高清电视监视器及其应用分析

曾永刚

近年来，高清电视技术的逐步普及，普通老百姓家也看上了高清电视节目，高清电视节目相对于传统标清、模拟节目来说在技术指标上有更高要求。而监视器就是这种硬性指标最直接、最直观体现的物理终端。本文主要阐述广播及影视制作中专业监视器在高清节目中的一些应用。

1 高清电视信号特点

高清电视信号分辨率从标清电视720×576提高到1920×1080，高清电视给人们最直接的感受是电视画面清晰度相较于标清电视的清晰度有显著提高。电视清晰度是指电视画面上各细节影纹及其边界清晰程度，也是人眼看到的最终电视画面的主观感受。理论上，主体对同一电视画面的主观感受是不同的，从这一角度来讲，电视清晰度没有统一标准，但电视清晰度是可量化的，通常采用黑白相间的条纹粗细程度来客观衡量，也有标准测试方法和测试图，同时，测量结果也有明确的单位及电视线TVL。意思是从水平方向上看，相当于将每行扫描线竖立起来，然后乘上4:3或16:9的宽高比，构成水平方向总线数。但不得不指出的是，这种测量方法只是在极端条件下一种理想化的测量方法，因这种黑白相间条纹测试方法采取的是最黑和最白的图像。而人类想要观看一幅完整画面不仅需最黑和最白的图像信息，也需由亮变暗的一些过渡信息，才能直观感受到被摄物的质感。当提供均匀细腻的中间层次后，才能有效提高图像表现力。

图1 低分辨率摄像机采样

图2 高分辨率摄像机采样

图1和图2代表的是采用不同分辨率的摄像器件对同一景物进行拍摄时各细节的变化，图中可直观看出同一景物采用不同分辨率的摄像器件进行拍摄的图像细节有很大不同。图1代表低分辨率摄像机，水平方向只有三个像素采样点同时图像明暗变化层次少。图2则有八个像素采样点，同时从曲线可看出明暗变化层次更丰富。可这样理解，高清图像是通过提升分辨率实现了图像清晰度的提高。

2 高清监视器种类及原理

根据监视器工作原理不同可将监视器分为CRT显示器、LCD显示器、PDP显示器等。

2.1 CRT显示器

CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器。主要由五部分组成：电子枪（Electron Gun）、偏转线圈（Deflection coils）、 荫 罩（Shadow mask）、高压石墨电极和荧光粉涂层（Phosphor）及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的优点，且价格更便宜。CRT显示器根据调控方式不同分模拟调节、数字调节、OSD调节。图3和图4分别为CRT显示器结构示意图和成像示意图。

图3 CRT显示器结构示意图

图4 CRT显示器成像示意图

图5 LCD显示器成像原理图

图6 PDP发光原理与机构图

2.2 LCD显示器

液晶显示屏英文简称LCD，是属于平面显示器的一种，用于电视机及计算机屏幕显示，其优点是耗电量低、体积小、辐射低、清晰度高、轻便、省电、便于携带、不易受干扰等。

液晶显示屏使用了两片极化材料中的液体水晶溶液，电流通过该液体时会使水晶重新排列达到成像目的。其成像原理图和发光原理与机构图如图5、图6所示。

2.3 PDP显示器

PDP（Plasma Display Panel）等离子显示板，是利用气体放电的显示技术，工作原理与日光灯相似，采用等离子管作发光元件，屏幕上每个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体做工作媒质。在两块玻璃基板内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。

3 高清环境中三种监视器的使用对比

3.1 分辨率与画幅尺寸

研究表明，要想清晰显示高清信号，对显示器屏幕尺寸有严格要求。CRT显示器是以电视线为单位而LCD和PDP监视器是以分辨率为单位的，因此，对三者无法进行定量比较。据各监视器制造厂商研究发现，对CRT监视器要想显示高清信号屏幕尺寸须大于50.8cm及以上，对LCD监视器分辨率须达50.8cm及以上，PDP监视器要想完全显示出高清信号屏幕尺寸则要达127cm及以上。只有屏幕尺寸满足相应值才能使分辨率达到1920×1080。

3.2 实际使用效果对比

三种显示器中CRT显示器效果最好，无论是亮度、图像细腻程度还是色彩还原都是最好的。但因自身物理构造原因造成体积较大，重量较重。而LCD和PDP则以轻便、省电为最大优势，显示效果也不错。

综上可依据工作空间大小和成本因素综合考虑选用何种类型的监视器以及监视器的屏幕尺寸。