| 徹底搞清分辨率和電視清晰度 | |
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| 雖然我們在很多雜志和文章上都看到有關(guān)“分辨率”的介紹，但不是不同的人總是有不同的說(shuō)法，看了比不看更糊涂。家電推銷(xiāo)員們常把一大堆的數據推到我們面前：達到“600-800”線(xiàn)的電視機、480P、720P、1080I、VGA、SVGA、XGA等等，別說(shuō)是普通消費者，我看連“專(zhuān)家”也會(huì )被蒙。所以我希望下面的解釋可以讓讀者清楚這些數據，即使一時(shí)記不住，也可以知道基本的概念，下次再有學(xué)無(wú)術(shù)的推銷(xiāo)員跟您亂講時(shí)便可拿本文所講給他上上課。 1、像素組成圖像 圖像是由連續快速出現的靜止圖像組成，當我們講圖像的分辨率的時(shí)候是指組成圖像的像素。想一想繪圖用的文格紙，當你在每格中填充相應的顏色，你就得到一幅圖像?？纯磮D1a中的眼睛（藍色圓圈內），當我們放大這一部分后，我們就看到了組成這幅圖的像素（圖1b）。像素點(diǎn)組成行，行組成一幅圖像，很多幅圖像連續起來(lái)就組成活動(dòng)的圖像。（見(jiàn)圖1）  由于“垂直清晰度”這個(gè)名詞更容易理解，我們就從簡(jiǎn)單的入手。“垂直清晰度”就是一幅圖像從上到下由多少像素組成。由于每一根水平掃描線(xiàn)形成一個(gè)垂直方向的像素，因此我們也可以講，“垂直清晰度”就是一幅圖像由多少條“水平掃描線(xiàn)組成”（見(jiàn)圖2）。一幅圖像有多少條水平掃描線(xiàn)是由信號格式?jīng)Q定的，因此只要信號格式確定了，垂直清晰度就確定了。對于PAL制來(lái)說(shuō)，不管你看的是電視節目、錄像機、VCD、LD還是DVD，你最后看到的垂直分辨率者是625。進(jìn)一步講，我們看到的一幅畫(huà)面并不是由所有的625行組成。實(shí)際上，在場(chǎng)消隱期間，還有49行用于傳輸其它信息，比如閉合字幕、圖文、測試信號等，同時(shí)當電子束從最底部回到最上部來(lái)開(kāi)始掃描下一幅圖像還需要一些時(shí)間。去掉這些我們“看不到”的行數，我們看到的一幅畫(huà)面實(shí)際上最多由576行組成。這也是PAL制的最高垂直分辨率。更進(jìn)一步，由于顯像的原因和人的視覺(jué)特性，這576行只是理論上的分辨率而已。實(shí)際你“看到”的圖像的垂直分辨率還必須乘以一個(gè)小于1的修正系數，這個(gè)系數稱(chēng)為Kell系數。對于隔行掃描，Kell系數0.7，因此對于PAL制來(lái)說(shuō)，最后顯示出來(lái)的圖像的垂直清晰度是400線(xiàn)左右。實(shí)際觀(guān)看測試圖的時(shí)候，由于不考慮Kell系數，觀(guān)察得到的垂直清晰度通?？梢赃_到450線(xiàn)左右。圖3就是標準的清晰度測試圖，，既可以測試垂直清晰度也可以測試水平清晰度。（見(jiàn)圖2、3）   正如我們前面講到的，垂直清晰度完全由信號格式?jīng)Q定，這非常易懂。而水平清晰度卻是最容易令人混淆的概念，其中最大的問(wèn)題就是因為水平清晰度有多種表達方式。我也認識一些IT業(yè)人士，他們對電腦分辨率了如指掌，卻不知道在家庭影院里應該如何使用“分辨率”這個(gè)名詞。這就是由于多種表達方式可以由很多種數據來(lái)表達，在不同的場(chǎng)合，相同的數據可能就表示完全不同的性能。 計算機領(lǐng)域 在計算機行業(yè)中經(jīng)常使用組成圖像的像素的多少來(lái)表示分辨率，即水平像素數×垂直像素數。如：VGA：640×480；SVGA：800×600；XGA：1024×768。 視頻領(lǐng)域 在視頻領(lǐng)域，我們更習慣使用“每圖像高度”的像素多少來(lái)表示水平清晰度，并稱(chēng)之為“電視線(xiàn)”。這種習慣的由來(lái)要追溯到電視機誕生的60年前。當時(shí)，由于信號的格式已經(jīng)決定了圖像的垂直清晰度，因此專(zhuān)家們的想法是用和垂直清晰相關(guān)的方式來(lái)表示水平清晰度。也就是說(shuō)，到底是水平方向更清晰度。也就是說(shuō)，到底是水平方向更清晰還是垂直方向更清晰，通過(guò)這個(gè)相對的清晰度表示就可以一目了然。圖4為水平清晰度和垂直清晰度的比較關(guān)系。由于這個(gè)原因，水平清晰度（電視線(xiàn)）被定義為：在和屏幕高度相等的水平方向上可以顯示的像素數（見(jiàn)圖5）。在這種定義下得到的清晰度就叫做“電視線(xiàn)”。所以，當仍然聽(tīng)到別人講視頻信號有多少清晰度的時(shí)候，它并不是指從圖像最左邊到最右邊有多少像素組成，而是指在和圖像高度相同的水平寬度上有多少像素。（見(jiàn)圖4、5）   4、清晰度的決定因素 圖像清晰度=信號源的圖像質(zhì)量×處理電路的處理水平×顯示方式的顯像質(zhì)量。這三個(gè)因素都同等重要地決定最終的圖像質(zhì)量，一個(gè)都不能少（如圖6）。任何一個(gè)環(huán)節差都將導致最后圖像的水平清晰度下降（如圖7）。即使有的產(chǎn)品提高了處理電路性能或顯像性能，但是如果沒(méi)有相應的信號源配合，也不能顯著(zhù)提高圖像質(zhì)量（如圖8、9）。  如果是模擬信號，要在數字顯示設備上顯示出來(lái)，我們首先要進(jìn)行模擬→數字的轉換；而如果是數字信號，要在模擬顯示設備上顯示出來(lái)，我們首先要進(jìn)行數字→模擬的轉換。 在模擬信號領(lǐng)域里，我們用帶寬來(lái)表示信號的質(zhì)量。在數字信號領(lǐng)域里，我們用組成圖像的像素數來(lái)表示圖像的質(zhì)量。PAL制信號的視頻帶寬是6MHz。經(jīng)過(guò)標準的數字采樣后，得到720×576的圖像，這兩種說(shuō)法都表示同樣質(zhì)量的圖像。就像我們形容一盤(pán)美食，漢語(yǔ)講“好吃”，英語(yǔ)講“delicious”，意思都是一樣。 6、從像素計算水平清晰度 VGA（640×480，4:3屏幕）：480電視線(xiàn)；SVGA（800×600，4:3屏幕）：600電視線(xiàn)；XGA（1024×768，4:3屏幕）：768電視線(xiàn)；720P（1280×720，16:9屏幕）：720電視線(xiàn)；1080I（1920×1080，16:9屏幕）：1080電視線(xiàn)。 7、從帶寬計算水平清晰度 清晰度H=2×T÷A×F。其中T為水平掃描正程時(shí)間，對某一電視圖像格式，它是固定的；A為顯像管的寬高比（4:3或16:9），F為電視機的信延帶寬，T和A為常數。 以PAL制來(lái)講，這度信號的最大帶寬為6MHz，行頻為15625Hz/s。如果圖像信號是最高頻率6MHz單頻，那么每行能顯示6000000/15625=384周。如果正半周為白，負半周為黑，每個(gè)行周期能顯示768條黑白線(xiàn)。每一個(gè)行周期又分為正程和逆程，只有正程對分解力有貢獻。PAL制的水平逆程為18%，所以每行正程最多能顯示的黑白線(xiàn)總數不會(huì )超過(guò)768×0.82=629.76。也就是說(shuō)，PAL制的水平分解力的極限是630條黑白線(xiàn)，換算成電視線(xiàn)的說(shuō)法就是470電視線(xiàn)左右。當然不必每次都這么復雜地計算，可以用一個(gè)經(jīng)驗算法來(lái)計算：1MHz帶寬=81電視線(xiàn)。這樣不難求出——VHS錄像機：3MHz帶寬，240線(xiàn)左右；NTSC制電視：4MHz帶寬，320線(xiàn)左右；PAL制電視：6MHz帶寬，480線(xiàn)左右；DVD：6.75MHz，540線(xiàn)左右。 8、流行數據和名詞解釋 1250線(xiàn)、31250線(xiàn)、30MHz帶寬、200萬(wàn)像素、超精細顯像管，這些就是推銷(xiāo)員“推銷(xiāo)”給你的流行數據和名詞，如果在沒(méi)有看本文之前，你可能一頭霧水?，F在有了前面的知識做鋪墊，我們就可以來(lái)揭開(kāi)這些數據名詞和面紗。同樣是“線(xiàn)”這個(gè)字，可能是講“水平掃描線(xiàn)”（垂直清晰度），也可能是講水平方向整個(gè)屏幕上一共有多少線(xiàn)，還可以是講在屏幕高度的水平寬度上有多少線(xiàn)（電視線(xiàn)）。 1250線(xiàn) 這是倍頻掃描電視機的專(zhuān)用名詞。由于倍頻掃描講場(chǎng)掃描的頻率提高了一倍，原來(lái)每幀掃描的625行，現在就成了1250行，因此稱(chēng)作1250線(xiàn)，這里的“線(xiàn)”是指水平掃描線(xiàn)。 31250線(xiàn) 這是一個(gè)唬人的數據，指的是在一秒鐘內，倍頻電視機一共掃描了31250線(xiàn)，這和每一幀掃描1250線(xiàn)是同一個(gè)意思（31250/秒=1250線(xiàn)/幀×25幀/秒）。這個(gè)說(shuō)法如果再進(jìn)一步的話(huà)，就是200萬(wàn)線(xiàn)，當然這里的200萬(wàn)線(xiàn)指的是每分鐘掃描的線(xiàn)數（31250線(xiàn)/秒×60秒/分鐘）。這里的“線(xiàn)”也指水平掃描線(xiàn)。 30MHz帶寬 按照前面我們介紹過(guò)的方法，可以計算得到30MHz帶寬就是1920×1080。需要注意的是，對于PAL制的信號源，帶寬只有6MHz，這時(shí)用30 MHz的處理帶寬顯像是一種浪費，且工不能提高圖像質(zhì)量。因為即使有了30 MHz帶寬，還必須要有30 MHz的信號源（高清電視），和能夠顯示1920×1080的顯像管，沒(méi)有這兩者的支持，30MHz只是一個(gè)唬人的數據而已。 200萬(wàn)像素 某些品牌的電視機號稱(chēng)200萬(wàn)像素處理，聲稱(chēng)可以如何如何提高圖像清晰度。這“200萬(wàn)像素”從何而來(lái)呢？這些電視機的數字處理電路部分采用了1920×1080的HDTV處理方式，因此每幅畫(huà)面就有“200萬(wàn)像素”了。 所以，30MHz帶寬和200萬(wàn)像素處理是同一個(gè)意思。只不過(guò)30MHz沿用了傳統模擬信號處理的稱(chēng)呼，而200萬(wàn)像素是“數字新貴”的流行用語(yǔ)。這兩個(gè)名詞實(shí)際上表達的是同樣的一個(gè)性能指標。 超精細顯像管 “200萬(wàn)像素”的致使傷在顯像管不是“200萬(wàn)像素”的，所以最后的圖像清晰度由于顯像管而大打折扣，和普通的處理方式相差無(wú)幾。那如果“200萬(wàn)象素”處理+“超精細顯像管”呢？這距離更美好的圖像又近了一步，但是還沒(méi)有達到。因為三要素之中只有最后兩個(gè)要素解決了。還必須要第一個(gè)要素——信號源的支持。在沒(méi)有高清晰的信號源支持的情況下，“200萬(wàn)像素”+超精細顯像管和最普通的電視機并沒(méi)有本質(zhì)區別。所以，什么時(shí)候有了和高清處理電路和高清顯像管相匹配的高清電視節目之后再買(mǎi)“高清電視”也不遲。否則，高價(jià)格換來(lái)的“高級”電視機其實(shí)只是擺設而已，就如你在高清電視機上看VCD節目，看到的圖像質(zhì)量還是VCD級別的，并不是高清的。 |
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