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計(jì)算機(jī)顯示器工作原理

 百眼通 2014-09-25

我們每天都在使用顯示器,因而很多人會(huì)遇到大量與之相關(guān)的問題,有些人甚至可能沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。比如“長(zhǎng)寬比”是什么意思?什么是點(diǎn)距?顯示器需要耗用多少電?陰極射線管和液晶顯示器有什么區(qū)別?“刷新頻率”又是什么意思?

在本文中,博聞網(wǎng)將為您解答所有這些問題,并介紹很多其他相關(guān)知識(shí)。讀完本文后,您將對(duì)自己現(xiàn)用的顯示器有所了解,并能在下次購(gòu)買顯示器時(shí)做出更好的決策。

顯示器是計(jì)算機(jī)上最常用的輸出設(shè)備,人們通常將單獨(dú)包裝的顯示器稱為監(jiān)視器。當(dāng)您工作或玩游戲時(shí),顯示器可通過為您顯示文本和圖形圖像來(lái)提供即時(shí)反饋。

顯示器技術(shù)

大多數(shù)臺(tái)式機(jī)顯示器都使用液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)技術(shù),而幾乎所有類似便攜式計(jì)算機(jī)的便攜式計(jì)算設(shè)備都只采用LCD技術(shù)。使用LCD技術(shù)的顯示器(又稱為平面顯示器或純平顯示器)不僅在設(shè)計(jì)上更加輕薄,耗電也更低,因而正在逐步取代大多數(shù)臺(tái)式機(jī)上的傳統(tǒng)CRT。

標(biāo)準(zhǔn)和分辨率

分辨率是指顯示器上包含的色點(diǎn)數(shù),人們把這些色點(diǎn)叫做像素。分辨率由橫軸(行)和縱軸(列)上的像素?cái)?shù)表示,例如800x600。包括屏幕大小在內(nèi)的很多因素都會(huì)對(duì)分辨率產(chǎn)生影響。

近些年來(lái),顯示器的大小不斷增加,顯示器的標(biāo)準(zhǔn)和分辨率也發(fā)生了變化。不僅如此,有些制造商還生產(chǎn)了寬屏顯示器,專門用于播放DVD電影。

常見的顯示器標(biāo)準(zhǔn)和分辨率

標(biāo)準(zhǔn) 分辨率 典型應(yīng)用
XGA(擴(kuò)展圖形陣列) 1024x768 15和17英寸CRT顯示器
15英寸LCD顯示器
SXGA(高級(jí)XGA) 1280x1024 15和17英寸CRT顯示器
17和19英寸LCD顯示器
UXGA(超級(jí)XGA) 1600x1200 19、20和21英寸CRT顯示器
20英寸LCD顯示器
QXGA(四倍XGA) 2048x1536 21英寸及更大的CRT顯示器
WXGA(寬屏XGA) 1280x800 寬屏15.4英寸便攜式計(jì)算機(jī)
LCD顯示器
WSXGA+(寬屏 SXGA+) 1680x1050 寬屏20英寸LCD顯示器
WUXGA(寬屏超級(jí) XGA) 1920x1200 寬屏22英寸及更大的LCD顯示器

除屏幕大小外,顯示器的標(biāo)準(zhǔn)和分辨率也與一種稱為長(zhǎng)寬比的因素有關(guān)。接下來(lái),我們將討論什么是長(zhǎng)寬比,以及如何測(cè)量屏幕大小。

長(zhǎng)寬比和可視區(qū)域

顯示器的大小有兩種表示方法:長(zhǎng)寬比和屏幕大小。從歷史上看,計(jì)算機(jī)顯示器的長(zhǎng)寬比與大多數(shù)電視機(jī)一樣,都是4:3。這表示顯示器屏幕的寬度與高度之比等于4比3。

寬屏LCD顯示器的長(zhǎng)寬比為16:9(有時(shí)也可能是16:10或15:9)。這種顯示器適用于觀看寬屏格式的DVD電影、玩游戲以及并排顯示多個(gè)窗口。高清電視(HDTV)使用的也是寬屏長(zhǎng)寬比。

所有類型的顯示器都有一個(gè)放映面,通常稱為屏幕。屏幕大小通常按其對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算,單位多采用英寸。早期的電視機(jī)制造商為了讓其電視機(jī)的屏幕大小聽起來(lái)更加誘人,于是就設(shè)計(jì)出了這種對(duì)角測(cè)量方法。

有趣的是,CRT和LCD顯示器采用了不同的屏幕大小測(cè)量方法。對(duì)于CRT顯示器,人們從顯示器外殼的外側(cè)邊緣起計(jì)算對(duì)角線長(zhǎng)度,并以此作為屏幕的大小。換句話說,測(cè)量屏幕的大小時(shí),還需要將外殼考慮在內(nèi),如下圖所示。

CRT的屏幕大小
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-->CRT的屏幕大小

對(duì)于LCD顯示器,人們從斜面邊緣的內(nèi)側(cè)起計(jì)算對(duì)角線的長(zhǎng)度,并以此作為屏幕的大小。這種測(cè)量方法并不將外殼計(jì)算在內(nèi),如下圖所示。

LCD的屏幕大小
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-->LCD的屏幕大小

由于CRT和LCD顯示器采用的測(cè)量方法不同,因此,實(shí)際上17英寸的LCD顯示器與19英寸的CRT顯示器大小相當(dāng)。要更準(zhǔn)確地表示CRT的大小,你可以測(cè)量它的可視屏幕大小。按照這種方法測(cè)量CRT顯示器時(shí),將不包括它的外殼。

常見的屏幕大小有15、17、19和21英寸。筆記本的屏幕大小要小一些,通常在12到17英寸之間。隨著臺(tái)式機(jī)和筆記本顯示器技術(shù)的不斷發(fā)展,制造商推出的屏幕也越來(lái)越大。而在醫(yī)學(xué)影像或公共信息顯示等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,有些LCD顯示器的大小可達(dá)40英寸甚至更大!

顯然,顯示器的大小直接影響著分辨率的高低。在像素分辨率相同的情況下,顯示器越小,畫面就越清晰;而顯示器越大,相同數(shù)目的像素就會(huì)被分布到更大的區(qū)域,因而圖像也就越模糊。比如,當(dāng)分辨率為800x600時(shí),一個(gè)圖像在21英寸顯示器上的顯示效果將不如在15英寸的顯示器上清晰。

多頻掃描顯示器


如果您在十幾年前就開始使用計(jì)算機(jī),那么您可能還記得NEC推出其MultiSync顯示器的時(shí)間。在那之前,大多數(shù)顯示器都只能識(shí)別一種頻率,這意味著顯示器只能采用單一而固定的分辨率和刷新頻率。在觀看顯示器時(shí),您需要借助圖形適配器為其提供精確的信號(hào),否則它將無(wú)法工作。

NEC MultiSync技術(shù)的引入為多頻掃描顯示器的出現(xiàn)鋪平了道路。通過這種技術(shù),顯示器可以識(shí)別在一定帶寬內(nèi)發(fā)送給它的任何頻率。多頻掃描顯示器的優(yōu)點(diǎn)在于,您可以隨意更改分辨率和刷新頻率,而不用每次都購(gòu)買并安裝新的圖形適配器或顯示器。

顯示器連接

為了在顯示器上顯示信息,計(jì)算機(jī)需要向顯示器發(fā)送信號(hào)。這種信號(hào)可以采用模擬形式,也可以采用數(shù)字形式。

模擬(VGA)連接

由于大多數(shù)CRT顯示器都要求信號(hào)信息采用模擬(連續(xù)的電子信號(hào)或電波)形式,而不是數(shù)字(相當(dāng)于二進(jìn)制數(shù)0和1的脈沖)形式,因而它們經(jīng)常使用模擬連接。

但是,計(jì)算機(jī)的一切工作都是以數(shù)字形式來(lái)完成的。計(jì)算機(jī)和視頻適配器會(huì)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬形式。視頻適配器是一種擴(kuò)展卡或部件,它能將顯示信息轉(zhuǎn)換為發(fā)送給顯示器的信號(hào)。人們也稱之為圖形適配器、視頻卡或圖形卡。

當(dāng)顯示信息變成模擬形式后,計(jì)算機(jī)將通過VGA電纜將其發(fā)送到顯示器。該電纜連接在計(jì)算機(jī)尾部的模擬連接器(又叫D-Sub連接器)上,這種連接器有15個(gè)針腳,分為三行。如下圖所示:

視頻適配器

1:紅色輸出 6:紅色回路(接地) 11:顯示器ID 0輸入
2:綠色輸出 7:綠色回路(接地) 12:顯示器ID 1輸入
或顯示器數(shù)據(jù)
3:藍(lán)色輸出 8:藍(lán)色回路(接地) 13:行同步輸出
4:不使用 9:不使用 14:場(chǎng)同步
5:接地 10:同步回路(接地) 15:顯示器ID 3輸入
或數(shù)據(jù)時(shí)鐘

從上圖中可以看出,這種 VGA 連接器分別用三條單獨(dú)的線路傳送紅色、綠色和藍(lán)色信號(hào),并用另外兩條線路傳送行和場(chǎng)同步信號(hào)。而在普通的電視機(jī)中,所有這些信號(hào)被合并成單個(gè)復(fù)合視頻信號(hào)。因此,這種信號(hào)分隔的設(shè)計(jì)就從一方面解釋了計(jì)算機(jī)顯示器為什么比電視機(jī)具有更多像素的原因。

由于VGA(模擬)連接器不支持?jǐn)?shù)字顯示器,于是人們制定了數(shù)字視頻接口(DVI)標(biāo)準(zhǔn)。

DVI連接

DVI可使計(jì)算機(jī)傳送給顯示器的數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)字形式。而且也沒有必要再將數(shù)據(jù)從數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為模擬信息。因?yàn)長(zhǎng)CD顯示器采用數(shù)字模式,它們支持DVI格式(盡管有些LCD顯示器也接受模擬信息,但它們?cè)谑盏竭@些信息后也會(huì)將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式)。在圖像質(zhì)量方面,數(shù)字信號(hào)曾一度超過模擬技術(shù)。但近些年來(lái),模擬信號(hào)處理技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,二者在圖像質(zhì)量方面的差異現(xiàn)在已經(jīng)微乎其微了。

DVI規(guī)格是基于Silicon Image公司的最小化傳輸差分信號(hào)(TMDS)協(xié)議制定的,可提供高速數(shù)字接口。視頻適配器上的發(fā)射器會(huì)將數(shù)字信息發(fā)送到顯示器中的接收器。當(dāng)TMDS收到視頻適配器發(fā)來(lái)的信號(hào)后,它將確定顯示器所使用的分辨率和刷新頻率,然后將這些信號(hào)均勻地分配給可用的帶寬,這樣便優(yōu)化了從計(jì)算機(jī)到顯示器的數(shù)據(jù)傳輸。

DVI電纜可以是使用一個(gè)TMDS發(fā)射器的單連接電纜,也可以是使用兩個(gè)發(fā)射器的雙連接電纜。單連接DVI電纜和連接支持分辨率為1920x1080的圖像,而雙連接電纜/連接則可支持分辨率高達(dá)2048x1536的圖像。

DVI連接主要有兩種類型。
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DVI連接主要有兩種類型:

  • DVI數(shù)字(DVI-D)連接只支持?jǐn)?shù)字形式。它要求視頻適配器帶有DVI-D連接,而顯示器則應(yīng)具有DVI-D輸入。在雙連接電纜中,其接頭包含24個(gè)插針/插孔,分為3行,每行8個(gè),另外還有一個(gè)接地槽。在單連接電纜中,其接頭包含18個(gè)插針/插孔。
  • DVI集成(DVI-I)連接同時(shí)支持?jǐn)?shù)字和模擬傳輸。利用此連接,您既可以選擇連接接收數(shù)字輸入的顯示器,也可以選擇連接接收模擬輸入的顯示器。DVI-I接頭不僅具有DVI-D接頭中用于數(shù)字支持的插針/插孔,它還增加了4個(gè)插針/插孔,專門負(fù)責(zé)傳送模擬信號(hào)。

DVI-D接頭僅傳送數(shù)字信號(hào),而DVI-I增加了支持模擬功能的四個(gè)插針。這兩種接頭都可以用于單連接或雙連接電纜,具體則取決于顯示器的要求。

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-->DVI-D接頭僅傳送數(shù)字信號(hào),而DVI-I增加了支持模擬功能的四個(gè)插針。這兩種接頭都可以用于單連接或雙連接電纜,具體則取決于顯示器的要求。

如果您購(gòu)買的顯示器只帶有DVI(數(shù)字)連接,那么應(yīng)確保您的視頻適配器帶有DVI-D或DVI-I連接。如果您的視頻適配器只有模擬(VGA)連接,那么就需要購(gòu)買一臺(tái)支持模擬格式的顯示器。

顯示器的顏色深度

圖形適配器支持的顯示模式和顯示器的顯色功能,共同決定了顯示器所能顯示的顏色數(shù)量。例如,采用SuperVGA(SVGA)模式的顯示器最多可顯示16,777,216(通常舍入為1680萬(wàn))種顏色,因?yàn)樗芴幚黹L(zhǎng)度為24位的像素。人們將用于描述像素的位數(shù)稱為位深。

當(dāng)位深為24位時(shí),它將平均分配給三種主要的疊加的原色——紅色、綠色和藍(lán)色。這種位深又叫做真彩色,因?yàn)樗墚a(chǎn)生1000萬(wàn)種可由人的眼睛看到的顏色,而16位的顯示器只能產(chǎn)生65,536種顏色。顯示器的顏色深度之所以從16位躍至24位,是因?yàn)閷?duì)于開發(fā)人員和編程人員而言,8位的增量可使所有工作變得輕松得多。

簡(jiǎn)而言之,顏色位深就是指用于描述單個(gè)像素的顏色的位數(shù)。位深決定了一次可以顯示的顏色數(shù)量。請(qǐng)參見下表,了解不同位深所能產(chǎn)生的顏色數(shù)量:


位深
顏色數(shù)量
1
2
(單色)
2
4
(CGA)
4
16
(EGA)
8
256
(VGA)
16
65,536
(增強(qiáng)色,XGA)
24
16,777,216
(真彩色,SVGA)
32
16,777,216
(真彩色+Alpha通道)

請(qǐng)留意一下該表中的最后一項(xiàng)——32位。這是一種特殊的圖形模式,數(shù)字視頻、三維動(dòng)畫和視頻游戲使用這種模式來(lái)實(shí)現(xiàn)某些效果。從本質(zhì)上說,這種模式用24位描述顏色,而將剩余的8位作為單獨(dú)的層,用于表示物體或圖像中的各種透明層次。如今,幾乎市場(chǎng)上銷售的所有顯示器都可以使用標(biāo)準(zhǔn)VGA接頭處理24位顏色。

為生成單色的像素,LCD顯示器使用了三種分別帶有紅色、綠色和藍(lán)色過濾器的亞像素。通過嚴(yán)格控制和改變所施加的電壓,每種亞像素的色飽和度可以呈現(xiàn)256個(gè)不同的層次。在結(jié)合了這三種亞像素后,我們可以得到一個(gè)包含1680萬(wàn)種顏色(256種色度的紅色x256種色度的綠色x256 種色度的藍(lán)色)的調(diào)色板。

現(xiàn)在,您已經(jīng)大致了解了計(jì)算機(jī)顯示器背后的技術(shù),下面讓我們來(lái)仔細(xì)探討LCD顯示器和CRT顯示器,了解購(gòu)買這兩種顯示器時(shí)的一般注意事項(xiàng)。

LCD顯示器

基礎(chǔ)知識(shí)

液晶顯示器技術(shù)通過遮旋光來(lái)工作。具體而言,LCD由兩塊偏振玻璃(又稱為夾層)組成,這兩塊玻璃之間含有液晶材料。它用背光燈生成光線,這些光線先穿過第一個(gè)夾層。同時(shí),電流將使液晶分子進(jìn)行相應(yīng)地排列,以便讓不同亮度的光線穿過第二個(gè)夾層,進(jìn)而呈現(xiàn)出您所看到的顏色和圖像。

主動(dòng)和被動(dòng)矩陣顯示器

大多數(shù)LCD顯示器都采用主動(dòng)矩陣技術(shù)。這種技術(shù)靠薄膜晶體管(TFT)在顯示器玻璃的矩陣中排列大量微小的晶體管和電容器。在定位某個(gè)特定的像素時(shí),將首先打開相應(yīng)的行,然后向該像素所在的列發(fā)送電荷。由于與該列相交的所有其他行都處于關(guān)閉狀態(tài),因此只有指定像素位置的電容器會(huì)收到電荷。該電容器將保留收到的電荷,直至下一個(gè)刷新周期。

索尼的平面顯示器
索尼公司供圖
索尼的平面顯示器

另一種LCD技術(shù)是被動(dòng)矩陣技術(shù)。這種LCD顯示器使用導(dǎo)電金屬柵格為每個(gè)像素提供電荷。雖然被動(dòng)矩陣顯示器的生產(chǎn)成本較低,但與主動(dòng)矩陣技術(shù)相比,這種技術(shù)的響應(yīng)速度較慢,而且電壓控制不精確,因而現(xiàn)在已很少使用。

現(xiàn)在,您已經(jīng)了解了LCD技術(shù)的工作原理,下面讓我們看一看LCD顯示器所獨(dú)有的一些獨(dú)特功能。

LCD的功能和特性

為了評(píng)估LCD顯示器的規(guī)格,您還需要了解下面這些內(nèi)容。

原始分辨率

LCD顯示器與CRT顯示器不同,它們只有在本來(lái)的分辨率下才能展現(xiàn)最佳畫質(zhì),這一分辨率就稱為原始分辨率。數(shù)字顯示器使用固定的矩陣定位各個(gè)像素。如果改變了分辨率設(shè)置,LCD會(huì)等比例調(diào)整圖像,進(jìn)而降低畫面質(zhì)量。原始分辨率通常為:

  • 17英寸=1024x768
  • 19英寸=1280x1024
  • 20英寸=1600x1200

視角

當(dāng)您從某個(gè)角度看LCD顯示器時(shí),往往圖像可能會(huì)變暗甚至消失。顏色也可能出現(xiàn)失真。為了緩解這一問題,LCD顯示器制造商設(shè)計(jì)了更寬的視角。(請(qǐng)不要將此與寬屏顯示器混淆,后者是指顯示器本身較寬。)制造商們用度作為視角的衡量單位(度數(shù)越大,效果就越好)。一般而言,視角應(yīng)在120和170度之間。由于制造商們測(cè)量視角的方式不同,因此最好的評(píng)估方法是親自測(cè)試顯示器。您需要從顯示器的頂部、底部以及側(cè)面進(jìn)行查看,在此過程中要始終記住,您通常以什么角度使用顯示器。

明亮度或亮度

此指標(biāo)用于衡量LCD顯示器所產(chǎn)生的光線的強(qiáng)度。它以尼特或每平方米的堪德拉數(shù)(cd/m2)計(jì)算。1尼特等于1cd/m2。對(duì)于執(zhí)行一般任務(wù)的顯示器,典型的亮度等級(jí)在250和350cd/m2之間。而如果要播放影片,則需要更高的亮度等級(jí),比如500cd/m2。

對(duì)比度

對(duì)比度用于衡量LCD顯示器能在亮白和深黑之間產(chǎn)生差別的程度。這一數(shù)字通常用比值表示,例如500:1。一般而言,對(duì)比度的范圍在450:1到600:1之間,有時(shí)甚至高達(dá)1000:1。不過,如果對(duì)比度已超過600:1,繼續(xù)增加對(duì)比度不會(huì)再帶來(lái)些許改觀。

響應(yīng)速度

響應(yīng)速度用于衡量顯示器像素改變顏色的快慢。響應(yīng)速度越快,效果越好。這是因?yàn)?,在視頻或游戲等應(yīng)用中,圖像在移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影效果并留下模糊的痕跡,而較快的響應(yīng)速度則可以減少這種效果。

可調(diào)整性

與CRT顯示器不同,LCD顯示器具有更大的靈活性,您可以根據(jù)需要擺弄屏幕的姿勢(shì)。LCD顯示器可以旋轉(zhuǎn),可以上下傾斜,甚至可以從橫向模式(水平面長(zhǎng)于垂直面)轉(zhuǎn)動(dòng)為縱向模式(垂直面長(zhǎng)于水平面)。此外,由于它們十分輕薄,大多數(shù)LCD顯示器還內(nèi)置了托架,您可以將其掛在墻上或放在支架上。

除了這些基本功能外,有些LCD顯示器還提供了其他便利,比如集成的揚(yáng)聲器、內(nèi)置的通用串行總線(USB)端口以及防盜鎖等。

LCD術(shù)語(yǔ)
1. 邊框——指的是顯示屏周圍的金屬或塑料邊框。在LCD顯示器上,邊框通常很窄。

2. 對(duì)比度——LCD顯示器上黑白兩色之間的光線強(qiáng)度之比稱為對(duì)比度。對(duì)比度越高,畫面就越清晰。

3. 鬼影效果——一種因響應(yīng)速度較慢而使LCD顯示器上的圖像發(fā)生模糊的效果,也稱為延遲。這種效果是因?yàn)殡妷簳簳r(shí)從顯示器上的充電元素中泄漏,并轉(zhuǎn)到周圍的未充電元素而導(dǎo)致的。

4. 亮度——又稱為明亮度,指LCD顯示器發(fā)出的光線的強(qiáng)度。亮度以尼特或每平方米的堪德拉數(shù)(cd/m2)計(jì)算。1尼特等于1cd/m2。

5. 原始分辨率——這是對(duì)LCD顯示器本身分辨率的度量,它以像素為單位,按橫軸乘以縱軸的順序表示。

6. 響應(yīng)時(shí)間——顯示器像素改變顏色的速度稱為響應(yīng)時(shí)間。它以毫秒(ms)為單位。

7. 亮點(diǎn)——一直處于“打開”或“關(guān)閉”狀態(tài)的像素。這意味著,此像素始終亮起或熄滅,抑或是一直顯示某種顏色,而無(wú)論LCD顯示器上的圖像如何變化。也稱為死點(diǎn)。

8. VESA 機(jī)座——利用此裝置,您可以將顯示器放在桌子上,也可以將其掛在墻上。它是應(yīng)視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)的推薦而設(shè)計(jì)的。

9. 視角——它是您從側(cè)面(水平角度)以及頂部/底部(垂直角度)看屏幕時(shí),仍能夠清晰地看到圖像輪廓及其原始顏色的角度。

CRT顯示器

包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的磷光點(diǎn),這些微小的磷光點(diǎn)分別呈現(xiàn)為紅色、綠色和藍(lán)色,當(dāng)通過屏幕的電子束射中它們時(shí),它們就會(huì)發(fā)光呈像。下圖顯示了這一原理在CRT內(nèi)的發(fā)生過程。

CRT顯示器
計(jì)算機(jī)顯示器工作原理

在電子學(xué)中,陽(yáng)極和陰極被用作正極端子和負(fù)極端子的同義詞。例如,您可以將電池的正極端子稱為正極,而將負(fù)極端子稱為負(fù)極。

顯示器發(fā)展史

20世紀(jì)70年代,人們?yōu)榛谖谋镜挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了閃光綠色顯示器。從那時(shí)起,顯示器的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。下面是IBM十幾年的顯示器發(fā)展歷程,從中我們可以窺見一斑:

  • 1981年,IBM推出了彩色圖形適配器(CGA),它能呈現(xiàn)四種顏色,最大分辨率為320像素(水平)乘以200像素(垂直)。
  • 1984年,IBM推出了高級(jí)圖形適配器(EGA)顯示器。EGA最多可以顯示16種不同的顏色,并將分辨率增加到640x350像素,在一定程度上改善了顯示器的顯示效果,使人們可以看到更清晰的文本。
  • 1987年,IBM推出了視頻圖形陣列(VGA)顯示器系統(tǒng)。VGA標(biāo)準(zhǔn)的分辨率為640x480像素,其中有些VGA顯示器仍在使用中。
  • 1990年,IBM推出了擴(kuò)展圖形陣列(XGA)顯示器。此顯示器能以真彩色1680萬(wàn)種顏色)提供800x600像素的分辨率,并能在65,536種顏色下提供1,024x768像素的分辨率。

在陰極射線管中,“陰極”是一個(gè)被加熱的燈絲。該燈絲處于一個(gè)由玻璃“管”形成的真空中。“射線”是電子槍射出的一個(gè)電子流,這些電子會(huì)自然地從加熱的陰極流入真空。電子是負(fù)電荷,陽(yáng)極帶有正電荷,這樣,它會(huì)吸引電子從陰極流出。這種屏幕上涂有磷光劑。磷光劑是一種有機(jī)材料,當(dāng)它被電子束射中時(shí)就會(huì)發(fā)光。

為了在顯示器屏幕上正確呈像,可使用三種方法對(duì)電子束進(jìn)行過濾:蔭罩、光柵和槽狀光罩。這些技術(shù)還會(huì)影響顯示器顯示屏的清晰度。現(xiàn)在我們將對(duì)這些問題進(jìn)行詳細(xì)介紹。

CRT的功能和特性

為了評(píng)估CRT顯示器的規(guī)格,您還需要了解下面這些內(nèi)容:

蔭罩

蔭罩是一個(gè)薄薄的金屬屏幕,其間布滿了很多微小的孔。有三個(gè)電子束將通過這些孔,并將一點(diǎn)聚焦于CRT顯示器的磷光面上。蔭罩有助于對(duì)電子束進(jìn)行控制,以便讓這些束線能以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度擊中相應(yīng)的磷光點(diǎn),進(jìn)而在顯示器上呈現(xiàn)所需的顏色和圖像。多余的束線則會(huì)被阻擋或“遮住”。

光柵

基于單槍三束(Trinitron)技術(shù)的顯示器最初是由索尼公司制造的。這種顯示器使用光柵顯像管代替了蔭罩式顯像管。光柵由很多微小的豎線組成。電子束穿過光柵照亮面板上的磷光劑。大多數(shù)光柵顯示器都使用純平的面板,與采用彎曲面板的蔭罩式CRT相比,它能更有效地避免圖像扭曲失真。不過,光柵顯示器一般較貴。

槽狀光罩

槽狀光罩顯像管是一種不太常見的CRT顯示器,它集蔭罩和光柵技術(shù)于一身。與蔭罩式CRT顯示器中的圓形穿孔不同,槽狀光罩顯示器使用垂直排列的開槽。這種設(shè)計(jì)有利于傳輸更多的電子,又由于它采用獨(dú)特的磷光點(diǎn)布局,因而可產(chǎn)生更高的亮度。

點(diǎn)距

點(diǎn)距是一個(gè)衡量畫面清晰度的指標(biāo)。它以毫米為單位,點(diǎn)距越小,圖像就越清晰。點(diǎn)距的測(cè)量方式取決于所使用的技術(shù):

  • 在蔭罩式CRT顯示器中,點(diǎn)距是指兩個(gè)顏色相同的磷光點(diǎn)之間的對(duì)角距離。有些制造商也可能提供水平點(diǎn)距,這是顏色相同的兩個(gè)磷光點(diǎn)之間的水平距離。
  • 光柵顯示器的點(diǎn)距是指兩個(gè)顏色相同的磷光點(diǎn)之間的水平距離。這種點(diǎn)距有時(shí)也稱為柵距。

點(diǎn)距

磷光點(diǎn)越小,彼此間的距離越短,圖片就越真實(shí),清晰度也就越高。當(dāng)這些點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí),就會(huì)從屏幕上顯現(xiàn)出來(lái),使圖像看起來(lái)更加粗糙。但是,制造商們并不總是會(huì)提供點(diǎn)距,并且由于水平和垂直測(cè)量方式的差異,您不一定能對(duì)蔭罩式CRT和光柵CRT進(jìn)行比較。

點(diǎn)距直接對(duì)應(yīng)于屏幕上的分辨率。如果您把尺子放在屏幕上測(cè)量一英寸(1英寸 = 2.54厘米),您將會(huì)看到一定數(shù)量的點(diǎn),具體數(shù)量取決于點(diǎn)距。下表顯示了一些常見的點(diǎn)距,同時(shí)給出了每種點(diǎn)距下每平方厘米和每平方英寸內(nèi)的點(diǎn)數(shù):

點(diǎn)距
大約的
像素?cái)?shù)/平方厘米
大約的
像素?cái)?shù)/平方英寸
.25毫米
1,600
10,000
.26毫米
1,444
9,025
.27毫米
1,369
8,556
.28毫米
1,225
7,656
.31毫米
1,024
6,400
.51毫米
361
2,256
1毫米
100
625

刷新頻率

在基于CRT技術(shù)的顯示器中,刷新頻率是指顯示器每秒的呈像次數(shù)。如果您的CRT顯示器的刷新頻率是72赫茲(Hz),則說明它每秒可從頂部像素到底部像素循環(huán)72次。刷新頻率之所以非常重要,是因?yàn)樗鼈兛刂浦@示器的閃爍速度。刷新頻率越高越好。如果每秒的循環(huán)太少,顯示器的閃爍就會(huì)非常明顯,這樣很容易使人頭暈并產(chǎn)生視覺疲勞。

刷新頻率

由于顯示器的刷新頻率取決于它需要掃描的行數(shù),因而它限制了可能實(shí)現(xiàn)的最大分辨率。大多數(shù)顯示器都支持多個(gè)刷新頻率。要記住的是,您需要在閃爍和分辨率之間進(jìn)行權(quán)衡取舍,并尋找最適于自己的組合。這在購(gòu)買較大的顯示器時(shí)尤為重要,因?yàn)轱@示器越大,閃爍就越明顯。建議的刷新頻率和分辨率組合包括:85赫茲下的1280x1024或75赫茲下的1600x1200。

多級(jí)分辨率

由于CRT使用電子束在磷光屏上呈像,因此它支持與其實(shí)際點(diǎn)(像素)大小相匹配的分辨率以及一些更低的分辨率。例如,如果顯示器的實(shí)際網(wǎng)格是1280行、1024列,那么可以很容易算出它支持的最大分辨率是1280x1024像素。此外,它還支持1024x768、800x600 和 640x480等較低的分辨率。我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)提到,LCD顯示器只有在其原始分辨率下才能展現(xiàn)最佳畫質(zhì)。

LCD和CRT

如果您打算購(gòu)買一臺(tái)新的顯示器,就應(yīng)考慮CRT和LCD顯示器之間的差別。選擇顯示器類型時(shí),應(yīng)充分考慮自身的特殊需要、通常的應(yīng)用領(lǐng)域以及現(xiàn)有的預(yù)算。

LCD顯示器的優(yōu)點(diǎn)

  • 耗電少——不同技術(shù)下的耗電量差別很大。CRT顯示器十分耗電,一般19英寸顯示器的耗電量在100瓦左右。而19英寸LCD顯示器的平均耗電量?jī)H約45瓦。此外,LCD產(chǎn)生的熱量也比較少。
  • 體積小、重量輕——與CRT顯示器相比,LCD顯示器十分輕?。灰话愣?,后者的重量還不到前者的一半。此外,您還可以將LCD放在支架上或掛在墻上,這樣又節(jié)省了桌面空間。

  • 易于調(diào)整——LCD顯示器比CRT顯示器更易于調(diào)整。使用LCD,您不僅可以調(diào)整它的傾斜度和高度,還可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn),甚至可以將其方向從水平模式變?yōu)榇怪蹦J?。正如我們前面提到的,您還可以將它們掛在墻上或放在支架上。

  • 眼睛不易疲勞——由于LCD顯示器單獨(dú)控制每個(gè)像素的開關(guān),因此不會(huì)像CRT顯示器那樣發(fā)生閃爍。此外,LCD顯示器的文本顯示效果也比CRT顯示器要好。

CRT顯示器的優(yōu)點(diǎn)

  • 價(jià)格低——雖然LCD顯示器的價(jià)格已有所下降,但同類的CRT顯示器仍然比較便宜。

  • 顯色好——長(zhǎng)久以來(lái),CRT顯示器一直比LCD顯示器具有更好的顯色效果,它往往能更精確地顯示顏色的不同等級(jí)。但是,LCD顯示器如今也已迎頭趕上,特別是那些采用顏色校準(zhǔn)技術(shù)的高端型號(hào)表現(xiàn)不俗。

  • 響應(yīng)快——長(zhǎng)期以來(lái),由于CRT顯示器比LCD顯示器具有更快的刷屏速度,因而較少出現(xiàn)鬼影和模糊問題。同樣,LCD制造商們也在不斷改進(jìn),逐漸制造出比過去響應(yīng)更快的LCD顯示器。

  • 多級(jí)分辨率——如果您需要不斷改變顯示器的分辨率來(lái)適應(yīng)不同的應(yīng)用,那么最好購(gòu)買CRT顯示器,因?yàn)長(zhǎng)CD顯示器不能很好地處理多級(jí)分辨率。

  • 更結(jié)實(shí)——雖然CRT顯示器比LCD顯示器更為笨重,但它們也更加結(jié)實(shí),不易損壞。

現(xiàn)在,您已經(jīng)了解了LCD和CRT顯示器,下面讓我們談?wù)勅绾瓮瑫r(shí)使用這兩種顯示器。有人說:“兩個(gè)腦袋要好過一個(gè)腦殼?!边@可能也適用于顯示器吧!

雙顯示器

擴(kuò)展計(jì)算機(jī)顯示器的一種方式就是添加另一臺(tái)顯示器。使用雙顯示器不僅可以提高工作效率,還可以豐富您的計(jì)算體驗(yàn)。

使用兩臺(tái)顯示器可以:

  • 查看大型電子表格
  • 在一臺(tái)顯示器上更改網(wǎng)頁(yè)代碼,同時(shí)在另一臺(tái)顯示器上查看結(jié)果
  • 打開兩個(gè)不同的應(yīng)用程序,比如在一臺(tái)顯示器上打開Word文檔,而在另一臺(tái)顯示器上打開Web瀏覽器

除兩臺(tái)顯示器、兩套相應(yīng)的視頻電纜外,唯一需要的就只是一個(gè)帶有兩個(gè)顯示器連接的視頻適配器了。這些連接可以是支持模擬信號(hào)的,也可以是支持?jǐn)?shù)字信號(hào)的;它們只需與顯示器上的連接類型匹配即可。使用何種類型的顯示器無(wú)關(guān)緊要;您可以使用兩臺(tái)LCD、兩臺(tái)CRT或是一臺(tái)LCD一臺(tái)CRT,只要視頻適配器具有兼容的連接就沒有問題。

如果您沒有具有兩個(gè)連接的視頻適配器,可以購(gòu)買一個(gè)并替換現(xiàn)有的適配器。一般而言,這比只安裝另一個(gè)帶一個(gè)連接的視頻卡效果要好。由于有了兩個(gè)視頻卡,您還可以實(shí)現(xiàn)另外一些功能,比如電視機(jī)輸出端口。

除檢查硬件外,您還應(yīng)當(dāng)復(fù)查計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng),確保它支持雙顯示器。例如,Windows98 SE、Me、2000和XP都支持多顯示器設(shè)置。

如果您真的要添置屏幕,特別是當(dāng)您要進(jìn)行金融交易或三維設(shè)計(jì)等特殊活動(dòng)時(shí),您甚至可以連接三臺(tái)或更多的顯示器。

其他顯示器技術(shù)

觸屏顯示器

在采用觸屏技術(shù)的顯示器上,您可以通過觸摸顯示屏的表面輸入信息或?qū)Ш綉?yīng)用程序。這種技術(shù)可通過多種方法實(shí)現(xiàn),比如紅外線傳感器、壓敏電阻器或電容器。

無(wú)線顯示器

無(wú)線顯示器的外觀與平板電腦類似,它不使用電纜,而是采用802.11b/g等技術(shù)連接到計(jì)算機(jī)上。大多數(shù)無(wú)線顯示器都有移動(dòng)鼠標(biāo)和進(jìn)行網(wǎng)上沖浪的按鈕與控件,有些甚至還包括鍵盤。這種顯示器靠電池供電,重量也比較輕。此外,大多數(shù)無(wú)線顯示器還具有觸屏控制功能。

電視機(jī)和高清電視集成

有些顯示器內(nèi)置有電視諧調(diào)器,您可以在計(jì)算機(jī)上觀看有線電視。還有一些顯示器能夠直接接受來(lái)自視頻設(shè)備的S視頻輸入。其他的功能還包括畫中畫或畫上畫功能、遠(yuǎn)程控制以及支持高清電視(HDTV)。

VESA引入標(biāo)準(zhǔn)
視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)是一個(gè)為PC、工作站和消費(fèi)類電子行業(yè)制定和支持行業(yè)范圍的接口標(biāo)準(zhǔn)的組織。VESA不斷為顯示器和顯示器接口行業(yè)開發(fā)并制定及時(shí)、相關(guān)、開放的標(biāo)準(zhǔn),旨在確保不同產(chǎn)品間的互操作性,鼓勵(lì)通過創(chuàng)新推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展。

1992年8月,VESA通過了VESA局部總線(VL-Bus)標(biāo)準(zhǔn)1.0。此標(biāo)準(zhǔn)是人們制定的第一個(gè)局部總線標(biāo)準(zhǔn),它為局部總線外圍設(shè)備提供了統(tǒng)一的硬件接口,在業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了重大影響。這一標(biāo)準(zhǔn)的制定保證了各種圖形板、顯示器和系統(tǒng)軟件之間可以彼此兼容。

如今,VESA已成為一個(gè)世界性的組織,專門開發(fā)并制定開放的顯示器和顯示器接口標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品間的互操作性。VESA規(guī)范了PC行業(yè)的發(fā)展,為包括家庭網(wǎng)絡(luò)和PC影院在內(nèi)的平面顯示器、顯示器、圖形、軟件和系統(tǒng)技術(shù)的提高做出了巨大貢獻(xiàn)。

顯示器的發(fā)展趨勢(shì)

DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)

目前,視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)正在為L(zhǎng)CD、等離子、CRT和投影顯示器開發(fā)一種新的數(shù)字顯示接口。這一新的技術(shù)被稱為DisplayPort,它支持為高清晰度內(nèi)容和其他內(nèi)容的數(shù)字輸出提供保護(hù),同時(shí)支持改進(jìn)顯示器的性能。

據(jù)VESA介紹,DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)可以為視頻和音頻內(nèi)容提供高質(zhì)量的數(shù)字接口以及可選的安全內(nèi)容保護(hù)。其目標(biāo)是,在對(duì)多種源設(shè)備和顯示設(shè)備提供支持的同時(shí)整合各種技術(shù)。例如,用一條電纜同時(shí)傳送音頻和視頻信號(hào)——較小的視頻接頭連接筆記本計(jì)算機(jī)等較小的設(shè)備,而標(biāo)準(zhǔn)接頭則支持以流形式傳送高清晰度(HD)視頻和音頻內(nèi)容。

有機(jī)發(fā)光二極管

有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)是一種薄膜式LED(發(fā)光二極管)顯示器,它無(wú)需背光燈即可工作。這種材料在受到電流激發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)出光線,俗稱電致發(fā)光。OLED由紅色、綠色和藍(lán)色元素組成,這些元素共同生成所需的顏色。OLED的優(yōu)點(diǎn)包括耗電少、成本低、對(duì)比度更高、顏色更豐富、能夠彎曲等等。

表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器

表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(SED)是由佳能和東芝公司共同開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。與CRT類似,SED顯示器也利用電子和涂有磷光劑的屏幕呈像。二者的區(qū)別在于,SED摒棄了盛放電子槍的深管,改為采用微小的電子發(fā)射器和平面顯示器。

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