安防监控从初级入门到精通章节(三)

初学者园地之图象显示设备（一）
第二节、图像显示设备
一、CRT（Cathode Ray Tube）监视器：
    监视器的功能是把摄像机输出的全电视信号还原成图像信号。按照使用的阴极射线管（CRT）不同可以分为高档CRT监视器（600～800线）、高质量CRT监视器（370～500线）、图像监视器（300～370线）和收监两用CRT监视器（小于300线）。
    专业监视器的功能与电视机基本相同，但由于监视器的特殊使用要求和标准，所以线路结构和技术指标有较大差别。相比之下，监视器具有如下特点：
㈠应用电视系统中监视器的输入信号是未经调制的正极性的全电视信号（视频信号）。而电视机虽有视频、音频输入端子（收监两用机），但最基本的是接收射频信号。
㈡监视器必须是百分之百地显示被摄物体的原貌，不能有任何附加影响，包括被摄体的不足之处也不能加以纠正。而电视机尤其是彩色电视机是为了满足人们视觉享受，因此尽可能的修改被摄体的缺陷并在色彩上加以处理，所以能够观看到鲜艳的、漂亮的图像。
㈢监视器的清晰度远高于电视机。一般电视机的清晰度只有270线而专业监视器一般都能达到400线（彩色）、500线（黑白），至于广播级监视器可以达800线（彩色）、1000线（黑白）。
㈣监视器具有较多的调节装置和外部控制机构，这主要因为监视器线路不能设计任何补偿、平衡线路所致。
㈤一般监视器没有高放、变频、中放等部分，有的还不带音频。
㈥一般专业监视器的显像管与电视机的不同，尤其是清晰度高的监视器。根据我国的电视标准，1MHZ的频带宽度对应于80电视线清晰度，那么6MHZ频带就可以通过480线的图像信号。 但该信号能否在荧光屏上显示出来，还需看显像管的分辨力能否达到要求。否则再宽的频带的电视机也不能改装成高清晰度的监视器。
    此外，监视器的视频通道的频率响应不同于一般小信号放大器的概念，其负载是显像管，显像管的激励要达到一定的光亮度反差。因此，监视器的视频末级放大器的工作状态具有高反压、宽频带、中功率、容性负载等特点。
    对于要求不算太高的监控系统，可以选用带视频、音频输入端子的收监两用机代替价格昂贵的专业监视器。
    监视器/电视的尺寸大小不一，应根据现场情况和其它设备的配置比较选择。除清晰度外现场观察清楚与否和观看的距离有着直接关系。一般说来，尺寸越大，观看距离应越远；尺寸越小，观看距离越近。小于或大于合理的观看距离都会造成图像感觉上的不清楚，眼睛也容易疲劳。一般14寸监视器的最佳观看距离是1.0 米～1.5 米，21寸为1.6 米～3.0米。
    另外，随着电视技术和计算机技术的日益发展，CRT的性能也在不断提高。当前全平显示器的出现成为CRT新的亮点，而采用100Hz数码扫描（Digital Scan）技术能够完全消弱运动物体图像的震颤现象，画面更加稳定，更益于视力的保护。采用逐行扫描（Progressive Scan）使行水平扫描线倍增，垂直清晰度大大提高。另外减少辐射量，充实环保和健康的TCO标准将被普遍采纳以及16：9、100线支持1920×1080i显示格式的高分辨率全数字式监视器的推出都会给CRT监视器带来新的活力，因此CRT监视器还不会很快被新型图像显示设备取代，并将在很长的时间内与新型显示设备共存。

 

初学者园地之图象显示设备（二）
二、大屏幕投影设备
    随着信息时代的到来，计算机多媒体技术的迅猛发展，网络技术的普遍应用，大到指挥监控中心、网管中心的建立，小到临时会议、技术讲座的进行，都渴望获得大画面、多彩色、高亮度、高分辨率的显示效果，而传统的CRT显示器很难满足人们这方面的要求。近些年来迅速发展起来的大屏幕投影机技术成为解决彩色大画面显示的有效途径，应用范围进一步拓展，市场也因需求的增长日渐活跃。
    到目前为止，投影机主要通过三种显示技术实现，即CRT投影技术、LCD投影技术以及近些年发展起来的DLP投影技术。
    按照投影方式的不同分为前投式、背投式和组合拼接三种。投影设备的显示屏幕一般远远大于CRT显示器，因此在监控系统中常常用做主监视器使用。
㈠CRT投影机
     CRT是英文（Cathode Ray Tube）的缩写，译作阴极射线管。作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解成R（红）、G（绿）、B（蓝）三基色，它们控制电子束分别打在RGB三个CRT管的荧光屏上，荧光粉在高压作用下发光，在荧光屏上重现一个较亮的图像，经过光学系统放大、会聚，在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与CRT管组成投影管，通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机。由于使用内光源，也叫主动式投影方式。CRT技术成熟，显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力；但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约，直接影响CRT投影机的亮度值，到目前为止，其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外CRT投影机操作复杂，特别是会聚调整繁琐，机身体积大，只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所，不宜搬动。
    有两个CRT投影机的特有性能指标值得注意：
    第一个是会聚性能，会聚是指红绿蓝三种颜色在屏幕上的重合。对CRT投影机来说，会聚控制性显得格外重要，因为它有RGB三种CRT管，平行安装在支架上，要想做到图像完全会聚，必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化，会聚也要重新调整，因此对会聚的要求，一是全功能，二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚，其中动态会聚有倾斜，弓形，幅度，线性，梯形，枕形等功能，每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外，还可进行非线性平衡，梯形平衡，枕形平衡的调整。
    另外一个指标就是CRT管的聚焦性能。我们知道，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，所谓可寻址分辨率，即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，尤其是高亮度条件下会散焦，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。
㈡LCD投影机
    LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示）投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用液晶的电光效应，用液晶板作为光的控制层来实现投影。液晶的种类很多，不同的液晶，其分子排列顺序也不同（在LCD显示器中，采用了扭曲向列型液晶）。有些液晶在不加电场时是透明的，而加了电场后就变得不透明了；有些则相反，在不加电场时是不透明的，而加了电场后就变得透明了，透明度的变化与所加电场有关，这就是电光效应。LCD投影机按内部液晶板的片数可分为单片式和三片式两种。现在投影机主要采用3片式LCD板，在此重点说明3片式LCD投影机的工作原理。
    三片式LCD投影机用红绿蓝三块液晶板分别作为红绿蓝三色光的控制层。光源发射出来的白色光经过镜头组会聚到达分色镜组，红色光首先被分离出来，投射到红色液晶板上，液晶板记录下的以透明度表示的图像信息被投射生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上，形成图像中的绿色光信息，同样蓝色光经蓝色液晶板生成图像中的蓝色光信息，三种颜色的光在棱镜中会聚，由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。
    LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃～+70℃。投影机利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
⒈液晶光阀投影机
    这种投影机也称为图像光学放大器ILA（Image Light Amplifier），理论上可以将亮度与图像完全分离，从而显示高亮度、高对比度、高分辨率的画面。
    它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影机与液晶光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾，它采用外光源，也叫被动式投影方式。一般的光阀主要由三部分组成：光电转换器、镜子、光调制器，它是一种可控开关。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上，将光信号转换为持续变化的电信号；外光源产生一束强光，投射到光阀上，由内部的镜子反射，通过光调制器，改变其光学特性，紧随光阀的偏振滤光片，将滤去其它方向的光，而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过，这个光与CRT信号相复合，投射在屏幕上。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机，亮度可达6000lm，分辨率为2500×2000，适用于环境光较强、观众较多的场合，如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所。但其价格高，体积大，光阀不易维修。
⒉液晶板投影机
    它的成像器件是液晶板，也是一种被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯，通过分光镜形成RGB三束光，分别透射过RGB三块液晶板；信号源经过模数转换，调制加到液晶板上，控制液晶单元的开启、闭合，从而控制光路的通断，再经镜子合光，由光学镜头放大，显示在大屏幕上。目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计，这种投影机体积小，重量轻，操作、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会议。这种投影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。
    模拟信号显示达450线，数字信号为1600×1280以下，亮度集中在400～1200lm。LCD投影机具有体积小、便于携带，使用时无需调整会聚的特点，其灯泡寿命大约3000小时左右。

 

初学者园地之图象显示设备（三）
㈢数字光处理DLP
    数字光处理DLP（Digital Light Processing）德州仪器公司（Texas Instruments）研发的一套全数字化显示解决方案。DLP技术的核心是DMD（Digital Micromirror Device）——数字微镜器件。
⒈DLP的工作过程
    DMD器件是DLP的基础，一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关，50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个象素，变换速率为1000次/秒，或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm（或16μm×16μm），为便于调节其方向与角度，在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时，静电会激活地址电极、镜片和轭板（YOKE）以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号，镜片倾斜10°，从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”，并随来自SRAM的数字信号而倾斜+10°；如显微镜片处于非投影状态，则被示为“关”，并倾斜-10°。与此同时，“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上；而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。简而言之，DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光，同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影，而其光照方向则是借助静电作用，通过控制微镜片角度来实现的。
    通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行寻址，DMD阵列上的每个镜片以静电方式倾斜为开或关状态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制（PWM）。镜片可以在一秒内开关1000多次，在这一点上，DLP成为一个简单的光学系统。通过聚光透镜以及颜色滤波系统后，来自投影灯的光线被直接照射在DMD上。当镜片在开的位置上时，它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方形像素投影图像。当 DMD 座板、投影灯、色轮和投影镜头协同工作时，这些翻动的镜面就能够一同将图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。
    DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度层次，从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩艳丽的细腻、自然逼真。
    DMD最多可内置2048×1152阵列，每个元件约可产生230万个镜面，这种DMD已有能力制成真正的高清晰度电视。
⒉DLP技术的优点
⑴抹去图象中的缺陷
    DMD微镜器件非凡的快速开关速度与双脉冲宽度调制的一种精确的图像颜色和灰度复制技术相结合，使图像可以随着窗口的刷新而更加清晰，通过增强对比度，描绘边界线以及分离单个颜色而将图像中的缺陷抹去。
⑵避免“纱门”效应
    在许多LCD投影图像中，我们会看到当一个图像尺寸增加时，LCD图像中的缝隙将变得更大，而在DLP投影机中则不会出现这样的情况，DMD镜面的大小和形状决定了这一切。每个镜片90%的面积动态地反射光线以生成一个投影图像，由于一个镜头与另一个镜头之间是如此的接近，所以图像看起来没有缝隙。DMD镜片体积微小，每一侧边的长度为16微米，相邻镜头之间的缝隙小于1微米。镜头是方形的，所以每一个镜片显示的内容要比实际图像更多。再加上当分辨率增加时大小及间距仍保持一致，因此无论分辨率如何变化，图像始终能够保持很高的清晰度。
⑶与光亮并存
    许多观众经常会希望在观看投影时保持亮度或打开窗帘，与传统投影机相比，DLP投影机将更多的光线打到屏幕上，这也有赖于DLP本身的技术特点。DMD的强反射表面通过消除光路上的障碍以及将更多的光线反射到屏幕上，而最大化地利用了投影机的光源。DLP技术依据图像的内容对图像进行反射，DLP的光源有两种工作方式，或者通过一个透镜打到屏幕上，或者直接进入一个吸光器。更为有利的是，基于DLP技术的投影机的亮度是随着分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情况下，DMD提供更多的反射面积，如此一来就可以更为有效地利用灯光的亮度。
⑶图象更加逼真自然
    DLP不仅仅是简单地投影图像，它还对它们进行了复制。在它的处理过程中，首先将源图像数字化为8到10位每色的灰度图像。然后，这些二进制图像输入进DMD，在那里它们与来自光源并经过仔细过滤的彩色光相结合。这些图像离开DMD后就成像到屏幕上，保持了源图像所有的光亮和微妙之处。DLP独一无二的色彩过滤过程控制了投影图像的色彩纯度，此技术的数字化控制支持无限次的色彩复制，并确保了原始图像栩栩如生地再现。随着其它显示技术及摄影技术的出现，DLP使得那些无生命的图像拥有了逼真的色彩。数字色彩的再现保证了图像与真实物质的还原性，而且没有发亮的斑点或其它投影机典型的冲失现象。
⑷可靠性高
    DMD不仅通过了所有的标准半导体资格测试，系统制造非常严格，需要经过一连串的测试，所有元件均经过挑选证实可靠才能用作制造数码电子部分驱动DMD，而且还证明了在模拟操作环境中，它的生命期超过10万个小时。测试证明，DMD可以进行超过1700万亿次循环无故障运行，这相当于投影机的实际使用时间超过1995年。其它测试结果显示，DMD在超过11万个电力周期和11000个温度周期下无故障，以确保在需求较大的应用领域中提供30年以上的可靠运行期。
⑸更便利的可移动性
    根据一般应用需求来看，一个单片DMD就可以实现大小、重量和亮度的统一，目前，大部分的家用或商用DLP投影机都采用了单片结构，而更高级的三片结构一般只应用在数字影院或高端领域，因此，用户可以得到一个更小、更亮、更易于携带而且足以提供出色图像质量的系统DLP技术是全数字底层结构，具有最少的信号噪音。
⒊DLP系统的分类
⑴单片DLP系统
    在一个单DMD投影系统中，需要用一个色轮来产生全彩色投影图像。色轮由红、绿、蓝滤波系统组成，它以60Hz的频率转动。在这种结构中，DLP工作在顺序颜色模式。输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。
⑵双片DLP系统
    这种系统利用了金属卤化物灯红光缺乏的特点。色轮不用红、绿、蓝滤光片，取而代之使用两个辅助颜色，品红和黄色。色轮的品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段可通过红色和绿色。结果是红光在所有时间内都通过，蓝色和绿色在品红－黄色色轮交替旋转中每种光实质上占用一半时间。一旦通过色轮，光线直接射到双色分光棱镜系统上。连续的红光被分离出来而射到专门用来处理红光和红色视频信号的DMD上，顺序的蓝色与绿色光投射到另一个DMD上，专门处理交替颜色，这一DMD由绿色和蓝色视频信号驱动。
⑶三片DLP系统
    另外一种方法是将白光通过棱镜系统分成三原色。这种方法使用三个DMD，一个DMD对应于一种原色。应用三片DLP投影系统的主要原因是为了增加亮度。通过三片DMD，来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上。结果更多的光线到达屏幕，给出一个更亮的投影图像。这种高效的三片投影系统被用在超大屏幕和高亮度应用领域。
⒋DLP的潜在问题
    人们常常提到的DLP投影机弱点只有一个，即“彩虹效应”，具体表现是色彩被简单地分离出明显的红、绿和蓝三种单色，看起来像雨后彩虹一样。这是由于用一个旋转色轮来调制图像色彩而产生的，同时因为有些人的视觉系统特别灵敏，能察觉出一种彩色转换到另一种彩色的过程，而不是像大多数人那样靠视觉暂留现象把几种单色混合成新的色彩。除了某些用户能把色彩分离出来，还有些用户可能因为色彩的迅速变化，而产生眼睛胀痛和头痛的情况。而LCD投影机和三片式DLP投影机都不会有这种现象，它们在物理结构上就是把三个固定的红、绿、蓝图像叠加而成。
    但这一问题对不同的人，作用是不一样的。某些人能看出彩虹效应，甚至严重到画面几乎不能看。有些人只是偶尔会看到彩虹痕迹，远没到无法欣赏画面的程度。对于后者来说，DLP的这一缺点就没有实用上的影响。更幸运的是大多数人既看不出彩虹痕迹，也不会被眼胀、头痛所困惑。请想想如果人人都能在DLP投影机上看到彩虹效应，DLP投影机也就失去了存在的机会。
    但不管怎样彩虹效应总是一个问题。德州仪器公司和用DLP技术制造投影机的厂商还是在尽力解决这一问题。第一代DLP投影机色轮每秒旋转60次，相当于帧频60Hz，或每分钟3600转。在色轮中，红、绿、蓝像素各一段，所以，每种颜色每秒刷新也是60次。这种第一代产品称为“1X”转速。
    第一代产品还有少数人能看到彩虹效应，改进的第二代产品的色轮转速上升到2X，即120Hz和7200RPM，能看到彩虹效应的人就更少了。今天，很多专为家庭影院市场设计的DLP投影机用六段色轮、色轮转一圈出现两次红、绿、蓝，且色轮又以120Hz或7200RPM旋转，这样在商业上就称之为4X转速。不断提高色彩刷新速度，看得出彩虹效应的人数也就愈来愈少。但到目前，彩虹疚对少部份观众来说还是个问题。

 

初学者园地之图象显示设备（四）
㈣投影机的主要技术指标
    投影机的性能指标是区别投影机档次高低的标志。投影机的性能指标有很多，这里只谈谈几个主要指标。
⒈光输出（LightOut）
    是指投影机输出的光通量，单位为流[明]（lm）。与光输出有关的一个物理量是亮度，是指屏幕表面受到光照射时发出的光通量与屏幕面积之比，亮度常用的单位是勒[克斯]（lx，1lx=1lm/m2）。当投影机输出的光通量一定时，投射面积越大亮度越低，反之则亮度越高。决定投影机光输出的因素有投影及荧光屏面积、性能及镜头性能，通常荧光屏面积大，光输出大。带有液体耦合镜头的投影机镜头性能好，投影机光输出也可相应提高。
⒉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。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率，视频投影机的水平扫描频率是固定的，为15.625kHz（PAL制）或15.725kHz（NTSC制）。数据和图形投影机的水平扫描频率不是一个频率点，而是一个频段；在这个频段内，投影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机档次的重要指标。频率范围在15kHz～60kHz的投影机通常叫做数据投影机，上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影机。
⒊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，每秒种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50Hz，否则图像会有闪烁感。
⒋视频带宽
    投影机的视频通道总的频带宽度，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-3dB，因此又叫做-3dB带宽。
⒌分辨率
    在投影机指标中，分辨率是较易混淆的一个概念，投影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所决定，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分辨率是指投影机在接RGB分离视频信号时可达到的最高像素，如分辨率为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。
    视频分辨率是指投影机在显示复合视频时的最高分辨率。这里，有必要将视频带宽、水平扫描频率、垂直扫描频率与RGB分辨率的关系作一分析：首先看看水平扫描频率与垂直扫描频率、垂直分辨率的关系。
    水平扫描频率=A×垂直扫描频率×垂直分辨率
    式中A为常数，约为1.2，垂直扫描频率一般不应低于50Hz，为了保证良好的视觉效果，希望垂直扫描频率高一些好。为了提高图像质量，也要提高垂直分辨率。这些都要求相应地提高水平扫描频率。可见，水平扫描频率是投影机的一个重要技术指标。例如：当垂直扫描频率为70Hz，垂直分辨率为768时，行频为64.5kHz。
    其次再来看视频带宽与水平扫描频率，水平分辨率的关系。
    视频带宽=R×水平扫描频率×水平分辨率/2
    式中R约为1.4，其中水平分辨率应比垂直分辨率高，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1024，此时信号带宽是46MHz。
    综合上述两个公式可以得出：
    视频带宽=C×水平分辨率×垂直分辨率×垂直扫描频率/2
    式中C=A×R。由该公式可以知道要提高图像分辨率，就要提高视频带宽。因而视频带宽也是投影机的一个重要指标。因此，在区分投影机质量优劣时，应注重看行频和带宽，在看RGB分辨率时，还应注意它的垂直扫描频率，在行频一定时，垂直扫描频率不同时，最高RGB分辨率也不同。例如一台投影机的最高行频是75kHz，当垂直扫描频率为60Hz时，允许最高RGB分辨率是1280×1024。而如果将垂直扫描频率提高至70Hz时，就达不到1280×1024。
⒍CRT管的聚焦性能
    我们知道，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，所谓可寻址分辨率，即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，尤其是高亮度条件下不会散焦，且聚焦精度高，可以进行分区域聚焦，中心聚焦，边缘聚焦，四角聚焦，从而可做到画面上每一点都很清晰。
⒎会聚
    会聚是指RGB三种颜色在屏幕上的重合，对CRT投影机来说，会聚控制性显得格外重要，因为它有RGB三只CRT管，平行安装于支架上，要想做到图像完全会聚，必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化，会聚也要重新调整，因此对会聚的要求，一是全功能，二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚，其中动态会聚有倾斜，弓形，幅度，线性，梯形，枕形等功能，每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外，还可进行非线性平衡，梯形平衡，枕形平衡的调整。有些投影机具有点会聚功能，它将全屏幕分为208个点，在208个点上逐点进行会聚调整，所以屏幕上每一点都做到精确会聚。
㈤大屏幕拼接系统
    一般用户在同时观看的信源较少时，适合选择单机使用。但在较为复杂的监控系统中，如大型邮电通信系统、道路交通管理、能源分配输送、过程控制、110报警系统等领域，需全景浏览，统一指挥，就必须选择大屏幕拼接系统。大屏幕拼接系统不再受单机分辨率和亮度的影响，例如一个2×2四个投影机的拼接系统，单机分辨率为800×600，亮度为500lm，则拼接后的系统分辨率为1600×1200，亮度为2000lm。拼接系统主要由三部分组成：大屏幕投影墙、投影机阵列、控制系统。其中控制系统是核心，目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型：硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系统。
    硬件拼接系统是较早使用的一种拼接方法，可实现的功能有分割、分屏显示、开窗口：即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。
    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，可十分灵活的对图像进行特技控制，如在任意位置开窗口；任意放大、缩小；利用鼠标即可对所开窗口任意拖动，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Win95上开发的软件兼容；PC机产生的图形也无法与其接口；在构成一个几十台投影机组成的大系统时，其相应的硬件部分显得繁杂。
    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。这种系统可以实时显示多个RGB模拟信号及XWindow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控制/传输接口，来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，系统采用并联框架结构，多可控制上千个投影机同时工作。

 

初学者园地之图象显示设备（五）
三、平板显示器件
    平板显示设备FPD（Flat Panel Display），指显示器件的深度小于显示屏幕对角线1/4长度的显示器件。
㈠液晶显示器（LCD）
    液晶显示器（Liquid Crystal Display）是本身不发光的被动型显示器件，具有低工作电压、微功耗、体积轻薄、适于LSI驱动，易于实现大屏幕显示。液晶显示器的全色性能优良，现已进入薄膜晶体管驱动液晶显示器TFT（Thin-Flim Transistor）的发展时代。没有高压磁场产生的辐射，没有扫描过程所产生的闪烁，占地面积小，正面可观看不失真图像达160度，可直接数字传输。
㈡等离子体显示器（PDP）
    PDP的全称是Plasma Display Panel，中文叫等离子显示器，与传统的CRT显象管结构相比，具有分辨率高，屏幕大，超薄，色彩丰富、鲜艳的特点。虽然目前PDP显示器的价格还非常的高，尚不普及，但是由于它自身所有的一些特点，使它将有可能在将来成为一种重要的显示输出设备，占据大屏幕显示市场。
⒈PDP的技术原理和自身特点
    PDP的基本原理是在两张玻璃板之间注入电压，产生气体及肉眼看不到的紫外线，使荧光粉发光，利用这个原理呈现画面。由于PDP各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现显象管常见的图像几何畸变。PDP屏幕的亮度十分均匀，且不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力，另外，PDP屏幕不存在聚焦的问题，不会产生显象管的色彩漂移现象，表面平直使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。PDP显示有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对迅速变化的画面响应速度快等优点。可以在明亮的环境之下欣赏大画面电视节目。另外，PDP显示屏的视角高达160度，观赏范围大大宽于显示器。不过PDP最吸引人的地方还是它的轻薄外形。和目前普通的CRT显示器相比，在相同的屏幕的尺寸下，PDP的厚度仅为CRT显示器的1/6。重量为其1/10，因此非常的节省空间，可安装在任何您需要安装的地方，甚至可以将它挂在墙上。LCD采用的是薄膜显示技术，无法将显示面积做得很大，20英寸左右目前已是极限了。而PDP采用的是厚膜技术，它的尺寸可以充分的做大，目前基本上到达40英寸～70英寸。
⒉PDP和目前几种主要的大屏幕输出设备相比较
    ⑴与大屏幕CRT显示器相比明显体现了PDP的轻薄。由于整个产品前后基本上都是平面，因此在设计上厂商是建议用户把它挂在墙上的，这样几乎不需占用什么空间。除了轻薄之外，PDP显示器还具有无闪烁，低辐射的特点。传统的CRT显示器，由于是电子枪反复扫描，因此造成了画面的轻微颤抖，长时间使用眼睛会感到疲劳，并对眼睛造成不良结果。但是在PDP中，因大幅度的增加了显示各个色彩的荧光体单位（红、绿、蓝）的自体发光及荧光体发光次数，完全消除了画面颤抖现象。即使长时间使用，对眼睛也不会造成伤害。同时由于是两层玻璃板之间的紫外线、电流和荧光粉在发生作用，因此产生的辐射量非常的小。
    ⑵与多屏显示墙相比整体视觉效果更好。多屏显示墙是指通过多屏显示卡的分屏技术，将一个整体画面分割，然后通过多台较小的显示器分别显示其中的一部分，然后将这些显示器按照图像的分割布局来摆放，最后重新组合成一个整体的图像。由于是通过多台显示器分块显示的，因此多屏显示墙的视觉效果比较的差，整个图像有被分割的感觉，有些边缘地区还有被遮蔽的现象。而PDP由于自身就是一个整体，那么就当然不可能出现这样的情况了。
    ⑶与投影机相比显示效果更好。投影机的图像需要通过投影片来展现，而投影机由于多为软性材料，因此通过都有一些凹凸不平的情况，图像在上面便会出现一些失真，而PDP则是完全的平面，完全不会出现这样的情况。投影机图像的可视角度相对较小一些，只有正面的用户可以看到比较好的效果，而偏离了一定的角度，效果便会大打折扣，而PDP的可视角度一般可以达到140～160度。同时在操作上投影机也相对繁琐一些，使用时需要做许多调焦的设置工作，而PDP的操作则简单得多。
㈢其它种类的平板显示器件
    除了上述的液晶显示器和等离子显示器外还有多种平板显示器，如电致发光显示（ELD）、有机电致发光显示（OELD）、场发射显示（FED）、真空荧光显示（VFD）、发光二极管显示（LED）等。其中发光二极管（LED，Light Emmiting Diode）在文字、图形显示中更为常见。
四、图像的输入
    图像输入显示设备的方式有射频、视频、RGB、Y/C、计算机VGA等。
    射频是图像信号调制到载波信号上的高频信号，输入显示设备后需要专门的解调电路才能还原原始的视频图像信号，一般专业的显示设备上没有高频（射频）输入端子，而收监两用机和家用的电视接收机才配置射频输入端子。
    视频输入的信号是基带传输方式的复合视频信号。
    Y/C输入是指亮色分离输入。普通的彩色视频信号包括亮度信号和色度信号，是这两种信号的复合信号。在视频输入方式下，亮度信号存在于4.43MHZ上，而色度信号是存在于3.1～5.7MHZ的频率上。所以在复合视频输入方式下，监视器/电视在提取这两种信号时，每种信号中都会出现另一种信号分量。为避免由于此类串扰引起的图像干扰等质量问题，经常要将串扰部分去掉。这样势必会造成色度信号中的部分频率丢失（即图像信息丢失），得到的图像就不会达到原有的清晰度。Y/C输入方式就是传输亮度和色度分离的信号，这样前端摄取或视频设备播放的视频信号中色度、亮度信号将不会有任何丢失，因此经Y/C分离传输或显示的图像，其清晰度比复合视频信号输入方式有大大的提高。Y/C输入在某些电视接收机中还被称为超级视频端子（Super Video，S端子）。
    RGB输入的是通过CCD或其它设备转换的RGB三个分量电信号，可直接驱动进行显示。RGB信号输入对图像的损失更少，显示的质量更高。

 

第二节、应用电视简介
    应用电视系统是弱电系统工程的一个重要的子系统。应用电视是指除广播电视系统以外，在其它领域中应用的一切电视系统，由于首先用于工业所以习惯上也称工业电视随着科学技术的发展应用电视以其传输质量高、系统功能强、应用范围广、施工方便、操作简单、使用安全和不占空间频率等优点，被广泛应用于工业、农业、科研、教育、军事等行业。目前应用电视以其独特的功能和优点在扩展人们的视野，提高工作效率、减轻劳动强度，实现安全生产、经营等方面已经显示出广阔的发展前景和巨大的使用价值。
    应用电视和有线电视都采用同轴电缆或光缆作为电视信号的传输介质，其特点是不向空间发射频率，故称闭路电视。闭路电视在信号传输过程中普遍采用两种传输方式，一种是射频信号传输，又称高频传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输。有线电视系统采用射频传输方式，而工业电视、交通管理电视、电视台节目制作系统等都采用视频信号传输方式。我们把采用视频信号传输方式的闭路电视系统称作应用电视系统。
    电视信号的闭路传输方式有视频传输方式和射频传输方式。其中视频传输方式又称基带传输，指不经频率变换等任何处理，直接传送摄像机、录像机等设备输出的视频信号和音频信号。视频传输方式具有如下特点。
·设备简单，成本低，可直接传输高清晰度电视。
·工作稳定，图像质量好。
·传输距离近，系统容量小。
    视频信号频带很宽，并且起始频率很低，音频信号频率则更低。音频信号范围是20HZ～20KHZ，视频信号在30HZ～4.5MHZ之间。所以信号在电缆传输中其振幅在高频端和低频端的衰减差很大，特别是相位失真太大就难以用简单的电路进行补偿。由此传输干线距离受到很大限制，也决定系统用户和传输路数不能太多。
·占有电缆多，节目换接麻烦。
·抗干扰能力差。
    同轴电缆的屏蔽层对于频率越低的信号屏蔽性能越差，因此易受到载波电话、有线广播、音频通信等信号干扰。若线缆采用架空明线时还会因天线效应受到频率为500KHZ～1600KHZ的中波广播电台信号的干扰。
射频信号传输是把射频和音频信号对高频载波信号进行调制，使之成为我国标准电视广播信号（射频信号），然后送往干线电缆进行传输，与视频传输相比具有如下特点。
·设备复杂，匹配要求严格。
    该传输方式要增加频率变换设备。由于载波频率高，容易产生失配反射（驻波），造成用户收看时图像重影，因此要求设备与设备之间、设备与电缆之间的连接要阻抗匹配，以保证图像传输质量。
·容易与当地电视台节目争用频道。
    射频传输方式主要是有线电视系统采用，有线电视系统就是将多个调制在不同频道的射频信号混合在一起，通过一根同轴电缆或光缆传输到不同用户进行收看。该系统易与广播电视节目争用频道，但可通过占用当地空用频道得到解决，具体方法可由调制器确定频道。
·传输距离长，系统容量大。
    由于可使用同一电缆传输多路节目，在干线传输部分安装放大器后可延长传输距离到几公里。因此节省大量线缆并携带更多的用户。
·增加节目方便，变换内容简单。
    当节目增加时无需改动线路和增加设备，只需在前端混合部分增加一路输入接口即可实现。接收时只需按动电视机频道转换器即可接收增加后的节目。
·容易与外界网络并网。
    综上所述，射频传输和视频传输是闭路电视系统的两种信号传输方式，按传输方式的不同，可分为有线电视和应用电视两大类型。在许多场合下两者又可以结合在一起，组成一个多功能的综合的闭路电视系统