第 13章 电视新技术第 13章 电视新技术
13.1 高清晰度电视
13.2 数字电视
13.3 电视新技术的应用
13.4 投影电视机
13.5 21世纪的电视第 13章 电视新技术
13.1 高清晰度电视
13.1.1
国际无线电咨询委员会 （ CCIR） 为高清晰度电视下的定义是：,当观看距离为屏幕高度三倍时,高清晰度电视机的垂直清晰度和水平清晰度应是现行电视的两倍以上,画面的宽高比 16∶ 9,配有多声道优质伴音 。,目前,已经有一些国家按上述要求研制出高清晰度电视,其画面清晰逼真,几乎和 35
mm电影胶片的放映效果不相上下,其伴音则与激光唱机的音质相同 。 高清晰度电视分为模拟 HDTV系统和数字 HDTV系统两大类型 。 早期研制的 HDTV属模拟系统,而近期各国研制的
HDTV则趋向数字系统 。
第 13章 电视新技术
13.1.2 高清晰度电视的发展进程
1,日本高清晰度电视的发展
EDTV通过提高设备和系统的性能来改善图像质量 。 它不仅在接收端以逐行扫描来提高垂直分解力,同时也提高了水平分解力 。 日本对实施 EDTV制式广播作了如下规定：
（ 1） 用插入基准信号的方法,消除重影干扰 。
（ 2） 接收端采用与 IDTV制式相同的技术,把隔行扫描变换成逐行扫描,用时间 -空间三维信号处理技术分离亮度 （ Y） 信号和色度 （ C） 信号 。
第 13章 电视新技术根据这种规定,IDTV和 EDTV之间的关系可用下式表示：
EDTV＝ IDTV＋重影消除＋ a
a表示在发送端通过改变信号以改善图像质量的部分 。
据估计,EDTV制式对图像质量的改善,约有 70～ 80％ 由
IDTV来实现,a部分则占 20～ 30％ 。
第 13章 电视新技术日本对 EDTV制式图像质量改善目标为：水平分解力从现行 NTSC制的 330线提高到 450线；垂直分解力从现行的 300
线提高到 450线 。 采用逐行扫描手段防止闪烁 。 使用三维梳状滤波器,改善信道中的交调失真,减轻亮色串扰,在发射端以插入基准信号的方法消除重影干扰 。 图像质量超过激光视盘的图像质量 。 实施 EDTV制式电视广播后,用现行的
NTSC制电视机接收到的图像质量没有得到改善 。 若用新研制的 EDTV接收机接收图像,则图像质量可达到上述目标水平 。
第 13章 电视新技术
2,欧洲高清晰度电视的发展
1989年研制出以模拟技术为主,扫描行数为 1 250行,图像宽度比为 16∶ 9,12 MHz带宽的 HDTV系统,并于 1992年的西班牙巴塞罗那奥运会上进行了试播,受到广泛好评 。 但鉴于 HDTV的前景不明和投资过大,为了避免重蹈日本的复辙,欧洲于 90年代中期暂缓了 HDTV的研制步伐,随着美国全数字 HDTV的出现,
欧洲也开始全力投入到数字电视 (DTV)的研制与普及中 。 北欧的挪威,丹麦和瑞典三国一起开发了数字窄带发送的高清晰度电视
HD-DIVINE,主要技术特点是信道编码采用了正交频分复用技术；
由德国 Bosch等几家公司组成的集团,开发了数字 HDTV-T地面广播制式,这种制式以 8 MHz带宽传送码率为 20~30 Mbit/s,1 250
行,2∶ 1的 HDTV信号 。 欧洲发展 HDTV的战略是：现行电视 -
DTV-HDTV,力图走一条渐进式的发展道路 。
第 13章 电视新技术
3,
大联盟 HDTV又称 GA-HDTV制式,它是在四种数字 HDTV制式基础上产生的,与四种制式之间有着天然的联系 。 这四种制式的信道宽度都是 6 MHz,均采用数字兼容广播的传输方式；它们的图像宽度比均为 16∶ 9,色度标准也都采用美国影视工程师协会确定的标准 。 此外,在信号传输系统中,它们都采用了里德 ·所罗门 (Reed Solomon)纠错码 。 大联盟制式集中了四种数字 HDTV制式的优点,在此基础上又有自己的特色,使其比前四种数字 HDTV
制式具有更多的优势 。 大联盟制式提出多种扫描格式的方案,可以和数字显示器兼容；在图像压缩方面采用了 MPEG-2国际标准；
在音频压缩方面采用了目前国际上处于领先地位的杜比 AC-3技术；
采用 VSB（ 残留边带 ） 传送系统,同时考虑地面广播和电缆传送两种模式；大联盟 HDTV制式集中体现了视听领域的高科技成果,
使美国在 HDTV领域处于遥遥领先的地位 。
第 13章 电视新技术
13.1.3 高清晰度电视的技术特点
1,多种扫描格式
2,先进的图像压缩技术
3,更具吸引力的音频技术
4,设计周全的调制方式第 13章 电视新技术
13.2 数 字 电 视
13.2.1 什么是数字电视自电视问世以来,电视图像信号的处理技术一直是以模拟方式进行的 。 直至 70年代初期,数字技术才开始进入电视信号处理领域 。 最近 20年来,数字技术有了迅速的发展,正在形成一个全新的数字处理的新领域,这就是人们常说的数字电视 。 数字电视的英文全称为 Digital Television,简称 DTV。
数字电视是相对模拟电视而言的 。
第 13章 电视新技术
1,节目制作数字化电视信号是指经摄像机的电子扫描和光电转换形成的电信号,
数字电视系统首先应获得数字化的电视信号,可以采用数字摄像机,非线性编辑系统和视频服务器等数字化设备,实现电视节目采集,节目制作和节目编辑的数字化 。
数字电视将电视信号进行数字化采样,其信号的数据率非常高,直播室质量的数字化电视信号的数据率在 200 Mb/s。 要在原模拟电视频道内传输如此高速率的数字信号是不可能的,必须对数据进行压缩 。 实现数据压缩的方法有两种：一是在信源编码过程中进行压缩,利用人的听觉和视觉效应去除信号中的多余成分,
在不影响收听收看效果的前提下尽量压缩数据率；二是改进信道编码,发展新的数字调制技术,提高单位频宽数据传送速率 。
第 13章 电视新技术在信源编码方面,IEEE的 MPEG专家组已发展制订了 ISO
／ IEC11172（ MPEG-1） 和 ISO／ IEC13818（ MPEG[CD*2]2）
两项国际标准 。 MPEG－ 1的输入视频格式为 CIF352× 288，
主要用于 CD-ROM,VCD等线路传输,数据率为固定值 1.5
Mb/s； MPEG-2供数字电视使用,支持标准分辨率的 16∶ 9宽屏及高清晰度电视等多种格式,数据率可变,为 3～ 40 Mb/s。
MPEG-2是未来广播电视数字压缩的国际标准,它可满足不同电视质量的要求,从家庭质量,广播级质量到将要播出的数字高清晰度电视质量,应用面很广 。 从 DVD到卫星电视,广播电视微波传输都采用了这一标准 。
第 13章 电视新技术
2.
采用数字传输设备,将电视信号进行数字压缩,编码,调制,以数字信号进行发射 。
目前,数字电视的传输途径可分为三种,数字卫星电视,
数字有线电视和数字地面开路电视 。 这三种数字电视的信源编码方式相同,都是 MPEG-2的复用数据包,但由于它们的传输途径不同,因此信道编码采用了不同的调制方式 。 例如,欧洲
DVB数字电视系统传输中采用的三种调制方式,数字卫星电视系统 （ DVB-S） 采用正交相移键控调制 （ OPSK） ；数字有线电视系统 （ DVB-C） 采用正交调幅调制 （ QMA） ；数字地面开路电视系统 （ DVB-T） 采用更为复杂的编码正交频分复用调制 （ COFDM） 。
第 13章 电视新技术
3,接收过程数字化用户利用数字电视机收看数字电视节目 。 数字电视机首先将接收到的数字调制信号进行解调 ; 然后,对压缩的数据进行解压缩,再对画面格式进行变换 ; 最后,将视频,音频分别送至显示屏和扬声器 。
第 13章 电视新技术
13.2.2 数字电视的技术特点
1,具有较高的图像质量和伴音质量
2,抗干扰能力强
3,电视机功能强大
4,便于大规模生产
5,便于与计算机系统连接
6,
第 13章 电视新技术
13.2.3 数字电视的发展进程
1.日本数字电视的发展
2,欧洲各国数字电视的发展
3,美国数字电视的发展
4.
我国数字电视发展大致可分为三个阶段：普及型数字电视 PDTV,标准清晰度数字电视 SDTV和高清晰度数字电视 HDTV,这三者将在一个很长的时期内并存 。
第 13章 电视新技术
13.2.4 数字电视机与数字化电视机
1,数字电视机数字电视机的视频部分采用 MPEG-2标准处理,音频部分采用 AC-3标准处理,按清晰度分为,标准数字电视,简称 DTV或
SDTV； 数字高清晰度电视机,简称数字 HDTV。 DTV的画质和音质与 DVD相当,其清晰度为现有电视的 2倍 。 数字 HDTV采用
16∶ 9屏幕,分辨率为 1920（ 水平 ） × 1080（ 垂直 ）,其清晰度为现有电视的 5倍 。 汤姆逊的 61英寸数字 HDTV和飞利浦的 48英寸数字 HDTV已频频亮相,其清晰度都达到了 1920× 1080像素 。
第 13章 电视新技术
2,数字化电视机数字化电视机采用的数字化技术主要有：
① 伴音数字化电路 。 实现了无论接收信号强弱,都能保持较高灵敏度,使听感更佳 。
② 数字画质提高技术 。 如双制式 Y／ C分离,黑电平改善,
高速扫描调制等 。
③ 数字丽音 。 采用数字丽音 （ NICAM） 技术,可接收全球所有制式丽音信号 。
④ 超平显像管 。 超平显像管基色更纯正,色彩更艳丽,
且寿命为普通平面彩管的 1.7倍,采用超平显像管可以有效实现数字化技术的优势 。
第 13章 电视新技术
13.3 电视新技术的应用
13.3.1 平板电视机平板电视机不同于平面电视机,通常,只将其深度小于自身对角线尺寸 1／ 4的电视机称为平板电视机,简称 FPD。 与传统的阴极射线管 （ CRT） 电视机相比,平板电视机具有体积小,
重量轻,使用电压较低和无 X射线辐射等长处 。 因其具有屏幕亮度好,图像清晰,整体超薄,重量极轻等特点,适宜于用作壁挂电视,多媒体终端装置和 HDTV的显示器 。
第 13章 电视新技术
1．
液晶电视是目前国际上投资最多,发展最快,应用最广的一种平板电视,英文名为 Liquid Crystal Display-TV,简称
LCD-TV。
第 13章 电视新技术
LCD电视机的构成与传统彩色电视机的主要区别有：
① LCD电视机含有特殊电路,如：液晶显示屏,X驱动器和 Y
驱动器,同步控制电路,图像信号处理电路,公共电极极性翻转电路,背光源灯管及其驱动电路 。
② LCD电视机的高频头体积小,功耗低,电源电压低,高频头的驱动电路既要保证功耗不能过大,还要保证具有一定的放大倍数,以提高信号噪声比 。
③ LCD电视机的同步信号发生器为驱动液晶显示屏提供所需的寻址信号,有水平方向和垂直方向的时钟脉冲和启动脉冲,为获得稳定的时钟频率,确保电视图像的稳定,还设有锁相环电路 。
④ LCD电视机含有独特的图像信号处理电路,它能使视频信号转换成适合于驱动液晶显示屏的信号 。 液晶显示屏的结构不同,
其图像处理电路的结构也不同 。
第 13章 电视新技术
2．
等离子平板电视机又称等离子体电视机,英文名为
PLASMA DISPLAY PLATE（ PDP）,是近年来研制出的新型平板电视机 。 它具有屏幕大,图像清晰等优点,巳有多种 42英寸的机型在市场露面 。
PDP的工作原理与从前的任何一种显示器都不同,它利用了像素自行发光的技术,大大减少了显示屏的空间 。 每个像素都含有红蓝绿三种光源,并可独立发光 。 PDP是通过气体放电时产生的真空紫外光 （ UV） 去激发红蓝绿基色的荧光体,
此时,像素中的气体会作出发光反应,每个像素呈现出不同的色彩,当这些像素组合起来时,便能产生光亮夺目的缤纷图像 。
第 13章 电视新技术
13.3.2 图文电视
1,图文电视的传送和接收
2,
① 信息传递快。
② 信息的覆盖面广。
③ 收看随意性。
④ 内容信息量大。
⑤ 保密性能强,可以实现加密功能。
第 13章 电视新技术
3.
图文电视自问世以来,一直受到世界各国的普遍重视 。
目前,图文电视广播有四种制式：英国等国采用的 WST；
法国等国的 ANTIOPE；美国的 NABTS和日本采用的 HY-
BRID。 我国根据 CCIR的推荐,在 WST制的基础上,结合传递汉字的国情,制定了我国的图文电视广播制式为
,CCST”,即 Chinese Character System Teletext。
第 13章 电视新技术
13.3.3 立体电视
1,什么是立体电视？
立体电视是广播电视的又一发展方向 。 它利用人的双眼视角差和会聚功能等特性,拍摄和放映时产生立体效果的电视技术 。
第 13章 电视新技术
2,实现立体电视的技术方法
(1） 彩色眼镜法
(2） 偏光眼镜法
(3） 不用带特制眼镜的立体电视第 13章 电视新技术
13.3.4 大屏幕拼接电视系统图 13 - 1 大屏幕拼接系统示意图第 13章 电视新技术
1,硬件拼接系统硬件拼接系统是较早使用的一种大屏幕拼接方法,代表性的产品有美国 RGB公司的 Computer Wall。 该系统可实现的功能有分割,分屏显示和开窗口,开窗口的意思是在四屏组成的底图上,用任意一屏显示一个独立的画面 。 由于采用硬件拼接,
图像处理完全是实时动态显示,安装操作简单；缺点是拼接规模小,只能四屏拼接,扩展很不方便,不适应多屏拼接的需要；
所开窗口固定为一个屏幕大小,不可放大,缩小或移动 。
第 13章 电视新技术
2．
软件拼接系统是用软件来分割图像,如加拿大的 M3i多屏拼接系统 。 采用软件方法拼接图像,可以十分灵活地对图像进行特技控制,如在任意位置开窗口；任意放大,缩小窗口；
利用鼠标即可对所开的窗口任意拖动,在控制台上控制屏幕墙,如同控制自己的显示器一样方便 。 主要缺点是它只能在
Unix操作系统上运行,无法与 Windows 95开发的软件兼容；
PC机的图形也无法与其接口；在构成几十台电视机组成的大系统时,其相应的硬件部分显得较为复杂 。
第 13章 电视新技术
3．
软件与硬件相结合的拼接系统可综合以上两种方法的优点,
克服其缺点 。 如比利时 Barco公司的 X-WALL,法国 Synelec的
XPRISM系统 。 软硬件结合的拼接系统可以显示多个 RGB模拟信号及 Windows的动态图形,是为多通道现场即时显示专门设计的 。 通过硬件和软件以及接口控制电路,实现不同窗口的动态显示 。 它透明度高,图像叠加透明显示,共有 256级透明度,
令动态图像和背景活灵活现 。 并联扩展性极好,系统采用并联结构,最多可控制上千台电视机同时工作 。
第 13章 电视新技术
13.4 投 影 电 视 机
13.4.1 投影电视机分类和技术指标
1,投影电视机分类
(1）
到目前为止,投影电视机主要通过以下三种显示技术实现,CRT投影技术即三管式投影电视,LCD投影技术即彩色液晶投影电视,以及近些年发展起来的 DLP投影电视 。
第 13章 电视新技术
(2）
如果按用途划分,投影电视机一般分为三个类型,即影视
(Video)投影电视机,数据 (Data)投影电视机和图形 (Graphic)投影电视机 。 其中,Graphic投影电视机能够投影图像及数据画面,
是分辨率和清晰度最高的机型,Data投影电视机可投影数据及视频画面,其指标仅次于 Graphic投影电视机,一般 Data与
Graphic投影电视机常用于军事指挥系统,航空航天系统和计算机领域作为显示,监控之用 。 专业音响视听系统所使用的投影电视机多为 Video投影电视机,少数高级专业音响视听系统也采用 Data投影电视机 。
第 13章 电视新技术
(3）
彩色投影电视的屏幕对角线尺寸通常为 72英寸～ 450英寸,
最大可达 750英寸 。 以夏普 100英寸 （ 250 cm） 投影电视为例,
其图像的宽度达两米,这样大的图像如果能与完美的音响系统配合,确实可以得到良好的视听感受 。 例如,重放足球比赛实况时,观看视野极为开阔,足球运动员的屏幕形象同真人大小几乎一样,射门时观众的呐喊声,喝彩声如雷鸣一般,使观赏者仿佛置身于体育场的现场观看比赛 。 重放维也纳新年音乐会实况片,指挥卡拉扬的屏幕形象同其正常身高一样,他那挥动的手臂,全身心投入的表情,表现得一清二楚,仿佛站在观赏者眼前 。 采用投影电视和环绕立体声系统可获得一般视听设备无法得到的艺术效果 。
第 13章 电视新技术
(4）
① 正投式投影电视机 。
正面投影式电视机简称正投式电视机,又称前投式电视机 。
其投影电视机与投影屏幕分离,投影电视机与观众同处一侧,
投影电视机从屏幕的前方或后方向屏幕进行投影 。 正投式投影电视机的图像主要有三大优点,即分辨率高,亮度好,对比度高 。 因此图像的色彩富于表现力,能充分描绘出富有动感的绚丽色彩,而且屏幕尺寸可任意设定,使用寿命长 。 将投影电视机吊装在天花板上,不占地面空间,而且便于各声道音箱的摆放,容易形成良好的视听环境 。 正投式投影电视机的缺点在于其安装的复杂性,三色的聚焦调整非专业技术人员莫属 。
第 13章 电视新技术图 13 - 2 前方投射与后方投射第 13章 电视新技术正投式投影电视机的优点是：
·屏幕尺寸大,通常在 72英寸到 450英寸之间 。
· 画质柔和,色彩还原性好,比较接近电视银幕的效果 。
·投影幕平时可以收回,占地面积较少 。
· 清晰度高,通过增加倍线器,还可以使画质明显提高,
易于升级 。
· 各档位的机型型号齐全,选择余地大。
第 13章 电视新技术
② 背投式投影电视机。
图 13 - 3 背面投影电视机的结构示意图第 13章 电视新技术背投式投影电视机的优点是,
· 由于投射部分封闭在机箱内,因而亮度有了很大提高,
可在白天观看 。
· 外观与普通电视机相似,免去了杂散光的干扰 。
· 内设功放和音箱,有些机型还装有录像机等信号源设备 。
现在的背投式投影电视机的音响系统均向大功率,立体声,Hi-
Fi,环绕声,重低音方向发展,使其拥有更完美的音响效果 。
· 图像聚焦出厂时已调好,省去了安装后仍需调校的麻烦 。
· 使用寿命长 。 易于制成 16∶ 9的宽屏幕电视机 。
· 功能较多。
第 13章 电视新技术背投式投影电视机的缺点是,
· 体积笨重,占地面积过大,且不便于移动 。
· 会聚调整受机身尺寸的限制,故画面尺寸只能做到
80英寸以下 。
· 画质不如正面投影电视机的画面细腻,总有些模糊感。
第 13章 电视新技术
2
(1） 光输出（ Light Out
光输出指投影电视机输出的光能量,单位为流明 （ lm） 。
与光输出有关的一个物理量是亮度 （ Brightness）,是指屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比,照度常用的单位是勒克斯 (lx)。
第 13章 电视新技术
① 光输出的单位 。
对于三管正投式投影电视机的光输出强度,国际上普遍采用 ANSI 177,215标准,用 ANSI lm来表示投影电视机的光输出,ANSI是美国国家标准学会的缩写 。
正规投影电视厂商通常给出包括 ANSI lm在内的多种光输出参数,例如 Sony VPH-G70Q型投影电视机的说明书中就同时标出光输出的三个参数：,1200白色峰值流明； 240
ANSI Lm； 320全白平均流明,。
第 13章 电视新技术
② 光输出与屏幕尺寸 。
投影电视机的光输出指标还与屏幕尺寸有关 。 受照物体表面每单位面积上接收到的光通量称为照度 。 由照度定义可知,
当光通量一定时,照度的数值大小与受照面积有关,两者成反比关系 。 也就是说,同一台投影电视机如果投影出的图像面积较小时,其照度较亮； 而投影出的图像面积较大时,其照度必然较暗 。 所以,当用照度 （ 单位,lx） 来标识投影电视机的光输出数值时,应当附带说明测量时的屏幕尺寸 。 正规厂家在产品说明书上都是详细标明的 。 如 SHARP XV-5800E投影电视机,
屏幕尺寸为 40英寸时,照度为 450 lx,用户一目了然 。 如果只标 lx值而不标出屏幕尺寸,这就难以进行产品之间的横向比较 。
第 13章 电视新技术
(2） 扫描频率
① 水平扫描频率 （ 行频 ） 。
电子在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描,也叫行扫描 。 每秒扫描的次数叫做水平扫描频率,视频投影电视机的水平扫描频率是固定值,数值为 15.625 kHz(PAL制 )或 15.750
kHz(NTSC制 )。 数据和图形投影电视机的扫描频率不在同一频段；在各自的频段内,投影电视机可自动跟踪输入信号行频,
由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步 。 水平扫描频率是区分投影电视机档次的重要指标 。 入门级的三管投影电视机水平扫瞄频率约为 15.750 kHz,也就是 NTSC系统的水平扫描频率,而数据级的三管投影电视机则可以将水平扫描频率的上限升到 31.5 kHz以上,这个数字恰好是 NTSC的二倍频,可使用倍频器或使用内置倍频卡,并可以适应 MUSE系统 。
第 13章 电视新技术还有少数的顶级投影电视机水平扫瞄频率的上限可达 63
kHz以上,可使用四倍频处理器 。 即使经过两倍频之后,画面也明显变得清晰,图像亮度较高,画质,更上一层楼,。
频率范围在 15～ 60 kHz的投影电视机通常叫做数据投影电视机,如 SHARP XG-3900E,SONY V500Q。 上限频率超过 60
kHz的通常叫做图形投影电视机,如 SHARP XG-SV1A、
SONY VPL-D50QM,Panasonic PT-1083E/U等 。
第 13章 电视新技术
② 垂直扫描频率 （ 场频 ） 。
电子束在水平扫描的同时,又从上向下运动,这一过程叫垂直扫描 。 每扫描一次形成一幅图像,每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率,垂直扫描频率也叫刷新频率,它表示这幅图像每秒钟刷新的次数 。 垂直扫描频率一般不低于 50 Hz，
否则图像会有闪烁感 。
第 13章 电视新技术
③ 水平扫描频率与垂直扫描频率的关系 。
水平扫描频率与垂直扫描频率的关系可用下式表示：
水平扫描频率 = A× 垂直扫描频率 ×
式中,A为常数,约为 1.2,垂直扫描频率一般不应低于 50 Hz。
例如：当垂直扫描频率为 70 Hz,垂直分辨率为 768时,水平扫描频率为 64.5 kHz。
第 13章 电视新技术
(3）
投影电视机的视频通道的总频带宽度,其定义是在视频信号振幅下降至 0.707倍时,对应的信号上限频率 。 0.707倍对应的增量是－ 3 dB,因此又叫做－ 3 dB带宽 。 视频带宽与水平扫描频率及水平分辨率的关系可以用下式表示：
)(21 水平分辨率水平扫描频率视频带宽 P
式中,R约为 1.4,其中水平分辨率比垂直分辨率高,这是由于图像水平与垂直幅度之比是 4∶ 3,例如垂直分辨率为 768时,
水平分辨率一般是 1 024,此时信号带宽是 46 MHz。
第 13章 电视新技术
)(21 垂直扫描率垂直分辨率水平分辨率视频带宽 C
综合上述两个公式可以得出：
式中,C=A× R 。
要提高图像分辨率,就要提高视频带宽,因而视频带宽也是投影电视机的一个重要指标 。
第 13章 电视新技术
(4）
在投影电视机指标中,分辨率是较易混淆的一个概念,投影电视机技术指标上常给出的分辨率有：可寻址分辨率,RGB
分辨率,视频分辨率三种 。
对 CRT投影电视机来说,可寻址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能决定,可寻址分辨率是投影管质量指标的一个重要参数 。 可寻址分辨率应高于 RGB
分辨率 。
RGB RGB 视频信号时可达到的最高像素,如 RGB分辨率为 1024× 768,表示水平分辨率为 1024,垂直分辨率为 768,RGB分辨率与水平扫描频率,
垂直扫描频率及视频带宽均有关 。
第 13章 电视新技术视频分辨率是指投影电视机在显示复合视频时的最高分辨率 。
对投影电视机来说,分辨率是一个非常重要的指标,它决定专业音响视听系统重放图像的清晰程度 。 例如,Sony VPH-
1001投影电视机在视频信号输入时水平分辨率为 700线,这种表示方法多用于衡量影视级电视机和投影电视机的解像能力 。 另一种是用,列 × 行,的像素数来表示,Sony VPH-D50投影电视机用 RGB输入时,分辨率为 1280× 1024像素数 。 这种表示方式主要用于接多媒体计算机的数据级投影电视机,以便与计算机显示系统的 SVGA等制式直接相匹配 。
第 13章 电视新技术专业视听系统使用的影视投影电视机多用电视线数表示分辨率,它是用屏幕上能分辨清楚的最高线数来表示 。 如果在垂直方向比水平线方向能够分辨清楚的线条数多,则垂直方向的分辨能力就高,或称图像垂直分辨率高 。 可见,分辨率受到扫描行数多少的限制 。 PAL制式电视广播中,一幅图像在垂直方向上有 625行,但由于在场消隐期间被消掉 50行,加上电子束的扫描误差,垂直分辨率为有效扫描行数的 0.65倍,PAL制垂直分辨率为：
0.65× 625 = 400
式中所乘的系数 0.65,称为凯尔（ Kell）系数。
第 13章 电视新技术
① 分辨率与图像信号输入方式的关系 。
与分辨率相关的另一个重要因素是图像信号的输入方式 。
视频信号当采用 RGB输入方式时,图像清晰度最佳,采用 S-
VHS方式时次之 ; 当采用 VIDEO方式输入时,由于视频信号在传送过程中经过,编码,和,解码,等一系列变换,不可避免地会导致清晰度下降 。 试以 Sony VPH-D70Q投影电视机为例,该机的水平分辨率指标为：视频 （ VIDEO） 输入为 700线,S视频输入为 1 000线,RGB输入则为 1 200线 。 所以,使用投影电视机时如要求较高的分辨率,应尽量采用 RGB连接方式或 S视频输入方式 。
第 13章 电视新技术
② 分辨率与亮度的关系 。
投影电视机的技术指标中有一个现象,即同一系列的投影电视机中,分辨率较高的机型亮度较低,而亮度较高的机型分辨率又会偏低一些 。 这是投影电视机结构特点带来的矛盾 。 以三管式投影电视机为例,要提高亮度指标,发射的电子束直径就要粗一些,这就必然使分辨率下降,反之亦然 。
液晶式投影电视机同样存在类似的问题,例如,夏普系列液晶投影电视机,XG-3800E型的亮度为 450 lx,其分辨率为 560
线； 而 XV-550型的亮度达 800 lx；但其分辨率仅为 400线 。 显然,后者是以牺牲分辨率来换取高亮度的 。 随着技术的进步,
亮度和分辨率指标都很高的投影电视机已经问世,如 Ampro-
7200G,其分辨率为 1 000线,亮度达 2 500 lx,但这种投影电视机的价格也非常高,通常要 10万美元左右 。
第 13章 电视新技术
(5）
对比度的数值当然是越大越好,一般说来,现在的液晶投影电视机约在 200∶ 1已是相当不错了,对比度的数值越大,
表示画面全黑与全白的亮度差异越大,灰阶的表现范围就越广,此组数据是重要的 。 但要留意的是,此项数据都是在投影电视机的极限状态下测试的,对液晶投影电视机来说,在这样的条件下往往色彩会变得相当怪异,因此对专业视听系统来说,对比度的数值仅供参考 。
第 13章 电视新技术
(6）
投影电视机的画面尺寸也是重要指标,通常用投影机能在屏幕上投射出最大和最小画面的对角线长度表示,单位是英寸或厘米 。 投影画面尺寸可依据居住环境,视听空间进行选择 。 家用三管式投影电视机的投影画面尺寸一般为 40～ 120
英寸,可按需要进行大范围的调整 。 当前投影电视机的发展动向之一是趋向大屏幕,除了屏幕尺寸的不断增大外,屏幕的宽高比正在由 4∶ 3逐步向 16∶ 9的比例转型 。
第 13章 电视新技术
① 投影距离至少要大于 1.1米,如果空间投射距离小于 1.1
米,那么你就不必考虑这部投影电视机了,因为你绝对不可能使用它 。
② 建议的最大画面可达 150英寸,此时投影空间距离至少要有 4.1米 。
③ 通常厂商所建议的最大画面几乎是,理想的极限,,真的放到这么大的画面,无论解析度或画面的亮度几乎都很难令人满意 。 以此标识为例,将 150英寸打个折扣,可能在 120英寸以下的表现更能符合你的期望 。
第 13章 电视新技术
13.4.2 三管式（ CRT）投影电视机
1,三管式投影电视机的特点
(1） 图像清晰度高
(2） 亮度高
(3） 可调性强
(4） 结实耐用,安装不便第 13章 电视新技术图 13 - 4 三管式投影电视机的使用示意图第 13章 电视新技术
2,三管式投影电视机的性能指标
(1）
聚焦方式有两种,EMF（ 电磁聚焦 ） 和 ESF（ 静电聚焦 ） 。
ESF是通过位于 CRT颈部的圆柱电极束实现聚焦的,而 EMF是在 CRT颈部安装聚焦线圈实现的电磁聚焦 。 EMF方式投射出的画面质量较高,不会因对比度的提高而出现散焦现象,但
EMF技术成本较高 。
第 13章 电视新技术
(2）
投影电视机分辨率有几种描述方式 。 数据投影电视机以像素数 （ Pixels） 表示； 影视投影电视机则以水平清晰度的线数 （ Lines） 表示 。 选用中应注意有些机型往往只给出
CRT管的分辨率,即 CRT管的最高物理分辨率；但实际上,
整机的分辨率不仅与 CRT管的分辨率有关,还与频率和带宽等指标有关,这点需引起注意 。
第 13章 电视新技术
(3）
三管式投影电视机的亮度有几种表示单位,即勒克司
（ lx）,流明 （ lm）,安萨流明 （ ANSI lm） 。 数值越大表示亮度越高,这几种单位的物理概念各有不同 。 lx是照度的单位,表示被照物体表面光通量的大小 。 lm是光通量 （ 或光能量 ）
的单位,表示光源辐射出的总光通量的大小,可以表示为峰值 lm和白 lm。 由 ANSI lm表示出的实际亮度值比峰值 lm和白 lm
的亮度值要高 。 只有亮度高的机型才能提供足够清晰的画面 。
第 13章 电视新技术
(4）
三管式投影电视机的色差端子有几种 。 标识 TWPb／
PrJ的色差端子是给 MUSE系统用的 （ DVD Video机不能使用该端子 ）,某些机型,如 Sony VPL-W400QJ则作成 WPb
／ Pr可切换的形式,或是三原色与三线色差可切换的形式,
只有这种机型才可以接 DVD机的色差输出端子 。
第 13章 电视新技术
(5）
描述 CRT管性能的主要参数包括 CRT的尺寸,聚焦方式及阴极形式 。 CRT尺寸与投影电视机亮度及分辨率有关,一般来说,亮度和清晰度随 CRT管径增大而提高 。 对三管投影电视机来说,作为光源的 CRT管本身,其亮度指标是决定因素,
但是投射管尺寸的影响因素就常被忽略 。 尺寸较大的投射管品质高,一般来说亮度也比较高 。 在三管投影电视机的系列机型中,投射管的尺寸越大,其价格也越高 。
第 13章 电视新技术
(6）
从图形分辨率来说,图形的最小单元是像素 。 像素越小,
图形分辨率越高 。 在 CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的 。 可寻址分辨率就是指最小像素的数目 。 CRT管的聚焦机制有静电聚焦,磁聚焦和电磁复合聚焦三种 。 其中,以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好 (这是指在高亮度条件下易散焦的情况下仍能良好聚焦 ),且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰 。
第 13章 电视新技术
13.4.3 液晶式（ LCD）投影电视机
1．
三片式液晶彩色投影电视采用三块 LCD板设计,利用外光源通过分光镜光学系统把强光分为红,绿,蓝三色,分别照射到带有电视图像的液晶显示屏上,得到三种颜色的图像,然后通过一个透镜组,将三块液晶屏投来的图像进行合成放大,最后由一个镜头投射到前方悬挂的大型屏幕上,显示出彩色图像 。
目前,三片式液晶投影电视机已有 100～ 450英寸等多种机型问世,其优点是在固定位置上,画面的尺寸可变大或缩小 ; 不足之处是水平清晰度不如三管式投影电视机的高,灯泡寿命一般在 1 000～ 2 000小时,灯泡需定期更换且价格昂贵 。
第 13章 电视新技术
2．
单片机是目前市场上比较流行的液晶投影电视机,这种投影电视机采用 LCD单板设计,光线不用分离 。 金属化卤素灯产生的强光透射单片彩色液晶板； 信号源经过模数转换,调制后加到液晶板上,控制液晶单元的开启,闭合,从而控制光路的通或断,再经光学镜头放大,显示在大屏幕上 。 单片式液晶彩色投影电视机的体积小,重量轻,操作和携带极其方便,价格也比较低廉 。 但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为 1024× 768,多用于临时演示或小型视听系统 。 这种投影电视机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,
决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降 。 标准的专业视听系统一般不采用单片式液晶彩色投影电视 。
第 13章 电视新技术
3,液晶光阀彩色投影电视机图 13 - 5 彩色液晶投影电视机结构示意图第 13章 电视新技术
4,液晶投影电视机的像素数与液晶板目前液晶投影电视机分为三片式与单片式两种；三片式机的三片液晶板实际上是叠合在一起成像的,因此论解析度应当以单片式的像素为准,不能以三片液晶板的总像素作为判断依据 。 像素数是解析力判断的依据,但单片式与三片式又应如何选择呢？ 其实这对于消费者并不会造成太大的困扰,因为从技术角度来讲,三片式应该是较好的,不过光学系统的复杂度也让成本剧增,目前较低价位的机种几乎都是单片式设计的 。
第 13章 电视新技术尺寸大的液晶板投射出来的画面四个角落边缘比较暗,
尺寸小的液晶板整个画面的亮度比较平均 。 但是,液晶板要作得比较小,又要容纳更多的像素来提高解析力,成本就会提高,价格也会提高 。 目前大多数液晶投影电视机的液晶板对角线尺寸都在 3英寸左右,Sony LPH-520J的液晶板尺寸只有 1.35英寸,在很小的面积上容纳高达 512 880个像素,使得解析度与画面亮度更平均 。 此外,Sony LPH-520J还有一项特殊之处,即它的液晶板长宽比例是 16∶ 9,适应了未来宽屏幕电视的需要 。
第 13章 电视新技术
13.4.4 投影屏幕
1．
(1）
① 金属幕。
② 珠光幕。
③ 毛面幕。
④ 珍珠幕。
⑤ 奶白玻璃幕。
第 13章 电视新技术
(2）
① 反射投影幕。
② 透射投影幕。
③ 透音投影幕。
第 13章 电视新技术
2．
(1）
不同的投影幕有不同的光增益,这种光增益又称做屏幕增益,它是指投影幕的材质与同样体积的全漫射纯白样板的亮度比 。 屏幕增益的大小主要取决于屏幕的材质和形式 。 增益反映屏幕表现入射光的能力 。 在入射光角度一定,入射光通量不变的情况下,屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比,叫做该方向上的亮度系数 。 亮度系数的最大值称为屏幕增益 。 通常把无光泽白墙的增益定为 1,如果屏幕增益小于 1,将削弱入射光；如果屏幕增益大于 1,将反射或折射更多的入射光 。
第 13章 电视新技术投影屏幕的性能与屏幕有很大关系 。 一般来说,金属幕的光增益最高,但由于屏幕为弧形,故可视角小； 平面珠光幕的光增益较低,但可视角大； 奶白玻璃幕光增益居中可视角也较大 。 对后方投射式来说,硬质透射幕比软质幕的光增益要高,观看效果也好,屏幕增益有 2.6,1,9和 0.9三种 。 其中,增益 2.6与 1.9两种较适合于家庭电影院使用,增益 0.9适于专业使用 。
第 13章 电视新技术
(2）
屏幕在所有方向上的反射是不同的,在水平方向离屏幕中心越远,亮度越低； 当亮度降到 50% 时的观看角度,
定义为视角 。 在视角之内观看图像,亮度令人满意；在视角之外观看图像,亮度显得不够 。 一般来说屏幕的增益越大,视角越小； 增益越小,视角越大 。
第 13章 电视新技术
(3）
投影幕尺寸对投影画质和效果有较大影响,一定大小的房间对应一定尺寸的屏幕,屏幕尺寸过大或过小都不好 。 屏幕尺寸是以其对角线的大小来定义的,单位用英寸表示 。 一般视频图像的宽高比为 4∶ 3,如一个 1.83 m（ 72英寸 ） 的屏幕,
根据勾股定理,很快就能得出屏幕的宽为 1.5 m,高为 1.1 m。
专业视听系统一般采用 80～ 150英寸的屏幕 。 目前,随着宽银幕电影的增多,16∶ 9的投影屏幕开始进入专业视听系统 。
第 13章 电视新技术
(4）
投影幕从质地上分为玻璃珠幕,金属幕,毛面幕,奶白玻璃幕等 。 语音教室的教育幕多采用毛面幕 。 专业视听系统比较流行采用玻璃珠幕 。
此外，投影幕还有亮度系数、反射（或透射）系数、
散射角大小等技术指标。
第 13章 电视新技术
13.4.5 投影电视的新技术
1,三管式 HDTV投影电视
2,液晶 HDTV
3,DLP
4,多媒体投影电视机第 13章 电视新技术
(1） CGA标准
CGA(Color Graphics Adapter)意为彩色图形适配器 。 它是由 IBM公司推出的彩色图形适配器,具有彩色显示和图形显示两大功能 。 配用的 CGA显示器显示分辨率可达 640× 200。
显示器的行频为 15.8 kHz,场频为 60 Hz。
第 13章 电视新技术
(2） EGA
EGA(Enhanced Graphics Adapter)意为增强型图形适配器 。
它除了能够兼容 CGA的所有功能外,还使显示的色彩数大大增加,显示分辨率也有提高,达到 600× 350显示时的 16种色彩,像素总数为 640× 350＝ 224 000个 。 EGA彩色显示器的行频有 15.8 kHz和 21.8 kHz两种,场频为 60 Hz,因此它是一种双频彩色显示器,不仅可以在 EGA增强型图形显示适配卡的支持下工作,还可以与 CGA彩色图形显示卡相连,并自动在 CGA（ 640× 200） 分辨率下工作 。
第 13章 电视新技术
(3） VGA标准
VGA(Video Graphics Array)意为视频图形阵列 。 VGA标准是目前使用较为普遍的标准 。 它兼容 EGA的所有标准,
600× 480显示时为 16种色彩,320× 200显示时为 256种色彩 。
VGA与 EGA相比有许多优点,它的标准分辨率由 EGA的
640× 350增加到的 600× 480。 CGA和 EGA显示卡采用数字信号输出接口,而 VGA采用的是模拟信号输出接口,这就使得它的显示颜色丰富多彩 。 常见的 VGA显示器有两种,一种是高分辨率的彩色 VGA显示器,另一种是高分辨率的灰度单色 VGA显示器 。 这两种显示器可以互换使用,其行频为
31.5 kHz,场频为 60 Hz或 70 Hz
第 13章 电视新技术
(4） SVGA
SVGA(Super VGA)意为超级 VGA。 在标准 VGA的基础上,SVGA支持三种显示模式：分辨率为 640× 400时,颜色为 256种；分辨率为 800× 600时,颜色为 16／ 256种；分辨率为 1024× 768时,颜色为 16种 。 －般情况下,SVGA的模式指 800× 600分辨率,像素总数为 480 000个 。 SVGA彩色显示器的行频有两种,即 31.5 kHz和 35.5 kHz,SVGA彩色显示器是双频显示器,场频为 50 Hz或 86 Hz。
第 13章 电视新技术
13.5 21世纪的电视
13.5.1 超高清晰度电视美国数字高清晰度电视的分辨率为 1920× 1080,其水平清晰度超过 1 000线,是现行电视清晰度的５倍,它的明亮度和透明感也是现行电视无法相比的 。 但是,这还远远不是未来电视的目标 。 因为,日本正在研制清晰度超出美国 HDTV一倍的电视机,即 V-HDTV,其水平清晰度将为 2 000线以上,样机将于 2006年以前问世 。 欧洲则更有惊人之举,多国联合的专家组正在加紧研究第三代高清晰度电视 U-HDTV。 据称,这种电视的水平清晰度将达到 4 000线,远远超过美国的高清晰度电视,
也把 70 mm宽银幕电影远远抛在后面,它为 21世纪的电视带来了新的曙光 。
第 13章 电视新技术
13.5.2 全息电视
1976年,前苏联电视科学研究所放映了可供数十人观看的全息电视 。 放映时用特制的 2 m× 2 m的全息银幕 。 全息影片的分辨率达到每毫米 10 000线以上 。 目前,这种影片还处在研制阶段,估计在 21世纪,全息电视可以和观众见面,并开始走进全息电视时代 。
第 13章 电视新技术
13.5.3 动感电视
1．
运动动感电视是一种可以使观众产生运动感的电视,它由活动银幕和动感平台组成 。 动感电视院中的移动平台 Motion
Plat译为,动感平台,。 动感平台有被动式和主动式两种,动感电视院的平台属于被动式,平台的运动流程事先已编在计算机中,其动作制动器与电视画面同步启动 。 动感电视院将此种装置与宽银幕惊险电视相结合,再配合精彩惊险的上下和转弯,
达到激动人心的震撼效果 。 主动式动感平台一般设在电子游戏厅中 如赛车,战斗机,太空船等 。 运动流程并未事先设定,而是随着操控者的动作上下俯冲与左右转弯,屏幕上的飞机能实时做出与操控者相应的动作 。
第 13章 电视新技术
2,温度动感电视在温感电视世界中,影片中的主人公正端起一杯热腾腾的咖啡,温感电视系统会通过欣赏者所戴的温度传感手套,
使人感受到真实的温热感或是冰冷感,使欣赏者与影片中的主人公有相同的感受,感觉更加真实 。 温感电视系统可以利用半导体器件来制造出温度回留的效果 。
第 13章 电视新技术
3．
在触感电视虚拟的世界里,影片中的主人公正触摸着一件金属艺术品 。 触感电视系统为了使你感觉更真实,除了给你温度感觉外,还要透过触觉手套的感知作用,使你有触摸到一个真实物体的感觉 。 对于不同的材质,不同物体的表面纹路,系统的触觉手套将传唤不同的信息,给操作者不同的触觉感受 。
操作者可以借此感觉到是在触摸一个柔软的沙发,光滑的书桌或是表面带有纹路变化的艺术品 。 此外,触感电视系统还可传唤力量感,当人握住一杯咖啡时,手腕有沉重的感觉,必须用力才能握住杯子 。 此外,触感电视还可以模拟物体的外表边界与碰到阻碍物的感觉 。
第 13章 电视新技术
13.5.4 味觉电视味觉电视的气味是由计算机控制发出的,计算机中程序的运行应当与画面内容相一致,通过定时器控制电热器给不同的香料加温,各种不同香料的组合就会释放出不同的气味 。
就像今天的 7色彩色打印机一样,彩色墨盒虽然只有 7种,但是打印出的彩色画面却是五彩缤纷 。 香料的气味要求符合环保要求,而且必须由少数几种香料盒组合产生出各种不同的气味,因此,味觉电视研制的难度还是相当大的 。
13.1 高清晰度电视
13.2 数字电视
13.3 电视新技术的应用
13.4 投影电视机
13.5 21世纪的电视第 13章 电视新技术
13.1 高清晰度电视
13.1.1
国际无线电咨询委员会 （ CCIR） 为高清晰度电视下的定义是：,当观看距离为屏幕高度三倍时,高清晰度电视机的垂直清晰度和水平清晰度应是现行电视的两倍以上,画面的宽高比 16∶ 9,配有多声道优质伴音 。,目前,已经有一些国家按上述要求研制出高清晰度电视,其画面清晰逼真,几乎和 35
mm电影胶片的放映效果不相上下,其伴音则与激光唱机的音质相同 。 高清晰度电视分为模拟 HDTV系统和数字 HDTV系统两大类型 。 早期研制的 HDTV属模拟系统,而近期各国研制的
HDTV则趋向数字系统 。
第 13章 电视新技术
13.1.2 高清晰度电视的发展进程
1,日本高清晰度电视的发展
EDTV通过提高设备和系统的性能来改善图像质量 。 它不仅在接收端以逐行扫描来提高垂直分解力,同时也提高了水平分解力 。 日本对实施 EDTV制式广播作了如下规定：
（ 1） 用插入基准信号的方法,消除重影干扰 。
（ 2） 接收端采用与 IDTV制式相同的技术,把隔行扫描变换成逐行扫描,用时间 -空间三维信号处理技术分离亮度 （ Y） 信号和色度 （ C） 信号 。
第 13章 电视新技术根据这种规定,IDTV和 EDTV之间的关系可用下式表示：
EDTV＝ IDTV＋重影消除＋ a
a表示在发送端通过改变信号以改善图像质量的部分 。
据估计,EDTV制式对图像质量的改善,约有 70～ 80％ 由
IDTV来实现,a部分则占 20～ 30％ 。
第 13章 电视新技术日本对 EDTV制式图像质量改善目标为：水平分解力从现行 NTSC制的 330线提高到 450线；垂直分解力从现行的 300
线提高到 450线 。 采用逐行扫描手段防止闪烁 。 使用三维梳状滤波器,改善信道中的交调失真,减轻亮色串扰,在发射端以插入基准信号的方法消除重影干扰 。 图像质量超过激光视盘的图像质量 。 实施 EDTV制式电视广播后,用现行的
NTSC制电视机接收到的图像质量没有得到改善 。 若用新研制的 EDTV接收机接收图像,则图像质量可达到上述目标水平 。
第 13章 电视新技术
2,欧洲高清晰度电视的发展
1989年研制出以模拟技术为主,扫描行数为 1 250行,图像宽度比为 16∶ 9,12 MHz带宽的 HDTV系统,并于 1992年的西班牙巴塞罗那奥运会上进行了试播,受到广泛好评 。 但鉴于 HDTV的前景不明和投资过大,为了避免重蹈日本的复辙,欧洲于 90年代中期暂缓了 HDTV的研制步伐,随着美国全数字 HDTV的出现,
欧洲也开始全力投入到数字电视 (DTV)的研制与普及中 。 北欧的挪威,丹麦和瑞典三国一起开发了数字窄带发送的高清晰度电视
HD-DIVINE,主要技术特点是信道编码采用了正交频分复用技术；
由德国 Bosch等几家公司组成的集团,开发了数字 HDTV-T地面广播制式,这种制式以 8 MHz带宽传送码率为 20~30 Mbit/s,1 250
行,2∶ 1的 HDTV信号 。 欧洲发展 HDTV的战略是：现行电视 -
DTV-HDTV,力图走一条渐进式的发展道路 。
第 13章 电视新技术
3,
大联盟 HDTV又称 GA-HDTV制式,它是在四种数字 HDTV制式基础上产生的,与四种制式之间有着天然的联系 。 这四种制式的信道宽度都是 6 MHz,均采用数字兼容广播的传输方式；它们的图像宽度比均为 16∶ 9,色度标准也都采用美国影视工程师协会确定的标准 。 此外,在信号传输系统中,它们都采用了里德 ·所罗门 (Reed Solomon)纠错码 。 大联盟制式集中了四种数字 HDTV制式的优点,在此基础上又有自己的特色,使其比前四种数字 HDTV
制式具有更多的优势 。 大联盟制式提出多种扫描格式的方案,可以和数字显示器兼容；在图像压缩方面采用了 MPEG-2国际标准；
在音频压缩方面采用了目前国际上处于领先地位的杜比 AC-3技术；
采用 VSB（ 残留边带 ） 传送系统,同时考虑地面广播和电缆传送两种模式；大联盟 HDTV制式集中体现了视听领域的高科技成果,
使美国在 HDTV领域处于遥遥领先的地位 。
第 13章 电视新技术
13.1.3 高清晰度电视的技术特点
1,多种扫描格式
2,先进的图像压缩技术
3,更具吸引力的音频技术
4,设计周全的调制方式第 13章 电视新技术
13.2 数 字 电 视
13.2.1 什么是数字电视自电视问世以来,电视图像信号的处理技术一直是以模拟方式进行的 。 直至 70年代初期,数字技术才开始进入电视信号处理领域 。 最近 20年来,数字技术有了迅速的发展,正在形成一个全新的数字处理的新领域,这就是人们常说的数字电视 。 数字电视的英文全称为 Digital Television,简称 DTV。
数字电视是相对模拟电视而言的 。
第 13章 电视新技术
1,节目制作数字化电视信号是指经摄像机的电子扫描和光电转换形成的电信号,
数字电视系统首先应获得数字化的电视信号,可以采用数字摄像机,非线性编辑系统和视频服务器等数字化设备,实现电视节目采集,节目制作和节目编辑的数字化 。
数字电视将电视信号进行数字化采样,其信号的数据率非常高,直播室质量的数字化电视信号的数据率在 200 Mb/s。 要在原模拟电视频道内传输如此高速率的数字信号是不可能的,必须对数据进行压缩 。 实现数据压缩的方法有两种：一是在信源编码过程中进行压缩,利用人的听觉和视觉效应去除信号中的多余成分,
在不影响收听收看效果的前提下尽量压缩数据率；二是改进信道编码,发展新的数字调制技术,提高单位频宽数据传送速率 。
第 13章 电视新技术在信源编码方面,IEEE的 MPEG专家组已发展制订了 ISO
／ IEC11172（ MPEG-1） 和 ISO／ IEC13818（ MPEG[CD*2]2）
两项国际标准 。 MPEG－ 1的输入视频格式为 CIF352× 288，
主要用于 CD-ROM,VCD等线路传输,数据率为固定值 1.5
Mb/s； MPEG-2供数字电视使用,支持标准分辨率的 16∶ 9宽屏及高清晰度电视等多种格式,数据率可变,为 3～ 40 Mb/s。
MPEG-2是未来广播电视数字压缩的国际标准,它可满足不同电视质量的要求,从家庭质量,广播级质量到将要播出的数字高清晰度电视质量,应用面很广 。 从 DVD到卫星电视,广播电视微波传输都采用了这一标准 。
第 13章 电视新技术
2.
采用数字传输设备,将电视信号进行数字压缩,编码,调制,以数字信号进行发射 。
目前,数字电视的传输途径可分为三种,数字卫星电视,
数字有线电视和数字地面开路电视 。 这三种数字电视的信源编码方式相同,都是 MPEG-2的复用数据包,但由于它们的传输途径不同,因此信道编码采用了不同的调制方式 。 例如,欧洲
DVB数字电视系统传输中采用的三种调制方式,数字卫星电视系统 （ DVB-S） 采用正交相移键控调制 （ OPSK） ；数字有线电视系统 （ DVB-C） 采用正交调幅调制 （ QMA） ；数字地面开路电视系统 （ DVB-T） 采用更为复杂的编码正交频分复用调制 （ COFDM） 。
第 13章 电视新技术
3,接收过程数字化用户利用数字电视机收看数字电视节目 。 数字电视机首先将接收到的数字调制信号进行解调 ; 然后,对压缩的数据进行解压缩,再对画面格式进行变换 ; 最后,将视频,音频分别送至显示屏和扬声器 。
第 13章 电视新技术
13.2.2 数字电视的技术特点
1,具有较高的图像质量和伴音质量
2,抗干扰能力强
3,电视机功能强大
4,便于大规模生产
5,便于与计算机系统连接
6,
第 13章 电视新技术
13.2.3 数字电视的发展进程
1.日本数字电视的发展
2,欧洲各国数字电视的发展
3,美国数字电视的发展
4.
我国数字电视发展大致可分为三个阶段：普及型数字电视 PDTV,标准清晰度数字电视 SDTV和高清晰度数字电视 HDTV,这三者将在一个很长的时期内并存 。
第 13章 电视新技术
13.2.4 数字电视机与数字化电视机
1,数字电视机数字电视机的视频部分采用 MPEG-2标准处理,音频部分采用 AC-3标准处理,按清晰度分为,标准数字电视,简称 DTV或
SDTV； 数字高清晰度电视机,简称数字 HDTV。 DTV的画质和音质与 DVD相当,其清晰度为现有电视的 2倍 。 数字 HDTV采用
16∶ 9屏幕,分辨率为 1920（ 水平 ） × 1080（ 垂直 ）,其清晰度为现有电视的 5倍 。 汤姆逊的 61英寸数字 HDTV和飞利浦的 48英寸数字 HDTV已频频亮相,其清晰度都达到了 1920× 1080像素 。
第 13章 电视新技术
2,数字化电视机数字化电视机采用的数字化技术主要有：
① 伴音数字化电路 。 实现了无论接收信号强弱,都能保持较高灵敏度,使听感更佳 。
② 数字画质提高技术 。 如双制式 Y／ C分离,黑电平改善,
高速扫描调制等 。
③ 数字丽音 。 采用数字丽音 （ NICAM） 技术,可接收全球所有制式丽音信号 。
④ 超平显像管 。 超平显像管基色更纯正,色彩更艳丽,
且寿命为普通平面彩管的 1.7倍,采用超平显像管可以有效实现数字化技术的优势 。
第 13章 电视新技术
13.3 电视新技术的应用
13.3.1 平板电视机平板电视机不同于平面电视机,通常,只将其深度小于自身对角线尺寸 1／ 4的电视机称为平板电视机,简称 FPD。 与传统的阴极射线管 （ CRT） 电视机相比,平板电视机具有体积小,
重量轻,使用电压较低和无 X射线辐射等长处 。 因其具有屏幕亮度好,图像清晰,整体超薄,重量极轻等特点,适宜于用作壁挂电视,多媒体终端装置和 HDTV的显示器 。
第 13章 电视新技术
1．
液晶电视是目前国际上投资最多,发展最快,应用最广的一种平板电视,英文名为 Liquid Crystal Display-TV,简称
LCD-TV。
第 13章 电视新技术
LCD电视机的构成与传统彩色电视机的主要区别有：
① LCD电视机含有特殊电路,如：液晶显示屏,X驱动器和 Y
驱动器,同步控制电路,图像信号处理电路,公共电极极性翻转电路,背光源灯管及其驱动电路 。
② LCD电视机的高频头体积小,功耗低,电源电压低,高频头的驱动电路既要保证功耗不能过大,还要保证具有一定的放大倍数,以提高信号噪声比 。
③ LCD电视机的同步信号发生器为驱动液晶显示屏提供所需的寻址信号,有水平方向和垂直方向的时钟脉冲和启动脉冲,为获得稳定的时钟频率,确保电视图像的稳定,还设有锁相环电路 。
④ LCD电视机含有独特的图像信号处理电路,它能使视频信号转换成适合于驱动液晶显示屏的信号 。 液晶显示屏的结构不同,
其图像处理电路的结构也不同 。
第 13章 电视新技术
2．
等离子平板电视机又称等离子体电视机,英文名为
PLASMA DISPLAY PLATE（ PDP）,是近年来研制出的新型平板电视机 。 它具有屏幕大,图像清晰等优点,巳有多种 42英寸的机型在市场露面 。
PDP的工作原理与从前的任何一种显示器都不同,它利用了像素自行发光的技术,大大减少了显示屏的空间 。 每个像素都含有红蓝绿三种光源,并可独立发光 。 PDP是通过气体放电时产生的真空紫外光 （ UV） 去激发红蓝绿基色的荧光体,
此时,像素中的气体会作出发光反应,每个像素呈现出不同的色彩,当这些像素组合起来时,便能产生光亮夺目的缤纷图像 。
第 13章 电视新技术
13.3.2 图文电视
1,图文电视的传送和接收
2,
① 信息传递快。
② 信息的覆盖面广。
③ 收看随意性。
④ 内容信息量大。
⑤ 保密性能强,可以实现加密功能。
第 13章 电视新技术
3.
图文电视自问世以来,一直受到世界各国的普遍重视 。
目前,图文电视广播有四种制式：英国等国采用的 WST；
法国等国的 ANTIOPE；美国的 NABTS和日本采用的 HY-
BRID。 我国根据 CCIR的推荐,在 WST制的基础上,结合传递汉字的国情,制定了我国的图文电视广播制式为
,CCST”,即 Chinese Character System Teletext。
第 13章 电视新技术
13.3.3 立体电视
1,什么是立体电视？
立体电视是广播电视的又一发展方向 。 它利用人的双眼视角差和会聚功能等特性,拍摄和放映时产生立体效果的电视技术 。
第 13章 电视新技术
2,实现立体电视的技术方法
(1） 彩色眼镜法
(2） 偏光眼镜法
(3） 不用带特制眼镜的立体电视第 13章 电视新技术
13.3.4 大屏幕拼接电视系统图 13 - 1 大屏幕拼接系统示意图第 13章 电视新技术
1,硬件拼接系统硬件拼接系统是较早使用的一种大屏幕拼接方法,代表性的产品有美国 RGB公司的 Computer Wall。 该系统可实现的功能有分割,分屏显示和开窗口,开窗口的意思是在四屏组成的底图上,用任意一屏显示一个独立的画面 。 由于采用硬件拼接,
图像处理完全是实时动态显示,安装操作简单；缺点是拼接规模小,只能四屏拼接,扩展很不方便,不适应多屏拼接的需要；
所开窗口固定为一个屏幕大小,不可放大,缩小或移动 。
第 13章 电视新技术
2．
软件拼接系统是用软件来分割图像,如加拿大的 M3i多屏拼接系统 。 采用软件方法拼接图像,可以十分灵活地对图像进行特技控制,如在任意位置开窗口；任意放大,缩小窗口；
利用鼠标即可对所开的窗口任意拖动,在控制台上控制屏幕墙,如同控制自己的显示器一样方便 。 主要缺点是它只能在
Unix操作系统上运行,无法与 Windows 95开发的软件兼容；
PC机的图形也无法与其接口；在构成几十台电视机组成的大系统时,其相应的硬件部分显得较为复杂 。
第 13章 电视新技术
3．
软件与硬件相结合的拼接系统可综合以上两种方法的优点,
克服其缺点 。 如比利时 Barco公司的 X-WALL,法国 Synelec的
XPRISM系统 。 软硬件结合的拼接系统可以显示多个 RGB模拟信号及 Windows的动态图形,是为多通道现场即时显示专门设计的 。 通过硬件和软件以及接口控制电路,实现不同窗口的动态显示 。 它透明度高,图像叠加透明显示,共有 256级透明度,
令动态图像和背景活灵活现 。 并联扩展性极好,系统采用并联结构,最多可控制上千台电视机同时工作 。
第 13章 电视新技术
13.4 投 影 电 视 机
13.4.1 投影电视机分类和技术指标
1,投影电视机分类
(1）
到目前为止,投影电视机主要通过以下三种显示技术实现,CRT投影技术即三管式投影电视,LCD投影技术即彩色液晶投影电视,以及近些年发展起来的 DLP投影电视 。
第 13章 电视新技术
(2）
如果按用途划分,投影电视机一般分为三个类型,即影视
(Video)投影电视机,数据 (Data)投影电视机和图形 (Graphic)投影电视机 。 其中,Graphic投影电视机能够投影图像及数据画面,
是分辨率和清晰度最高的机型,Data投影电视机可投影数据及视频画面,其指标仅次于 Graphic投影电视机,一般 Data与
Graphic投影电视机常用于军事指挥系统,航空航天系统和计算机领域作为显示,监控之用 。 专业音响视听系统所使用的投影电视机多为 Video投影电视机,少数高级专业音响视听系统也采用 Data投影电视机 。
第 13章 电视新技术
(3）
彩色投影电视的屏幕对角线尺寸通常为 72英寸～ 450英寸,
最大可达 750英寸 。 以夏普 100英寸 （ 250 cm） 投影电视为例,
其图像的宽度达两米,这样大的图像如果能与完美的音响系统配合,确实可以得到良好的视听感受 。 例如,重放足球比赛实况时,观看视野极为开阔,足球运动员的屏幕形象同真人大小几乎一样,射门时观众的呐喊声,喝彩声如雷鸣一般,使观赏者仿佛置身于体育场的现场观看比赛 。 重放维也纳新年音乐会实况片,指挥卡拉扬的屏幕形象同其正常身高一样,他那挥动的手臂,全身心投入的表情,表现得一清二楚,仿佛站在观赏者眼前 。 采用投影电视和环绕立体声系统可获得一般视听设备无法得到的艺术效果 。
第 13章 电视新技术
(4）
① 正投式投影电视机 。
正面投影式电视机简称正投式电视机,又称前投式电视机 。
其投影电视机与投影屏幕分离,投影电视机与观众同处一侧,
投影电视机从屏幕的前方或后方向屏幕进行投影 。 正投式投影电视机的图像主要有三大优点,即分辨率高,亮度好,对比度高 。 因此图像的色彩富于表现力,能充分描绘出富有动感的绚丽色彩,而且屏幕尺寸可任意设定,使用寿命长 。 将投影电视机吊装在天花板上,不占地面空间,而且便于各声道音箱的摆放,容易形成良好的视听环境 。 正投式投影电视机的缺点在于其安装的复杂性,三色的聚焦调整非专业技术人员莫属 。
第 13章 电视新技术图 13 - 2 前方投射与后方投射第 13章 电视新技术正投式投影电视机的优点是：
·屏幕尺寸大,通常在 72英寸到 450英寸之间 。
· 画质柔和,色彩还原性好,比较接近电视银幕的效果 。
·投影幕平时可以收回,占地面积较少 。
· 清晰度高,通过增加倍线器,还可以使画质明显提高,
易于升级 。
· 各档位的机型型号齐全,选择余地大。
第 13章 电视新技术
② 背投式投影电视机。
图 13 - 3 背面投影电视机的结构示意图第 13章 电视新技术背投式投影电视机的优点是,
· 由于投射部分封闭在机箱内,因而亮度有了很大提高,
可在白天观看 。
· 外观与普通电视机相似,免去了杂散光的干扰 。
· 内设功放和音箱,有些机型还装有录像机等信号源设备 。
现在的背投式投影电视机的音响系统均向大功率,立体声,Hi-
Fi,环绕声,重低音方向发展,使其拥有更完美的音响效果 。
· 图像聚焦出厂时已调好,省去了安装后仍需调校的麻烦 。
· 使用寿命长 。 易于制成 16∶ 9的宽屏幕电视机 。
· 功能较多。
第 13章 电视新技术背投式投影电视机的缺点是,
· 体积笨重,占地面积过大,且不便于移动 。
· 会聚调整受机身尺寸的限制,故画面尺寸只能做到
80英寸以下 。
· 画质不如正面投影电视机的画面细腻,总有些模糊感。
第 13章 电视新技术
2
(1） 光输出（ Light Out
光输出指投影电视机输出的光能量,单位为流明 （ lm） 。
与光输出有关的一个物理量是亮度 （ Brightness）,是指屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比,照度常用的单位是勒克斯 (lx)。
第 13章 电视新技术
① 光输出的单位 。
对于三管正投式投影电视机的光输出强度,国际上普遍采用 ANSI 177,215标准,用 ANSI lm来表示投影电视机的光输出,ANSI是美国国家标准学会的缩写 。
正规投影电视厂商通常给出包括 ANSI lm在内的多种光输出参数,例如 Sony VPH-G70Q型投影电视机的说明书中就同时标出光输出的三个参数：,1200白色峰值流明； 240
ANSI Lm； 320全白平均流明,。
第 13章 电视新技术
② 光输出与屏幕尺寸 。
投影电视机的光输出指标还与屏幕尺寸有关 。 受照物体表面每单位面积上接收到的光通量称为照度 。 由照度定义可知,
当光通量一定时,照度的数值大小与受照面积有关,两者成反比关系 。 也就是说,同一台投影电视机如果投影出的图像面积较小时,其照度较亮； 而投影出的图像面积较大时,其照度必然较暗 。 所以,当用照度 （ 单位,lx） 来标识投影电视机的光输出数值时,应当附带说明测量时的屏幕尺寸 。 正规厂家在产品说明书上都是详细标明的 。 如 SHARP XV-5800E投影电视机,
屏幕尺寸为 40英寸时,照度为 450 lx,用户一目了然 。 如果只标 lx值而不标出屏幕尺寸,这就难以进行产品之间的横向比较 。
第 13章 电视新技术
(2） 扫描频率
① 水平扫描频率 （ 行频 ） 。
电子在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描,也叫行扫描 。 每秒扫描的次数叫做水平扫描频率,视频投影电视机的水平扫描频率是固定值,数值为 15.625 kHz(PAL制 )或 15.750
kHz(NTSC制 )。 数据和图形投影电视机的扫描频率不在同一频段；在各自的频段内,投影电视机可自动跟踪输入信号行频,
由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步 。 水平扫描频率是区分投影电视机档次的重要指标 。 入门级的三管投影电视机水平扫瞄频率约为 15.750 kHz,也就是 NTSC系统的水平扫描频率,而数据级的三管投影电视机则可以将水平扫描频率的上限升到 31.5 kHz以上,这个数字恰好是 NTSC的二倍频,可使用倍频器或使用内置倍频卡,并可以适应 MUSE系统 。
第 13章 电视新技术还有少数的顶级投影电视机水平扫瞄频率的上限可达 63
kHz以上,可使用四倍频处理器 。 即使经过两倍频之后,画面也明显变得清晰,图像亮度较高,画质,更上一层楼,。
频率范围在 15～ 60 kHz的投影电视机通常叫做数据投影电视机,如 SHARP XG-3900E,SONY V500Q。 上限频率超过 60
kHz的通常叫做图形投影电视机,如 SHARP XG-SV1A、
SONY VPL-D50QM,Panasonic PT-1083E/U等 。
第 13章 电视新技术
② 垂直扫描频率 （ 场频 ） 。
电子束在水平扫描的同时,又从上向下运动,这一过程叫垂直扫描 。 每扫描一次形成一幅图像,每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率,垂直扫描频率也叫刷新频率,它表示这幅图像每秒钟刷新的次数 。 垂直扫描频率一般不低于 50 Hz，
否则图像会有闪烁感 。
第 13章 电视新技术
③ 水平扫描频率与垂直扫描频率的关系 。
水平扫描频率与垂直扫描频率的关系可用下式表示：
水平扫描频率 = A× 垂直扫描频率 ×
式中,A为常数,约为 1.2,垂直扫描频率一般不应低于 50 Hz。
例如：当垂直扫描频率为 70 Hz,垂直分辨率为 768时,水平扫描频率为 64.5 kHz。
第 13章 电视新技术
(3）
投影电视机的视频通道的总频带宽度,其定义是在视频信号振幅下降至 0.707倍时,对应的信号上限频率 。 0.707倍对应的增量是－ 3 dB,因此又叫做－ 3 dB带宽 。 视频带宽与水平扫描频率及水平分辨率的关系可以用下式表示：
)(21 水平分辨率水平扫描频率视频带宽 P
式中,R约为 1.4,其中水平分辨率比垂直分辨率高,这是由于图像水平与垂直幅度之比是 4∶ 3,例如垂直分辨率为 768时,
水平分辨率一般是 1 024,此时信号带宽是 46 MHz。
第 13章 电视新技术
)(21 垂直扫描率垂直分辨率水平分辨率视频带宽 C
综合上述两个公式可以得出：
式中,C=A× R 。
要提高图像分辨率,就要提高视频带宽,因而视频带宽也是投影电视机的一个重要指标 。
第 13章 电视新技术
(4）
在投影电视机指标中,分辨率是较易混淆的一个概念,投影电视机技术指标上常给出的分辨率有：可寻址分辨率,RGB
分辨率,视频分辨率三种 。
对 CRT投影电视机来说,可寻址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能决定,可寻址分辨率是投影管质量指标的一个重要参数 。 可寻址分辨率应高于 RGB
分辨率 。
RGB RGB 视频信号时可达到的最高像素,如 RGB分辨率为 1024× 768,表示水平分辨率为 1024,垂直分辨率为 768,RGB分辨率与水平扫描频率,
垂直扫描频率及视频带宽均有关 。
第 13章 电视新技术视频分辨率是指投影电视机在显示复合视频时的最高分辨率 。
对投影电视机来说,分辨率是一个非常重要的指标,它决定专业音响视听系统重放图像的清晰程度 。 例如,Sony VPH-
1001投影电视机在视频信号输入时水平分辨率为 700线,这种表示方法多用于衡量影视级电视机和投影电视机的解像能力 。 另一种是用,列 × 行,的像素数来表示,Sony VPH-D50投影电视机用 RGB输入时,分辨率为 1280× 1024像素数 。 这种表示方式主要用于接多媒体计算机的数据级投影电视机,以便与计算机显示系统的 SVGA等制式直接相匹配 。
第 13章 电视新技术专业视听系统使用的影视投影电视机多用电视线数表示分辨率,它是用屏幕上能分辨清楚的最高线数来表示 。 如果在垂直方向比水平线方向能够分辨清楚的线条数多,则垂直方向的分辨能力就高,或称图像垂直分辨率高 。 可见,分辨率受到扫描行数多少的限制 。 PAL制式电视广播中,一幅图像在垂直方向上有 625行,但由于在场消隐期间被消掉 50行,加上电子束的扫描误差,垂直分辨率为有效扫描行数的 0.65倍,PAL制垂直分辨率为：
0.65× 625 = 400
式中所乘的系数 0.65,称为凯尔（ Kell）系数。
第 13章 电视新技术
① 分辨率与图像信号输入方式的关系 。
与分辨率相关的另一个重要因素是图像信号的输入方式 。
视频信号当采用 RGB输入方式时,图像清晰度最佳,采用 S-
VHS方式时次之 ; 当采用 VIDEO方式输入时,由于视频信号在传送过程中经过,编码,和,解码,等一系列变换,不可避免地会导致清晰度下降 。 试以 Sony VPH-D70Q投影电视机为例,该机的水平分辨率指标为：视频 （ VIDEO） 输入为 700线,S视频输入为 1 000线,RGB输入则为 1 200线 。 所以,使用投影电视机时如要求较高的分辨率,应尽量采用 RGB连接方式或 S视频输入方式 。
第 13章 电视新技术
② 分辨率与亮度的关系 。
投影电视机的技术指标中有一个现象,即同一系列的投影电视机中,分辨率较高的机型亮度较低,而亮度较高的机型分辨率又会偏低一些 。 这是投影电视机结构特点带来的矛盾 。 以三管式投影电视机为例,要提高亮度指标,发射的电子束直径就要粗一些,这就必然使分辨率下降,反之亦然 。
液晶式投影电视机同样存在类似的问题,例如,夏普系列液晶投影电视机,XG-3800E型的亮度为 450 lx,其分辨率为 560
线； 而 XV-550型的亮度达 800 lx；但其分辨率仅为 400线 。 显然,后者是以牺牲分辨率来换取高亮度的 。 随着技术的进步,
亮度和分辨率指标都很高的投影电视机已经问世,如 Ampro-
7200G,其分辨率为 1 000线,亮度达 2 500 lx,但这种投影电视机的价格也非常高,通常要 10万美元左右 。
第 13章 电视新技术
(5）
对比度的数值当然是越大越好,一般说来,现在的液晶投影电视机约在 200∶ 1已是相当不错了,对比度的数值越大,
表示画面全黑与全白的亮度差异越大,灰阶的表现范围就越广,此组数据是重要的 。 但要留意的是,此项数据都是在投影电视机的极限状态下测试的,对液晶投影电视机来说,在这样的条件下往往色彩会变得相当怪异,因此对专业视听系统来说,对比度的数值仅供参考 。
第 13章 电视新技术
(6）
投影电视机的画面尺寸也是重要指标,通常用投影机能在屏幕上投射出最大和最小画面的对角线长度表示,单位是英寸或厘米 。 投影画面尺寸可依据居住环境,视听空间进行选择 。 家用三管式投影电视机的投影画面尺寸一般为 40～ 120
英寸,可按需要进行大范围的调整 。 当前投影电视机的发展动向之一是趋向大屏幕,除了屏幕尺寸的不断增大外,屏幕的宽高比正在由 4∶ 3逐步向 16∶ 9的比例转型 。
第 13章 电视新技术
① 投影距离至少要大于 1.1米,如果空间投射距离小于 1.1
米,那么你就不必考虑这部投影电视机了,因为你绝对不可能使用它 。
② 建议的最大画面可达 150英寸,此时投影空间距离至少要有 4.1米 。
③ 通常厂商所建议的最大画面几乎是,理想的极限,,真的放到这么大的画面,无论解析度或画面的亮度几乎都很难令人满意 。 以此标识为例,将 150英寸打个折扣,可能在 120英寸以下的表现更能符合你的期望 。
第 13章 电视新技术
13.4.2 三管式（ CRT）投影电视机
1,三管式投影电视机的特点
(1） 图像清晰度高
(2） 亮度高
(3） 可调性强
(4） 结实耐用,安装不便第 13章 电视新技术图 13 - 4 三管式投影电视机的使用示意图第 13章 电视新技术
2,三管式投影电视机的性能指标
(1）
聚焦方式有两种,EMF（ 电磁聚焦 ） 和 ESF（ 静电聚焦 ） 。
ESF是通过位于 CRT颈部的圆柱电极束实现聚焦的,而 EMF是在 CRT颈部安装聚焦线圈实现的电磁聚焦 。 EMF方式投射出的画面质量较高,不会因对比度的提高而出现散焦现象,但
EMF技术成本较高 。
第 13章 电视新技术
(2）
投影电视机分辨率有几种描述方式 。 数据投影电视机以像素数 （ Pixels） 表示； 影视投影电视机则以水平清晰度的线数 （ Lines） 表示 。 选用中应注意有些机型往往只给出
CRT管的分辨率,即 CRT管的最高物理分辨率；但实际上,
整机的分辨率不仅与 CRT管的分辨率有关,还与频率和带宽等指标有关,这点需引起注意 。
第 13章 电视新技术
(3）
三管式投影电视机的亮度有几种表示单位,即勒克司
（ lx）,流明 （ lm）,安萨流明 （ ANSI lm） 。 数值越大表示亮度越高,这几种单位的物理概念各有不同 。 lx是照度的单位,表示被照物体表面光通量的大小 。 lm是光通量 （ 或光能量 ）
的单位,表示光源辐射出的总光通量的大小,可以表示为峰值 lm和白 lm。 由 ANSI lm表示出的实际亮度值比峰值 lm和白 lm
的亮度值要高 。 只有亮度高的机型才能提供足够清晰的画面 。
第 13章 电视新技术
(4）
三管式投影电视机的色差端子有几种 。 标识 TWPb／
PrJ的色差端子是给 MUSE系统用的 （ DVD Video机不能使用该端子 ）,某些机型,如 Sony VPL-W400QJ则作成 WPb
／ Pr可切换的形式,或是三原色与三线色差可切换的形式,
只有这种机型才可以接 DVD机的色差输出端子 。
第 13章 电视新技术
(5）
描述 CRT管性能的主要参数包括 CRT的尺寸,聚焦方式及阴极形式 。 CRT尺寸与投影电视机亮度及分辨率有关,一般来说,亮度和清晰度随 CRT管径增大而提高 。 对三管投影电视机来说,作为光源的 CRT管本身,其亮度指标是决定因素,
但是投射管尺寸的影响因素就常被忽略 。 尺寸较大的投射管品质高,一般来说亮度也比较高 。 在三管投影电视机的系列机型中,投射管的尺寸越大,其价格也越高 。
第 13章 电视新技术
(6）
从图形分辨率来说,图形的最小单元是像素 。 像素越小,
图形分辨率越高 。 在 CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的 。 可寻址分辨率就是指最小像素的数目 。 CRT管的聚焦机制有静电聚焦,磁聚焦和电磁复合聚焦三种 。 其中,以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好 (这是指在高亮度条件下易散焦的情况下仍能良好聚焦 ),且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰 。
第 13章 电视新技术
13.4.3 液晶式（ LCD）投影电视机
1．
三片式液晶彩色投影电视采用三块 LCD板设计,利用外光源通过分光镜光学系统把强光分为红,绿,蓝三色,分别照射到带有电视图像的液晶显示屏上,得到三种颜色的图像,然后通过一个透镜组,将三块液晶屏投来的图像进行合成放大,最后由一个镜头投射到前方悬挂的大型屏幕上,显示出彩色图像 。
目前,三片式液晶投影电视机已有 100～ 450英寸等多种机型问世,其优点是在固定位置上,画面的尺寸可变大或缩小 ; 不足之处是水平清晰度不如三管式投影电视机的高,灯泡寿命一般在 1 000～ 2 000小时,灯泡需定期更换且价格昂贵 。
第 13章 电视新技术
2．
单片机是目前市场上比较流行的液晶投影电视机,这种投影电视机采用 LCD单板设计,光线不用分离 。 金属化卤素灯产生的强光透射单片彩色液晶板； 信号源经过模数转换,调制后加到液晶板上,控制液晶单元的开启,闭合,从而控制光路的通或断,再经光学镜头放大,显示在大屏幕上 。 单片式液晶彩色投影电视机的体积小,重量轻,操作和携带极其方便,价格也比较低廉 。 但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为 1024× 768,多用于临时演示或小型视听系统 。 这种投影电视机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,
决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降 。 标准的专业视听系统一般不采用单片式液晶彩色投影电视 。
第 13章 电视新技术
3,液晶光阀彩色投影电视机图 13 - 5 彩色液晶投影电视机结构示意图第 13章 电视新技术
4,液晶投影电视机的像素数与液晶板目前液晶投影电视机分为三片式与单片式两种；三片式机的三片液晶板实际上是叠合在一起成像的,因此论解析度应当以单片式的像素为准,不能以三片液晶板的总像素作为判断依据 。 像素数是解析力判断的依据,但单片式与三片式又应如何选择呢？ 其实这对于消费者并不会造成太大的困扰,因为从技术角度来讲,三片式应该是较好的,不过光学系统的复杂度也让成本剧增,目前较低价位的机种几乎都是单片式设计的 。
第 13章 电视新技术尺寸大的液晶板投射出来的画面四个角落边缘比较暗,
尺寸小的液晶板整个画面的亮度比较平均 。 但是,液晶板要作得比较小,又要容纳更多的像素来提高解析力,成本就会提高,价格也会提高 。 目前大多数液晶投影电视机的液晶板对角线尺寸都在 3英寸左右,Sony LPH-520J的液晶板尺寸只有 1.35英寸,在很小的面积上容纳高达 512 880个像素,使得解析度与画面亮度更平均 。 此外,Sony LPH-520J还有一项特殊之处,即它的液晶板长宽比例是 16∶ 9,适应了未来宽屏幕电视的需要 。
第 13章 电视新技术
13.4.4 投影屏幕
1．
(1）
① 金属幕。
② 珠光幕。
③ 毛面幕。
④ 珍珠幕。
⑤ 奶白玻璃幕。
第 13章 电视新技术
(2）
① 反射投影幕。
② 透射投影幕。
③ 透音投影幕。
第 13章 电视新技术
2．
(1）
不同的投影幕有不同的光增益,这种光增益又称做屏幕增益,它是指投影幕的材质与同样体积的全漫射纯白样板的亮度比 。 屏幕增益的大小主要取决于屏幕的材质和形式 。 增益反映屏幕表现入射光的能力 。 在入射光角度一定,入射光通量不变的情况下,屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比,叫做该方向上的亮度系数 。 亮度系数的最大值称为屏幕增益 。 通常把无光泽白墙的增益定为 1,如果屏幕增益小于 1,将削弱入射光；如果屏幕增益大于 1,将反射或折射更多的入射光 。
第 13章 电视新技术投影屏幕的性能与屏幕有很大关系 。 一般来说,金属幕的光增益最高,但由于屏幕为弧形,故可视角小； 平面珠光幕的光增益较低,但可视角大； 奶白玻璃幕光增益居中可视角也较大 。 对后方投射式来说,硬质透射幕比软质幕的光增益要高,观看效果也好,屏幕增益有 2.6,1,9和 0.9三种 。 其中,增益 2.6与 1.9两种较适合于家庭电影院使用,增益 0.9适于专业使用 。
第 13章 电视新技术
(2）
屏幕在所有方向上的反射是不同的,在水平方向离屏幕中心越远,亮度越低； 当亮度降到 50% 时的观看角度,
定义为视角 。 在视角之内观看图像,亮度令人满意；在视角之外观看图像,亮度显得不够 。 一般来说屏幕的增益越大,视角越小； 增益越小,视角越大 。
第 13章 电视新技术
(3）
投影幕尺寸对投影画质和效果有较大影响,一定大小的房间对应一定尺寸的屏幕,屏幕尺寸过大或过小都不好 。 屏幕尺寸是以其对角线的大小来定义的,单位用英寸表示 。 一般视频图像的宽高比为 4∶ 3,如一个 1.83 m（ 72英寸 ） 的屏幕,
根据勾股定理,很快就能得出屏幕的宽为 1.5 m,高为 1.1 m。
专业视听系统一般采用 80～ 150英寸的屏幕 。 目前,随着宽银幕电影的增多,16∶ 9的投影屏幕开始进入专业视听系统 。
第 13章 电视新技术
(4）
投影幕从质地上分为玻璃珠幕,金属幕,毛面幕,奶白玻璃幕等 。 语音教室的教育幕多采用毛面幕 。 专业视听系统比较流行采用玻璃珠幕 。
此外，投影幕还有亮度系数、反射（或透射）系数、
散射角大小等技术指标。
第 13章 电视新技术
13.4.5 投影电视的新技术
1,三管式 HDTV投影电视
2,液晶 HDTV
3,DLP
4,多媒体投影电视机第 13章 电视新技术
(1） CGA标准
CGA(Color Graphics Adapter)意为彩色图形适配器 。 它是由 IBM公司推出的彩色图形适配器,具有彩色显示和图形显示两大功能 。 配用的 CGA显示器显示分辨率可达 640× 200。
显示器的行频为 15.8 kHz,场频为 60 Hz。
第 13章 电视新技术
(2） EGA
EGA(Enhanced Graphics Adapter)意为增强型图形适配器 。
它除了能够兼容 CGA的所有功能外,还使显示的色彩数大大增加,显示分辨率也有提高,达到 600× 350显示时的 16种色彩,像素总数为 640× 350＝ 224 000个 。 EGA彩色显示器的行频有 15.8 kHz和 21.8 kHz两种,场频为 60 Hz,因此它是一种双频彩色显示器,不仅可以在 EGA增强型图形显示适配卡的支持下工作,还可以与 CGA彩色图形显示卡相连,并自动在 CGA（ 640× 200） 分辨率下工作 。
第 13章 电视新技术
(3） VGA标准
VGA(Video Graphics Array)意为视频图形阵列 。 VGA标准是目前使用较为普遍的标准 。 它兼容 EGA的所有标准,
600× 480显示时为 16种色彩,320× 200显示时为 256种色彩 。
VGA与 EGA相比有许多优点,它的标准分辨率由 EGA的
640× 350增加到的 600× 480。 CGA和 EGA显示卡采用数字信号输出接口,而 VGA采用的是模拟信号输出接口,这就使得它的显示颜色丰富多彩 。 常见的 VGA显示器有两种,一种是高分辨率的彩色 VGA显示器,另一种是高分辨率的灰度单色 VGA显示器 。 这两种显示器可以互换使用,其行频为
31.5 kHz,场频为 60 Hz或 70 Hz
第 13章 电视新技术
(4） SVGA
SVGA(Super VGA)意为超级 VGA。 在标准 VGA的基础上,SVGA支持三种显示模式：分辨率为 640× 400时,颜色为 256种；分辨率为 800× 600时,颜色为 16／ 256种；分辨率为 1024× 768时,颜色为 16种 。 －般情况下,SVGA的模式指 800× 600分辨率,像素总数为 480 000个 。 SVGA彩色显示器的行频有两种,即 31.5 kHz和 35.5 kHz,SVGA彩色显示器是双频显示器,场频为 50 Hz或 86 Hz。
第 13章 电视新技术
13.5 21世纪的电视
13.5.1 超高清晰度电视美国数字高清晰度电视的分辨率为 1920× 1080,其水平清晰度超过 1 000线,是现行电视清晰度的５倍,它的明亮度和透明感也是现行电视无法相比的 。 但是,这还远远不是未来电视的目标 。 因为,日本正在研制清晰度超出美国 HDTV一倍的电视机,即 V-HDTV,其水平清晰度将为 2 000线以上,样机将于 2006年以前问世 。 欧洲则更有惊人之举,多国联合的专家组正在加紧研究第三代高清晰度电视 U-HDTV。 据称,这种电视的水平清晰度将达到 4 000线,远远超过美国的高清晰度电视,
也把 70 mm宽银幕电影远远抛在后面,它为 21世纪的电视带来了新的曙光 。
第 13章 电视新技术
13.5.2 全息电视
1976年,前苏联电视科学研究所放映了可供数十人观看的全息电视 。 放映时用特制的 2 m× 2 m的全息银幕 。 全息影片的分辨率达到每毫米 10 000线以上 。 目前,这种影片还处在研制阶段,估计在 21世纪,全息电视可以和观众见面,并开始走进全息电视时代 。
第 13章 电视新技术
13.5.3 动感电视
1．
运动动感电视是一种可以使观众产生运动感的电视,它由活动银幕和动感平台组成 。 动感电视院中的移动平台 Motion
Plat译为,动感平台,。 动感平台有被动式和主动式两种,动感电视院的平台属于被动式,平台的运动流程事先已编在计算机中,其动作制动器与电视画面同步启动 。 动感电视院将此种装置与宽银幕惊险电视相结合,再配合精彩惊险的上下和转弯,
达到激动人心的震撼效果 。 主动式动感平台一般设在电子游戏厅中 如赛车,战斗机,太空船等 。 运动流程并未事先设定,而是随着操控者的动作上下俯冲与左右转弯,屏幕上的飞机能实时做出与操控者相应的动作 。
第 13章 电视新技术
2,温度动感电视在温感电视世界中,影片中的主人公正端起一杯热腾腾的咖啡,温感电视系统会通过欣赏者所戴的温度传感手套,
使人感受到真实的温热感或是冰冷感,使欣赏者与影片中的主人公有相同的感受,感觉更加真实 。 温感电视系统可以利用半导体器件来制造出温度回留的效果 。
第 13章 电视新技术
3．
在触感电视虚拟的世界里,影片中的主人公正触摸着一件金属艺术品 。 触感电视系统为了使你感觉更真实,除了给你温度感觉外,还要透过触觉手套的感知作用,使你有触摸到一个真实物体的感觉 。 对于不同的材质,不同物体的表面纹路,系统的触觉手套将传唤不同的信息,给操作者不同的触觉感受 。
操作者可以借此感觉到是在触摸一个柔软的沙发,光滑的书桌或是表面带有纹路变化的艺术品 。 此外,触感电视系统还可传唤力量感,当人握住一杯咖啡时,手腕有沉重的感觉,必须用力才能握住杯子 。 此外,触感电视还可以模拟物体的外表边界与碰到阻碍物的感觉 。
第 13章 电视新技术
13.5.4 味觉电视味觉电视的气味是由计算机控制发出的,计算机中程序的运行应当与画面内容相一致,通过定时器控制电热器给不同的香料加温,各种不同香料的组合就会释放出不同的气味 。
就像今天的 7色彩色打印机一样,彩色墨盒虽然只有 7种,但是打印出的彩色画面却是五彩缤纷 。 香料的气味要求符合环保要求,而且必须由少数几种香料盒组合产生出各种不同的气味,因此,味觉电视研制的难度还是相当大的 。
