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说起人眼的视觉暂留现象,许多人并不陌生,因为我们在接受普及教育的时候,都曾学过电影的工作原理:其实电影就巧用了人眼的视觉暂留特性,以每秒连续显示24帧的断续抽样画面,让观察者感受到连续、动态的影片内容。而恰是这个为影视从业者津津乐道的视觉暂留现象,在LCD技术的发展过程中,却在不经意间成了一个绊脚石。
视觉暂留?LCD的绊脚石?这是从何说起?
是的,根据BenQ提供的资料,人眼的视觉暂留效应,是LCD的信号响应时间即使接近灰阶0ms极限之后仍然让人在欣赏动态画面时感受到拖影的“罪魁”。难怪,尽管许多品牌已将LCD的信号响应时间渐次缩短至灰阶5ms、4ms、2ms甚至1ms,但消费者对LCD在显示高速动态画面时依然残存的拖影现象有所抱怨。看来,业界(包括厂商和媒体)在宣传LCD的信号响应时间这一指标时,过去经常采用类似“彻底消除拖影”的说辞很有夸张之嫌!
笔者在此无意对市场上惯用的宣传手法抱有微词,只是借机强调、正本清源:如果当前的LCD相关技术框架保持不变,即使信号响应时间到了灰阶0ms,LCD与生俱来的工作原理缺陷和人眼的视觉暂留效应,将使其拖影现象依然会存在。BenQ是业界首家、也是目前惟一一家如此鲜明、诚恳、细节地指出该客观事实的厂商。
同时,BenQ也客观地指出:通过更快的响应时间,无论是黑白响应时间还是灰阶响应时间,都能有效地消除动态画面的拖影现象;只是无法“彻底消除”而已;BenQ此次综合了高速灰阶响应和插黑技术的AMA Z(疾彩引擎2代),将真正“带领LCD进入一个彻底消除拖影的新时代”。
那么,LCD工作原理上的什么“缺陷”,“利用”了人眼的视觉暂留效应,“注定”了LCD在显示动态画面时难以消除的拖影现象呢?友达和BenQ将要推广的“插黑”技术,又如何为LCD的拖影划上句号?
对此,本刊上期封面故事相关章节已有比较深入浅出的报道,本文进一步追述。
要简单而直观地表述LCD的拖影现象和插黑技术原理,真不是件容易的事。根据BenQ提供的资料,结合笔者的理解,尽量避开太专业的术语解释如下:LCD显示画面中的每个像素点时,是用液晶分子的扭转开关来控制照射光线的强弱,而照射光线来自始终处于发光状态的背光管;液晶分子的粘滞性、液晶分子难以完全阻挡光线的透过、背光管光源始终打开等因素,使得LCD面板对像素信号表现出所谓的“稳态式”(hold-type)显示,即每个信号的间隔呈现较强的连贯性,这恰使人眼的视觉暂留效应所敏感捕捉到,在画面快速切换过程中容易暂留“记忆”上一幅画面,从而与新画面产生叠加、混淆乃至较严重的拖影效果。相比之下,CRT对每个像素是通过电子枪的有序扫描和轰击荧光粉(发光)来显示的,由于电子束打到荧光屏上是“脉冲式”(impulse-type)的(图1),而且电子信号的回落和受击荧光粉的明暗状态变化是极速响应的,因此信号之间的切换是跳跃的,表现在高速动态画面的显示效果上,是几乎完全没有拖影。

图1 LCD信号的“稳态式”与CRT信号的“脉冲式”区别*
*本图由BenQ提供。每图横轴代表信号变化所经历的时间,竖轴代表信号强度的变化;实线代表预期的信号响应,虚线代表实际的信号响应;左图表示LCD信号切换过程中的迟缓、粘滞效应;左图表示CRT信号切换过程中的快速、跳跃过程。
插黑技术(Black Frame Insertion,简称BFI,有无联想到好莱坞大片中经常听到的FBI?),是全球LCD领域三大面板厂商之一友达,与BenQ在近期共同开始推广的一项新技术。顾名思义,就是在当前LCD显示的自然动态画面之间,再人为地插入一帧帧黑色画面,以一个个“黑幕”来遮挡住上一幅画面对下一幅画面的视觉暂留残影,从而在理论根本上克服视觉暂留造成的拖影(图2)。


图2 插黑技术的两组显示效果对比
*本图由BenQ提供。每图左表示未采用插黑技术时的高速动态画面拖影现象;图中表示在动态画面的帧之间插入纯黑画面帧,以“化解”人眼的视觉暂留效应造成的拖影;图右表示采用插黑技术之后的“无”拖影效果。
试以较形象的语言总结:为了消除视觉暂留造成的拖影现象,插黑技术恰利用了视觉暂留效应自身,以插入的黑幅画面来主动产生“黑色拖影”,以“化解”自然画面的拖影,所谓本段标题中的以“拖”制“拖”。
在此笔者的观点是:插黑技术,不但从LCD的显示效果(消除拖影)上以CRT为学习的标杆,而且从原理上也进行了最大可能的模仿。理由是:CRT的脉冲式轰击显示过程中,当电子脉冲回落之后,荧光粉自然会快速恢复到原本的状态(即黑色),所以CRT在切换画面时,每个画面之间自然就是插入黑色帧的,从而自然地避免了视觉暂留效应造成的拖影现象。以此来进一步支持本文的核心:LCD在追赶CRT,而且许多方面以CRT的成熟技术为标杆。惟有如此,才能在各项显示性能上全面赶上甚至超越后者。
BenQ表示,插黑技术必须以比较短的信号响应时间为基础,即至少达到灰阶ms的液晶开关速度,才能实现包括插入的黑帧在内的画面之间的快速切换。插黑,综合了BenQ此前的AMA(倡导快速灰阶响应),就是BenQ目前始推的新一代AMA Z概念。关于AMA Z中插黑技术的实际性能表现,PC World中国实验室在近期征集到BenQ的相关评测样机之后,还将做进一步报道。
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