直观：LCD显示器防拖影技术的综合分析

随着明基第二代AMA Z的发布，诸如“黑色插入”和其他液晶显示器等防污迹技术引起了广泛关注（有关以前的报道，请参阅本期的技术广角）。 7月：专家讲座专栏）。当显示高速运动物体的动态图像时，由运动物体的拖尾或残像现象引起的运动模糊（Motion Blur）一直是液晶显示技术中相对突出的问题。与传统的阴极射线管（CRT）显示技术相比，液晶显示器（LCD）具有明显的优势，例如在显示基本不变的静态图像时不会闪烁，但是在显示高速变化的动态图像时会出现严重的污点问题。这使得液晶显示技术在数字电视，视频播放和游戏中的应用受到了极大的限制，如何利用各种抗运动涂抹技术消除涂抹现象并获得了更加完美和流畅的动态图像显示效果，已经成为一种新一代LCD技术发展的重要方向。原因分析：液晶显示器出现拖影现象的原因

事实上，人们对液晶显示器防污技术的研究已经进行了很长时间。过去，人们希望通过提高响应速度来消除或减少运动拖尾现象，因此出现了各种提高响应速度的技术。现在，LCD显示器的响应速度有了显着提高，但是人们发现仅依靠这种方法可以减少拖影的严重性，但是不能直接改善运动图像的显示质量，并且不能完全消除LCD / TV的拖影。显示动态图像时。

实验表明，液晶显示器的运动污点不仅是显示器本身固有的显示机制的一个因素，而且与人眼的视觉特性也有很大的关系。换句话说，液晶显示器的运动拖尾问题实际上是液晶显示器的显示特性和人眼的视觉特性共同作用的结果。

可以想象，当您聚精会神地观看体育节目时，如果屏幕上出现污迹，将会令人失望。 1.视觉在人类视觉系统中的持久性

我们的视觉系统具有非常复杂的感知特征，视觉惯性是非常重要的特征之一。换句话说，视觉系统感知到的主观亮度总是落后于作用在人眼上的光信号。如图2所示，当外部光信号作用于人眼时，视觉系统无法立即产生相应的亮度感知，而是需要经历从小到大逐渐增大并最终达到稳定的亮度感知的过程。

人眼的结构与视觉惯性曲线相同。当作用在人眼上的光信号消失时，视觉系统的原始主观亮度感知不会立即消失，而是会逐渐衰减直到最终消失。过程（图2中的t1〜t2)），这种现象称为视觉持久性（有时称为视觉持久性），人类视觉系统的平均持久时间约为0.1秒，并取决于颜色刺激光的持续时间会略有不同。

当人眼受到亮度周期性变化的光脉冲信号时，如果信号变化的频率较低（光信号的间歇时间大于人眼的视觉保留时间），会引起闪烁；相反，对于频率足够高的光脉冲信号，间歇的动作时间小于人眼的视觉保留时间，人眼会认为它正在看到连续的，无闪烁的信号。不会使人眼感觉到闪烁的最低频率称为临界闪烁频率。现在，业界认为临界闪烁频率通常在20 Hz左右。但在实际应用中，它远高于此值，例如24帧/秒的电影格式（转换为24Hz的频率），我国电视广播中使用的PAL格式为25帧/秒，NTSC格式国外大多数情况下为30帧/秒，LCD显示器的帧频为60Hz，CRT高达85Hz。

从理论上讲，只要动态图像显示的频率（帧速率）高于此值（20帧/秒），人眼就可以感知到连续而稳定的图像，但是为什么我们仍然使用LCD您在显示器上看到明显的污迹了吗？这是因为“涂抹”很大程度上取决于人们的主观感受。只有当各种显示设备尽可能符合我们的视觉特征时，我们才能最终获得自然舒适的视觉效果。

2。液晶显示器的原理及其视觉持久性

液晶显示技术和CRT显示技术在发光和显示机制方面有明显的区别。 CRT显示的原理是通过加热显像管的阴极来发射电子束。通过加速电场和偏转磁场后，它们撞击荧光屏上的荧光像素以激发并释放光子。以此方式，CRT的扫描电路控制电子束以在荧光屏上连续高速扫描。只要扫描速度足够快，人眼的视觉持久特性就可以用来呈现完整的图像。

CRT显示器的荧光屏上的每个像素仅在被电子束击中时才发光，并且在撞击结束后其发光强度将迅速衰减。这是CRT显示器具有的脉冲型驱动器和指示灯。输出机制（请参见下图5)。此脉冲型驱动和光输出机制的不利影响在于它容易导致视觉闪烁。为了减少闪烁，只需增加扫描频率例如，现在，CRT监视器的公认无闪烁频率为85Hz，远远高于20Hz的临界频率，但是，当在运动场景中显示动态图像时，这种脉冲型驱动和光输出该机制具有明显的优势，可以非常及时地响应驱动信号，实现实时快速的图像显示刷新，从而获得令人满意的动态图像显示效果。

与CRT显示器相比，液晶显示器通过切换通过像素矩阵输出的光来显示图像。与CRT的扫描成像方法不同，液晶显示器不会产生闪烁感。其次，液晶显示器的像素点无法主动发光，因此背光系统需要提供高效且均匀的光源透射以实现光输出。

LCD显示器的显示原理。在外部驱动电压的作用下，液晶分子将扭曲并成为有序的排列-此时，光可以顺利通过，并且在停电后液晶分子将恢复其固有的无序排列。状态-这将防止光线通过。在实际应用中，液晶显示面板包含两个偏振方向彼此垂直的偏振滤光器。液晶材料被夹在两个偏振滤光器之间，并且两个偏振滤光器一起控制光输出。路径。

因为液晶分子扭曲和恢复需要一定的时间，所以当控制电路收到“最亮”的驱动信号时，它不能立即产生相应的高亮度（白色），而是需要逐步进行增加亮度直到其稳定的过程，该过程所需的时间Tr被称为上升时间（Rising Time）；同样，当控制电路收到“最暗”命令时，它不会立即变为低亮度（黑色），这也需要经历逐渐下降的过程，直到没有亮度为止。所需时间Tf称为下降时间（Falling Time）。上升时间和下降时间之和称为黑白响应时间（Response Time），用于表示液晶面板对驱动信号的响应速度。此外，还有一种表示响应速度的方法-灰度到灰度（Grey To Grey，GTG），它表示从任何灰度（度）到目标灰度转换所需的时间。如果LCD面板使用过驱动技术（Over Drive），则通常使用灰度来指示其响应速度。

CRT显示器与LCD显示器的光输出特性比较从以上过程中，我们可以发现液晶显示技术的成像原理取决于驱动信号作用下液晶分子的扭曲和恢复过程，这两个过程都需要较长的响应时间，导致像素的亮度变化始终滞后于驱动信号的变化；另一方面，液晶显示器的驱动方法还使得屏幕可以长时间保持一帧的显示状态，直到其被加载为止。屏幕上的内容在图片的下一帧中仅稍有变化。这种长时间不改变的情况增加了人类视觉持久性的影响。液晶显示器的这种“保持型（保持型）”驱动和光输出模式是造成严重拖影的原因。

3。如何解决运动图像拖尾的问题？

液晶显示技术独特的延迟和保持特性会导致光输出（显示图片）在一段时间内继续作用于具有临时特性的视觉系统，并且人们在观看运动时会不由自主地跟随图片图片。运动的目标大大延长了主观图片在脑中存在的时间。换句话说，当图像的原始帧仍在视觉系统中“徘徊”时，后续帧将“成功”，最终这些主观图像将彼此叠加，这会使人感到严重的拖影现象。

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