解读电视的分辨率和清晰度.docx

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解读电视的分辨率和清晰度

传统大屏幕电视机的清晰度

1、大屏幕电视机

传统电视机系指幅型比为4:

3的阴极射线管（CRT）直观式电视机。

这类电视机有大屏幕与非大屏幕之分，一般将25英寸作为一个界限，等于和大于25英寸的称为大屏幕电视机，小于25英寸的为非大屏幕电视机，或叫小屏幕电视机。

由于小屏幕电视机显示的图像质量比较好，一般不对它们多加研究，而大屏幕电视机的图像清晰度差，扫描线明显，颗粒感重，所以多以它们为研究的对象。

根据市场现有情况，本文只就29英寸、34英寸和38英寸的大屏幕电视机的清晰度进行讨论。

2、荧光粉点距及其对清晰度的影响

在电视机的清晰度问题上，与电路有关的因素已经不是最难解决的影响因素，而最难解决的因素还是荧光粉点距问题。

因此，本文不讨论电路系统和聚焦系统对电视机清晰度的影响，而专门就荧光粉点距对清晰度的影响加以讨论。

“荧光粉点距”是指由红、绿、蓝三种荧光粉最小单元按一定方式排列组成的相邻“荧光粉组合”之间的水平距离，一般用PH来表示。

所谓“荧光粉点”是一个用俗了的称呼，实际上不一定是一个点，而是由不同形状的3种颜色荧光粉小单元各自构成的三种不同形状的“荧光粉组合”：

圆点状的小单元，成三角形排列，三色荧光粉圆点构成了一个基本称得上是点的荧光粉点（见图2）；短条状的小单元，纵向平行排列，三色荧光粉短条构成了一个正方形荧光粉块或长方形的荧光粉块（见图3）；长线状的小单元，也是纵向平行排列，三色荧光粉长线构成了一条荧光粉线组（见图4）。

以上3种情况，看起来是把单色荧光粉小单元从点向长里做，先得到短条状得，进一步作为线状的。

作成了线状，就达到了极端的情况，如同索尼的新型平面特丽珑显象管，其荧光粉组合已经既不是点，也不是条块，而是从屏幕上边缘一直拉到下边缘的一条长线。

由于这种情况下是线，因此水平像素之间的距离已经不称做点距，而称为“线距”。

但是，为了讨论问题的方便，一般情况下还是使用点距一词，只有在特定情况下才使用线距一词。

就垂直方向来说，如果是荧光粉点或荧光粉块，也有一个点距问题，一般用PV来表示。

这种垂直点距或块距不论在对垂直清晰度的影响上有无具体作用，总还能有点距或块距可言；如果是如同索尼显像管的整条荧光粉线，那么在垂直方向上还有什么点距或块距可言呢？

实际上，在垂直方向上也有影响垂直清晰度的点距，不过这个点距不一定是荧光粉实际具有的点距，也可以是由水平扫描线在垂直方向上从荧光粉条或荧光粉线上切割出来的。

因此，我们可以认为这种由扫描线切割出来的点距是“相当点距”。

垂直分辨率高的水平扫描线切割出来的相当点距细，得到的图像垂直清晰度高；反之，垂直分辨率低的水平扫描线切割出来的相当点距粗，图像垂直清晰度低。

由于人眼对水平清晰度更为敏感，所以人们往往将垂直清晰度先放在一边，而只谈水平清晰度。

我们平时所说的点距，是指水平点距PH，因此，通常所说的荧光粉点距或线距只决定水平清晰度，与垂直清晰度无关。

正因为如此，本文也只讨论和计算电视机的水平清晰度。

一般的规律是，电视机荧光粉点距的大小，决定了能够显示的图像细节的小大。

荧光粉点越细，点距越小，能显示的图像细节越精细丰富，图像清晰度越高；反之，荧光粉点越粗，点距越大，能显示的图像细节越粗糙，图像清晰度越低。

但是，这种点距的大小对清晰度的影响并不是线形的，它与扫描电子束的大小存在如下3种情况的相互关系：

当电子束提供的图像信号分辨率较低时，其像素点较大，如果信号的像素点明显大于荧光粉点距时，这时电视机显示出来的图像清晰度是由图像信号的分辨率决定的，而与点距无关，这时的清晰度比较低。

当图像信号的分辨率较高时，其像素点较小，如果信号的像素点大小与荧光粉点的大小相当时，能充分发挥信号像素和荧光粉点的最高性能，获得最高清晰度的图像；如果信号的像素点过小，明显小于荧光粉点距，这时的图像清晰度仍然由荧光粉点距决定，高分辨率的图像信号不能充分发挥出自己应有的清晰度来。

因此，在保证电子束提供的图像信号的分辨率等于和大于荧光粉点所决定的分辨率这两种情况下，电视机最终显示出来的图像水平清晰度，都是由荧光粉点距的大小来决定的，这时的清晰度就是该电视机所能显示的最高水平清晰度。

3、传统大屏幕电视机的最高清晰度

计算由荧光粉点距决定的电视机最高水平清晰度，比计算从图像信号源，包括传输系统在内的多因素所决定的最高清晰度要容易得多，因为这时我们可以不去考虑视频带宽，扫描的过程，逆程情况，会聚性能和画质处理电路等，而是假设这一切都能满足的情况下，只就荧光粉点距来说最大能显示出多高的清晰度。

在这种情况下，计算就来得十分简单：

只要计算出在屏幕上能显示出的最细扫描线的数量，再乘以有效系数K＝0.75就行了。

传统电视机最高水平清晰度计算的具体方法如下：

设水平清晰度线数为N，屏幕的宽度为W，荧光粉点距为d，有效系数为K，则有：

N＝KW/d…（6）

在（6）式中，W／d实际上就是可以显示的最大垂直扫描线行数n，将其乘以有效系数K，就换算成了清晰度线数。

29英寸电视机的荧光粉点距多在0.73~0.80mm之间，我们平均以0.75mm计；34英寸的荧光粉点距多在0.8~0.9mm之间，我们平均以0.85mm计；38英寸的多在0.85~1.00mm之间，我们平均以0.95mm计，再利用表1所提供的大屏幕电视机的平均屏幕宽度，就计算出了各种电视机可以显示的最高水平清晰度来。

对3种大屏幕电视机的计算结果见表2。

由表2可见，从3种大屏幕电视机的最高水平清晰度显示能力来看，它们是差不多的，即大约都在550～570线的范围。

目前普通电视信号只能提供468线的水平清晰度，DVD机只能提供将近500线的水平清晰度，数字摄录机只能提供500~540线的水平清晰度。

因此，现在的大屏幕电视机所具有的荧光粉点距对于显示现有图像信号源的清晰度还是有富余的，而对显示未来的高清晰度电视就力不从心了。

四、背投电视的清晰度

本文前面通篇都在强调点距，有些读者可能注意到，背投电视也有一个“点距”问题。

尤其是近年来出产的新型背投，大多数厂家都在宣传自己品牌背投的屏幕栅条是已经精细化处理的，栅距从0.75mm减小到了0.52mm，并称这种背投的图像更为细腻，清晰度更高，有的厂家直接将其称为“高清背投电视”。

所以有的读者以为，传统电视机29英寸、34英寸和38英寸规格的，其点距才分别为0.75mm、0.85mm和0.95mm左右，屏幕宽大到42英寸、51英寸和60英寸的背投电视，其点距竟然只有0.52mm，看来真正是高清晰度的了。

实际情况并不是如此，现在市场上栅距为0.52mm的所谓“高清背投”，不但不能显示出真正的高清晰度图像来，而且在同一分辨率图像信号源的情况下，背投显示出来的清晰度会明显低于传统电视机显示出来的清晰度。

这种看法，不是与背投的“点距”只有0.52mm相矛盾吗?

其实不矛盾，因为传统电视机的点距是指显象管屏幕上的荧光粉点距，它与可以显示出的最高清晰度直接相关；而背投的0.72mm或0.52mm栅距是指组成屏幕的散光层栅条之间的距离，应当称为“栅距”，而不是许多人误认为的“点距”。

虽然散光层的栅距与形成的图像清晰度有些关系，但关系不如显象管荧光粉点距的那么大。

这样说不大好理解吧？

要明白这个问题，需要先搞清背投屏幕上的图像是如何形成的和背投电视屏幕的结构。

以CRT背投为例，图像首先是在机内下部的投影管中形成，它的成像原理仍然利用电子束扫描，将图像信号分别在只有7英寸的R、G、B三个单色投影管里成像，通过投射管进行校正和聚焦，把图像向后上方投射到背后斜向的反射镜上，再由反射镜反射到前面的垂直屏幕上。

背投电视的显示屏幕是特殊塑料制作的，一般由4层组成，里面一层为菲涅尔透镜聚光层，中间一层为双凸透镜透光层，向着观众的外层为硬质保护层，在保护层里和双凸透镜透光层之间还夹着一层散光层（背投屏幕结构见图5）。

因此，观众从背投屏幕看到的图像不是如同传统视机那样直接在荧光屏上生成的，而是在投影管中已经生成的3个单色小图像，再将这3个单色小图像的光线投射出来，并使这些图像光线经过校正、聚焦、反射、折射和散射等一系列的变化，最后在屏幕上形成放大了的间接图像来。

由于这种图像在投射和放大的过程中所经历的反射、折射和散射等，使原来生成的图像质量劣化。

如果用同一种分辨率的图像信号输入背投和传统电视机中，将二者显示的图像相比，在背投上显示的画面清晰度降低，图像细节损失大，画面风格缺乏锐利感，如果聚焦稍微有偏差，经过放大后就会造成图形边缘着色不准，出现彩色镶边现象等。

由于背投电视的图像质量普遍较差，所以不宜近看，而适宜较远距离观看。

背投电视屏幕栅距的细化与显象管荧光粉点距的细化对图像清晰度的影响完全不可相提并论，虽然目前背投电视的屏幕栅距已经下降到0.52mm，但并不能说明就能显示出真正的高清晰度图像来。

由于背投电视图像光线变化的复杂性，一般无法计算它的最高水平清晰度。

关于高清晰度电视机和显示器等的清晰度问题，我们将在以后的文章中加以讨论。

—对视频图像及其显示的浅见（之四）

什么是高清晰度电视机？

根据这几年媒体的不断宣传，在绝大多数人心目中已经形成了一种定势：

点距小到零点三几的、在水平方向分辨率达到1920线的、或者清晰度在1000线以上的才是真正的高清晰度电视机。

如果有人将低于这个标准的称为高清电视机，那么人们就会认为这是厂家的误导宣传，是媒体在跟着炒作。

很少有人怀疑以上这种看法的正确性，但事情果真如此吗？

我们不妨通过本文先进行一些分析，然后再下结论。

一、高清电视机的清晰度

所谓高清电视，也就是人们常说的HDTV，CCIR（国际无线电咨询委员会）是这样定义的:

“当观看距离约为屏幕高度的3倍时，该系统能使显像的实际效果等于或接近于由视力正常的观众观看原始景物或表演时所取得的印象。

”可以看出，与现有电视系统相比，高清电视概念的核心在于清晰度得到大幅提升，观赏效果已经达到或接近于35毫米银幕影片首轮放映的画面观看效果。

在讨论高清电视机的清晰度时，我们从最高清晰度、起码高清晰度和现有较小点距电视机的清晰度说起。

高清电视机的最高清晰度

在这里我们先来讨论：

显像管式CRT电视机在显示HDTV时，最高能获得多高的水平清晰度，为了获得这么高的清晰度需要什么样大小的荧光粉点距。

HDTV的扫描格式共有3种，即1280×720p、1920×1080i和1920×1080p，我国采用的是1920×1080i/50Hz。

有人考虑到美国既采用了1920×1080i格式，又采用了1280×720p格式，今后的许多美国电影大片必然也会用1280×720p格式来制作，因此，建议我国也需要将这种格式纳入本国的标准中。

因此，在讨论高清电视机的最高清晰度时，应当从1920×1080和1280×720两种格式出发。

其次，作为扫描式的电视机，必然存在“过扫描”问题。

由于过扫描的存在，使图像信号在显象管中扫描时，有一部分扫到电视机屏幕有效范围以外去了，使图像信号的有效像素减少，与此相对应的是，电视机荧光粉的点数也可以减少。

如果过扫描以一个不算大的量10%（单面取5%）来计算，那么上述两种高清扫描格式的水平像素照样应当减少10%才是需要显示的像素，这样就使1920减少为1728，1280减少为1152。

根据以上情况，我们用早已上市的32英寸和36英寸16:

9宽屏幕电视机为例，按照在前篇文章中已经介绍过的方法，可以计算出电视机的有效屏幕宽度、可以显示的最高水平清晰度和对应的最小点距来。

计算过程从略，现将计算结果列于表1。

从表1可以看出，如果考虑必不可少的过扫描后，HDTV从理论计算来说，1920×1080格式的图像最高只可以有1296线水平清晰度，1280×720格式的图像最高只可以有864线水平清晰度。

从表1还可以看出，即使不考虑过扫描，在需要完全显示出两种HDTV分辨率格式提供的所有扫描点而获得制式所决定的最高清晰度时，对32英