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現在的圖象顯示終端宣傳資料、技術說明書中常常提到對比度、灰度等級等術語，特別是在LCD、PDP等平板顯示器的廣告單上頻頻出現，那么這些術語的真實含義是什么？調整它們對到底會對顯示圖象有什么影響？以下是查閱相關資料后的理解。

顯示對比度是顯示終端能夠發出的最高亮度光強度和最暗光強度的比值。實際測量時是給顯示終端送入標準的黑電平信號，顯示終端為全黑顯示，用分光輻射儀測量此時暗場亮度，也叫黑電平值。然后送入標準的白飽和測試信號，顯示終端為高亮顯示，用分光輻射儀測量此時亮度，也叫白光峰值。白光峰值和黑電平值的比值就是對比度，也叫全場對比度，在一些更專業的顯示終端研究刊物上還稱為動態范圍，它表明顯示器能再現的亮度范圍。表1是2004年最佳視頻設備指南中頂級產品的對比數據。

表1

顯示終端	CRT SONY PVM-2015	LCD NEC LCD4000	PDP NEC 61XM2	DLP OPTOMA RD-50
黑電平值	0.01cd/m²	0.72cd/m²	0.42cd/m²	0.26cd/m²
白光峰值	176 cd/m²	428cd/m²	212cd/m²	359cd/m²
對比度	17600	594	504	1381

  可見傳統的CRT以絕對的優勢勝出，特別是在黑場景的控制上，是唯一能真實再現黑場景的顯示終端,其它類型的顯示器表現的是灰黑色。當然,這是在相當暗的環境下觀看，而實際的使用環境都有光線存在,有的使用環境還相當明亮，0.72cd/m2的屏幕亮度看起來已經很暗了，足以滿足絕大多數用戶的使用。

主動發光與被動發光的顯示器的區別

  由于環境光線的存在,往往我們還需要更高亮度的顯示終端,在幾乎所有的顯示終端上都有亮度調節的功能選項,在光線亮一些的環境使用,我們會自覺或不自覺地把亮度調節的參數設定到高端,感覺圖象的亮度高了一些,特別是在主動發光的CRT和 PDP顯示終端上感覺明顯。那么圖像的亮度真的提高了嗎?

  沒有,該項調節是通過電路處理,把圖象黑電平值抬高, 顯示器輻射出更多能量,刺激人眼感覺整體畫面更亮。而白光峰值由于顯示器的固有特性,并不能隨之抬高,也既降低了顯示終端的對比度,細心的用戶不難發現,亮度調節參數設定到高端后,圖象的細節少了,這種調節的實際結果是調節了全場對比度。

  不影響圖象細節而只增加亮度如何實現?對于被動發光的顯示終端,調節背光源的發光強度就可以獲得亮度明顯增加不影響細節層次感豐富的圖象,如戶外顯示終端的背光源的功率就相當大可達數千瓦，有的還采用了雙光源，這種顯示系統在軍隊、公安、交通單位被廣泛使用，美國的科來麗是生產這種系統的典型代表，占有歐美市場的三成。在商用、民用市場，一般采用變光源功率來實現亮度，如表1中的LCD NEC LCD4000的背光源的亮度可以多級調節，而投影系統中常見的也是改變燈泡功率，就是平常所見的標準模式或低功率模式。

  為了證實這種說法，我們選用了四川瑞誠科技代理的富可視C110和該公司自行設計生產的魅影E6TV投影機，兩款機型均有變功率模式，輸入白場信號，將對比度調到中間值，然后調節菜單的亮度，同時監測屏幕的照度并未發現在變化，而選擇燈泡的高低功率模式，屏幕的照度卻有50%的提升，能明顯感覺圖象變亮，對比細節層次也未變化，調節菜單的亮度選項也能感覺圖象變亮，但細節變差，暗部的層次消失為一遍灰白。由此可見平常我們進行的亮度，所以目前真正實現亮度調節功能在被動發光顯示終端能實現,主動發光顯示終端嚴格地講,不能實現亮度的調節,只能調節全場對比度,但約定俗成仍稱為亮度調節。

  上面提到的對比度的測量方法是一種極端的情況,與實際的使用有一些差別,在一幅圖象中既出現白飽和測試信號的電平信號又出現黑電平測試信號，是不多的。有人又提出了4×4或9×9黑白棋盤格測試圖,分別測量黑白棋盤格的白和黑的亮度值，計算其平均值比值為顯示對比度。因為各種顯示器件的結構不同而出現很大的變化，傳統的CRT降低了約80倍，DLP也減低了4倍多，而肉眼的感覺并沒有多大的差異，通過對人眼視覺感知特性的研究，提出了一種對應人眼視覺特性的對比度測量方法，稱為圖象對比度。

  給顯示器送入一個給定的電平信號，在該電平信號的作用下會有一個一定亮度或光強的可見光，即灰度，不同的電平信號幅值就會有不同的亮度值，稱為灰度級。如果以電平信號的大小為橫軸，亮度的強度為縱軸，描一條連續變化的灰度級曲線。

圖一

如圖1是CRT的灰度級曲線，不是一條線性曲線而是冪函數曲線，該冪函數的指數是2.2，也就是所謂的Υ值,這條冪函數曲線就是Υ曲線，Υ值為3.0時被認為是適合人眼響應的最佳值。而LCD、 PDP、 DLP等顯示器件的固有Υ值是不同的，LCD的Υ值是變化的, PDP、 DLP的Υ值為1。我們現在使用的圖象在攝錄時已經經過Υ值處理，以適合CRT顯示(過去只有這種圖象顯示器件)，LCD、 PDP、 DLP等顯示器件要正確地顯示這種圖象，在信號電路上要經過Υ值校正。實際上為了能將圖象更加完美地顯示,在專業的CRT顯示器上有多段Υ值校正,現在的民用產品也有Υ值校正,如動態、柔和等設定也是這個含義, Υ值校正就是調整的圖象對比度，是真正意義的對比度調整，調整的結果就是改變了灰度等級，以響應人眼的視覺函數。在圖1中來看就是改變了某一段曲線的斜率。