隨著B(niǎo)enQ第二代疾彩引擎(AMA Z)的發(fā)布，“插黑”等液晶顯示抗拖影技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注(前期報(bào)道請(qǐng)參考本刊7月上的技術(shù)廣角：專家講堂欄目)。在顯示高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體的拖影或殘影現(xiàn)象所造成的運(yùn)動(dòng)模糊(Motion Blur)，一直是液晶顯示技術(shù)中一個(gè)比較突出的問(wèn)題。 　　與傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)相比，液晶顯示器(LCD)在顯示基本沒(méi)有變化的靜態(tài)圖像時(shí)，其所具有的無(wú)閃爍等優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，但在顯示高速變化的動(dòng)態(tài)圖像時(shí)則會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的拖影問(wèn)題。這使得液晶顯示技術(shù)在數(shù)字電視、視頻播放及游戲等方面的應(yīng)用受到了很大的局限，而如何利用各種抗運(yùn)動(dòng)拖影技術(shù)消除拖影現(xiàn)象，獲得更為完美、流暢的動(dòng)態(tài)圖像顯示效果，成為新一代液晶顯示技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 　　原因分析：液晶顯示器拖影現(xiàn)象的成因
　　事實(shí)上，人們對(duì)于液晶顯示抗拖影技術(shù)的研究已經(jīng)持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。過(guò)去人們?cè)南Ｍ谕ㄟ^(guò)提高響應(yīng)速度來(lái)消除或減少運(yùn)動(dòng)拖影現(xiàn)象，于是各種提高響應(yīng)速度的技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)?，F(xiàn)在液晶顯示器的響應(yīng)速度已經(jīng)有了明顯的改善，但人們發(fā)現(xiàn)單純依靠這種方法雖然能夠降低拖影的嚴(yán)重程度，卻不能直接改善運(yùn)動(dòng)圖像的顯示質(zhì)量，而且并不能徹底消除液晶顯示器/電視機(jī)在顯示動(dòng)態(tài)圖像時(shí)的拖影。
　　實(shí)驗(yàn)表明液晶顯示器的運(yùn)動(dòng)拖影既有顯示器本身固有顯示機(jī)制的因素，又和人眼的視覺(jué)特性有著莫大的關(guān)聯(lián)。換句話說(shuō)，液晶顯示器的運(yùn)動(dòng)拖影問(wèn)題實(shí)際上是由液晶顯示器的顯示特性與人眼的視覺(jué)特性聯(lián)合作用所產(chǎn)生的一種結(jié)果。

可以想象，當(dāng)你在聚精會(huì)神地欣賞體育類(lèi)節(jié)目時(shí)，如果屏幕出現(xiàn)拖影會(huì)是何等掃興的一件事。 　　1．人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的視覺(jué)暫留特性
　　我們的視覺(jué)系統(tǒng)具有十分復(fù)雜的感知特性，而視覺(jué)惰性就是其中非常重要的特性之一。也就是說(shuō)，視覺(jué)系統(tǒng)所感知的主觀亮度總是滯后于作用到人眼的光信號(hào)。如圖2所示，當(dāng)外部光信號(hào)作用于人眼時(shí)，視覺(jué)系統(tǒng)并不能立即產(chǎn)生相應(yīng)的亮度感覺(jué)，而是需要經(jīng)歷一個(gè)逐漸由小到大、最終達(dá)到穩(wěn)定的亮度感覺(jué)過(guò)程。

人眼的結(jié)構(gòu)與視覺(jué)惰性曲線 　　同樣，當(dāng)作用到人眼的光信號(hào)消失后，視覺(jué)系統(tǒng)原有的主觀亮度感覺(jué)也不會(huì)立即消失，而是有一個(gè)逐漸衰減、直至最后消失的延遲過(guò)程(圖2中的t1～t2)，這種現(xiàn)象就叫做視覺(jué)暫留特性(有時(shí)也叫做視覺(jué)殘留特性)，人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的平均視覺(jué)暫留時(shí)間大約在0.1秒左右，而且會(huì)因刺激光線的顏色不同持續(xù)時(shí)間略有差異。
　　當(dāng)人眼受到亮度周期性變化的光脈沖信號(hào)作用時(shí)，若信號(hào)變化的頻率較低(光信號(hào)作用的間歇時(shí)間大于人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間)就會(huì)使人會(huì)產(chǎn)生閃爍感；反之，頻率足夠高的光脈沖信號(hào)，作用間歇時(shí)間小于人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間，人眼就會(huì)認(rèn)為看到的是連續(xù)的、無(wú)閃爍的信號(hào)。不會(huì)使人眼產(chǎn)生閃爍感的最低頻率就稱為臨界閃爍頻率，現(xiàn)在業(yè)界認(rèn)為臨界閃爍頻率一般在20Hz左右；但實(shí)際應(yīng)用中要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)值，如電影格式為24幀/s(換算成頻率就是24Hz)，我國(guó)使用的PAL制式電視廣播25幀/s，國(guó)外的NTSC制式多為30幀/s，LCD顯示器的幀率60Hz，而CRT高達(dá)85Hz。
　　理論上講，只要?jiǎng)討B(tài)圖像顯示的頻率(幀率)高于這個(gè)數(shù)值(20幀/s)，人眼感覺(jué)到的就應(yīng)該是連續(xù)的、穩(wěn)定的圖像，但為什么我們?nèi)匀粫?huì)在液晶顯示器上看到明顯的拖影呢？這是因?yàn)椤巴嫌啊焙艽蟪潭壬线€取決于人的主觀感覺(jué)，只有讓各種顯示設(shè)備盡可能地符合我們的視覺(jué)特性，才能最終獲得自然、舒暢的視覺(jué)效果。
　　2．液晶顯示的原理及其視覺(jué)暫留特性
　　液晶顯示技術(shù)與CRT顯示技術(shù)在發(fā)光和顯示機(jī)制方面有著明顯的區(qū)別。CRT顯示的原理是通過(guò)加熱顯像管的陰極來(lái)發(fā)射電子束，經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后撞擊熒光屏的一個(gè)熒光像素點(diǎn)，使其被激發(fā)而釋放出光子。CRT的掃描電路就這樣控制電子束在熒光屏上不斷地高速掃描，只要掃描速度足夠快，就可以利用人眼的視覺(jué)暫留特性呈現(xiàn)出完整的圖像。

CRT顯示器的結(jié)構(gòu) 　　熒光屏上的每個(gè)像素點(diǎn)都只在被電子束撞擊的瞬間發(fā)光，撞擊結(jié)束后其發(fā)光強(qiáng)度會(huì)迅速衰減，這就是CRT顯示所具有的脈沖型(Impulse Type)驅(qū)動(dòng)和光輸出機(jī)制(參見(jiàn)后文中的圖5)。這種脈沖型驅(qū)動(dòng)和光輸出機(jī)制所帶來(lái)的不利影響是容易導(dǎo)致視覺(jué)上的閃爍感，為了減小閃爍就只有盡可能地提高掃描頻率，例如現(xiàn)在CRT顯示器公認(rèn)的無(wú)閃爍頻率是85Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于20Hz的臨界頻率。但是在顯示含有運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，這種脈沖型驅(qū)動(dòng)和光輸出機(jī)制則具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，它能非常及時(shí)地響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速的圖像顯示刷新，從而獲得令人滿意的動(dòng)態(tài)圖像顯示效果。
　　與CRT顯示相比，液晶顯示則是通過(guò)像素矩陣進(jìn)行光輸出切換來(lái)顯示圖像的，不同于CRT那種掃描成像的方式，液晶顯示不會(huì)產(chǎn)生閃爍感；其次，液晶顯示器的像素點(diǎn)不具備主動(dòng)發(fā)光的能力，需要由背光系統(tǒng)提供高效、均勻的光源透射實(shí)現(xiàn)光輸出。

LCD顯示器的顯示原理 　　在外加驅(qū)動(dòng)電壓的作用下，液晶分子會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)而變成有序排列—此時(shí)光線可以順利通過(guò)，停止加電后液晶分子重新復(fù)原為其固有的無(wú)序排列狀態(tài)—這樣又能阻止光線通過(guò)。在實(shí)際應(yīng)用中，液晶顯示面板包含有兩個(gè)偏振方向互相垂直的偏振濾光片，液晶材料就夾在這兩個(gè)偏振濾光片之間，與這兩個(gè)偏振濾光片一起控制光輸出的通路。
　　由于液晶分子扭轉(zhuǎn)、復(fù)原過(guò)程都需要一定的時(shí)間，當(dāng)控制電路收到“變成最亮”的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，并不能立刻產(chǎn)生相應(yīng)的高亮度(白)，而是需要經(jīng)過(guò)一個(gè)逐漸提升直至穩(wěn)定亮度的過(guò)程，這一過(guò)程所需的時(shí)間Tr稱為上升時(shí)間(Rising Time)；同樣，當(dāng)控制電路收到“變成最暗”的命令后，也不會(huì)立刻轉(zhuǎn)變成低亮度(黑)，這也需要經(jīng)過(guò)一個(gè)逐漸下降直至無(wú)亮度的過(guò)程，所需的時(shí)間Tf稱為下降時(shí)間(Falling Time)。上升時(shí)間與下降時(shí)間之和稱為黑白響應(yīng)時(shí)間(Response Time)，用來(lái)表示液晶面板對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)速度；另外，現(xiàn)在還有一種表示響應(yīng)速度的方式—灰階響應(yīng)時(shí)間(Grey To Grey，GTG)，它表示的是從任一灰階(度)變換到目標(biāo)灰階所需要的時(shí)間，如果液晶面板使用了過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)(Over Drive)，通常就會(huì)使用灰階來(lái)表示它的響應(yīng)速度。

CRT顯示器與LCD顯示器光輸出特性的對(duì)比 　　從上面的過(guò)程中，我 們可以發(fā)現(xiàn)液晶顯示技術(shù)的成像原理依賴于液晶分子在驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用下的扭轉(zhuǎn)、復(fù)原過(guò)程，而這兩個(gè)過(guò)程都需要較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，從而導(dǎo)致像素的亮度改變總是明顯滯后于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的變化；另一方面，液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式也使得屏幕在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持一幀畫(huà)面的顯示狀態(tài)，直到加載了下一幀畫(huà)面時(shí)屏幕上的內(nèi)容才稍有變化，這種長(zhǎng)時(shí)間不改變的情況，加重了人眼視覺(jué)暫留的效果。液晶顯示器這種“Hold Type(保持型)”的驅(qū)動(dòng)和光輸出模式，正是導(dǎo)致嚴(yán)重拖影的原因。
　　3．對(duì)癥下藥，如何來(lái)解決運(yùn)動(dòng)圖像拖影的問(wèn)題？
　　液晶顯示技術(shù)特有的延遲和保持特性，導(dǎo)致了光輸出(顯示畫(huà)面)在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)作用于具有暫留特性的視覺(jué)系統(tǒng)，加之人在觀看運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)眼睛會(huì)不由自主地跟隨畫(huà)面中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，從而明顯延長(zhǎng)了主觀畫(huà)面在腦海中存在的時(shí)間。也就是說(shuō)，當(dāng)原來(lái)的一幀畫(huà)面尚在視覺(jué)系統(tǒng)中“揮之不去”時(shí)，后面的各幀畫(huà)面就“接踵而至”，最終這些主觀畫(huà)面相互疊加，就會(huì)使人感覺(jué)到嚴(yán)重的拖影現(xiàn)象。

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