【影視音樂】液晶顯示器教學

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伊莉亞

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電梯直達

1^#

發表於 04-8-23 11:15:00 |只看該作者 |降序瀏覽大字中字小字正體化简体化

液晶顯示器教學

☆ 解析度
目前市面上LCD
monitor可以買得到的大概有以下幾種解析度

XGA: 1024*768
SXGA: 1280*1024
SXGA+: 1400*1050
UXGA: 1600*1200

另外還有一些解析度更高的面板(通常是有特殊用途的)
以及在台灣大概還沒有人在用的寬螢幕16:9 or 16:10
在此先不討論

液晶顯示器的解析度表示它可以顯示的點的數目
這是一個固定值, 沒有辦法調整的
同樣的尺寸之下
解析度越高則可以顯示的畫面越細緻
假設你買了一個XGA的monitor
則你的顯示卡千萬不要設定成其他解析度比如說800*600

因為在這種情況之下電腦實際上是把一個800*600的畫面scale成1024*768在顯示
結果就是看到一個比較模糊的畫面
正確的做法就是

買了什麼解析度的monitor
顯示卡就設定成那個解析度

☆ DVI (Digital Visual Interface)

電腦處理的是數位信號
處理完之後送出來的也是數位信號
但是傳統的CRT monitor使用的是類比信號
為了與CRT溝通
送到CRT的信號必須先轉換成類比的才能使用
因此一般顯示卡的輸出(D-sub, 就是有15
pin的那個小插槽)送的是類比信號

LCD monitor使用的也是數位信號
但是為了與一般顯示卡相容
所以會設計成可以接收D-sub接頭送出來的類比信號
然後再把這個類比信號轉換成數位信號去處理與顯示

這裡就產生一個問題了
不論是數位轉類比或類比轉數位
一定都會有信號的遺失
因此為了與CRT相容的這個愚蠢理由
LCD monitor進行了兩次本來不必要的信號損失
造成的結果就是
看到的畫面會有一點點模糊
而其實LCD原本的能力可以顯示得更清楚

由於這兩年液晶顯示器開始熱賣
顯示卡廠商也開始推出可以直接輸出數位視訊的顯示卡
也就是多了一個叫作DVI的插槽
如果你買一個有DVI插槽的顯示卡
再買一個有DVI插槽的LCD monitor
這時LCD
monitor所顯示的清晰程度才是該LCD原本所設計出來的能力

當然, 這樣的組合現在好像有比較貴
如果你不是對畫質非常挑剔
可以用就好的話
可以考慮省這筆錢

☆ 壞點(dot defect)

所謂壞點,是指液晶顯示器上無法控制的恆亮或恆暗的點

壞點的造成是液晶面板生產時因各種因素造成的瑕疵
可能是particle落在面板裡面
可能是靜電傷害破壞面板
可能是製程控制不良等等等

壞點分為兩種:亮點與暗點
亮點就是在任何畫面下恆亮的點
切換到黑色畫面就可以發現
暗點就是在任何畫面下恆暗的點
切換到白色畫面就可以發現

一般來說亮點會比暗點更令人無法接受
所以很多monitor廠商會保證無亮點
但好像比較少保證無暗點的
有些面板廠商會在出貨前把亮點修成暗點
另外某些種類的面板只可能有暗點不可能有亮點
例如MVA, IPS的液晶面板

面板廠商會把有壞點的面板降價賣出
通常是無壞點算A grade
三點以內算B grade
六點以內算C grade
一般來說這都是可以正常出貨的
至於更低等級的面板
在景氣好面板缺貨的時候還是會有人來買
大家眼睛最好也睜大一點

壞點沒有辦法修的
如果你買的monitor有保固壞點
你拿去退給他他就是換一台給你
☆ mura

mura本來是一個日本字
隨著日本的液晶顯示器在世界各地發揚光大
這個字在顯示器界就變成一個全世界都可以通的文字

mura是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現象

最簡單的判斷方法就是在暗室中切換到黑色畫面以及其他低灰階畫面
然後從各種不同的角度用力去看
隨著各式各樣的製程瑕疵
液晶顯示器就有各式各樣的mura
可能是橫向條紋或四十五度角條紋
可能是切得很直的方塊
可能是某個角落出現一塊
可能是花花的完全沒有規則可言東一塊西一塊的痕跡

mura不會對使用上造成什麼影響
這屬於品味問題
面板廠商會把有mura的面板打成次級品用較低價格賣出
但是我沒有聽說monitor廠商有那種保證無mura的
這個通常也不會寫進monitor規格
所以買之前眼睛睜大一點
買到了只好自認倒楣

☆ 對比

顯示器的對比是這樣定義的
在暗室之中白色畫面下的亮度除以黑色畫面下的亮度
因此白色越亮黑色越暗
則對比值越高

一般LCD monitor的規格書上都會寫出它的對比值
但是這個值通常只能參考
因為面板廠商為了保護自己
有一些規格值會寫得很保守
對比就是其中一項

比如說某機種的對比值明明可以做到三百
但是規格書寫的是typical 200, minimum 150

這是為了量產的時候萬一出了什麼問題導致黑色漏光對比下降
該批貨還是可以正常出貨
如果你想比較的兩款LCD monitor
對比值分別是寫350, 400
不要以為四百的那個真的有比較好
那只是這一家他敢寫而已
事實上兩款分別寫300, 400的
我都還會懷疑那可能是差不多的
實際上運氣好的話都有可能是做到五六百

如果你會很care這個
可以把想比較的兩台顯示器白色亮度調到一樣
然後切換到黑色畫面
在暗室下看誰比較黑
如果不是對畫質非常挑剔
在一般使用情況下
我認為對比三百應該是夠用的

☆ 色飽和度 (color gamut)

色飽和度是指顯示器色彩鮮豔的程度

顯示器是由紅色綠色藍色三種顏色光來組合成任意顏色光
如果RGB三原色越鮮豔,
則該顯示器可以表示的顏色範圍就更廣
這是因為無法顯示比三原色更鮮豔的顏色
所以某顯示器三原色本來就不鮮豔了
那個該顯示器所能顯示的顏色範圍就比較窄

色飽和度是面板廠商的重要規格
但是好像還沒看過有monitor廠商把色飽和度寫進規格的
他們都是寫可以組合出來的顏色數目

比如說某顯示器的RGB三種顏色光都可以分成64灰階(6 bit)
則該顯示器的顏色種類總共有64*64*64=262,144種組合
如果該顯示器的RGB三種顏色光都可以分成256灰階(8 bit)

則該顯示器的顏色種類總共有256*256*256=16,777,216種組合
當然灰階數越多顏色層次看起來會越細緻
但不表示顏色會比較鮮豔

色飽和度的表示是以NTSC所規定的三原色色域面積為分母
顯示器三原色色域面積為分子去求百分比
比如某顯示器色飽和度為71%NTSC

表示該顯示器可以顯示的顏色範圍為NTSC規定的百分之七十一
71%NTSC大約為為目前CRT電視機的標準
LCD顯示器目前作到這個程度的在色彩上就算高階了
目前筆記型電腦用的螢幕色飽和度大約40~50%NTSC
桌上型液晶螢幕大多作到60%~65%NTSC
當然各大廠都有持續開發高色飽和度顯示器的計劃或已有量產

選購的時候
把喜歡的兩台monitor擺在一起
點相同的畫面
通常就可以看出誰的色飽和度比較好

☆ 亮度

亮度是指顯示器在白色畫面之下明亮的程度
單位是cd/m^2, 或是nit

亮度是直接影響畫面品質的重要因素
在實驗室裡面我們常講一句話:「一亮遮三醜」

一個明亮的顯示器即使色飽和度比較差或顏色偏黃等其他不利因素
還是有可能看起來畫面會比較漂亮

目前市售的monitor一般亮度規格大約是250nits
Notebook亮度規格大約是150nits
當然更亮規格的產品各廠都有在開發當中或已量產
如果是液晶電視
亮度通常會有400nits
這是因為看電視時不像使用監視器時距離那麼近
並且會考慮擺電視的環境會比較明亮

液晶顯示器會發光是因為它的背光模組藏有燈管
就像你現在抬頭可以看到的照明用螢光燈管是很像的東西
只不過小了一點
Notebook裡面會擺一支
Monitor會擺上兩到六支或以上
目前燈管廠商都會保證燈管壽命在三萬小時或五萬小時以上
也就是使用三五萬小時之後亮度會掉到一半
所以其實液晶顯示器還算蠻長壽的
沒有其他破壞性動作造成故障的話
應該可以活到你想淘汰它的時候

顯示器的亮度是使用者可以調整的
調到你覺得舒服的亮度就可以
調得太亮除了可能不舒服外
也會損耗燈管壽命

☆ 視角(一)

液晶顯示器由於天生的物理特性,
使得使用者從不同角度去看時畫面品質會
有所變化. 與正看時相比, 斜看的時候,
轉到當畫面品質已經變化到無法接
受的臨界角度時, 稱之為該顯示器之視角.

視角的定義有三種

1. 對比
從斜的方向去看液晶顯示器, 與正看時相比,
白色部分會變暗, 黑色部分會變亮, 因此對比會下降.
一般定義當對比下降到10的時候的角度為該顯示器的視角.
也就是定義大於此視角的時候黑白已經不易分辨.

一般面板廠商與監視器廠商規格書上對於視角的定義最常使用這一條.

2. 灰階反轉

理論上顯示器從零灰階(黑色)到二五五灰階(白色)應該是灰階數越高則越亮.

但是液晶顯示器在某個大角度的時候有可能看到低灰階反而比高灰階還亮,
也就是看到類似黑白反轉的現象,
這種現象稱之為灰階反轉.
定義不會產生灰階反轉現象的最大角度為視角,
也就是超過這個角度就有
可能看到灰階反轉, 而灰階反轉是無法接受的影像品質.

這個定義和第一個定義的差別在於用對比定義只考慮零灰階和二五五灰階,
而灰階反轉是考慮所有的灰階.

3. 色差
從不同角度去看液晶顯示器,
會發現顏色會隨著角度而變化, 比如說本來是
白色畫面變得比較黃或比較藍, 或是顏色變得比較淡等等.隨著角度變大,
當顏色的變化已經大到無法接受的臨界點時, 定義該角度為視角.

關於色差, 我說過顏色可以量化,
所以顏色的差異可以用數字表示,
但什麼叫做無法接受的色差目前並沒有一定標準,
所以寫規格的時候沒有人用這個定義, 但是在實驗室裡面,
我們在比較兩種顯示器的時候還是會care相同角度時誰的色差比較大,
這是使用者會直接感覺到的品味問題.

最早的TFT-LCD所使用的是一種叫做TN的液晶模式,
這種技術最大的缺點就是視角很小, 以對比來定義,
目前大概都是作到左右視角各45~50度, 上視角15~20度, 下視角35~40度.

為了解決視角的問題, 有幾種廣視角技術就發展出來,
目前市面上的主流廣視角技術有三種: TN+film, MVA, IPS

目前市售的notebook LCD通常不會應用廣視角技術,
因為考量notebook是個人使用, 廣視角效益不大, 而monitor通常會使用廣視角,
考量使用monitor時可能會秀一些資料或畫面給在旁邊的人看

☆ 視角(二)

1. TN+film

所謂TN+film就是在原來的TN型TFT-LCD上貼上一種廣視角補償膜.
這種廣視角補償膜是FujiFilm (沒錯, 就是作底片的那一家) 的獨家專利技術
稱為Fuji Wide View Film
一旦貼上這種補償膜
以對比為定義
原本大約左右視角100度, 上下視角60度
立刻增加到左右140度, 上下120度
但是TN+film還是沒有解決灰階反轉的問題

2. MVA
MVA是Fujitsu所開發出來的獨家專利技術
除Fujitsu之外
台灣尚有奇美電子與友達光電獲得授權生產
MVA可以做到上下視角與左右視角都超過160度
(但不是每個方位有有這樣的視角)
並且解決了大部分灰階反轉的問題

除非是從很特殊的方位並且很大的角度去看才有可能看到灰階反轉

3. IPS
IPS最早由Hitachi所發展
另外IBM Japan, NEC, Toshiba等也擁有IPS技術
國內則有瀚宇彩晶獲得Hitachi的授權生產
IPS上下視角與左右視角號稱到170度
(但不是每個方位都有這樣的視角)
並解決大部分灰階反轉問題

160度與170度的差異其實沒有意義
有興趣的話拿起量角器來看看80度是多大的視角
基本上超過這個視角, 一個平面已經快變成一條縫了
根本沒有辦法進行量測
他敢寫170度(兩邊各85度)
是在80度的時候可能量到對比二三十
所以有把握85度時對比仍可以超過十
其實MVA也可以

除了以上三項廣視角技術
比較有名的廣視角技術
另有Sharp擁有獨家專利ASV
韓國的Samsung有一種MVA的變形叫做PVA的
韓國的Hydis

☆ 視角(三)

Notebook的液晶螢幕不使用廣視角技術有幾個理由
除了之前說過的notebook是個人使用的之外
最主要的原因是notebook講求輕薄省電

所以背光板只能擺一根燈管而且必須做很薄(也就是天生作不亮)
為了得到比較好的光使用效率
所以採用穿透率最高的TN型設計而比較少使用MVA, IPS, ASV等等等技術
而TN+film技術除了穿透率有比TN低一些之外,
多了兩張廣視角補償膜也會增加厚度與重量

而notebook用面板對厚度重量的要求一向是機構工程師的惡夢

判斷monitor是不是使用TN+film最簡單的方法就是去看灰階反轉
下視角是最容易看到灰階反轉的角度
把monitor隨便切到一個有不同顏色與亮度的圖案
把臉貼到monitor下方然後眼睛往上看
如果看到灰階反轉的現象(就是亮的地方變暗, 暗的地方變亮)
就可以肯定這是TN+film型monitor了
如果是notebook液晶螢幕, 連左右視角都很容易看到

TN+film的左右視角依設計可能有120度或140~150度(以對比為定義)
這是因為FujiFilm又有推出新一代的廣視角補償膜
不過有件令我印象非常深刻的事
有一次拿到某社的TN+film面板
規格寫左右typical各75度, 但是沒有寫minimun值
實際一量發現只有60度
這才發現敝公司在寫視角規格時實在稍嫌老實了一點
不但釦aypical value老實寫而且還保證minimum value
人家大筆一揮技術立刻日進千里
難怪賣得那麼好