高清電視監(jiān)視器及其應(yīng)用分析

曾永剛

近年來(lái)，高清電視技術(shù)的逐步普及，普通老百姓家也看上了高清電視節(jié)目，高清電視節(jié)目相對(duì)于傳統(tǒng)標(biāo)清、模擬節(jié)目來(lái)說(shuō)在技術(shù)指標(biāo)上有更高要求。而監(jiān)視器就是這種硬性指標(biāo)最直接、最直觀體現(xiàn)的物理終端。本文主要闡述廣播及影視制作中專(zhuān)業(yè)監(jiān)視器在高清節(jié)目中的一些應(yīng)用。

1 高清電視信號(hào)特點(diǎn)

高清電視信號(hào)分辨率從標(biāo)清電視720×576提高到1920×1080，高清電視給人們最直接的感受是電視畫(huà)面清晰度相較于標(biāo)清電視的清晰度有顯著提高。電視清晰度是指電視畫(huà)面上各細(xì)節(jié)影紋及其邊界清晰程度，也是人眼看到的最終電視畫(huà)面的主觀感受。理論上，主體對(duì)同一電視畫(huà)面的主觀感受是不同的，從這一角度來(lái)講，電視清晰度沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但電視清晰度是可量化的，通常采用黑白相間的條紋粗細(xì)程度來(lái)客觀衡量，也有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法和測(cè)試圖，同時(shí)，測(cè)量結(jié)果也有明確的單位及電視線TVL。意思是從水平方向上看，相當(dāng)于將每行掃描線豎立起來(lái)，然后乘上4:3或16:9的寬高比，構(gòu)成水平方向總線數(shù)。但不得不指出的是，這種測(cè)量方法只是在極端條件下一種理想化的測(cè)量方法，因這種黑白相間條紋測(cè)試方法采取的是最黑和最白的圖像。而人類(lèi)想要觀看一幅完整畫(huà)面不僅需最黑和最白的圖像信息，也需由亮變暗的一些過(guò)渡信息，才能直觀感受到被攝物的質(zhì)感。當(dāng)提供均勻細(xì)膩的中間層次后，才能有效提高圖像表現(xiàn)力。

圖1 低分辨率攝像機(jī)采樣

圖2 高分辨率攝像機(jī)采樣

圖1和圖2代表的是采用不同分辨率的攝像器件對(duì)同一景物進(jìn)行拍攝時(shí)各細(xì)節(jié)的變化，圖中可直觀看出同一景物采用不同分辨率的攝像器件進(jìn)行拍攝的圖像細(xì)節(jié)有很大不同。圖1代表低分辨率攝像機(jī)，水平方向只有三個(gè)像素采樣點(diǎn)同時(shí)圖像明暗變化層次少。圖2則有八個(gè)像素采樣點(diǎn)，同時(shí)從曲線可看出明暗變化層次更豐富?？蛇@樣理解，高清圖像是通過(guò)提升分辨率實(shí)現(xiàn)了圖像清晰度的提高。

2 高清監(jiān)視器種類(lèi)及原理

根據(jù)監(jiān)視器工作原理不同可將監(jiān)視器分為CRT顯示器、LCD顯示器、PDP顯示器等。

2.1 CRT顯示器

CRT顯示器學(xué)名為“陰極射線顯像管”，是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器。主要由五部分組成：電子槍?zhuān)‥lectron Gun）、偏轉(zhuǎn)線圈（Deflection coils）、 蔭 罩（Shadow mask）、高壓石墨電極和熒光粉涂層（Phosphor）及玻璃外殼。它是應(yīng)用最廣泛的顯示器之一，CRT純平顯示器具有可視角度大、無(wú)壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)多分辨率模式、響應(yīng)時(shí)間極短等LCD顯示器難以超越的優(yōu)點(diǎn)，且價(jià)格更便宜。CRT顯示器根據(jù)調(diào)控方式不同分模擬調(diào)節(jié)、數(shù)字調(diào)節(jié)、OSD調(diào)節(jié)。圖3和圖4分別為CRT顯示器結(jié)構(gòu)示意圖和成像示意圖。

圖3 CRT顯示器結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 CRT顯示器成像示意圖

圖5 LCD顯示器成像原理圖

圖6 PDP發(fā)光原理與機(jī)構(gòu)圖

2.2 LCD顯示器

液晶顯示屏英文簡(jiǎn)稱(chēng)LCD，是屬于平面顯示器的一種，用于電視機(jī)及計(jì)算機(jī)屏幕顯示，其優(yōu)點(diǎn)是耗電量低、體積小、輻射低、清晰度高、輕便、省電、便于攜帶、不易受干擾等。

液晶顯示屏使用了兩片極化材料中的液體水晶溶液，電流通過(guò)該液體時(shí)會(huì)使水晶重新排列達(dá)到成像目的。其成像原理圖和發(fā)光原理與機(jī)構(gòu)圖如圖5、圖6所示。

2.3 PDP顯示器

PDP（Plasma Display Panel）等離子顯示板，是利用氣體放電的顯示技術(shù)，工作原理與日光燈相似，采用等離子管作發(fā)光元件，屏幕上每個(gè)等離子管對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，屏幕以玻璃作基板，基板間隔一定距離，四周經(jīng)氣密性封接形成一個(gè)個(gè)放電空間。放電空間內(nèi)充入氖、氙等混合惰性氣體做工作媒質(zhì)。在兩塊玻璃基板內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵(lì)電極。當(dāng)向電極上加入電壓，放電空間內(nèi)混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見(jiàn)光，顯現(xiàn)出圖像。

3 高清環(huán)境中三種監(jiān)視器的使用對(duì)比

3.1 分辨率與畫(huà)幅尺寸

研究表明，要想清晰顯示高清信號(hào)，對(duì)顯示器屏幕尺寸有嚴(yán)格要求。CRT顯示器是以電視線為單位而LCD和PDP監(jiān)視器是以分辨率為單位的，因此，對(duì)三者無(wú)法進(jìn)行定量比較。據(jù)各監(jiān)視器制造廠商研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)CRT監(jiān)視器要想顯示高清信號(hào)屏幕尺寸須大于50.8cm及以上，對(duì)LCD監(jiān)視器分辨率須達(dá)50.8cm及以上，PDP監(jiān)視器要想完全顯示出高清信號(hào)屏幕尺寸則要達(dá)127cm及以上。只有屏幕尺寸滿足相應(yīng)值才能使分辨率達(dá)到1920×1080。

3.2 實(shí)際使用效果對(duì)比

三種顯示器中CRT顯示器效果最好，無(wú)論是亮度、圖像細(xì)膩程度還是色彩還原都是最好的。但因自身物理構(gòu)造原因造成體積較大，重量較重。而LCD和PDP則以輕便、省電為最大優(yōu)勢(shì)，顯示效果也不錯(cuò)。

綜上可依據(jù)工作空間大小和成本因素綜合考慮選用何種類(lèi)型的監(jiān)視器以及監(jiān)視器的屏幕尺寸。