仅停留在体验感受上，很难谈的上衡量和比较产品之间的差异与优劣，在开始为读者呈上14款22英寸显示器打擂战果之前，首先要来解读一下影响显示器显示效果的几个重要因素。亮度1.亮度、对比度的定义和测量2.明室对比度专项测试：镜面/玻璃/漫射屏的优劣3.动态对比度的真实面目色彩4.伽马曲线与色彩增强5.色彩好坏看色域范围6.专项测试：80％与50％色域的差异7.16.7M色(8bit)与16.2M色(6bit抖动)其他8.灰阶加速技术的弊端9.可视角度并不简单测试方法与结果分析要领这部分理论分析有助于读者走出传统观念的误区，也要认识到只看厂商标注的参数并没有多大用处，因为厂商不仅只挑最有利的数字来标，更可以在一定范围内上下浮动，当然，厂商通常也是往有利的方向浮动。显示设备的知识相当宽泛和专业，难免出现纰漏和不周全的地方，如发现会尽快更正。液晶显示器的标称的亮度表示它在显示全白画面时所能到达的最大亮度，单位是cd/㎡（坎德拉每平方米），22英寸液晶显示器的最大亮度都达到250cd/㎡以上，远比CRT的平均水平100cd/㎡高出很多，实际上现在并不用操心一款崭新的液晶显示器不够亮，恰恰相反，很多用户都反映液晶显示器亮的刺眼，这就需要调节显示器的显示模式和亮度、对比度设置来控制全白最大亮度。亮度并非越高越好，不同的环境亮度和不同的显示题材需要不同的亮度水平。题材不同，需要的亮度不同-上网、办公等任务，由于显示画面白色部分较多，亮度在80－120cd/㎡比较合适。-图片处理，为了突出图像细节，亮度在150－180cd/㎡比较合适。-视频、电影类节目，存在大量暗场景，需要较高亮度，应开启最大亮度，通常以表现视频节目作为卖点的显示器会具有较高的亮度，比如400cd/㎡。以上这些亮度值属于经验参数，当然还要考虑的环境亮度，相同亮度的显示器在晚上关灯和明亮的办公室里人眼的感觉并不相同，调节到合适的亮度是使用一台显示器最基本的操作。误区纠正：图像的层次感是否鲜明决定于最大亮度和伽马曲线，对比度倒是其次，这里所说的对比度是代表显示器的性能，而不是指显示器的对比度设置，因为对比度设置实际上改变的是最大亮度。关于伽马值和对比度后面再做详细解释。对比度：不同的测试方法有不同的结果对比度简单些的定义是显示器的白色亮度与黑色亮度的比值，按8bit灰阶来说，就是输入信号为255时的亮度值除以输入信号为0时的亮度，比如一台显示器在显示全白画面（255）时实测亮度值为200cd/㎡，全黑画面实测亮度为0.5cd/㎡，那么它的FOFO（fullonfulloff）对比度就是400：1，这里就牵扯到一个测试标准问题，国际上存在三种测试方法。第一种：先让显示设备全屏显示白色，测量亮度值；再全屏显示黑色，测量亮度值，得出对比度值，也叫全开全关对比度。动态对比度是基于动态背光调整，根据画面明暗来调整背光亮度，实际上只有在这种测试方法下才能得出所谓动态对比度。第二种：来自美国国家标准委员会ANSI的测试方法，显示16棋盘格黑白相间图案，分别在屏幕上各个方块处测定黑色亮度和白色亮度，以平均值得出的对比度值可称为ANSI对比度，按照ANSI方法测试的对比度成绩最低，因为白色区域的光线将会影响黑色区域的亮度，从而成为考验最为严格的测试方法，尤其对等离子显示器件而言。同样的显示器，此种方法下测试的对比度就只有大约270：1第三种：让屏幕显示50％灰度的基色，其中嵌入要求比例大小的黑色和白色方块，此时黑色方块不会受到太多影响，而且白色面积也不太大，更接近实际画面效果。对于CRT和等离子来说，测得的峰值亮度远比全屏白色亮度要高，更能凸显特性，成为我国电视和投影设备的国标测试方法。而LCD显示器此种状态下测试成绩接近于FOFO对比度，意义不大，所以我们一般不做这种测试。液晶显示器亮度、对比度的调节方法改变液晶显示器的全白亮度有两种方法，第一种是调节CCFL背光灯管的电流大小改变背光亮度，从而得到不同的最大亮度，此时全黑亮度也同步变化，这是最合理的亮度调节方式，目前的绝大多数显示器使用这种亮度调节方式。第二种是调节液晶分子偏转幅度，举例说明，当一台显示器得对比度设置为100时，液晶分子100％偏转完全透光时亮度为400cd/㎡，那么当对比度设置为50的时候，液晶分子得偏转最大幅度也仅为50％，那么此时全白亮度为200cd/㎡，但不管怎么调节对比度设置，全黑亮度不变，因此调节对比度可以得到不同的最大亮度，同时对比度也跟着变化，这就是液晶显示器的对比度调节方式。了解亮度对比度调节方式有助于我们更好的使用显示器，比如当我们需要较低的全黑亮度时，需要将亮度降低，也需要根据环境和节目需要调节到适合的对比度。但液晶分子的偏转幅度不宜过大或者过小，这直接影响到线性度，不好的线性度会影响图像的层次和灰阶Grayscale的表现，对比度通常只有一个最佳值，在最佳值以外的设置中往往是通过调节伽马曲线来进一步提升图像反差，当然也有冲破液晶线性区域导致高光灰阶丢失，让图像感觉过曝的例子，这些情况都将在测试中得到体现。在本次横评的产品中则出现几款特别的产品，两款美格的液晶显示器都不是通过调节背光亮度来控制亮度，这显然属于已经淘汰的电路设计。而Dell的E228是唯一一款能够在对比度为0时也将最大偏转角度变成0，此时画面全黑，说实在的这显得不是很有必要。理想的对比度应该是无穷大得出这个结论并不值得惊诧，理想的显示器件本应在输入信号为0时做到不发光，全黑亮度为0也就不管亮度是多少，对比度都为无穷大。早期的显示设备对比度很低，严重影响亮度变化范围，与人眼在自然环境中的感受差距较大，但实际上对比度超过一定值时人眼将很难察觉高对比度带来的图像改善，更高的对比度只是为了求得在全黑环境下图像中的黑色是纯净的黑色。如果我的眼睛不算太另类，那么斗胆为这个临界值做个估算的话，应该是50000：1，也就是把500cd/㎡作为峰值亮度，0.01cd/㎡设为全黑亮度，大部分图像中，人们将不会察觉黑色有亮度的存在，当然前提是ANSI对比度达到50000：1，而不是什么动态对比度，FOFO也很勉强。当对比度已经比较好的时候，当前影响显示器所谓图像层次的是亮度，这也是一个认识上的误区，因为亮度高的显示器比起亮度低的显示器在两个灰阶输出亮度上的差异不同，人眼的感受也不相同。这就是为什么电视和视频为主的显示设备会提供较高的亮度。那么当亮度对比度都满足人眼感光能力的话，显示器发展的方向就会是别的东西，请继续往下看。屏幕反光的危害：明室对比度/屏幕反射率上述美好的情况只是在全黑环境中而言，因为比降低显示器最低亮度更难的是制造出一种不反光又能保持良好透光性能的屏幕面板，大多数时候，人们还是希望在有光线的情况下使用显示设备，那么我们就需要来了解明室对比度，一个被大多数厂商忽略的性能参数。如果存在环境光线，那么显示器的图像都不可避免受到干扰，因为还没有不反光的面板材料出现。面板反光是要叠加在显示器发出的光线之上的，那么即便是一台10万：1的极品显示器在太阳底下也很难看清东西。明室对比度就是在一定环境光线下，测试显示器的全白全黑比值，具体的测试条件很难同一，只大概举例说明，全白亮度250cd/㎡，全黑亮度0.1cd/㎡，暗室对比度就为2500：1，当面板反射光在特定角度下带来的亮度为0.5cd/㎡，那么它的明室对比度就是(250＋0.5)/(0.10.5)=417:1，一点点环境光线就将性能优良的一台显示器贬值为廉价货，更要注意的是环境光线基本是有色光线，叠加在显示器上还会影响色彩表现，专业显示器为啥都有遮光罩就很容易理解了。从上面的计算方法还很容易得出一个结论，在明亮环境下需要更高亮度，室外LED显示墙就是靠此立足的。镜面屏仅仅为了好看？请看两种情况下的对比测试基本上现在的显示器都采用差不多的面板材料，因此我们只挑出三款具有代表意义的不同面板材质的显示器，使用镜面设计的HPW2207，使用镀膜玻璃板的美格WT22D，和代表大部分液晶显示器的漫反射屏幕显示器－AOC2116s。反光分为漫反射和全反射，即便是漫反射屏幕也不能粗糙到没有一点全反射，在人眼与光源成法线对称时，反光也不算少；镜面屏也做不到非法线对称时一点漫反射都没有，那么下面的测试就分为两部分。恒定光源照度计保证受光一致测试方法是在显示器旁边摆放一个恒定光源，通过照度计保证三台显示器在每种测试时受到的光线基本一致，接下来看看三台显示器的表现。镜面屏：正对光源反射最强，避开光源反射最低镜面屏正对光源反光最强镜面屏正对光源成法线对称时反光亮度为：172cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.587cd/㎡漫射屏：正对光源反射最弱，避开光源反射最高漫射屏反光最弱漫射屏正对光源成法线对称时反光亮度为：78.7cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.705cd/㎡镀膜玻璃屏：两者表现居中镀膜玻璃表现居中镀膜玻璃屏正对光源成法线对称时反光亮度为：160.5cd/㎡，避开法线对称时反光亮度为：0.665cd/㎡结论相当清晰，在环境中没有大面积光源的时候镜面屏可以更好的提升明室对比度，减少外界光线的干扰，让画面更清晰；漫反射屏则可以胜任任何使用环境，适应性更好，玻璃屏则两头不讨好，因为在玻璃的里面似乎还有一层漫反射屏，如何选择还要根据使用环境而定。前面已经了解过对比度与动态对比度的差异，实际上我更愿意将“动态对比度”称为“场景分析自动背光亮度调节”功能，最初这一功能主要是应用在投影机（动态光圈控制）和电视上，用以降低昏暗场景中黑色亮度，从而提高视觉享受。这里还要一再的重申，动态对比度并不是救命稻草，提高原生对比度才是根本，只不过在当前液晶屏对比度表现不算好的情况下，可以起到一点改善的作用，但对于如何实现动态背光还存在不少值得商榷的地方，一是背光变化范围，一是背光变化速度。动态背光效果示意动态背光调节的确可以在昏暗场景（黑色比较多）中降低黑色亮度，得到更令人满意的黑位，但是不可避免的是图像中的明亮元素也变暗，细节都看不清了，原理同前面说的亮度决定图像层次感；也可以在明亮场景中提升高光区域的明亮感，但同样会使图像中的黑色区域显得发白。动态对比度数值计算相比动态背光拆东墙补西墙的效果提升，更为令人担心的是厂商总喜欢挑数字大的测试成绩来说，前面说过动态对比度只在FOFO测试时有效，上图就演示了5倍背光亮度调节功能是如何将800：1的液晶面板提升到4000：1的，只需用全白画面作为明亮场景，用全黑画面作为昏暗场景即可，但是在背光降低5倍之后，昏暗场景的最大亮度也只有80cd/㎡。要是背光变化范围为10倍，那么一台8000：1的显示器便出炉了。忽明忽暗，是动态背光调节带来的另一个问题，亮度调节速度的快慢也是这个技术发展的一个需要思考的问题，最新的影院投影机已经能做到以1/60秒作为步进来调节（动态光圈控制），跟场景变化速度一样快或许是解决这一问题的方法，而本次评测的产品中四款具备动态背光的显示器调节速度并不一样，三星226BW最快，AOC210V稍慢，FP222WH居中，LG226WTQ则缓慢许多，哪种更好？这个还要使用者来评价了。另外，某名牌显示器（未参加横评）的动态背光竟然还出现了亮度阶梯变化，这算是动态背光最令人难以接受的偷工减料了，现在可是连台灯都无级调节了啊。三星226BW开启“动态对比度”后，FOFO对比度为3103：1，背光调整幅度约为5倍AOC210V开启“动态对比度”后，FOFO对比度为1634：1，背光调整幅度约为3倍LG226WTQ开启影视模式后，FOFO对比度为5200：1，背光调整幅度约为8倍明基FP222WH在切换到动态模式后，FOFO对比度为1813：1，背光调整幅度约为3倍。由于动态场景分析背光调节的应用面比较窄，基本上只针对欣赏电影类节目有帮助，要是在看照片的时候亮度时而变化，使用者恐怕会崩溃，因此各家显示器都把动态背光设立独立选项或者只有在影视模式中才可以开启，之