电视分辨率从低到高「发展百年的电视是如何一步步从低分辨率发展成8K超清的」

时间:2023-07-04 19:31:53阅读:3098
「家庭影院」经过多年的发展,出镜率也逐渐从尝鲜发展到常用,作为当代家居生活中提升娱乐品质的场景应用,越来越受年轻人的青睐。电视作为其中不可或缺的显示设备,随着影音技术的发展,不断为人们提供更加高清的画…

「家庭影院」经过多年的发展,出镜率也逐渐从尝鲜发展到常用,作为当代家居生活中提升娱乐品质的场景应用,越来越受年轻人的青睐。

电视作为其中不可或缺的显示设备,随着影音技术的发展,不断为人们提供更加高清的画面以及身临其境的音质体验。随着产品的多样化,大家伙能够选择的类型也逐渐丰富,可以根据环境来选择适宜的款式以及更契合的搭建方式。

近百年历史的电视,从最早的「CRT时代」,到「彩色电视」,再跨越到「等离子电视」,最后再到如今的「液晶时代」、「OLED时代」,一块屏幕记录了一个世纪的精彩。

而这块屏幕,也从一开始黑白两色,提升到RGB彩色,画质也从最开始的AV画质,进化到1080P、4K乃至8K。

同时为了提供更好的音质,电视的音频接口也从原始的TV接口,慢慢从红白黄三色的AV接口进化到S端子(二分量视频接口)与色差分量接口,最终来到了如今的HDMI接口时代,接入回音壁与音箱带来高品质的震撼音效。

电视作为数字化技术的集成产品,有着前沿的显示技术以及音频技术带来更好的视听体验。这不禁让人好奇,发展百年的电视究竟是如何一步步从模糊到清晰,再从清晰到高清?今天我们就来聊聊电视那些年的发展,看看百年间都经历了什么有趣的变化。

传统电视时代:机械式电视与电子式电视的淘汰与发展

1883年,德国电气工程师尼普柯夫(Paul Nipkow)用他发明的“尼普柯夫圆盘”使用「机械扫描方法」,做了首次发射图像的实验,每幅画面有24行线,且图像相当模糊。“尼普柯夫圆盘”也成了电视的老前辈。

1900年,英国人康斯坦丁-帕斯基在为国际电联会议起草的报告中,第一次正式使用“电视(television)”一词。

1907年,俄国科学家鲍里斯·罗津开始研究「电视接收机」,并用4年的时间获得了成功。

1908年,英国电气工程师坎贝尔·温斯顿、俄国人罗申克分别提出了「电子扫描原理」,这奠定了近代电视技术的基础理论;

此时对于电视的显示技术已经有了大致的雏形,想要将其变得可视化,就需要实际的成品来推动。

1924年,被称作「电视之父」的英国科学家约翰·贝尔德创造出第一台「机械式电视机」,采用两个尼普柯夫圆盘,首次在相距4英尺远的地方传送了一个十字剪影画。分辨率为30线,重复频率为每秒5帧。

这个时候的电视只能说是初步有了传递图像信息的能力,由于物理机械扫描的桎梏,想要达到完整流畅的传输,就必须打破纯粹的物理扫描方式,采用更先进的「电子式系统」。

1927年法恩斯沃斯制造出了第一台真正的全电子电视机,1930年实现电视图像和声音同步,同年将影片搬上银幕。

1933年,俄裔美国物理学家弗拉基米尔·佐尔金发明了「光电摄像管」,用电子自动扫描取代了机械圆盘扫描。次年,他又发明了「电子显像管」,这是现代电视接收管的原型。这两项发明是构成「电子式电视系统」最为重要的两项发明。

有了更加成熟的技术以及实践基础,电视机在这个时期开始了迅速发展。1934年,德国Telefunken广播电视设备公司制造了第一台带有「阴极射线管」的商用电子黑白电视机。

电子式时代——时代的记忆:CRT、背投、等离子电视

这个时候就不得不着重提到“CRT电视”,从诞生到普及的这段时间里,它在我们的记忆中是不可或缺的一环。

CRT电视也就是我们所俗称的「大屁股电视」,结构是一根真空管,里面有一个或多个电子枪,电子枪射出电子束,电子束射到真空管前屏幕表面的内侧时,屏幕内侧的发光涂料受到电子束的击打而发光产生图像的技术。

普通显像管(CRT)电视机由于成像原理不同,通常不以我们如今常听到的1080p、4k之类的分辨率来描述,而是以扫描线数来衡量。理论上,它们的扫描线数为625线,但实际上只能达到400线左右。

扫描线简单来说,就像我们现在对于帧的概念,每秒显示的帧数越多,画面也就越精细。对于扫描线而言,分得越细,画面就越清楚。

由此来说,屏幕小的因为扫描线细密图像清晰些,屏幕越大扫描线越稀疏所以效果越差。DVD条件下,CRT显像管电视的最高清晰度为480P。

CRT电视早期主要是黑白颜色,直到1951年发明三枪荫罩式彩色显像管,彩色电视技术得到了发展,引入了彩色显像管(CRT)和相关的彩色编码系统(如NTSC、PAL和SECAM)。这使得电视能够显示彩色图像,为观众提供更丰富的视觉体验。

说起这NTSC、PAL和SECAM彩色编码,对于80、90这一代来说印象应该十分熟悉,甚至肯定一度调试过想要知道其中究竟有什么奥妙。今天就让我们一起看看它们到底代表啥。

NTSC制式,简称N制,是1952年12月由美国国家电视标准委员会(National Television Standards Committee,NTCS)制定的彩色电视广播标准。

属于同时制(红绿蓝三种信号同时传送),帧率为29.97fps,扫描线为525,隔行扫描,画面比例为4:3,分辨率为720x480。图像信号带宽为6.2MHz。采用NTSC制的国家主要是美国、日本等国家。

PAL制式,PAL(Phase Alteration Line)制又称为帕尔制,1962年,由前联邦德国在综合NTSC制的技术成就基础上研制出来的一种改进方案。

也属于同时制,帧率为25fps,扫描线为625,隔行扫描,画面比例为4:3,分辨率为720x576。图像信号带宽分别为4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等,主要为中国(PAL-D)、欧洲等国家使用。

SECAM制式又称塞康制,1966年由法国研制成功,它属于同时顺序制。帧率为25fps,扫描线为625,隔行扫描,画面比例为4:3,分辨率为720x576。亮度带宽6.0MHz,色度带宽1.0MHz(U),1.0MHz(V)。主要俄罗斯、法国、埃及以及非洲的一些法语系国家等等。

如此看来,困扰我们整个童年的问题终于被解开,同时也就解释了,为什么每次调整频道的时候选择NTSC画面会变成黑白了,因为二者无法相互兼容。

PM5544 电视测试卡

时间线继续往前走,20世纪80年代,随着显示技术的不断提升,一种比普通CRT电视还大的「背投电视」出现,带来更大、更清晰的画面视听享受,当年价格一台电视可谓是一套房。

它与CRT显像管电视的成像原理类似,背投彩电仍然采用电子束扫描,将图像信号分别在只有7英寸的R、G、B三个单色投影管里成像;

但由于其通过投射管进行校正和聚焦,把图像向后上方投射到背后斜向的反射镜上,再由反射镜反射到前面的垂直屏幕上。这个时候,画面显示也有了一个新的提升,背投彩电可以为用户提供的最高图像清晰度为720P。

背投电视最先由东芝、索尼等日本著名家电企业研制成功,经过四代的发展,每秒钟显示图像可以高达75幅,每帧图像扫描线在单位时间内达到了创纪录的1520线;

第五代则是最新数字视频处理技术和3D画质改良方案,像素值达到了206万,显像管灵敏度提高近300%,清晰度、亮度均得到大幅的提升;

同时在音频接口上,背投电视还一般配备VGA、SVGA接口、高保真音响等,带来CRT无法提供的音频体验。

从这些方面看来,背投电视拥有CRT电视所无法做到的大尺寸、更好的显示效果以及在音频接口上的普及,本应该有个美好的未来。

但由于其本身如同柜子般大小的身躯与灯泡亮度会随着使用时间降低等问题,终究还是无法符合未来发展的主流条件。

平板电视时代:高分辨率电视主场

1997年,日本推出第一台家用等离子电视,整个电视机形态终于从臃肿里解放出来,「大而薄」成为了后续电视发展的潮流。

等离子电视是在两张超薄的玻璃板之间注入混合气体,并施加电压利用荧光粉发光成像的设备。与CRT显像管显示器相比,具有分辨率高,屏幕大,超薄,色彩丰富、鲜艳的特点。

相比于当时的液晶电视色彩千万单位来看,等离子则是以亿单位来计算。这也导致当时所有人都认为等离子电视是当时画质的巅峰。

夸张到什么程度?当时整个业界还流传着这样一句话:“外行买液晶,内行买等离子。”甚至于前些日子大火的《狂飙》里,高启强送礼还非等离子电视不可。

不过优秀如等离子电视,还是有着自身无法避免的发展缺陷,比如它的分辨率最高只能达到1024×768、1024×1024。除了这个,还有成本高、发热量大、烧屏等现象,让等离子在与液晶电视竞争之时一败涂地。

而说到液晶电视,这已然是大家非常熟悉的时期了,不过面对现在这些LCD、LED、MINLED、OLED以及QLED你真的分得清吗?

液晶显示器,简称LCD(Liquid Crystal Display)。LCD,全称“Liquid Crystal Display”,译为液态晶体显示器,简称“液晶显示器”,包含了TFT/UFN/TFD/STN等类型的液晶显示屏。

液晶电视的基础分成三个部分:背光模组、液晶层、彩色滤光片。背光,就是提供电视画面亮度的部分,而这也是LCD、LED与QLED的区分所在。

LCD电视主要是液晶屏幕,采用的是CCFL(冷阴极荧光灯管)背光源,这种背光源电视现在已经逐渐淘汰。

LED电视理论上也是LCD电视,只是所谓的LED电视将背光源从传统的荧光灯管替换成了LED光源。

QLED等于是更先进的背光模组,它是以蓝光LED作为光源,照射量子点(Quantum Dot)薄膜,以获得好的光质,让液晶电视能显示更大范围的色彩,能达到140%NTSC色域,同时也可轻易达到最严苛的色彩标准BT2020 90%以上。

OLED实际上有两种含义,一个是「有机发光二极管」,指的是 LED 这样的光源器件;一个是「OLED屏幕」,与LCD屏幕截然不同的类型。

OLED与LCD最本质的区别,就是前者可以自发光,无需背板光源支持,每一个像素都可以单独开关,能够展现极致的黑色,对比度上全面超越LCD电视,提供更好的色彩表现。

但是它并不是说由一个个LED灯泡组成,而是更像一层薄膜,简单来说就是通过正负极之间的有机化合物涂层,在通电的时候将电能转化为光能。得益于OLED的显示技术,让OLED电视在分辨率以及刷新率领域拥有着绝对的发展优势。

除了以上说的几种,近年来还有不少新技术推出,如ULED、min-LED以及未来可能带来显示变革的MicroLED。不过无论如何变化,电视的形态始终是朝着「大而薄」发展,画面也是不断追求更高分辨率以及更高刷新率。

2012年4K电视已然出现,接下来的时间里一大批4K电视如雨后春笋般出现,也正式将人们带入到4K时代。

随后的几年里,HDR技术出现,和4K分辨率组成了一个新的名词:4K HDR。

它是一种比4K更先进的图像处理技术,在HDR的影片及电视搭配下,电视所呈现的色彩更加生动,最亮和最暗画面的对比度更加分明,画面中的物体也更加真实,画面的色域也因此扩大。

可以说有了百年来的技术沉淀以及新技术、新材料的铺垫,电视画面在近些年有着迸发式的提升。

2020年作为8K电视的元年,国内外厂商纷纷推出了自身的8K((7680×4320))电视产品,足足比1920×1080分辨率大了16倍,也足足比3840×2160分辨率大了4倍,清晰度将是蓝光版的16倍。

不过虽然画面分辨率到位,但是普通用户即便在拥有8K电视的时候,也未必能够享受到纯正的8K观感。因为至今4K电视片源仍不算普及的时代,8K广播电视还仅仅是稀缺品。

那是否4K、8K电视就是一种摆设品?倒也不至于此,除了传统的广播电视,如今还有流媒体以及蓝光片源等渠道可以享受优质的画质体验。而这也是家庭影音构成的其中一部分。

有了高清的片源、4K、8K电视,想要获得最极致的体验就还需要听感上的高品质音质加持。这就不得不再提到我们熟悉的HDMI接口了。

如今的HDMI标准已然是最新的HDMI 2.1,带宽高达48Gbps,支持8K 60Hz/4K 120Hz画面输出,包含动态HDR、VRR可变刷新率、ALLM自动低延迟模式功能。

音频上,支持eARC增强音频回传,带宽为37Mb,可以完美传输次时代无损音轨,即Dolby TrueHD 、AC-4、Dolby Atmos、DTS HDMA、DTS:X、LPCM 7.1。

我们只需一根HDMI线,即可连接回音壁以及功放设备获得极致的声音临场感。但是这个环节中,想要获得统一的音质传输,需要保证电视、回音壁都需要配备HDMI 2.1接口。

尤其是HDMI线,需要确保其符合Ultra High Speed HDMI标准,也就是超高速HDMI线。比如绿联HD135高清视频线,拥有HDMI官方的「Ultra High Speed HDM」I认证。

完美支持HDMI 2.1协议,拥有48Gbps带宽,最高画质可达到8K 60Hz,支持动态HDR、VRR、ALLM、eARC功能,同时支持杜比全景声,兼容7.1、5.1声道和杜比全景声,支持DTXMaster,DTS:X、Dolby TrueHD,带来十足的影音震撼。

至此电视的发展到了一个稳定的阶段,4K分辨率如今也已然进入到千家万户,8K也正随着显示技术的升级变得大众化,让所有人都能近距离享受超清的画面。

而音质的提升虽然没有电视分辨率这般容易感知,但是通过年轻化人群的推广,再加上近些年来音频技术与产品的平价化,以前听起来可想却不敢求的「家庭影院」也变得触手可及。

你还记得自己第一次看电视的情形吗?或者对于电视你觉得未来将会如何发展?不妨留言一起交流。

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