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CRT和LCD各自的工作原理


CRT和LCD各自的工作原理.txt18拥有诚实,就舍弃了虚伪;拥有诚实,就舍弃了无聊;拥有踏实,就舍弃了浮躁,不论是有意的丢弃,还是意外的失去,只要曾经真实拥有,在一些时候,大度舍弃也是一种境界。LCD(Liquid Crystal Display)也就是我们俗称的液晶显示器,LCD不光应用在显示器方面,象电子表、手持游戏机以及PDA等产品中都能见到LCD的影子。LCD可分为扭

曲向列型(TN-LCD)、超扭曲向列型(STN-LCD)、薄膜晶体管(TFT-LCD)等几种,现在笔记本电脑上和绝大多数桌面型LCD都是TFT-LCD,它已经成为目前液晶显示器的主要发展方向。就象CRT的主要部件是显像管一样,LCD的主要部件是它的液晶板,液晶板包含两片无钠玻璃素材(Substrates),中间夹着一层液晶,当光束通过这层液晶时,液晶体会并排或呈不规则扭转形状,所以液晶更像是一个个闸门,选择光线穿透是否,我们才能在屏幕看到深浅不一,错落有致的图像。

而CRT则完全不同,CRT的工作原理是由灯丝、阴极、控制栅组成电子枪,通电后灯丝发热,阴极被激发,发射出电子流,电子流受到带有高电压的内部金属层的加速,经过透镜聚焦形成极细的电子束,打在荧光屏上,使荧光粉发光。电子束在偏转线圈产生的磁场作用下,可以控制其射向荧光屏的指定位置,电子束打在荧光屏上后会形成一个发光点,若干个发光点就可以组成图象。RGB三色荧光点被不同强度的电子束击中,就会产生各种色彩,通过控制电子束的强弱和通断,则可以形成各种绚丽多彩的画面。一般荫罩式显像管的内部有一层类似筛子的网罩,电子束通过网眼打在呈三角形排列的荧光点上,三把电子枪分别对应RGB三色,所以叫做“三枪三束”显像管。荫栅式显像管(例如特丽珑与钻石珑)的原理也是一样,只不过此类显像管的网罩是将许多光栅纵向固定在框里形成的。

现在我们来比较一下LCD和CRT的各个方面:

一、点距。

所谓点距就是指同一象素中两个颜色相近的磷光体之间的距离。屏幕是由许多个像素组成,而每个像素又是由红绿蓝三个磷光体组成,因为像素与像素是挨着的,所以相临的像素中相同颜色的磷光体之间的距离就是点距。目前CRT显示器的点距大多为0.22-0.26毫米,而LCD由于其技术与CRT不同,点距多为0.297-0.32毫米。

二、分辨率。

分辨率是一个非常重要的性能指标。它指的是屏幕上水平和垂直方向所能够显示的点数(屏幕上显示的线和面都是由点构成的)的多少,分辨率越高,同一屏幕内能够容纳的信息就越多。对于一台能够支持1280x1024分辨率的CRT来说,无论是320x240还是1280x1024分辨率,都能够比较完美地表现出来(因为电子束可以做弹性调整)。但它的最大分辨率未必是最合适的分辨率,因为如果17寸显示器上到1280x1024分辨率的话,WINDOWS的字体会很小,时间一长眼睛就容易疲劳,所以17寸显示器的最佳分辨率应为1024x768。

但对LCD来说则不然。LCD的最大分辨率就是它的真实分辨率,也就是最佳分辨率。一旦所设定的分辨率小于真实分辨率(比如说15寸LCD,其真实分辨率为1024x768,而WINDOWS中设定分辨率为800x600)的话,将有两种显示方式。一是居中显示,只有LCD中间的800x600个点会显示图象,其他没有用到的点不会发光,保持黑暗背景,看起来画面是居中缩小的。另一种是扩展显示,这种方式会使用到屏幕上每一个像素,但由于像素很容易发生扭曲,所以会对显示效果造成一定影响。

三、刷新率。

对于CRT来讲,屏幕上的图形图像是由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成,由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。电子枪从屏幕的左上角的第一行(行的多少根据显示器当时的分辨率所决定,比如800X600分辨率下,电子枪就要扫描600行)开始,从左至右逐行扫描,第一行扫描完后再从第二行的最左端开始至第二行的最右端,一直到扫描完整个屏幕后再从屏幕的左上角开始,这时就完成了一次对屏幕的刷新,周而复始。这样我们就能够理解,为什么显示器的分辨率越高,其所能达到的刷新率最大值就越低。一般来讲,屏幕的刷新率要达到75HZ以上,人眼才不易感觉出屏幕的闪烁,CRT显示器的刷新率是由其行频和当时的分辨率决定的,行频越高,同一分辨率下的刷新率就越高;而行频一定的情况下,分辨率越高则它所能达到的刷新率越低。

对于LCD来说则不存在刷新率的问题,它根本就不需要刷新。因为LCD中每个像素都在持续不断地发光,直到不发光的电压改变并被送到控制器中,所以LCD不会有“不断充放电”而引起的闪烁现象。

四、视角。

目前大多数纯平显示器的视角都能达到180度,也就是说,从屏幕前的任意一个方向都能清楚地看到所显示的内容。而LCD则不同,它的可视角度根据工艺先进与否而有所不同,部分新型产品的可视角度已经能够达到160左右,跟CRT的180度已经非常接近。也有一些LCD虽然标称视角为160度,但实际上却达不到这个标准。用户在使用过程中一旦视角超出其实际可视范围,画面的颜色就会减退、变暗,甚至出现正像变成负像的情况。

五、可视面积。

可视面积指的是在实际应用中,可以用来显示图像的那部分屏幕的面积。因为CRT显示器的尺寸实际上是其显像管的尺寸,可以用来显示图像的部分根本达不到这个尺寸,因为显像管的边框占了一部分空间。一般来讲,17寸CRT显示器的可视面积约在15.8-16英寸左右,而15寸显示器的可视面积则只有13.8英寸左右。但对于LCD来说,标称的尺寸大小基本上就是可视面积的大小,被边框占用的空间非常小,15寸LCD的可视面积大约有14.9英寸左右,这也是为什么LCD看起来要比同样尺寸CRT更大一些的原因。

六、亮度与对比度。

液晶显示器的显示功能主要是有一个背光的光源,这个光源的亮度决定整台LCD的画面亮度及色彩的饱和度。理论上来说,液晶显示器的亮度是越高越好,亮度的测量单位为cd/m2(每公尺平方烛光),也叫NIT流明。目前TFT屏幕的亮度大部分都是从150Nits开始起步,通常情况下200Nits才能表现出比较好的画面。对比度也就是黑与白两种色彩不同层次的对比测量度。对比度120:1时就可以显示生动、丰富的色彩(因为人眼可分辨的对比度约在100:1左右),对比率高达300:1时便可以支持各阶度的颜色。目前大多数LCD显示器的对比度都在100:1~300:1左右。目前还没有一套公正的标准值来衡量亮度与对比的反差值,所以购买LCD全靠一双锐利的眼睛。

七、反应速度。

测量反应速度的时间单位是毫秒(ms),指的是象素由亮转暗并由暗转两所需的时间。这个数值越小越好,数值越小,说明反应速度越快。目前主流LCD的反应速度都在25ms以上,在一般商业用途中(例如字处理或文本处理)没有什么太大关系,因为此类用途不必太在意LCD的反应时间。而如果是用来玩游戏、观看VCD/DVD等全屏高速动态影象时,反应时间就尤其重要了,如果反应时间较长的话,画面就会出现拖尾、残影等现象。举个简单的例子,现在市场上绝大多数LCD显示器在玩QUAKE3时都会有不同程度的拖尾现象,在画面高速更新时尤其明显。而CRT则完全没有这个问题,因为CRT的反应时间只有1ms,是绝对不会出现拖尾现象的。

八、色彩。

说到色彩,LCD也比不上CRT,从理论上讲,CRT可显示的色彩跟电视机一样为无限。而LCD只能显示大约26万种颜色,绝大部分产品都宣称能够显示1677万色(16777216色,32位),但实际上都是通过抖动算法(dithering)来实现的,与真正的32位色相比还是有很大差距,所以在色彩的表现力和过渡方面仍然不及传统CRT。同样的道理,LCD在表现灰度方面的能力也不如CRT。大家有条件的话可以自己比较一下:找一台17英寸特丽珑显像管的显示器,再摆一台15寸LCD,同时显示一幅1677万色的图象。CRT显示出来的画面十分鲜艳,而LCD则显得有些“假”,虽然说不上来哪里不对,但看着就是没有那台珑管的CRT舒服。

九、显示效果。

先说CRT,目前绝大部分家用级CRT都不同程度地存在着聚焦、汇聚、呼吸效应等方面的问题,这与厂家的技术工艺是分不开的。如果生产厂家设计的相关控制电路不够先进,就很容易出现前面所说的那些问题。这也是为什么同样都是特丽珑显像管,SONY原厂生产的显示器和其他一些厂家所生产的显示器表现截然不同的原因。而LCD则完全没有聚焦等问题,因为它根本就不需要聚焦。不过在线形与非线形失真等问题,LCD也有可能会出现,只不过CRT更容易出现罢了。

十、其它问题。

CRT都宣称自己通过了“TCOXX”认证,以表明其辐射之低,对人体危害之小,但辐射无论怎么小,也是一定会有的。而LCD的工作原理决定了它根本不存在任何辐射,所以LCD往往都标明自己“零辐射”等字样。在体积方面,CRT的深度约等于它的对角线长度,也就是说,CRT的显示面积越大,它的体积也越大,往往占据了用户们大量桌面空间。而LCD无论是15寸的还是19寸的,其厚度都只有几厘米或十几厘米,甚至可以挂在墙上,这是CRT无论如何也做不到的。价格方面,目前采用特丽珑显像管的17寸纯平显示器的价格大约在2500-3000元左右,而与其可视面积大致相等的LCD最少也要将近4000元,稍微高档一些的LCD动辄就是六七千元,并不是普通家庭能够接受得了的。

综上所述,LCD在文本表现以及环保方面比CRT强得多,但其色彩、反应速度等问题也是远不如CRT的。从长远看来,随着生产工艺不断改进,LCD的价格也会不断下降,它一定会逐渐走向一般用户。但绝不是说它能够取代CRT,在注重文本效果的商业用途,它是最好的选择。而一般家庭既可以选择CRT也可以选择LCD,因为用户们的主要侧重点不同,玩游戏、看DVD当然是CRT最好。而主要用途是文字处理、炒股票和上网的话则最好选用LCD。不管怎么说,现在廉价LCD的性能还远不如CRT,而且价格也较贵,所以大家还是先用CRT比较好,等LCD技术成熟了,价格降低了再换也不迟。

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