顯示器演變歷史——還記得當年的大屁股嗎

2020-12-06 遊戲窩yxwoo

還記得曾經的大屁股顯示器嗎?

1922年,Apple I用陰極射線管(CRT)組成了歷史上的第一臺顯示器。而在1946年,普遍意義上的電腦,才首次出現。

最早的顯示器採用的球面顯像管,屏幕在水平和垂直方向上都是彎曲的,這種彎曲的屏幕造成了圖像失真及反光現象,也使實際的顯示面積較小。

從1994年開始,各大公司也在不斷改進CRT顯示的技術,從平面直角顯像管到柱面顯像管,從條柵蔭罩到點柵蔭罩,索尼、LG、三星、Philips等耳熟能詳的公司都在那段時間不斷革新技術以求推出更好的CRT顯示器。

在此期間,雖然液晶顯示技術(LCD)已經問世,但由於CRT顯示技術發展更為成熟,有許多在當時液晶顯示器無法比擬的優勢。比如響應時間極短、色彩還原度高、解析度更高等。正因這些優勢,CRT顯示器也被廣泛應用於電競中。現在回過頭去看當時的CS比賽,選手們用的顯示器普遍為大部頭CRT顯示器。當時的CRT顯示器刷新率大致在85Hz-100Hz,大部分選手為了追求更流暢的遊戲體驗,都會將刷新率設置在100Hz。

也因為技術發展更為成熟,CRT顯示器的價格相比LED顯示器要低廉不少,直到21世紀頭十年,國內大部分家庭配置的個人電腦,用的也都是CRT顯示器。

雖然CRT顯示器經歷了許多年的發展,顯示質量越來越好,但其技術原理要求顯像管電子槍發出的電子束偏轉不能大於90度,這使得顯示器的厚度要與屏幕的對角線一樣長,即使有廠商開發出廣角偏轉線圈技術,使電子束的最大偏轉角度達到100度或更高一點,但仍無法解決CRT顯示器的一個根本弊病:屏幕做的越大,顯示器就越厚。

逐漸成熟的液晶顯示器

1888年,奧地利化學家弗裡德裡希·萊尼澤發現液晶及其特殊的物理特性,這類物質它不屬於常見的"氣、液、固"三相,在擁有結晶的光學性質的同時又可以像液體一樣流動。

直到1968年,美國無線電公司開發出了第一臺液晶顯示器。1973年,夏普公司首次將它運用於製作電子計算器的數字顯示。而直到1985年,基於旋轉向列場效應的液晶顯示,才替代了最早的動態散射模式液晶顯示,產生了商業價值。

夏普公司的液晶電子計算器

雖然液晶顯示器迅速發展,依靠著輕便、美觀的優勢在普通用戶群體中迅速打開市場,但由於早期技術的不成熟,當時的液晶顯示器相應時間還比較長,完全無法做到如今的5ms甚至1ms,而且刷新率也只有60hz,對普通用戶而言,這可能無關輕重,但對於專門的玩家群體,或者職業玩家而言,習慣了100hz之後猛然降到60hz,在轉動視角的時候就能明顯感受到卡頓和畫面撕裂感。

直到2009年,明基(Benq)打造了一款電競顯示器XL2410T,2ms的響應時間和120hz的刷新率,讓一些之前用著CRT的職業選手也選擇了擁抱新技術。等到了2010年代,液晶顯示器已經成為所有計算機的主要顯示設備。

更加細分的液晶市場

液晶顯示技術(Liquid Crystal Display),根據其顯示技術和面板的不同又分為TFT(薄膜電晶體)、STN(超扭轉向列)等不同的類型。

現在市場上主流的液晶顯示屏幕為三種:TN(扭曲向列型)、IPS(平面轉換型)、VA(多象限垂直配向型)三種類型。

TN屏是最早使用的LCD面板之一,就是大家記憶中用手可以按出水波紋的液晶屏。技術最成熟,成本最低,所以價格相較別的液晶屏幕更為低廉。TN屏的優勢在於其響應速度快,可以達到1ms的響應時間,但缺點也同樣明顯,輸出灰階少,原生只有6bit色彩,色域只有45%NTSC,雖然適合需要快速反應的競技遊戲例如《CS:GO》《彩虹六號》等,但用來看電影等娛樂活動時,由於色彩的缺失,影響不小。

45%ntsc和72%ntsc的對比

IPS屏在色彩顯示、可視角度等方面比TN面板好上不少,廣視角是IPS面板的原生優勢,不論哪個角度觀看都不會產生色偏,多數IPS屏幕原生視角為178°,雖然響應速度上略遜色於TN屏,但是其優良的色彩表現,在玩一些單機大作時,為了體驗電影級畫質的《荒野大鏢客2》《最終幻想15》等,一塊優良的IPS屏幕則是液晶屏中的首選。

但由於IPS屏需要更多背光燈來提高亮度,功耗偏高的局限性,控制不好就會漏光是IPS屏的通病,選用更專業的屏幕製造商才能儘量避免這類問題。

VA屏和TN屏一樣都屬於軟屏,只不過按出的是梅花紋而不是水波紋。相較於其他面板,VA屏的對比度更高,可達到3000:1的高對比度,畫面中黑色和白色都更加純淨,且不會出 IPS屏的漏光問題。雖然VA面板響應時間相對更長,但已經大幅改善,可以降低到6ms內,足夠滿足正常使用的需求。

1000:1和3000:1對比度的比較

如今,液晶顯示器的市場已經十分豐富,TN、IPS、VA三種面板,1080P、2k、4k不同解析度,帶魚屏曲面屏、G-sync、Free-sync、HDR多種技術,60hz、144hz、240hz不同頻率,價格也是涵蓋各個區間,液晶顯示器可謂是統治了桌面顯示器的絕大部分市場。

更廣闊的技術

和快速發展的液晶顯示不同,OLED(有機發光二極體)雖然早在1950年代便由法國物化學家安德烈貝納諾斯開始研發,但直到1987年,柯達公司的鄧青雲首度將其投入實用,也正是他,命名了OLED的中文名。

1990年,英國卡文迪許實驗室才解決了OLED穩定性以及使用壽命的問題。

相比於依靠背光源顯像的液晶顯示技術,OLED最大的優勢是無需背光源,通電即可發光,也就意味著,它可以做的更薄。

OLED顯示技術與液晶顯示技術的差異

同時,由於沒有背光層的存在,OLED沒有液晶顯示容易出現的漏光問題,在關閉狀態下幾乎為純黑,而不是液晶不完全閉合導致的遞減的灰色。

漏光的液晶顯示器

雖然早在2004年,OLED已廣泛應用於隨身MP3播放器,但由於早先技術發展的有機發光半導體樣品大多是單色居多,發色材料和生產技術往往還是限制了有機發光半導體發色的多樣性,所用的物料是有機分子或高分子材料又使得價格成本居高不下。

近些年OLED生產應用技術上取得了大幅突破,其超薄、可視角度更大、色彩更富、節能顯著、可柔性彎曲等優點,讓許多手機選擇了OLED屏。

OLED手機屏

電腦上的OLED

但是由於市場的不成熟,或者說液晶顯示市場的太過成熟,目前做OLED桌面顯示器的廠家幾乎沒有,在淘寶或京東搜索OLED ,幾乎都是55/65英寸的電視,價格5位數,做電腦顯示器排在前列的只有三星的一個型號——U32R590CWC,銷量也只有寥寥數筆。

三星的OLED曲面顯示屏

不過在筆記本電腦領域,不少廠家都用於嘗試新技術,把OLED屏幕帶到筆記本之上,1ms的相應時間,100%DCI-P3色域的豐富色彩,以及更加輕薄與低功耗的特點,讓OLED屏幕在手機之外找到了又一個合適領域。(你說OLED電視?1W5的電視什麼時候成主流了)

13年的時候,筆記本市場還大多採用60hz的TN屏幕,解析度多為768p,為數不多的旗艦產品才能到1080p,用過兩三年還需要使用專門的校色儀調整屏幕的色差。六年後的今天,筆記本顯示屏已經向OLED進發,1080p都是起步要求,遊戲本更是追求4k 144hz。

比如戴爾全新的G系列遊戲本,G7有多種配置可選,或是選擇4k 144hz、100%DCI-P3色域,或是選擇240hz、72%NTSC色域,不管哪種,都是OLED屏幕。

而遊戲筆記本由於高性能CPU和遊戲顯卡,功能自然低不了,散熱方面永遠是個問題,各大筆記本製造商除了組合相應的硬體,選用合適的模具,排布風道,才能避免硬體過熱,比如知名的"上船"神舟筆記本用的就是藍天模具。一些不注重散熱的筆記本,還需要玩家自己購買散熱底座或是抽風式散熱器來避免過熱問題。

戴爾G系列筆記本雖然無法避免CPU和顯卡工作時候的發熱,但是OLED屏幕的先天優勢,讓它發熱量比液晶屏小很多。此外,其配備的雙風扇四銅管以及G-key一鍵提升風扇轉速,也能有效地散發運行大型遊戲時產生的熱量。

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