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黑白分明!液晶显示器也需要人体工学的相助


http://www.enorth.com.cn  2007-01-16 10:55

  如果见到市面部份厂商的液晶显示器打着“数千对比度”的广告标语,就认为所呈现的影像画面品质肯定是“优质品”,那可就大错特错了。因为对比度会受到亮度所影响,只需将亮度调高,对比度也就会增加,不過,画面所呈现的黑与白细腻程度,可能就会因此而变得模糊。针对液晶显示器影像画质,除了从技术根源持续发展之外,或许以人体工学的角度来思考,更能够展现FDP(平面电视)对于黑、白亮度的原始面貌。

  先以显示画面的对比度来看,由于显示器的对比度越高,画质也就会越好,影像画面中的黑色会黑得更加彻底,而白色則更为明亮。因此,在1000:1以下的时代中,将黑与白的对比度调高到“1”,这对显示器是相当重要的。不過,在此之后,情况有了很大的改变,因为目前液晶电视所强调的对比度,已经喊到了2000:1或2500:1,甚至是3000:1的对比度,这在技术上也不是什么难事了。

  【图:透过黑白灰阶的测试画面,大致上可以测试出液晶显示器的亮度和对比度的情況,白色区域就是液晶显示器亮度的最大值,而最黑的色块与最白的色块之间的比值,则为液晶显示器的对比度。】

  假设照度只是在20∼30勒克斯(Lux)之間,这属于非常昏暗的环境,一旦在观赏时的平均亮度较低时,显示器的对比度高低就显得非常重要了。不过,为了设计出在任何情況观赏画面时,不会造成眼睛过度疲劳,或容易产生错觉的液晶电视,除了要先实现超高对比度之外,另一方面也必须要从人体工学的观点來导入新的设计。

  就人体工学的角度来看,一旦显示器的周围亮度强、弱产生变化,人的眼睛会因为亮度改变,而使瞳孔放大或缩小,收看影像的方式也会有所变化。例如:长时间处于昏暗的环境观赏影像,这个时候眼睛的瞳孔便会放大,一旦在突然处于亮度较高的环境,或收看高亮度的影像时,眼睛便会产生刺痛感。也正是因为如此,降低黑的亮度虽然有它的重要性,不過要將白的亮度提升到超过需求时,那也只会带来更多困扰而已。因此,运用提高对比度之外的技术就显得非常重要。

  什么才是让人感到舒适的高画质影像呢?这么说好了,CRT电视在一般的房间內,实际上的对比度约为100:1,能够符合大部分消费者对画面品质的要求。不过,若欲使LCD平面显示器要实际达到一样的品质时,則在昏暗处时的对比度就必须达到数千:1以上,才能使平面显示器的画质有明显的提升,甚至是导入最新的应用技术,还可以达到100万:1以上。但实际所需的对比度到底是多少呢?这必须从实际的应用环境、消费者对画质的满意度、人类视觉能力,以及平面显示器物理特性之间的关系来加以分析。

  如何才是符合影像特性的输出亮度最佳值?这可以从影像的明亮度、眼睛晃动感受,及人眼的视觉负担等几个部份来看,一般来說,液晶显示器的“明亮感”,不只来自于影像亮度,另外还需要借重影像照度及背景亮度,在照度与背景亮度两者皆有所提升之下,明亮感所需要的亮度才会有所提升,消除眼睛刺痛感所需要的亮度就会比较低。至於人眼对明亮的感知能力及错觉影像建构之下所带来的影响,包括:视觉的明亮感、眼睛晃动的感受都是来自于影像自身的平均亮度,比方說,在昏暗的背景中显示较为明亮的物体(或者背景与物体亮度相同)。

  再根据客观测试結果来分析;首先,明亮的感受程度會跟亮度及面积成正比,在面积越小的范围中,所感受亮度更为明亮;其次,眼睛对相对亮度感受的错觉,将使得背景越暗越亮。从這樣的论点來看,“明亮的感受程度是来自于物体亮度及背景亮度的相对值”。也就是說,在影像平均亮度较低的情況下,从使调低平面显示器的亮度,也不會影响到所呈現的明亮感。不过,“人像显示”則是完全不同,表情看起來可能會和原来的影像不同。就是說,要让平面显示器能够体现出最合宜的明亮度,播放影像所要呈現的內容,还是必須要考虑。

  伴随着液晶电视影像及画质持续地改善,只是借由市场竞争来提升影像画质,已渐渐无法满足市场上的要求。未来,在提升影像画质的开发技术中,将人体工学导入应用的设计观点,将会更显得重要。

编辑:赵国栋
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