擬信號(hào)是指信號(hào)隨時(shí)間的變化是連續(xù)的。即任意時(shí)間點(diǎn)總有一個(gè)瞬態(tài)的信號(hào)量與之對(duì)應(yīng)。所以我們通常又將模擬信號(hào)稱為連續(xù)信號(hào)。自然界中接觸到的各種物理量都是模擬信號(hào),比如人說話的聲音,溫度,濕度,光照強(qiáng)度等都是模擬量。
模擬信號(hào)為什么叫模擬信號(hào)呢?它到底模擬了啥?
模擬信號(hào)傳輸過程中就是利用傳感器把各種自然界各種連續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為幾乎一模一樣的電信號(hào)。比如說話聲音,原本是聲帶的震動(dòng)。經(jīng)過麥克風(fēng)的采集,將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),此時(shí)的電信號(hào)波形是和原來的聲波波形一樣的。只是換了種物理量來表示和傳遞。(只是用電信號(hào)來模擬了聲音原本的振動(dòng)信號(hào))。此外如壓力傳感器也是通過轉(zhuǎn)換,將壓力大小轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。因此,模擬信號(hào)就是用電信號(hào)來直接模擬了自然界各種物理量。
而與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)則是不連續(xù)的離散的,是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到。數(shù)字信號(hào)是模擬信號(hào)的近似。即然是近似就不可能完全一模一樣。所以電子稱永遠(yuǎn)有個(gè)最小精度。
數(shù)字信號(hào)通過對(duì)模擬采用得到
由微積分原理可以知道dx越小近似的圖形面積越接近真實(shí)面積。由上圖也可以看出,采樣的點(diǎn)越多得到的數(shù)字信號(hào)就越接近模擬信號(hào)。電腦屏幕分辨率越高我們看到的畫面越清晰就是這個(gè)道理。
既然我們自然界所有的物理量都是模擬信號(hào),為啥還需要數(shù)字信號(hào)呢?因?yàn)閿?shù)字信號(hào)更便于做直接各種數(shù)字處理和計(jì)算。人類發(fā)明了計(jì)算機(jī),所以任何信號(hào)轉(zhuǎn)換成了數(shù)字量后,就可以充分利用計(jì)算機(jī)來做各種計(jì)算和處理了。在處理完成后再按一定精度將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成可以接受的模擬量就好。
編解碼電路中的D/A &A/D
.主機(jī)的VGA線沒有接好,確認(rèn)主機(jī)端VGA線插好就可以了。
2.電腦開機(jī)異常,沒有正常啟動(dòng),這個(gè)需要重新啟動(dòng)電腦。
3.電腦的內(nèi)存松動(dòng),導(dǎo)致電腦無法正常顯示,重新插拔一下內(nèi)存就可以了。
你要么無視,要么買個(gè)穩(wěn)壓器,其實(shí)沒必要,我都是無視了,等市電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造完畢就好了,或者換一個(gè)穩(wěn)壓模塊沒縮水的顯示器也行,不過為這個(gè)換顯示器太扯蛋了。
反正現(xiàn)在顯示器能縮的地方都越做越縮,最初液晶都有一個(gè)外置的很有分量的變壓穩(wěn)壓器,后來做成內(nèi)置并縮水了,現(xiàn)在有的顯示器都取消這個(gè)模塊以節(jié)約成本。
現(xiàn)在大多數(shù)的人都在玩一個(gè)騰訊游戲,
游戲名字叫王b 牌對(duì)g 決,
這游戲給人的感覺很不錯(cuò),
里面有很多我們熟悉的歷史人物和動(dòng)漫人物,
而且都是以Q版形象展示,特別的惹人喜愛。
高清的畫面加上精心的模式,玩起來特別的舒服。
波之前,首先聲明。我們“LCD教”、“反OLED聯(lián)盟”都可以統(tǒng)稱為“反低頻PWM聯(lián)盟”。我們反對(duì)的是低頻的PWM調(diào)光,而不是其他顯示技術(shù)。
我們不是針對(duì)誰,無論是LCD,是OLED,還是燈管,任何使用低頻PWM調(diào)光的顯示和照明設(shè)備,都是我們的反對(duì)對(duì)象。潛臺(tái)詞:它們都應(yīng)該被扔進(jìn)歷史的垃圾桶。
DC直流調(diào)光和高頻PWM設(shè)備,都是我們的盟友。但現(xiàn)在滿街跑的三星AMOLED、中低端筆記本和桌面顯示器、以及數(shù)目稀少但也是在閃的LG p-OLED屏幕(小米Note 2、Pixel 2 XL等機(jī)器),都是我們的反對(duì)對(duì)象。愛搞機(jī)這次PWM科普的內(nèi)容梗概:
萬惡的頻閃
這次的故事起點(diǎn)放高一點(diǎn),直接從顯示器出現(xiàn)之前開始說。而這篇科普的核心是“頻閃”二字。“人工照明的歷史,就是閃爍的歷史”,這個(gè)真的一點(diǎn)都不夸張。從特斯拉的交流電,打敗愛迪生的直流電那一瞬間,仿佛就決定了人類照明的閃爍史。因?yàn)椋性诮涣麟娫聪鹿ぷ鞯墓庠炊紩?huì)閃爍……
50Hz的交流電
1891年開始,人類開始大規(guī)模使用多相交流發(fā)電機(jī),最后50Hz(我國正在用的頻率)和60Hz交流電占領(lǐng)了市場。交流電的頻率,決定了從古董的鎢絲燈,到現(xiàn)在大部分家用日光燈(熒光燈)的閃爍頻率都是100Hz,即每秒閃動(dòng)100次(50Hz的正弦交流電,每秒有50次波峰和波谷,并經(jīng)過零點(diǎn)100次)。
不同LED產(chǎn)品的頻閃
而曾經(jīng)被寄予厚望的LED光源,因?yàn)閺S家的驅(qū)動(dòng)電路不同,有非常復(fù)雜的頻閃形態(tài)。如果加上調(diào)光功能,其頻閃種類就更加多,更加復(fù)雜了。當(dāng)然,好的產(chǎn)品是可以做到不閃或者閃動(dòng)極其輕微的。但LED產(chǎn)品價(jià)格暴跌之后,不少廠家都用簡單的驅(qū)動(dòng)電路,導(dǎo)致頻閃狀況惡化。
室內(nèi)室外各種低頻閃爍的光源
這下明白為什么室內(nèi)拍的慢動(dòng)作視頻,畫面會(huì)閃了吧。因?yàn)槭钦娴脑匍W啊……除了被人類有意無意的看到閃爍之外,甚至連超市的掃描槍都會(huì)受燈光閃爍而影響識(shí)別率。
根據(jù)國際照明協(xié)會(huì)技術(shù)報(bào)告CIE TN006-2016定義,閃爍可以分為“閃爍、閃爍效應(yīng)和幻影效應(yīng)”3種,后兩者分別指觀察物體和觀察者移動(dòng)時(shí)的物理效應(yīng)。為了簡化說明,下面統(tǒng)一稱為閃爍和頻閃。
人眼對(duì)閃爍頻率的敏感度曲線
不同人類對(duì)頻閃的敏感度很大的差異,甚至有“閃動(dòng)敏感體質(zhì)”的說法。人類最敏感的頻率是8.8Hz,隨后不停下降。大部分人在80Hz之后就看不出閃爍了,但即便如此,仍有部分人會(huì)因此覺得眼睛累、眼睛痛。2015年的電氣和電子工程師協(xié)會(huì)文檔IEEE Std 1789-2015指出,照明閃爍會(huì)產(chǎn)生潛在不利影響:
寶可夢(mèng)沖擊事件
近代最著名的“頻閃事故”,現(xiàn)在看回去都有種都市傳說的氣息了,而且誰能想到主角居然是寶可夢(mèng)《 Pokémon》……1997年12月16日,日本電視臺(tái)播放的寶可夢(mèng)第38話《電腦戰(zhàn)士多邊獸(3D龍)》,為了渲染電腦世界中的戰(zhàn)斗,大量使用12Hz的紅藍(lán)閃光展示爆炸場面,直接導(dǎo)致了日本全國出現(xiàn)了700例癲癇癥(650例是兒童) 。
該事件史稱“寶可夢(mèng)沖擊”,它讓寶可夢(mèng)這個(gè)看起來人畜無害,深受世界喜愛的動(dòng)畫,享受到了被勒令停播的待遇,直到第二年的4月16日才從第39話繼續(xù)播。無獨(dú)有偶,2007年的倫敦2012年宣傳預(yù)告片、2011年的《暮光之城:破曉》都有因色塊閃爍,導(dǎo)致觀眾癲癇發(fā)作的事件。
感興趣的話,可以自行到視頻網(wǎng)站觀摩寶可夢(mèng)的第38話,空降位置是18分51秒。雖然數(shù)字化之后,片源的精度和色彩,刺激性不如當(dāng)年,但還是建議大家出發(fā)前注意安全,戴好安全帶再開車。
PWM是什么?
回到我們的主角PWM調(diào)光。PWM,全稱Pulse Width Modulation,翻譯過來就是脈沖寬度調(diào)制,說到底就是種把模擬信號(hào)調(diào)制成脈波的技術(shù)。它是一種廣泛使用的顯示器亮度控制方式,另外一種是DC直流調(diào)光(LED領(lǐng)域的CCR調(diào)光,為方便表示,下文統(tǒng)一用DC調(diào)光代稱)。
進(jìn)入正題前得科普一下信號(hào)的兩大分類:
數(shù)字信號(hào)控制雖然成本低,但它最尷尬的地方是,只有斷電和通電,也就是0和1兩種狀態(tài),就注定做不到模擬信號(hào)那樣的無級(jí)亮度調(diào)節(jié)了。那為什么我們的屏幕能無級(jí)調(diào)節(jié)亮度呢?因?yàn)槁斆鞯娜祟惏l(fā)現(xiàn)肉眼反應(yīng)速度有限,且有腦補(bǔ)作用。只要光源“明滅”切換速度夠快,肉眼就察覺不出來了。PWM調(diào)光就這樣粉墨登場了……
這種數(shù)字電路不能像模擬信號(hào)那樣做出連續(xù)的亮度調(diào)節(jié),但通過閃爍來形成“載波”,然后控制“明和滅”的時(shí)間比值就能達(dá)到控制亮度的效果:
在每秒超過N次的閃爍中,需要的亮度越低,滅掉的時(shí)間占比就越高。例如,如果要把亮度調(diào)到10%,只要讓亮的時(shí)間占比達(dá)到10%即可。雖然聽起來有點(diǎn)雞賊,但PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)還挺多的,結(jié)構(gòu)簡單、精度高、亮度變化不偏色之外,還省電、發(fā)熱低。人類乃至地球上的大部分生物的眼睛,都是在連續(xù)的自然光下演化而來了,用閃爍這種視覺欺騙的方式調(diào)節(jié)亮度,會(huì)不會(huì)翻車呢?答案是肯定的。
雖然上面提到,大部分人無法察覺超過80Hz的閃爍,但余光部分其實(shí)可以檢測到更高頻率的閃爍,神經(jīng)系統(tǒng)和大腦皮層可以檢測到160Hz的刺激,視網(wǎng)膜更加敏感,可以對(duì)200Hz的閃爍做出反應(yīng)。這些都曾被證實(shí)可以造成頭痛、偏頭痛和疲勞。
回顧國標(biāo)給頻閃的定義(根據(jù)IEEE的說法,其實(shí)這個(gè)是“頻閃現(xiàn)象”的定義)。頻閃,就是在“閃爍光源下,觀察連續(xù)運(yùn)動(dòng)物體時(shí),本應(yīng)連續(xù)的圖像出現(xiàn)離散的現(xiàn)象”。當(dāng)我們閱讀或者視線從屏幕上移動(dòng)時(shí),因?yàn)?strong>頻閃效應(yīng),肉眼可以察覺到數(shù)百赫茲的閃爍。
課外閱讀:同樣利用人眼生理特性來“欺騙”視覺的例子,最著名的肯定是每秒24幀的電影了。這里還能延伸出,為什么電影24幀就夠了,但游戲要60幀起步呢?感興趣的話,可以戳我們的陳年科普《經(jīng)典科普:為什么電影24幀就行,但游戲要60幀?》http://t.cn/RI59bAj。
人類顯示史,各種黑歷史
歷史上每次顯示設(shè)備轉(zhuǎn)變都出過坑。如果你的年紀(jì)夠大,想必你還會(huì)記得以前那些又大又重的CRT(陰極射線管)電視和顯示器。以前除了陰極射線管掃描速度導(dǎo)致的一些畫面閃動(dòng)外,印象中的它們,是不是畫面特別通透?特別絢麗?
后來出現(xiàn)的LCD顯示器,除了體積外,都是被CRT按在地上全方位地摩擦的貨。早期的桌面LCD因背光不行,導(dǎo)致色域覆蓋不行,可視角度更加是個(gè)大坑。更可怕的是,當(dāng)時(shí)LCD還更貴,但無奈它體積小,帥啊(當(dāng)時(shí)人類的態(tài)度,就像現(xiàn)在看真·全面屏的手機(jī)一樣。帥,真的可以為所欲為)。
等了5、6年,主流LCD的背光追上來、IPS面板的大規(guī)模使用,畫質(zhì)表現(xiàn)才勉強(qiáng)追了上來。期間桌面LCD屏幕經(jīng)歷了畫面比例調(diào)整和分辨率的增長。畫面比例從5:4、4:3到16:10,最后定型在16:9。分辨率則從1280*1024到1400*900,最后定型在1920*1080。
在2010年上下,LCD顯示器的背光源經(jīng)歷了從CCFL(冷陰極熒光燈管)到LED的轉(zhuǎn)變。CCFL因功耗、環(huán)保等多種因素,在隨后的2、3年被多個(gè)國家和地區(qū)明令禁止生產(chǎn)。然后,人類第一次感受到被“LED+低頻PWM調(diào)光”統(tǒng)治的可怕,大量用戶發(fā)現(xiàn)新顯示器看著更加傷眼、累眼,甚至出現(xiàn)囤CCFL顯示器過日子的梗。
風(fēng)扇測頻閃大法
如果你的年紀(jì)夠大,應(yīng)該還會(huì)記得國內(nèi)曾經(jīng)流行過揮手、鉛筆和風(fēng)扇看頻閃的測試方法。已經(jīng)掉進(jìn)歷史垃圾桶的CCFL背光顯示器,它們的PWM調(diào)光頻率幾乎都是175Hz,但它們有明顯的余暉效應(yīng)(PWM控制熄滅的時(shí)間里,它們?nèi)匀辉诎l(fā)光)。而后來出現(xiàn)的LED背光顯示器,沿用了低頻PWM調(diào)光,頻率通常在180-420Hz之間。但因?yàn)長ED這種光源的響應(yīng)速度很快,余暉效應(yīng)接近于0,其頻閃嚴(yán)重到已經(jīng)可以產(chǎn)生“頻閃效應(yīng)”了(即能像高速攝影一樣定格移動(dòng)物體的畫面)。
部分顯示器廠商抓住了商機(jī),用“不閃屏”作為推廣手段,并開始使用DC調(diào)光或DC+高頻PWM調(diào)光。時(shí)至今日,很大一部分顯示器依舊在用不閃屏做為宣傳。
部分筆記本的屏幕參數(shù)與頻閃頻率
而被夾在桌面和手機(jī)之間,向來被噴沒有好面板的筆記本領(lǐng)域,還有一大堆在用低頻PWM調(diào)光的產(chǎn)品,有些是低亮度才會(huì)PWM,有些全程都在PWM。包括聯(lián)想、惠普、戴爾、小米等一大波筆記本廠商,很多新品,甚至高端產(chǎn)品,仍然在用低頻的PWM調(diào)光(機(jī)佬表示強(qiáng)烈譴責(zé))。
非常幸運(yùn)地,手機(jī)的LCD屏幕幾乎沒有受到過低頻PWM調(diào)光的困擾。即便部分手機(jī)LCD屏幕的亮度會(huì)有波動(dòng),但和OLED的頻閃完全不是一個(gè)層次的(本文的下半部會(huì)詳說其分別)。不過,就像當(dāng)年桌面顯示器大規(guī)模使用PWM調(diào)光那樣,當(dāng)三星和LG這些OLED廠商,人類又回憶起被PWM支配的恐怖……
如果說從16:9屏幕到18:9全面屏還算是進(jìn)步,從全面屏到劉海屏是倒退的話。那從OLED屏幕使用低頻PWM調(diào)光那一刻起,就已經(jīng)倒退倒到坑里去了。
在下半篇,我們會(huì)就“如何評(píng)估低頻PWM的危害程度、個(gè)人檢測PWM的方法和A屏?xí)r代的護(hù)眼生存指南”進(jìn)行科普,敬請(qǐng)期待。