色彩、形态的变革 显示技术的进化之路
2021-01-21
在《微型计算机》创刊的这40年里,显示器也不断地发生变化。从CRT时代到LCD时代,再到曲面大屏、“带鱼屏”……形态的蜕变只为让我们“更好看”。现在,我们正享受着高刷新率、高分辨率、高色域覆盖面积的显示器带给我们的视觉快感。在这40年里,《微型计算机》见证了显示器的一次又一次的蜕变,并且在2017年MC改版20周年时回顾过显示器的变迁。接下来,我们将回忆从2018年到2021年显示器的进化之路……
用了就回不去的HDR、4K@144Hz定义新高度
近年来,显示技术在不断推陈出新,其中HDR是最受欢迎的功能之一。HDR虽然算不上是新技术,但是它在显示器上真正得以广泛应用,2018年可以算是元年。其实早在2018年之前,HDR技术就应用在了部分高端电视机上,正是由于HDR在电视端带来了视觉提升,所以自然开始延伸到手机和显示器设备上。HDR可以让画面暗部更加深邃但不会丢失细节,亮部更加明亮但依然真实,同时增强了画面对比度和色域范围。
显示器上不只是应用了HDR技术那么简单,它还有一套行业标准,比如HDR10、HDR400/500/600/1000/1400。不论是从技术标准还是认证规范方面,HDR显示器都开始向成熟和规范化方向发展。
2017年,很多电竞显示器为了提升体验,推出了基于240Hz刷新率的电竞显示器。不过单纯地提高显示器刷新率带来的体验很有限,用户需要高刷新率的同时还要高分辨率。于是在2018年,高端玩家所期待的4K@144Hz显示器终于来到,Predator X27是首款推出并上市的4K@144Hz电竞显示器。
大曲率应用于小屏、“带鱼屏”迎来新比例
2017年出现了首款曲面显示器,当时曲面显示器的曲率为4000R,很显然这一曲率在27英寸及以下的小尺寸产品中所提升的视觉体验很有限。虽然后来又陆续推出了1800R和1500R曲率的产品,但是带给用户的沉浸式体验依然不明显。终于在2019年,采用1200R曲率的产品开始出现,相比1500R来说,1200R曲率的弯曲弧度更大,更适合小屏,所带来的视觉体验也更加明显。
2019年上市过很多超过40英寸的超大尺寸“带鱼屏”显示器,更宽广的成像面积和曲面屏的加持,可获得出色的游戏表现。另外,还需要有高分辨率的支持。在此之前虽然有32:9分辨率的“带鱼屏”,但是分辨率相对来说较低,于是32:9的“同胞兄弟”32:10开始被广泛应用。特别是32:10的比例配合49英寸的大小,让创作者们可以发挥出更大的想象。同时,在游戏中也能得到更精细的画质体验。
DSC解决4K@144Hz“线制”、Nano IPS/Fast IPS在电竞显示器中全面开花、360Hz触摸刷新率天花板
时间来到2020年,如果说4K@144Hz显示器解决了从无到有的问题,那么DSC则解决了从有到优的问题。早期要想以4K@144Hz运行就必须同时使用两根DisplayPort连接线,因为显示器想要输出超过120Hz的4K分辨率信号是—项艰巨的任务,DisplayPort 1.4也无法达到这样高的带宽。要在,144Hz刷新率下达到4K分辨率,就需要做出妥协,比如使用两根DP连接线,而DSG(Display Stream Compression)技术就是为解决这一问题而诞生的。DSC通过压缩显示流数据,既最大化地保存了图像色彩信息,也在无形中增加了单位空间内的信息容量,大幅节省了数据带宽,提高了视频传输效率,这项技术使得144Hz的4K分辨率无须色度子采样,只需要一根DisplayPort线便可以输出原始的4K@144Hz信号。
我们知道,以前电竞显示器几乎都清一色地采用了TN面板,虽然TN面板的响应速度快,但是可视角度和色彩表现差,一直被众多玩家诟病。后来,面板厂商在现有IPS面板上通过技术革新,让IPS面板也能拥有与传统TN面板相同的响应速度,同时显示效果也优于传统的IPS面板,它们就是目前被电竞显示器所广泛使用的Nano IPS和Fast IPS。
Nano IPS是LG Display前几年推出的一种面板,通过不断改进,直到近两年才被各大显示器厂商广泛使用。它通过在背光的LED中加了一层新型纳米颗粒,能让背光中的蓝光相比普通W-LED更低,甚至仅次于已经淘汰的CCFL背光和价格高昂的RGB LED背光。而蓝光的减少对人眼是有一定好处的,比如能缓解长时间用眼疲劳现象。此外,Nano IPS还提升了色彩表现。采用Nano IPS面板的显示器色域通常能达到98%左右的DCI-P3色域覆盖面积。最重要的是,之所以很多电竞显示器会选择Nano IPS面板,是因为该面板的原生响应速度快,能达到1ms。
除了Nano IPS外,另外一种Fast IPS可以看作是它的竞品,其在特性上与Nano IPS可以说是不相上下。Fast IPS来自另外一个知名面板厂商——友达光电(AUO),Fast IPS的液晶分子排列、电极排布与普通IPS整体来说都比较相似,通过降低液晶层厚度与优化电压等方式来实现更快的响应时间。通常Fast IPS液晶分子偏转速度差不多是普通IPS的4倍左右,这也是为什么称之为Fast IPS的原因。Fast IPS面板官方标称GTG灰阶响应时间可以达到真正的1ms,这和以往的TN面板以及Nano IPS相同。而在色彩方面,由于同样是基于IPS面板,所以Fast IPS在色彩方面表现与Nano IPS相仿。
2020年,NVIDIA发布的GeForce RTX 30系和AMD发布的RX 6000系显卡性能得到大幅提升,游戏的帧率也能因此得到提高。众多显示器厂商在提升刷新率上一直是乐此不疲,所以,包括Acer、Alienware在内的多家厂商就推出了360Hz高刷新率电竞显示器。同时,这些厂商还联合了NVIDIA,采用高性能超低动态模糊(ULMB)技术,能非常清晰地显示运动画面,并支持NVIDIAReflex延迟分析器(一种系统延迟测量方法)。
另外,这些厂商推出的360Hz刷新率电竞显示器,采用的是由NVIDIA与友达光电合作开发的新一代IPS面板,该面板支持双驱动,即使在360Hz刷新率下,这种新型IPS面板也能在整个面板中保持快速、一致的响应时间和色彩表现。
背光的升级:Mini LED、量子点“大展身手”
当显示器形态开始发生转变后,为了寻求突破,厂商开始在显示器的背光上进行创新。其中,在2021年我们看到了两项具有创新意义的技术——Mini LED、量子点背光。今年,包括三星、联想、AOC等在内的厂商都推出了Mini LED背光的显示器。相比传统的LED背光来说,Mini LED的背光灯体积相对更小,所以它能在背光模组中安装更多的LED芯片,从而实现更加精准化的动态背光调节,并且能够有效提高显示设备的亮度和对比度,可让黑色画面更深邃,亮部画面更明亮。此外,Mini LED还能抑制传统大LED背光模组动态背光在屏幕亮暗区域之间造成的眩光现象。Mini LED的色彩也很出色,能够覆盖100%的BT.2020超广色域,色彩的鲜艳度媲美OLED。Mini LED的体积更小,有利于制造更轻薄的大尺寸显示设备。
除了Mini LED本身外,厂商在提升显示器色彩表现上也—直在努力。如果说直接采用Mini LED背光是—种高成本方案,那么量子点背光就是一种更平民化的色彩提升方案。与普通的LCD显示器不同的是,量子点显示器它在蓝色LED背光灯上覆盖了一层量子点,从而可以提升显示器的色彩饱和度。在主流色域标准下,采用了量子点背光的显示器能轻松达到90%以上。
写在最后:“睛彩”的40年
纵观显示器产业的发展,《微型计算机》陪伴大家见证了CRT时代的辉煌与衰敗、LCD时代的崛起、显示器形态的变革、背光技术的升级换代……而这些变化都离不开上游厂商的创新和终端厂商的推动。创新与发展总是结伴而来,我们相信在未来40年里,显示器将带来更多的惊喜,一同期待吧!