【摘要】電視可能擁有很多發(fā)展方向，但前提必須是極其優(yōu)質(zhì)的畫面、極佳的觀賞效果。如果一味地追求智能化，而忽視了其本質(zhì)的功能，這不是電視。電視最本質(zhì)的功能在于為消費(fèi)者提供“視聽”的感官體驗(yàn)，脫離了這些，電視產(chǎn)品的升級(jí)和突破將失去正確的發(fā)展方向。本文運(yùn)用《電視原理》知識(shí)，就目前市場上出現(xiàn)的高清、全高清和超高清電視，從電視圖像指標(biāo)變化和發(fā)展的方向這一角度，進(jìn)行分析和論述，以提高業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。
【關(guān)鍵詞】CES-2013 視網(wǎng)膜屏幕 SDTV HDTV Full HD UHDTV
一.序 論
在經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)電視、智能電視、云電視等發(fā)展熱潮后，全球各大彩電企業(yè)終于達(dá)成共識(shí)，不論是3D，還是智能，其實(shí)最終都繞不過圖像的質(zhì)量。不管打什么旗幟，最核心的圖像質(zhì)量永遠(yuǎn)無法忽視。雖然，目前超高清的4K電視在應(yīng)用上還存在挑戰(zhàn)，但在2013-CES（2013年國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展）上，4K電視可講是轟轟烈烈、大出風(fēng)頭。全球沒有哪個(gè)廠商愿意停下腳步，因?yàn)檎l更貼近這個(gè)趨勢(shì)，誰就將占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。
的確，在智能電視風(fēng)行的今天，人們始終沒有停止對(duì)電視圖像質(zhì)量的追求。從模擬到數(shù)字，從標(biāo)清到高清，從高清到全高清、再到超高清，人們期待著電視圖像也能像蘋果iphone 4手機(jī)一樣，擁有視網(wǎng)膜屏幕的顯示技術(shù)……
二.數(shù)字圖像的相關(guān)概念
1.Ppi
Ppi是數(shù)字圖像分辨率的單位，是英文Pixels per inch的縮寫，其意是“每英寸所擁有的Pixel（像素）數(shù)”。因此要提高Ppi，一是縮少屏幕的尺寸；二是提高屏幕的分辨率。
一個(gè)分辨率為960×640的屏幕，其Ppi的計(jì)算，可由勾股定理算出對(duì)角線的像素?cái)?shù)，再除以3.5得出。
2.Dpi
Dpi是打印或沖印設(shè)備輸出分辨率的單位，是英文Dots per inch的縮寫，其意是“每英寸所擁有的Dots（點(diǎn)）數(shù)”。
Dpi與Ppi意義一樣，只是叫法不同，PC（個(gè)人電腦）市場營銷人員就喜歡用Dots來表示Pixel。
3.Pixel（像素）
Pixel是由 Picture（圖像）和 Element（元素）兩個(gè)單詞的字母組成，故稱為“圖素”或“像素”，是用來計(jì)算數(shù)字圖像的一種單位”。
像素又分為有效像素和CCD像素兩種，目前常講的像素是指有效像素，即“基本原色素及其灰度的基本編碼”。
像素最初是指CCD/CMOS上光電感應(yīng)元件的數(shù)量，一個(gè)感光元件經(jīng)過感光、光/電和A/D轉(zhuǎn)換等步驟后，在輸出的圖像或照片上就形成一個(gè)點(diǎn)，若把它放大數(shù)倍，會(huì)發(fā)現(xiàn)它在屏幕上的顯示，是一個(gè)染色的點(diǎn)，它是構(gòu)成圖像或照片的最小單位。
數(shù)字電視的圖像也是如此，一幅圖像通常包含成千上萬個(gè)像素，每個(gè)像素都有自己的顏色信息，它們緊密組合在一起。由于人眼的錯(cuò)覺，被當(dāng)成了一幅完整的圖像。圖像內(nèi)的像素越多，擁有染色的點(diǎn)也就越豐富，就越能表達(dá)顏色及細(xì)節(jié)的真實(shí)感，也就越接近原始圖像。
像素有多種表示方法，如：點(diǎn)、字節(jié)、比特、采樣點(diǎn)、畫素、斑、超集、三合點(diǎn)、條紋集、窗口、圖形單元等等。
像素常用分辨率（又稱解析度）來描述。
4.分辨率
分辨率是指單位長度中，所表達(dá)或擷取像素的數(shù)目。
一臺(tái)分辨率800×600的17英寸顯示器，表示在17英寸屏幕上，有800乘以600也就是48萬個(gè)像素。因此，相同分辨率的17英寸和29英寸顯示器，前者的圖像看上去細(xì)一些，后者則粗一些。
分辨率也分很多種，如：影像分辨率（又稱最大分辨率）、打印分辨率、顯示器分辨、屏幕字型分辨率，當(dāng)然還會(huì)有其他輸出設(shè)備的分辨率。由于種類繁多，在此不詳細(xì)說明，感興趣者可以網(wǎng)上查閱。
5.分辨率和像素的關(guān)系
分辨率是圖像的密度；像素是圖像的單位，并組成了圖像的分辨率。
像素和分辨率成正比關(guān)系，像素越多，分辨率也就越高；分辨率越高，像素也就越多。
6.視網(wǎng)膜（Retina）與視覺
人眼視網(wǎng)膜上面有許多感光細(xì)胞，當(dāng)受到光的刺激后，由視覺神經(jīng)傳到大腦即形成了視覺。
人的視覺水平是有限的，正常人能分辨出的最大分辨率是300 Dpi，超過這個(gè)分辨率，人也看不出差別，也就是說300 Dpi和600 Dpi在人眼看來是一樣的。這也是目前沖印設(shè)備最大設(shè)計(jì)輸出分辨率為300 Dpi的原因所在。一般來說，當(dāng)達(dá)到200 Dpi時(shí)，就能讓大家滿意了，當(dāng)然每個(gè)人的視覺水平及分辨率也不一樣。
7.視網(wǎng)膜屏幕
視網(wǎng)膜屏幕是蘋果公司近年來在部分移動(dòng)產(chǎn)品中應(yīng)用的一種顯示技術(shù)。
在2010年6月8日的iPhone 4發(fā)布會(huì)上，喬布斯首次提出了“視網(wǎng)膜屏幕”概念：當(dāng)屏幕距離你10～12英寸（約25～30cm）時(shí)，屏幕的分辨率只要達(dá)到300 Ppi以上，你的視網(wǎng)膜就無法分辨出像素點(diǎn)了，超過300 Ppi的屏幕都可稱為“視網(wǎng)膜屏幕”。
隨后，一些專家、學(xué)者，從人眼的視力水平、觀看距離，以及iPhone 4屏幕等方面，進(jìn)行了驗(yàn)證和分析，其結(jié)論是：
（1）iPhone 4屏幕的像素達(dá)到326 Ppi，是常用PC分辨率72 Ppi的4倍多。
（2）蘋果公司是以一個(gè)“1.0”視力的“標(biāo)準(zhǔn)人”，作為iPhone 4的使用者，得出300 Ppi“視網(wǎng)膜屏幕”概念。當(dāng)一個(gè)人的視力為“2.0”時(shí)，其視網(wǎng)膜分辨能力的極限將會(huì)提升，遠(yuǎn)不止300 Ppi。
（3）大部分人眼的實(shí)際分辨能力應(yīng)該高達(dá)450 Ppi以上。
8.Full HD全高清超極屏幕
“視網(wǎng)膜屏幕”概念，確實(shí)影響了人們的認(rèn)知。但提供屏幕元件的生產(chǎn)廠商在技術(shù)研制上并沒有停滯不前。2013年元月開賣的國產(chǎn)OPPO Find5手機(jī)，其屏幕像素密度高達(dá)441 Ppi，分辨率達(dá)到1920×1080 Full HD級(jí)別。
Full是全部、完整的意思；HD是High Definition的簡寫，是高清的意思；Full HD即為全高清。是指分辨率高達(dá)1920×1080屏幕，包括能顯示數(shù)字電視1080i和1080p等圖像節(jié)目的電視機(jī)及顯示屏幕。
三.電視圖像的顯示模式
1.高清電視標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容
高清電視的全名為高清晰度彩色電視，英文名是High Definition Television，如今專指數(shù)字電視方式，簡寫為HDTV。
HDTV標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)模糊的概念，可分為制作標(biāo)準(zhǔn)、顯示標(biāo)準(zhǔn)和傳輸標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)；其中的傳輸標(biāo)準(zhǔn)又可再細(xì)分為無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)、有線傳輸標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)星傳輸標(biāo)準(zhǔn)三種。
ITU（國際電信聯(lián)盟）在其801報(bào)告中明確：“HDTV是一個(gè)系統(tǒng)，即一個(gè)具有正常視覺的觀眾，在距該系統(tǒng)顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質(zhì)量，應(yīng)具有觀看原始景物或表演時(shí)的質(zhì)量。HDTV圖像的水平分辨率與垂直分辨率較常規(guī)電視都提高一倍以上，視頻必須至少具備1080i或720p電視線。其顯示屏寬高比為16∶9，水平視角30度。信息量是常規(guī)電視的五倍多。圖像質(zhì)量可與35mm電影首映質(zhì)量媲美。伴音則采用多個(gè)聲道，如：采用五個(gè)聲道（左、中、右、左后、右后），具有環(huán)繞立體聲效果，并可加一個(gè)重低音聲道，每個(gè)聲道的收聽質(zhì)量與CD（激光唱片）相當(dāng)。”
國家廣電總局在《高清晰度電視節(jié)目圖像、制作及交換標(biāo)準(zhǔn)》（GY/T 155-2000）中，明確規(guī)定了我國HDTV節(jié)目的圖像、制作及交換的“圖像分辨率為1920×1080，頻率為24p、25p和50i三種。”
國家數(shù)字電視接收設(shè)備和性能標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，在《高清電視接收機(jī)的要求及規(guī)范》中，也明確：“能接收地面HDTV的射頻信號(hào)，其圖像的垂直分辨率不小于720線、圖像顯示模式為1920×1080i、寬高比為16∶9、向下兼容SDTV（標(biāo)準(zhǔn)清晰度彩色電視）等。”
國家信息產(chǎn)業(yè)部在《數(shù)字電視接收設(shè)備 —— 顯示器標(biāo)準(zhǔn)》中，也明確了“等離子和液晶電視的圖像垂直清晰度和水平清晰度必須達(dá)到720線以上才算高清電視”。
可見，國內(nèi)各主管部門所明確規(guī)定的HDTV標(biāo)準(zhǔn)的圖像顯示模式、電視線、分辨率等主要指標(biāo)與ITU基本相同。
2.HDTV圖像的顯示模式
幾乎在HDTV概念出現(xiàn)的同時(shí)，1080i、720p和1080p就像影子一樣跟著出現(xiàn)。這里的i是Interlace的簡寫，稱為隔行掃描方式，是交錯(cuò)的意思；p是Progressive的簡寫，稱為逐行掃描方式，是進(jìn)步或非交錯(cuò)的意思。這兩個(gè)名詞，源自《電視原理》的CRT（陰極射線管即顯像管）電視技術(shù)系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的CRT電視工作原理，是通過電子束在顯像管屏幕上一行行地掃描所發(fā)出的光點(diǎn)來顯示圖像的，電視信號(hào)在傳輸過程中，由于受帶寬及當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，只能傳遞隔行掃描的信號(hào)。
隔行掃描和逐行掃描的基本方式如下：
以我國模擬彩色電視制式 —— PAL（相位逐行倒相制）為例，其圖像掃描過程是把一幅625行的電視圖像分成兩場來掃，第一場稱奇數(shù)場，只掃描625行中的奇數(shù)行（即：依次掃描1、3、5 …… 行）；而第二場稱偶數(shù)場，只掃描625行中的偶數(shù)行（即：依次掃描2、4、6 …… 行）；通過兩場的掃描來完成原來一幀圖像掃描的行數(shù)，這就是隔行掃描方式。
這樣，PAL制電視中的一幅圖像625行掃描線，以及每秒50場圖像，若采用隔行掃描方式，可表示為625i或50i；若采用逐行掃描方式，就表示為625p或50p。NTSC（正交平衡調(diào)幅制）電視的一幅圖像中的525行掃描線，以及每秒60場圖像，若采用隔行掃描方式，可表示為525i或60i；采用逐行，就表示為525p或60p。
簡要地講：隔行掃描方式就像百葉窗，是不完整的圖像，是由兩次掃描來顯示一幅完整的圖像。而逐行掃描方式才是一次掃描來顯示一幅完整的圖像。
在HDTV系統(tǒng)中，同樣存在著隔行和逐行兩種掃描方式以及由其產(chǎn)生出的兩種圖像顯示模式，這就使得HDTV標(biāo)準(zhǔn)在具體的應(yīng)用中，出現(xiàn)了目前的1080i、720p和1080p。1080、720則代表圖像垂直方向所能達(dá)到的分辨率，但千萬不能認(rèn)為1080i會(huì)完全比720p好，盡管1080i可以提供更高的像素（1920×1080＝207萬），比720p的像素（1280×720＝92萬）高出不少。但從圖像畫面的穩(wěn)定度來講，720p更具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，1080p是目前HDTV中最高規(guī)格的圖像顯示模式。
3.圖像顯示模式的線與電視線
（1）線與電視線不是一回事
按照要求“HDTV圖像的垂直清晰度和水平清晰度必須達(dá)到720電視線以上”。對(duì)于圖像垂直清晰度，比較好理解，如平板式（液晶、等離子）電視，其垂直方向上有多少像素?cái)?shù)，就可認(rèn)為圖像垂直清晰度是多少線，但不能認(rèn)為是多少電視線。
《電視原理》中明確“線與電視線不是一回事”，如今在一些文獻(xiàn)以及技術(shù)刊物中，不夠明晰。垂直方向上的像素?cái)?shù)并不能代表相應(yīng)的電視線，只有在最理想的情況下才能達(dá)到。對(duì)于電視的圖像清晰度而言，垂直清晰度并不重要，可不予計(jì)較。
（2）圖像垂直清晰度的單位是線
一臺(tái)圖像分辨率為852×480的平板式電視，852為圖像水平方向上的像素?cái)?shù)，480為圖像垂直方向上的像素?cái)?shù)，我們可以認(rèn)為其圖像垂直清晰度是480線；若圖像分辨率為1024×768時(shí)，其圖像垂直清晰度就是768線。
線是垂直清晰度的單位。一般來講，垂直清晰度，都可達(dá)到HDTV的要求，而水平清晰度是很難達(dá)到要求的。
（3）圖像水平清晰度的單位是電視線
圖像水平清晰度這個(gè)概念比較復(fù)雜，電視原理中解釋為：“圖像水平方向上的像素?cái)?shù)量，并不代表水平清晰度，水平清晰度的單位是電視線”，對(duì)于HDTV中16∶9的平板式電視而言，其圖像水平清晰度的電視線數(shù)值為：
圖像水平方向上的像素?cái)?shù) ÷ 1.78
這樣，一臺(tái)圖像分辨率1366×768的平板式電視，水平清晰度為1366÷1.78＝768電視線，高于720電視線，但不能說：“圖像水平方向上有1366個(gè)像素，清晰度一定可以達(dá)到768電視線”；只能說：“水平清晰度最高不可能超過768電視線”。
對(duì)于42英寸的等離子電視而言，圖像分辨率有852×480、1024×768、1024×1024、1024×1080等幾種，852×480的圖像清晰度為852÷1.78＝479電視線，也就是說852×480的等離子電視的圖像水平清晰度，最高不可能超過479電視線；而1024×768、1024×1024、1024×1080三種等離子電視，其圖像水平清晰度最高也不可能超過576電視線。因此，42英寸的等離子電視，圖像清晰度都達(dá)不到720電視線，都不算HDTV。
而50英寸以上的等離子電視，圖像分辨率一般為1366×768，水平清晰度為1366÷1.78＝768電視線，最高可達(dá)到768電視線，符合HDTV的要求。因此，只有50英寸以上的等離子電視，才能達(dá)到HDTV標(biāo)準(zhǔn)圖像的顯示要求。
對(duì)于液晶電視而言，在圖像分辨率上要比等離子電視具有優(yōu)勢(shì)。26英寸以上的液晶電視，其圖像分辨率一般為1366×768，符合HDTV的要求。而且37、42、47英寸的液晶電視，圖像分辨率很多達(dá)到1920×1080，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出HDTV的顯示標(biāo)準(zhǔn)。
四.1080i、720p和1080p含義及應(yīng)用
1080i、720p和1080p是ITU根據(jù)HDTV圖像節(jié)目的掃描方式的不同，制定的格式標(biāo)準(zhǔn)。
由于HDTV的圖像節(jié)目都是數(shù)字信號(hào)，因此有時(shí)只要用分辨率表示就可以了。但在HDTV節(jié)目拍攝時(shí)，也要分隔行和逐行兩種掃描方式，因?yàn)樗麄兊膱鲱l（每秒鐘顯示的隔行圖像數(shù)量）或幀頻（每秒鐘顯示的逐行圖像數(shù)量）也不相同。
1.1080i
1080i分為1080i/50Hz和1080i/60Hz兩種，對(duì)于使用PAL電視制式的國家來說，應(yīng)采用1080i/50Hz格式標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?080i/50Hz的場頻同PAL模擬電視相同，對(duì)于使用NTSC（正交平衡調(diào)幅制）電視制式的國家來說，應(yīng)采用1080i/60Hz格式標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?080i/60Hz的場頻同NTSC模擬電視相同。
1080i是世界各國快速建立HDTV系統(tǒng)的最佳方案，全球應(yīng)用情況見表1所示。
1080i/50Hz和1080i/60Hz雖然在掃描線數(shù)上突破了1000線，但由于它們采用的都是隔行掃描方式，都是通過兩次掃描來完成1080線，因此，每場實(shí)際掃描線數(shù)只有一半，即1080÷2=540（線）。
這樣，每秒鐘在奇數(shù)行和偶數(shù)行交錯(cuò)提供25幅或30幅畫面，這將在顯示精細(xì)畫面尤其是顯示靜止畫面時(shí)出現(xiàn)輕微的閃爍和爬行現(xiàn)象（由于多數(shù)時(shí)候電視圖像都是動(dòng)態(tài)畫面，隔行掃描的缺點(diǎn)并不明顯）；另外更重要的原因是早期電視技術(shù)的限制，采用逐行掃描方式將大大提高電視技術(shù)難度和建設(shè)成本，以至在上世紀(jì)80年代早期的高清電視標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)中，專家學(xué)者首先提出的還是（只有）隔行掃描方式的1080i。
1080i電視圖像節(jié)目在編、播中比較煩雜，如果是50i的節(jié)目，只能在1080/50i的電視系統(tǒng)播出，如果是60i的節(jié)目，只能在1080/60i的電視系統(tǒng)播出。
2.720p
720p是PC制造商和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營商，為了能更深地滲透到數(shù)字電影領(lǐng)域，“孕育”出的，隨后被數(shù)字電視技術(shù)引用的顯示技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
720p最初是以高清電影及HDTV光盤為載體，在影碟播放機(jī)領(lǐng)域拓展地盤；近幾年進(jìn)入電視領(lǐng)域。目前全球除美國之外（世界上只有美國有一些電視臺(tái)在使用），還沒有一個(gè)國家采用720p的標(biāo)準(zhǔn)。
720p是一個(gè)統(tǒng)稱，其格式標(biāo)準(zhǔn)分60p、50p、30p、25p、24p五種幀頻，以適應(yīng)不同領(lǐng)域和系統(tǒng)平臺(tái)，分別表示為720/60p（美國ABC電視臺(tái)采用）、720/50p、720/30p、720/25p 、720/24p（FOX電視臺(tái)采用），電視掃描頻率一律為60Hz。
由于720p采用的是逐行掃描的圖像顯示模式，一幅完整畫面一次顯示完成，單次掃描線數(shù)可達(dá)720線，水平掃描達(dá)到1280點(diǎn)畫面既穩(wěn)定清晰又不閃爍。
720p雖有很多優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)很少得到廠家全面支持，國外也只有SONY公司提供720p圖像顯示模式的支持。這是因?yàn)?20p原本只應(yīng)用在PC領(lǐng)域，在電視機(jī)上的實(shí)現(xiàn)有很大的技術(shù)難度，運(yùn)作成本較高。
隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們逐漸對(duì)HDTV的靜止圖像畫面也提出了需求，導(dǎo)致了消費(fèi)電子與PC領(lǐng)域的技術(shù)融合，作為PC顯示基礎(chǔ)的逐行掃描圖像顯示模式，也被吸納到HDTV標(biāo)準(zhǔn)中來。
實(shí)際上720p是HDTV第一次使大動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)畫面和高清晰靜止畫面兩方面的顯示都達(dá)到了完美的平衡。 B&P
(未完待續(xù))