显示器的相关知识

显示器的相关知识目录 显示器的作用 显示器的尺寸 人眼的可视角度 屏幕面板 LCD 面板 OLED 面板 OLED 屏幕与 LCD 屏幕对比 调光 PWM 调光 DC 调光 显示器的分辨率 显示器的刷新率 显示器的灰阶响应时间 显示器的色域 显示器的色深 显示器的色准 显示器的 HDR 参数 显示器的面板 画面撕裂

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目录

显示器的作用

显示器的尺寸

人眼的可视角度

屏幕面板

LCD面板

OLED面板

OLED屏幕与LCD屏幕对比

调光

PWM调光

DC调光

显示器的分辨率

显示器的刷新率

显示器的灰阶响应时间

显示器的色域

显示器的色深

显示器的色准

显示器的HDR参数

显示器的面板

画面撕裂

前言

导致画面撕裂的原因

防画面撕裂技术

视频的码率

显示器的作用

把电脑里的数据转化成我们可以看见具有颜色的光(把数字信息转化为真实世界里的颜色信息)

显示器的尺寸

注意:屏幕尺寸是通过对角线长度来计算的所以显示器的尺寸每增加一寸,新增的显示器面积将会增加的更多。


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人眼的可视角度

注意:人眼的可视角度为124度,看电影时可视角度大概在60度,而当我们注意力集中时可视角度只有25度。

屏幕面板

LCD面板

工作原理: 最底下的背光层的主要作用就是发射白光,白光射穿具有颜色的彩色滤光片后就可以变成对应颜色的光线。偏振片的作用类似于百叶窗(相当于每个颜色分别对应一个百叶窗),当我们给正极电路施加电压,那么电流就会穿透液晶层和百叶窗连接使百叶窗偏转导致光线可以穿过百叶窗层联通负极电路形成回路,该电压会驱使百叶窗发生偏转,因此我们只需要控制电压的大小就可以控制百叶窗的偏转角度,进而可以控制不同颜色滤光片的进光量控制对应像素的颜色。

OLED面板

工作原理:和LCD屏幕一样也有红绿蓝三个子像素,但是不同的是它没有液晶层和背光层,并且三个子像素分别就是自发光的二极管,给其通电就会亮,通电越多亮度越高,通电越少亮度越低。所以可以直接控制发光二极管的通电就可以轻松的控制每个子像素的颜色配比,最终混合出所有我,们想要的颜色。

OLED屏幕与LCD屏幕对比

  • OLED屏幕耗电更低(LCD屏幕有背光层,而OLED屏幕独立控制像素的亮度)
  • OLED屏幕有近乎无限的对比度,并且没有漏光(没有背光层)
  • OLED屏幕相对于LCD屏幕,其灰阶响应时间更短,并且屏幕可以弯折
  • OLED屏幕寿命短,并且为PWM调光,更伤眼

调光

含义:调节光的亮度

PWM调光

原理:PWM调整占空比来控制灯的亮度(通过无限控制灯的开关来控制光的亮度,当开关的频率足够高以后,我们肉眼看上去就好像灯一直在亮着,亮度的控制我们只需要控制灯开关的比值就可以了)

DC调光

原理:直接控制电压来改变灯的亮度。电压高灯就亮,电压低灯就暗。

显示器的分辨率

含义:显示器分辨率的数值是指整个显示器所有可视面积上水平像素和垂直像素的数量,例如800×600的分辨率是指在800×600的整个屏幕上水平显示800个像素,垂直显示600个像素。

显示器的分辨率
常用 横向 纵向
1080p 1920 1080
2k 2560 1440
4k 3840 2160
8k 7680 4320

注意:分辨率越高也就意味着单位面积内的像素点越多,进而现实的效果将会更加细腻。

显示器的刷新率

理解:形象的来说就可以理解为显示器每秒能呈现画面的数量(实际上就是从显卡那边接受数据进而将显卡“画的画”刷新在屏幕上的能力),数量越高及显示器的刷新率越高。

以60Hz为例计算每幅画面的间隔时间

1s=1000ms

1000/60=16.7ms

结论:60Hz的显示器每幅画面切换的间隔时间为16.7ms

显示器的灰阶响应时间

含义:显示器的像素点由黑色变为白色再变为黑色整个过程的时间。(因为人眼有暂留作用,所以灰阶响应时间越长,我们就能在游戏中看到更多的残影或拖影)

显示器的色域

含义:色域即所表达的颜色所能覆盖的范围(色域越广,所能显示的颜色就越多)

由CIE组织制定的人眼能够看到的颜色范围图

由于显示器受制于各种因素,是无法显示出图中的所有颜色,所以就由各个组织定下了标准。

色彩标准
NTSC 电子电视屏幕色彩标准
SRGB 微软和惠普起草的标准
Adobe RGB 由Adobe公司制定
DCI-P3 电影行业制定的标准

注意:色域覆盖最大只有100% (这个100%是相对与各种标准下所能覆盖的颜色范围百分比)

显示器的色深

含义:通俗点说就是色彩有多少种层次。视频拍摄中我们一般常见的色深为8bit和10bit。

8bit可以理解成红绿蓝三原色,每一个颜色都具有2⁸个灰度值,那么8bit色深所能呈现的颜色数量为256×256×256种颜色。

注意:色深越高,那么颜色之间的过渡越自然,就更不容易出现颜色分层的现象。

显示器的色准

色准:色准指显示器在色域覆盖范围内显示颜色的准确度。

判断标准:△E值

△E>6 人眼很容易就辨别两种颜色之间的差异
3<△E<6 专业训练的印刷师傅可以辨别两种颜色之间的不同
△E<3 人眼基本分辨不出两种颜色之间的差异

总结:△E值就是衡量色准的参数,这个数值越小,色准越高,不过△E永远不可能等于0,因为没有哪款显示器的色彩是绝对标准的。

注意:色准会直接影响画面的显示效果,如果显示器色准较差,会直接影响到相关行业作品成果。

显示器的HDR参数

含义:hdr的意思是高动态范围成像,在计算机图形学与电影摄影术中,是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围的一组技术。

HDR技术原理:相比普通照片,HDR可以拍出三张曝光程度不同的照片,分别为高曝光、正常曝光和低曝光,然后自动合成一张曝光效果较为完美的照片。

HDR技术的目的:正确地表示真实世界中从太阳光直射到最暗的阴影这样大的范围亮度。

注意:HDR是衡量显示器显示图片高亮度亮部细节能力的一项参数

显示器的面板

画面撕裂

前言

在电脑里,帧是由显卡去渲染出来的,也就是说我们在屏幕这头看到的动画实际上都是由显卡一帧一帧的画出来并输出到显示器上的,当显示器接收到这些帧以后就需要将他展现在显示面板上我们才可以看见,目前显示器在显示动态画面的时候都是采用逐行扫描的形式完成的,显示器在收到一个完整的帧后会从屏幕的左上角开始一行一行的进行绘制,一直绘制到屏幕的右下角,这样,一幅完整的帧就被显示出来,然后显示器会将扫描点从右下角挪回左上角,这个重置扫描点的过程被我们称之为Vblank,Vblank结束以后会从左上角继续逐行扫描下一帧如此循环往复,逐行扫描的速度就是我们所说的屏幕刷新率。

导致画面撕裂的原因

  • 显卡的帧率高于显示器的刷新率,显卡在显示器进行逐行扫描结束之前已经画好了新的帧并且执行了真传递
  • 显卡的帧率低于显示器的刷新率,显示器在显卡画完帧之前就已经显示了前面一帧图片,但显卡还没画完另一帧,那么显示器将会再次对之前帧进行扫描,此时显卡已经画完,显示器对此进行显示,仍然出现画面撕裂

防画面撕裂技术

开启垂直同步:显卡若提前画好帧,此时若显示器没有逐行扫描完前缓存的画面,那么就不允许发生帧传递(开启垂直同步后帧率会被锁定在显卡的刷新率下)

自适应显示器刷新率
Nvdia G-sync
AMD Free-sync

自适应显示器刷新率工作原理:当显卡的帧率低于显示器的刷新率,强制延长Vblank的时间,让显示器持续显示上一帧画面,不进行任何的操作,等显卡渲染完成图像以后再允许发生帧传递,以此来让显示器的刷新率动态的匹配显卡的输出帧

防画面撕裂技术的目的:使显卡与显示器之间同步(帧率与显示器刷新率之间的同步)

视频的码率

码率(也叫比特率):指的是视频在每一秒所包含的数据量,信息量,他直接决定了视频的大小,同时很大程度上影响视频的质量。

理解:视频画面中每一帧的像素虽然提供了清晰的基础条件,而高码率相当于能让每个单位像素呈现更得好。

码率的计算(以8bit色深25帧率分辨率1080p的视频来计算)

码率=像素数量×每个像素对应色深所占的存储空间×色彩通道数×帧速率

对于8bit色深每个像素占据的存储空间为24bit(3Byte);对于分辨率为1080p的视频来说一共有1920x1080=px个像素,要存储一帧画面就需要×3Byte=Byte(6075KB约为5.93MB);对于每秒25帧就需要5.93MB×25fps≈148MBps(1186Mbps)

注意:一般的拍摄都难以负担这么高的码率,所以会使用不同的编码来对视频进行压缩。

小讯
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