攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，如500萬(wàn)、800萬(wàn)甚至1600萬(wàn)與2400萬(wàn)像素設(shè)備已悉數(shù)登場(chǎng)，而后端的顯示器，要想達(dá)成對(duì)攝像機(jī)所采集圖像點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的顯示變得相當(dāng)困難。當(dāng)然，這并不意味著前端技術(shù)就更先進(jìn)，只是相對(duì)而言，后端顯示設(shè)備的技術(shù)進(jìn)化難度要大得多。欣慰的是，拼接技術(shù)的出現(xiàn)，理論上800萬(wàn)像素、1600萬(wàn)像素甚至2400萬(wàn)像素，皆可通過(guò)對(duì)顯示設(shè)備的拼接實(shí)現(xiàn)像素點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的顯示。
原理及構(gòu)成
液晶是由棒狀分子組成，這些分子以各種液晶特有的規(guī)則排列，而其共同點(diǎn)是各分子的長(zhǎng)軸平行，指向特定的某一方向，正是這種有指向性的排列，使其物理參數(shù)在分子長(zhǎng)軸方向及其垂直方向取不同值，這種表征液晶物理特性的參數(shù)隨方向而異的性質(zhì)，即是液晶的各向異性，這種各向異性及其分子排列容易受外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)、應(yīng)力、溫度等的控制，從而可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用，在外加電場(chǎng)作用的條件下，由于液晶分子排列的變化而引起液晶光學(xué)性質(zhì)改變的現(xiàn)象，即是通常所言的液晶的電光效應(yīng)，液晶顯示器正是利用液晶的電光效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)被電信號(hào)調(diào)制。
接著談?wù)勔壕э@示面板的構(gòu)造(圖1)。圖像由像素點(diǎn)構(gòu)成，構(gòu)成圖像的像素點(diǎn)越多，圖像就越細(xì)膩，細(xì)節(jié)便越豐富。液晶顯示屏的每個(gè)像素可分為以下幾個(gè)部分：懸浮于兩個(gè)透明電極(氧化銦錫)間的一列液晶分子層，兩邊外側(cè)有兩個(gè)偏振方向互相垂直的偏振過(guò)濾片。如果沒(méi)有電極間的液晶，光通過(guò)其中一個(gè)偏振過(guò)濾片其偏振方向?qū)⒑偷诙€(gè)偏振片完全垂直，因此被完全阻擋了。但是如果通過(guò)一個(gè)偏振過(guò)濾片的光線偏振方向被液晶旋轉(zhuǎn)，那么它就可以通過(guò)另一個(gè)偏振過(guò)濾片。液晶對(duì)光線偏振方向的旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)靜電場(chǎng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的控制。
在將電荷加到透明電極之前，液晶分子的排列由電極表面的排列決定，電極的化學(xué)物質(zhì)表面可作為晶體的晶種。在最常見(jiàn)的TN(Twisted Nematic)液晶中，液晶上下兩個(gè)電極垂直排列，液晶分子螺旋排列，通過(guò)一個(gè)偏振過(guò)濾片的光線在通過(guò)液芯片后偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而能夠通過(guò)另一個(gè)偏振片。在此過(guò)程中一小部分光線被偏振片阻擋，從外面看上去是灰色的，將電荷加到透明電極上后，液晶分子將幾乎完全順著電場(chǎng)方向平行排列，因此透過(guò)一個(gè)偏振過(guò)濾片的光線偏振方向沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，因此光線被完全阻擋了，此時(shí)像素看上去是黑色，通過(guò)控制電壓，可以控制液晶分子排列的扭曲程度，從而達(dá)到不同的灰度。
由手機(jī)引發(fā)的思考
現(xiàn)在的年輕人多數(shù)已經(jīng)養(yǎng)成了手機(jī)不離手的危險(xiǎn)習(xí)慣，手機(jī)擠壓了人與人之間太多正常交流的時(shí)間!在習(xí)慣了手機(jī)屏幕的顯示效果后，再去看大屏，往往會(huì)被大屏的顯示效果所震撼，但手機(jī)顯示的效果較大屏的圖像更細(xì)膩，文字銳度更好。這又是為什么呢?這牽扯到像素密度的問(wèn)題，即每英寸所擁有的像素?cái)?shù)，通常用PPI表示，PPI越大，其所能顯示的畫(huà)面或視頻(當(dāng)然圖像源和視頻源亦須達(dá)到相應(yīng)要求)便越清晰，計(jì)算方法見(jiàn)如下公式。
由上述的計(jì)算公式可知，手機(jī)屏幕與大屏的分辨率相同時(shí)，由于大屏尺寸是手機(jī)尺寸的幾倍甚至十幾倍，其像素密度自然要比手機(jī)的像素密度少很多。那么除了這個(gè)PPI能夠體現(xiàn)顯示效果外，液晶顯示的效果還會(huì)受到哪些因素的影響呢?
分辨率：分辨率是顯示設(shè)備分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，圖像是由像素點(diǎn)組成，以常見(jiàn)的1920×1080為例介紹，其橫向由1920個(gè)像素點(diǎn)組成，縱向則為1080個(gè)像素點(diǎn)。但也不是像素點(diǎn)越多，圖像越細(xì)膩。顯示器尺寸亦是決定因素，在像素值固定時(shí)，顯示器尺寸越小，其分辨圖像細(xì)節(jié)的能力便越好;
清晰度：指人眼能察覺(jué)到的圖像細(xì)節(jié)清晰的程度，通常用電視線(TVL)表示，考察顯示器的清晰度時(shí)，需要從垂直清晰度與水平清晰度兩方面進(jìn)行;
對(duì)比度：在一定的環(huán)境光照下，物體最亮部分的亮度與最暗部分亮度之比。對(duì)比度越高，顯示器所顯示圖像的層次感便越豐富，清晰度便越好;
亮度：亮度是表征圖像亮暗的程度，指在正常顯示圖像質(zhì)量的條件下，重顯大面積明亮圖像的能力，其表示單位為尼特(nit);
可視角度：當(dāng)以較大角度觀看顯示器時(shí)，圖像的亮度、對(duì)比度、層次感、顏色等都會(huì)發(fā)生改變，因此液晶顯示器都有一個(gè)適宜觀看的范圍，即可視角度;
響應(yīng)時(shí)間：用來(lái)描述顯示器件的字段或者像素亮度變化相對(duì)于激勵(lì)信號(hào)變化反應(yīng)快慢的一組參數(shù)，涵蓋開(kāi)啟時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間、上升時(shí)間和下降時(shí)間。
此外像素缺陷亦是考察顯示器效果好壞的指標(biāo)之一，像素缺陷包括亮點(diǎn)與暗點(diǎn)，指在正常顯示的情況下，無(wú)論顯示何種畫(huà)面，這些點(diǎn)都一直會(huì)處于或亮或暗的狀況，不會(huì)隨顯示圖像的不同而改變。
淺論常見(jiàn)之高清視頻接口
在談?wù)摿擞绊戯@示效果的種種因素后，安防中前端攝像機(jī)所采集到的圖像是如何引入顯示器的呢?當(dāng)然是通過(guò)視頻接口了，視頻接口在二者之間起到橋梁的作用。由于目前高清顯示之勢(shì)燃燒迅猛，模擬信號(hào)接口即將面臨被淘汰的命運(yùn)，本文便不再言及。就高清顯示而言，目前常用的視頻接口有DVI、HDMI及Display Port。DVI即數(shù)字視頻接口，分為DVI-D與DVI-I，前者僅支持?jǐn)?shù)字信號(hào)，后者則增加了對(duì)模擬信號(hào)的支持，兼容性更好;HDMI，最大的特色是可同時(shí)傳輸影音信號(hào);Display Port接口則除了可同時(shí)傳輸影音信號(hào)外，還具備高帶寬的優(yōu)勢(shì)，其帶寬到達(dá)10.8Gb/s，還可比HDMI實(shí)現(xiàn)更多的功能，如不但可提供四條主傳輸通道，還有一條功能強(qiáng)大的輔助通道，可直接進(jìn)行語(yǔ)音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)的傳輸應(yīng)用。
結(jié)語(yǔ)
液晶顯示技術(shù)依然在不斷地進(jìn)化著，目前一些知名廠商早已研發(fā)出4K液晶顯示器，更高的8K顯示器也已經(jīng)誕生，但鑒于安防行業(yè)的特殊應(yīng)用需求，如需24小時(shí)不間斷的工作應(yīng)用，在使用壽命上要求嚴(yán)苛，對(duì)相關(guān)的技術(shù)提出了更為苛刻的要求，因此其具體的應(yīng)用還是非常少見(jiàn)的，更多地是通過(guò)拼接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)4K及更高清晰度的顯示，相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，單屏的4K顯示與8K顯示也將應(yīng)用于安防中，給用戶帶來(lái)更為舒適的安防體驗(yàn)。
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