VGA显示原理.doc

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LCD显示原理

LCD（LiquidCrystalDisplay）也就是我们俗称的液晶显示器，LCD不光应用在显示器方面，而且像电子表、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。

就像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。

从逻辑的角度分析重要参数如下：

一、点距

我们常问到液晶显示器的点距是多大，但是多数人并不知道这个数值是如何得到的，现在让我们来了解一下它究竟是如何得到的。

举例来说一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm×214.3mm，它的最大分辨率为1024×768（LCD的最大分辨率就是它的真实分辨率，也就是最佳分辨率液晶显示器都只有一个最佳的分辨率调成其他的画质会很差），那么点距就等于：

可视宽度/水平像素（或者可视高度/垂直像素），即285.7mm/1024=0.279mm（或者是214.3mm/768=0.279mm）。

二、色彩度

LCD重要的当然是的色彩表现度。

我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。

比如：

14英寸LCD面板上是由1024×768个像素点组成显像的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝（R、G、B）三种基本色来控制。

大部分厂商生产出来的液晶显示器，每个基本色（R、G、B）达到6位，即64种表现度，那么每个独立的像素就有64×64×64=262144种色彩。

也有不少厂商使用了所谓的FRC（FrameRateControl）技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色（R、G、B）能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256×256×256=16777216种色彩。

三、分辨率

LCD的分辨率是指指面板的物理分辨率，即画面显示的点数，是水平和垂直像素值。

以1024*768为例，画面显示的点数=1024X768=786432个。

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即图片显示失真。

三、刷新率

刷新率就是每秒能完成多少次画面刷新，单位是Hz。

刷新率必须超过人眼的反应速度，那就要研究人眼到底有多快的反应。

当每秒刷新画面的速度低于50次时，能明显感觉到闪烁。

60次的话基本没有闪烁了，75次比较舒适，85次就很好了，高于85次便感觉不到什么有变化。

（这就解释了我们的显示器的刷新率是从60HZ开始的问题）

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。

原理其实很简单:

LCD显示器实际上采用的都是逐行扫描图像，即输入顺序的是从左到右从上到下，先是在横向扫描完一行，然后是下一行。

全扫完了再回到第一行重新开始，如此往复。

从上图中看到我们常用的VGA接口线路,我们会问刷新率，行同步（HSYN）,场同步（VSYN）之间的关系到底怎样：

用EC3-1812CLNA主板,在1024*768分辨率下抓的波形图如下：

在60HZ的刷新率下测得HSYN=48.22KHZ

VSYN=59.84HZ

在70HZ的刷新率下测得HSYN=56.62KHZ

VSYN=70.27HZ

在75HZ的刷新率下测得HSYN=60.09KHZ

VSYN=75.08HZ

汇总后：

处理后的数据

在60HZ的刷新率下测得HSYN=48.22KHZ≈768*59.84=45.96KHZ≈48K

VSYN=59.84HZ≈60

在70HZ的刷新率下测得HSYN=56.62KHZ≈768*70.27=53.97KHZ≈56K

VSYN=70.27HZ≈70

在75HZ的刷新率下测得HSYN=60.09KHZ≈768*75.08=57.66KHZ≈60K

VSYN=75.08HZ≈75

从数据上可以明显的看出：

刷新率=场同步（VSYN）,HSYN=768*刷新率。

个人理解就是场同步（VSYN）就是每秒钟放映图片的场数也就是刷新屏幕的次数；

行同步（HSYN）就是每秒钟打印的像素点（pixel）的个数。