电视技术发展的几大趋势

吴腾奇

科技发展永无止境，同样，电视的发展理论也无终极。虽然在过去的百年中，电视已经历了从机械电视到电子电视、从黑白电视到彩色电视、从模拟电视到数字电视等几个阶段，但它依然在继续向前发展，正朝着视听享受逼真化、功能应用多元化、连接操作便捷化等多个方向发展。下面介绍的是电视技术近期发展的几个趋势，相信不久都会逐渐普及而家喻户晓。

3D 电视

3D 是“三维”的缩写，三维电影也就是通常所说的立体电影。上世纪60年代初，立体电影《魔术师奇遇》带给国人视感的新奇体验让当年的观众流连忘返，至今记忆犹新，但不足的是需要佩戴会使眼睛疲劳甚至会引起头痛的特制眼镜。随着显示技术的发展，摆脱眼镜的束缚，通过裸眼自由自在地观看3D 视频节目的新概念接连出现，并不断被全球工程师们尝试。这一领域已引起广泛关注，并成为技术发展最为迅速的热点之一。

3D 技术诞生已50 多年，但用于电视成为产品，并力求舍弃眼镜观看是全球电视业者梦寐以求的理想。50多年来，吸引了世界不少著名公司加盟研发行列，积极探索性价比较高、可行性较大的技术方案。其中，英国Reality Vision 公司提出了HAD(Holographic Autostereoscopic Display) 全息自动立体显示技术概念。该技术的重要一点是将LCD 显示系统里的背光源改成了HOE （Holographic Optical Element）全息光学单元，将整个显示系统分割成对应两只眼睛的两个相互平行的子单元，从而为显示影像产生立体效果奠定了基础。新西兰的DVI(Deep Video Imaging) 公司开发的是MLD(Multi-Layer Display)多层显示技术。该技术通过多层LCD 的前后排列，分别显示前景与后景，利用前后景的明暗反差与产生的深度感以及结合景物的相对关系来形成立体影像效果。2003年，该公司展出了由其合作伙伴LG/Philips 公司加工的15 英寸3D 样机。随后在2009年的CES 上，三星、索尼、松下、三菱和LG 几大世界著名公司都展出了他们最新样式的3D 电视机。飞利浦则在其荷兰的公司展示了清晰度据称比传统高清电视还要高4 倍的56英寸3D 高清显示屏。

而今，全球影院为顺应3D 电影的放映，正在逐步更新设备。据悉，未来两年，全球将有40 余部3D 影片逐一发行，其中包括詹姆斯·卡梅隆导演的3D 科幻大片《化身》、梦工厂的《玩具总动员3》和《怪物大战外星人》。由于3D 电影有很好的票房收入，所以，电影公司希望这些电影能尽早进入家庭市场。好莱坞更是推崇备至，竭尽全力推动3D 电视技术的发展，并力图建立主流标准。其技术组织之一的SMPTE积极组织有关人员探讨制定一个管控3D 电视内容的标准；由三星、索尼、飞利浦和迪士尼等30 家公司组成的3D@Home Consortium 则将目标锁定在3D 电视需求的草拟上；南加州大学娱乐技术中心的3D 工作组的工作重点是涉及3D 内容进入家庭的核心问题；成员包括法国电信、飞利浦、汤姆逊和BBC 的3-D4YOU 项目组旨在制定3D电视的记录、编码和格式等规范；BDA蓝光盘协会也悄悄在进行3D 电视的研究。而蓝光盘也许是3D 电视进入家庭的第一种载体。

尽管应用于电视的3D 技术尚未完善，尚有文件格式、压缩方法、显示技术和专利壁垒等问题，但我们有理由相信，3D 电视进入家庭是迟早的事，是电视发展较明朗的趋势之一。一旦不戴眼镜观看的3D 电视迅速进入千家万户，达到一定程度的普及，那么，届时继电视发展从黑白到彩色、从模拟到数字、从标清到高清之后的又一跨步理应属于2D 平面显示向3D 立体显示的转变。

无线传输

随着家庭电子设备的增多，彼此间纵横交错的连线也相应增多，给用户的安装与连接也带来了不便，此时，作为信号传输方式之一的无线传输的作用就显得更为突出。除普遍使用的IrDA红 外、IEEE802.11、 蓝 牙、HomeRF、IEEE802.16 等标准外，还有一种问世不久用于家庭的无线传输标准——WirelessHD。它是由松下、三星、索尼、东芝、Intel、LG、NEC 和SiBEAM 等著名公司着力推进的一项无线高清传输技术，可以提供高达5Gbps 的高带宽和非常低的传输延迟。WirelessHD 主要用于区域网内音视频电子设备间的无线连接，提供最高1080p 图像格式非压缩AV 流信号的高质量传输，最大传输距离达10 米。它的推出使得高速音频和视频数据流在电视机、DVD 影碟机、游戏机及其他便捷式设备间以无线方式高速传输成为可能，并能确保高质量源信号在传输过程中不受干扰。以前的无线传输，其信道载频通常采用2.4GHz 和5GHz，但传输速率不足以传输高清内容，而WirelessHD 技术采用了60GHz信道载频来发射所有的高清晰信息。采用60GHz 信道载频，一是能确保更理想的画面保真度；二是可以确保高清画面传输的流畅。现今，显示屏呈现超薄化、源信号呈现多样化的趋势越来越明朗，这将促使电视机分成两部分：一部分是薄型显示器，另一部分是内置调谐接收器、输入输出端口以及视屏处理器的机外AV 小盒。在这种情况下，WirelessHD 的无线连接就能充分发挥作用了。目前，索尼、三星、松下和LG等著名公司都在使用兼容性很强的WirelessHD 技术，越来越多的厂商在他们开发的LCD 液晶电视机中提供WirelessHD 无线连接方案。采用这一标准，用户可以非常方便地将机顶盒、游戏机、影碟机或其他AV 设备上的高清视音频信号通过无线方式传输给电视机。随着时间的推移，WirelessHD 技术的发展趋势将向数字录像机、高清影碟机、MP3 播放机、数码相机以及笔记本电脑等方面拓展。

超薄型外观

近年来，全球不少彩电厂商纷纷推出超薄型电视机，2012年下半年起平板电视机超薄化进一步加速。在等离子电视机的厚度达到1 英寸 （约25mm）、OLED 电视机的厚度最薄达到3mm 时，LCD 液晶电视机生产厂商也开始在千方百计地缩小机内空间，其中，背光源采用LED 替代荧光管就是一例。从亮相的超薄液晶电视机产品来看，基本上可分为两类：一类是技术成熟、成本可控的已上市（或即将上市）产品；另一类是仅代表进一步的研发方向，着眼未来的概念平板电视机。尽管这类平板电视机的机身更为纤薄，然而目前技术尚未成熟，工艺、材料制作成本较高。不管是已上市产品，还是概念性产品，现实电视机的薄型化均有“分体式”与“一体式”两种方式。前者将屏幕与调谐、处理、连接等单元分离，通过无线方式与拥有“调谐器、处理器、AV 输入输出端口以及网络应用”等功能的机外小盒相接。这类薄型机的代表是日立推出的厚度为35mm 的Wooo 系列超薄液晶电视机和东芝“Cell TV”电视机（2009年秋季上市）；后者则将瘦身后的电路板、电源和解调器集成一体。这类薄型机的代表是康佳推出的厚度为35mm 的超薄i-sport68 系列电视机。在概念平板电视机中，分体式机型的代表是索尼在2008年日本高新技术博览会上展出的型号为KDL-40ZX1、厚度为9.9mm 的40 英寸液晶电视机；一体式机型的代表是三星在韩国KES2008 展会上发布的厚度为9.8mm 的52 英寸液晶电视机。2008年北京奥运会前后，许多电视品牌都推出了超薄型产品：如海信推出了厚度为55mm 的42 英寸超薄LED 电视机；JVC 在CEDIA Expo 展会推出了型号分别为LT-42SL89 (46 英寸)、边缘厚度仅为38mm 的Procision旗舰级超薄高清液晶电视机。相对来讲，“一体化”超薄设计的技术难度要比“分体式”高上很多，它至少要攻克“薄机身音腔环绕、散热以及结构、电路、元器件的优化设计和优选”等三个技术难题。在康佳35mm 的超薄isport68 系列电视机中，该三大技术难题均获得了成功解决，创造性地实现了电路板、电源与整机的一体化，突破了平板行业的工业设计瓶颈。另外，将要被挤压出局的CRT 电视机也因适时推出仿平板化超薄彩管的巨大成功，摆脱了一段时期内处于竞争的劣势，搭上时尚化的快车而出现了销售呈上升趋势的复苏。

网络应用

电视机的电脑化、网络化已从概念开始过渡到我们的实际生活，电视机与电脑/网络的结合将使电视机发挥出更大的作用，除收看电视台播放的电视节目和显示影碟视频内容外，还能欣赏存储于电脑或来自互联网的视音频节目。电视机的电脑/网络功能被越来越多的彩电厂商重视，并积极开发相关产品。新推出的LCD 和PDP 平板电视机中已有不少机型内置有线/无线互联网连接单元，几乎绝大多数彩电生产厂商新近都将互联网内容享用的服务接受作为电视机设计的重点之一，有的机型则兼容IPTV 网络电视的内容。这些迹象表明，电视机功能的拓展将给消费者带来越来越多的视频内容享受，扩大了用户的选择余地。电视机与电脑/网络的嫁接将使人们的生活变得更加丰富多彩。与网络结盟的典型例子之一就是在电视机屏幕上插入网站的专用界面，用户通过遥控器对信息小窗口内选项的控制，在家里就能轻而易举了解天气、新闻，分享照片及对比商店物价等，十分方便。网络电视机的主要优点是用户可以很方便地获取互联网或家用服务器上的影片、音乐和图像流信息，无需增添机顶盒或采用游戏机作中转。随着相关技术的进一步成熟，支持的方式、内容将会增多。目前，有些机型可以访问YouTube 网站提供的免费内容；有些则可 接 受Netflix、Amazon HD-On-Demand 等网站提供的付费影片下载服务；有的机型还可兼容DLNA (Digital Living Network Alliance)标准，为电视机用户获取符合DLNA 标准的服务器上的视音频节目提供了便利。电视机成为名副其实的家庭多媒体中心也是电视发展的一大趋势。

绿色环保

绿色环保一直是世界各国十分重视的一项全球性工作。进入21 世纪，节能减排已迅速波及社会的方方面面，其中，包括电视机在内的电子产品在这方面有潜力可挖。众所周知，电视机遥控器的出现使得正常开/关电视机的人越来越少，使用待机状态的用户明显增多，无形中形成了大量能源的浪费。这一点已引起世界各国电视机开发商的高度重视。其一，设计时想方设法最大限度地降低待机功率。新推出的绿色环保电视机的待机功率不少已低于1W，采用“节能开关技术”的电视机，其待机功耗只有0.12W，而关机连接电源插头时的功耗仅0.06W。其二，寻找低耗能的新型背光源。经过反复试验，开发商一致认为原LCD 电视机内采用的主流CCFL 冷阴极荧光灯背光源由LED 替代，或改用最近由索尼公司发明的一种新型热阴极荧光灯HCFL。相比冷阴极荧光灯，其耗能低效果明显，消耗功率约降低40%左右。其三，电视机中加设人体传感器。当观者离开电视，电视机感知不到人的动作时，人体传感器将指令执行单元自动关闭画面并转至待机状态，有人收看时再次打开开关显示影像。其四，在设定时间内无需任何操作即可传至待机状态。其五，配备随周围光线强弱来改变电视机亮度的照度传感器。除上述节能措施外，彩电厂商还通过积极开发新的成像技术来降低能耗，提高能效，其中，以电流击撞有机薄膜分子发光的OLED 就是一项有效的成像技术。相对于LCD，OLED 不需要背光源，因此，能耗显著降低。

新背光源

传统的LCD 液晶电视机通常采用CCFL 冷阴极荧光灯作为背光源。然而，这种背光源却使液晶显示器显现“颜色不够丰富，色彩还原度差以及动态场景易产生画面跳动”等弊端。在这种情况下，一种新型的绿色环保背光源——LED 应运而生。作为液晶电视产品CCFL 背光源的替换，LED 背光源由于凸现了“优良的对比度与光亮特性、丰富的色彩与宽阔的色域（NTSC标准的105%）、10 万小时的使用寿命、出色的屏幕亮度均匀性、红绿蓝三色独立发光带来的色彩特性的精确控制、无任何射线与水银之类的有毒物质、拥有良好抗震性的稳定内部结构”等优势，使之越来越受到彩电厂商的青睐。目前，有两种不同的LED 背光类型，一种是直下式（Direct Type），一种是侧光式（Edge Type）。相比之下，直下式背光较为流行。该类型将LED 置于屏幕后，需要时可以部分关掉，这样的处理能改善对比度特性。而侧光式相对直下式而言，背光源所用的LED 管数量大大减少，在整体设计上可以更轻薄。但因侧光式在部分区域难以作明暗调节，因而导致画面的对比度和色饱和度特性变差。为了能使LCD 液晶电视机在灰度特性上也能趋近PDP等离子电视机，LCD 液晶电视机生产厂商近来纷纷采用了新型LED 背光源中能使局部区域变暗的背光开关控制功能，该功能能对每一帧图像进行预处理，对需要光亮照明的局部图像（如白天天空）提供更多的光，对需要较暗照明的局部图像（如烛光酒窖）提供更少的光。也就是说能够在黑色画面的地方完全将那个区域的背光关掉，达到基本全黑的效果。作为LCD 液晶电视机的又一可选背光源，毫无疑问，LED 背光源技术的巨大优势将使其最终成为下一代液晶电视的核心技术之一，呈顺应“全球市场越来越追求绿色环保，需要电视机产品最大程度地实现节能和无污染”的发展趋势。

倍频帧率

运动图像模糊是LCD 液晶电视机的问题之一。为解决这一问题，许多厂商采用了将帧率提高的做法，将已用多年的60Hz 帧率提高到了120Hz。120Hz 插帧倍频技术采用的是在传统的两帧图像之间加插一帧运动补偿帧的方法，这样的处理能使运动画面因响应时间低于4 毫秒而更加清晰流畅。JVC 是第一家推出120Hz 帧率显示屏的厂商。其它厂商提供的120Hz刷新帧率技术的还有：康佳的双稳双120Hz 核心技术、海信的120Hz 真+新技术、创维的 “屏稳”技术、TCL 的120Hz 倍频高清技术、东芝的“极光瞬影”技术以及三星的Auto Motion Plus 120Hz 技术等。与120Hz 驱动相比，JVC 的180Hz 液晶面板驱动技术因在2 幅原始帧之间加入了2 幅中间帧，因而提供了更加平滑顺畅的影像。紧接着240Hz 的技术又相继推出。相对应的同等级帧率转换技术是索尼开发推出的Motionflow 100Hz 和Motionflow 200Hz，前者是通过计算在2 帧画面中间插入一个新的过渡帧，而后者则在Motionflow 100Hz 技术增加1 帧的基础上，左右又各增加了1 帧，也就是原本的2 幅画面变成了5 幅画面，3 帧画面的插入实现了4 倍于50Hz 的信息量。该两项倍速技术的应用都能去除视觉残留，明显改善影像拖尾现象，使画面显示十分流畅平滑。相比Motionflow 100Hz 技术，Motionflow 200Hz 技 术 的应用使得观看快速移动的动作场景时，画面图像显得更清晰、更流畅。两项倍速技术不仅支持从50Hz 到200Hz（100Hz）与24Hz 到192Hz（96Hz）两种等比倍速演算，同时也支持从24Hz（100Hz）的非常比的2：3Pull Down 演算。另外，4 倍速驱动技术也支持帧率为24 帧的电影播放，并可借助7 帧新画面的插入来减弱画面抖动现象，从而使影片播放给观者的视感效果更自然。当然，上述技术并未在所有液晶电视机中使用，但至少在高档机中采用了。这一趋势表明采用倍速帧率将成为改善液晶电视机性能的有效措施之一，通过插帧倍频技术的不断升级，液晶电视机的动态表现力会越来越强。

多重控制方案

随着科技的发展，用于电子设备的控制手段与方法逐渐增多，也越来越新奇。红外遥控、触摸屏控制、声音控制、指纹控制、面容控制、手势控制、眼睛控制、意念控制等不一而足。其中，采用红外遥控器对电视等家电的操作是最为普遍的一种。采用触摸屏进行功能操作虽还未在电视机上广泛使用，但这种方法在显示器上的应用早已比比皆是。银行、医院、科技馆、手持掌上电脑与移动电话等都有触摸屏控制的显示器，指引使用者储蓄、就医、参观、使用以及帮助了解相关业务。至于声控，除电话查询服务、智能玩具、PDA、通信、工业控制、语言学习等领域早有应用涉及外，包括电视在内的家用电器也用上了。采用的是一种与电视技术相适应的声音识别器，只要将预先编排好的声控密码存入电视机的输入电路，电视机就能按用户的声音指令开关机、选台、调节音量或亮度，甚至还具有预先录入主人的声音样本，只有主人开口才能操作电视机，其他人对电视机发出的操作命令一概无效的功能。声音指令一般是通过有线或无线话筒发出，系统辨别指令的时间只需1.8 秒，电视机相应的时间仅为0.5 秒。目前，借助手势识别的新方法已出现在设备的控制上，有的彩电厂商已将这一方法运用到了电视操作上。借助应用“手势交互技术”的手势识别软件，用户可以通过简单的手势来控制电视，并可根据个人的喜好来预定符合自己习惯的控制手势。例如，触摸右耳，电视音量升高；触摸左耳，音量则降低。另外，这一软件还能在它认识的主人进入房间后自动将电视开到他们喜欢的频道。据悉，新研发的手势识别系统对形状、颜色和人手动作的反应已经达到非常精确的水平。最为让人惊叹的也许是采用意念控制手段来实现设备的功能操作。乍听简直让人难以置信，但这种似乎是科学幻想的想法已渐成事实。一种用人脑控制电视操作的设备正在开发之中，采用的是光纤测量技术。原理是通过向脑部发射少量红外线，将感应引起的大脑血液流量变化的测量结果传送至控制系统，并向连接的仪器设备发出相应指令。这种技术目前多应用于医疗仪器方面，但正努力向包括电视在内的其他领域商业化拓展。当今，虽然采用红外遥控操作电视机的做法现仍一统天下、一枝独秀，但若干年后，上述方法中的一种或两种也许会因受大众欢迎而占据电视机市场操作控制的主流地位。