具体描述
《数字电视与平板电视中的色度学》从人眼的视觉特性与电视系统参数之间的关系入手，全面系统地讲解了数字电视与平板电视中的色度学原理，介绍了色度学在数字电视和平板电视中的应用，分析了平板电视亮度、色度测量原理和测量仪器使用方法。书中既有经典理论的论述，又列举了经典理论在最新技术领域的典型应用。全书在编写过程中力求深入浅出，图文并茂，突出实用性。
《数字电视与平板电视中的色度学》适合广播电视行业从事数字电视和平板电视研发、设计、生产、质量检测、标准制定的科技人员阅读使用，也可作为高等学校相关专业的教学参考书。
电视显示技术演进：从显像管到前沿显示 图书简介 本书系统梳理了电视显示技术自诞生以来，特别是进入数字时代后所经历的深刻变革，聚焦于显示硬件的演进、图像处理的进步，以及由此带来的观看体验的飞跃。全书旨在为读者提供一个宏观而深入的视角，理解当代主流平板电视背后的核心科学原理、关键技术瓶颈的突破，以及市场上的不同技术路线的优劣。 本书严格避开了对特定色彩科学分支——特别是数字电视和CRT/LCD平板电视中具体的色度学理论与实践的详细论述。相反，我们将重点放在了支撑这些色彩呈现的物理基础、电子学控制、信号处理架构，以及人机交互层面。 --- 第一部分：电视显示系统的基石与早期发展 本部分将追溯电视的起源，构建现代显示系统的基本框架。 第一章：电子束与光栅的诞生 本章首先探讨了电视显示系统的基本构成要素：图像的捕获（摄像机原理的简化）、信号的编码与传输（不涉及色彩空间转换的具体数学模型），以及最终的显示还原。重点分析了阴极射线管（CRT）作为早期主要显示媒介的工作原理。详细阐述了电子枪如何发射电子束，磁偏转线圈如何精确控制电子束的扫描路径，形成我们所熟知的光栅结构。我们深入讨论了荧光粉层与电子束碰撞发光的基本物理过程，以及如何通过三枪分离（红、绿、蓝）的机制，实现全彩图像的叠加显示。本章的重点是电子束控制的精度和时间同步技术。 第二章：从模拟到数字的信号转换架构 本章关注信号处理链条的转型。模拟电视时代，信号的带宽限制与噪声问题是核心挑战。本章详细分析了模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）在现代系统中扮演的关键角色。我们侧重于数字信号的量化、采样率的选择如何影响图像的保真度，以及如何通过数字滤波和降噪算法在编码域内提升画面纯净度。本章会讨论数字接口（如早期的DVI）如何解决模拟信号易受干扰的问题，并为后续的高清化奠定基础。 第三章：液晶显示（LCD）技术的物理基础 液晶显示是平板电视普及的起点。本章将深入探讨液晶分子的介电特性和电光效应。我们将详细阐述扭曲向列（TN）、垂直排列（VA）和平面切换（IPS）等不同液晶模式的结构差异，以及它们如何通过施加电压来控制光线的偏转或阻挡。本章的核心是背光源技术的演进——从早期的冷阴极荧光灯（CCFL）到现代的LED背光系统。我们将分析LED的颜色混合（RGB/W-RGB）对整体亮度和能耗的影响，以及如何通过光扩散板和棱镜膜等光学组件，实现更均匀的亮度分布。 --- 第二部分：高清时代的性能飞跃与核心驱动 本部分将聚焦于影响观看体验的性能指标的提升，特别是分辨率、刷新率和动态范围的改进。 第四章：分辨率与像素寻址技术 像素是数字图像的最小单元。本章详细剖析了像素的物理结构，包括透明导电层、薄膜晶体管（TFT）阵列的作用。我们解释了TFT作为开关如何实现对每一个像素点的独立电压控制，这是实现高分辨率显示的关键。本章对比了逐行扫描（Progressive Scan）与早期隔行扫描的本质区别，并讨论了如何通过提高像素密度（如4K、8K）来提升空间分辨率。对于像素的快速响应时间，本章分析了如何通过优化TFT驱动电路和液晶响应速度来抑制运动模糊。 第五章：动态性能：刷新率与运动补偿 图像的流畅性是衡量电视性能的重要指标。本章重点讨论刷新率（Refresh Rate）的意义，即屏幕每秒更新画面的次数。我们深入探讨了帧率提升技术（Motion Interpolation），即系统如何通过算法估计相邻帧之间的中间帧，以提高感知流畅度，并分析了其带来的潜在“肥皂剧效应”。此外，本章还将介绍可变刷新率（VRR）技术在与游戏主机或PC连接时，如何同步输入源与显示输出，消除画面撕裂（Screen Tearing）和输入延迟。 第六章：背光控制与局部调光（Local Dimming） 高对比度是提升画面视觉冲击力的关键。本章完全聚焦于背光控制技术，特别是LED背光阵列的管理。我们将详细解析全阵列局部调光（FALD）的工作原理，即如何将屏幕划分为多个独立控制的背光区域，从而实现对局部暗场画面的精确亮度压制。本章分析了区域数量对黑场表现的影响，以及FALD技术在处理明暗对比场景时可能出现的“光晕效应”（Blooming），并介绍了先进的算法如何优化调光区域的边界处理。 --- 第三部分：前沿显示形态与系统集成 本部分将目光投向下一代显示技术，以及将所有技术集成的智能电视平台。 第七章：有机发光二极管（OLED）的自发光特性 本章详细阐述了有机发光二极管（OLED）的工作原理，这是与LCD背光系统本质区别的技术。我们解释了有机材料在电场驱动下如何实现自发光，以及这种“像素级”独立发光控制带来的巨大优势——理论上的无限对比度。本章深入分析了OLED器件的结构、驱动电路（如双层像素结构），以及实现高效率发光的挑战，例如工作寿命与亮度衰减问题。 第八章：新型显示技术展望：MicroLED与量子点增强 本章展望了显示技术的未来趋势。我们首先介绍MicroLED技术，强调其作为终极目标——自发光、高亮度、超长寿命的特性，以及其在巨幅显示应用中的潜力。随后，本章详细讨论了量子点（Quantum Dot, QD）技术在提升LCD色域（Color Gamut）方面的应用，特别是量子点增强膜（QDEF）如何通过高纯度窄带发射光谱，显著提升色彩表现力，并分析了QLED（量子点LED）相对于传统LED-LCD的优势。 第九章：智能电视的软件生态与用户体验 现代电视已不再是单纯的显示器。本章探讨了智能电视平台的架构，包括操作系统（OS）的选择、应用程序生态系统的构建。我们关注用户界面（UI/UX）的设计原则，如何实现直观的频道切换、内容推荐和外部设备管理。此外，本章也探讨了电视作为家庭媒体中心的网络连接性（如Wi-Fi 6、以太网标准）以及对不同流媒体协议的支持。 第十章：人机交互与显示校准基础 本章侧重于用户如何与显示设备互动，以及确保设备输出符合标准的流程。我们将讨论遥控器设计、语音控制的集成与识别准确性。在校准方面，本章概述了显示测试图表的种类，以及如何使用专业的测量仪器（如亮度计、色度计——但不涉及色度学的深入理论）来初步评估和调整显示器的白平衡、亮度和对比度，确保画面在出厂后仍能维持良好的视觉一致性。我们强调了观看环境对最终体验的影响，而非聚焦于色彩模型间的数学转换。 --- 总结： 本书全面覆盖了从基础的电子束扫描到前沿的MicroLED，从背光技术到系统智能化的各个环节。它提供了一个关于如何构建、驱动、优化和感知现代电视画面的技术全景图，为工程师、技术爱好者和对显示设备感兴趣的读者提供了一份详尽的技术参考。
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目录信息
第1章 视觉特性与电视系统参数 1.1 人眼的结构特点 1.1.1 人眼的构造 1.1.2 锥状细胞与杆状细胞 1.1.3 明视觉特性与暗视觉特性 1.1.4 平板电视机中常用的光学物理量 1.2 人眼的视觉特性与电视系统参数 1.2.1 人眼的视觉锐度与图像分辨力 1.2.2 人眼的视觉惰性与每秒钟传送完整图像的帧数 1.2.3 人眼的视觉适应性与图像对比度 1.2.4 人眼的彩色视觉和三基色原理 1.2.5 人眼的彩色分辨力与大面积图像着色理论 1.2.6 人眼视觉的马赫效应与图像勾边处理 1.3 人眼的立体视觉与立体电视 l.3.1 人眼立体视觉的机理 1.3.2 立体电视 1.4 人眼的其他视觉特点 1.4.1 人眼的视觉阈值效应与掩盖效应 1.4.2 人眼的视野与图像幅型比 1.4.3 视觉的空间频率响应与运动图像清晰度 1.4.4 人眼的彩色色调分辨阈和彩色饱和度分辨力第2章 数字电视与平板电视中的色度学 2.1 CIE标准色度学系统 2.1.1 彩色三要素 2.1.2 1931 CIE-RGB计色系统 2.1.3 1931 CIE-XYZ计色系统 2.1.4 1960 CIE-UCS计色系统 2.1.5 CIE均匀颜色空间 2.2 相关色温与标准光源 2.2.1 光源的光谱功率分布与色温 2.2.2 相关色温的概念 2.2.3 CIE推荐的A、B、C、D标准照明体 2.3 彩色电视系统三基色荧光粉和基准白的选择 2.3.1 三基色荧光粉的选择 2.3.2 摄像端和显像端基准白的选择 2.4 NTSC制电视系统色度信号的传送 2.4.1 NTSC制C白的亮度方程式 2.4.2 正交平衡调幅原理 2.4.3 彩条信号压缩比的计算 2.4.4 NTSC制的编.解码矩阵方框图 2.5 PAL-D制电视系统色度信号的传送 2.5.l 我国PAL-D制的亮度方程式 2.5.2 色度信号逐行倒相的特点 2.6 数字电视色度信号的传送 2.6.1 数字电视色度信号的压缩 2.6.2 标准清晰度电视系统亮度.色度信号的编／解码方框图 2.6.3 高清晰度电视系统亮度、色度信号的编／解码方框图 2.6.4 数字电视广播系统的色域扩展 2.6.5 平板显示器件提高色域的措施 2.6.6 彩色电视系统提高色域的建议 2.7 摄像端亮度、色度信号的产生 2.7.1 摄像光谱响应曲线 2.7.2 摄像机中亮度、色度信号的产生 2.7.3 CCD型电视摄像管 2.8 平板显示器中的去r校正 2.8.1 CRT型显像管的亮度转换特性 2.8.2 电视广播系统的y顸校正 2.8.3 新型显示器申的去y校正 2.8.4 ys≠1的非线性传输特性对色度信号重显的影响 2.9 彩色电视系统的彩色校正 2.9.1 修正法 2.9.2 合成法 2.10 宽色域数字电视信号 2.11 平板电视机中色度误差的表示 2.11.1 各种色度误差的计算公式 2.11.2 现行行业标准申色度误差的比较第3章 平板电视机中的颜色重显 3.1 概述 3.1.1 对平板电视机颜色重显的要求 3.1.2 平板电视机的显示方式 3.2 CRT型彩色显像管的颜色重显 3.2.1 荫翠式彩色显像管的构成 3.2.2 荧光粉的发光机理 3.2.3 CRT型彩色显像管的白平衡调整 3.2.4 CRT型彩色显像管的优纯氨 3.3 等离子(体)彩色显示器的彩色重显 3.3.1 PDP彩色显示器的特点 3.3.2 PDP显示器的基本原理 3.3.3 壁电荷和壁电压的形成 3.3.4 表面放电型AC-PDP的结构 3.3.5 灰度等级的实现——子帧驱动 3.3.6 寻址与激活 3.3.7 PDP显示屏辉光放电、发光原理 3.3.8 PDP平板显示器的白平衡调整 3.4 CRT型投影显示器的色度重显 3.4.1 CRT型投影显示器的工作原理 3.4.2 CRT型投影显示器的彩色重显 3.5 LCD的彩色重显 3.5.1 LCD的工作原理 3.5.2 LCD的彩色重显 3.5.3 LCD的特点 3.5.4 LCD的色度校正 3.6 液晶投影显示器的彩色重显 3.6.1 液晶投影显示器的工作原理 3.6.2 液晶投影显示器的彩色重显 3.7 硅基液晶(LCoS)投影显示器的彩色重显 3.7 1 LCoS投影显示器的工作原理 3.7.2 LCoS投影显示器的驱动原理 3.7.3 LCoS投影显示器的彩色重显 3.8 DLP投影显示器的彩色重显. 3.8.1 DLP投影显示器的工作原理 3 8.2 DLP投影显示器的彩色重显 3.9 各种子板显示器的性能比较第4章 平板显示器的亮度、色度检测原理和检测仪器 4.1 前言 4.2 亮度、色度测量原理 4.3 光电积分式仪器 4.3.1 光电积分式仪器的工作原理 4.3.2 光电积分式仪器的校正 4.4 光电积分式仪器BM-5简介 4.4.1 BM-5型色度计的主要特性 4.4.2 BM-5型色度计的使用开关 4.4.3 BM-5型色度计的使用注意事项 4.4.4 BM-5型色度计的使用程序 4.5 CM-7型彩色分析仪简介 4.5.1 CM-7型彩色分析仪的工作原理 4.5.2 CM-7型彩色分析仪的技术指标 4.5.3 CM-7型彩色分析仪的使用说明 4.5.4 使用、维修注意事项 4.6 CA-210显示器色彩分析仪 4.6.1 CA-210显示器色彩分析仪的主要应用 4.6.2 CA-210显示器色彩分析仪的特点 4.6.3 用CA-210进行显示器的y调整 4.6.4 CA-210的技术规格 4.7 分光光度法测色仪器 4.7.1 分光光废法测色的简单原理 4.7.2 分光光度计的原理方框图 4.7.3 Cs-2000型分光辐射亮度计简介 4.7.4 PR-650光谱扫描式彩色频谱仪简介第5章 平板显示器的亮度和色度性能测量 5.1 测量前的准备工作 5.1.1 测量的一般要求 5.1.2 测量设备方框图 5.1.3 额定输入信号电平 5.1.4 显示器标准工作状态的调整 5.2 亮度的测量 5.2.1 亮度(Luninance)的概念 5.2 2 亮度的测量方法 5.3 对比度的测量 5.3.1 对比度的概念 5.3.2 对比度的测量方法 5.3.3 显示器对比度参数的制定 5.4 清晰度的测量 5.4.1 图像清晰度的概念 5.4.2 图像清晰度与图像分辨力的关系 5.4.3 图像清晰度的理论值 5.4.4 图像清晰度的测量方法 5.5 运动图像拖尾时间 5.5.1 响应时间和拖尾时间 5.5.2 拖尾时间的测量方法 5 5.3 测量步骤 5.5 4 LCD产生拖尾的原因. 5.5.5 缩短LCD响应时间的措施 5.6 可视角 5.6.1 可视角的概念 5.6.2 可视角的测量条件 5.6.3 可视角的测量步骤 5.6.4 可视角的表示 5.6.5 LCD存在方向性的原因 5.6.6 提高LCD方位角的技术措施 5.7 亮度均匀性 5.7.1 亮度均匀性的概念 5.7.2 测量方法 5.8 白色色度误差 5.8.1 白色色度误差的概念 5.8.2 测量白色色度误差的意义 5.8.3 测量方法 5.8.4 测量白色色度误差时的注意事项 5.9 基色色度坐标 5.9.1 基色色度坐标的定义 5.9.2 基色色度坐标的测量方法 5.10 相关色温 5.10.l 相关色温的概念 5.10.2 相关色温的测量方法 5.10.3 测量结果表示 5.10.4 相关色温测量中的注意事项 5.11 色域覆盖率 5.11.1 色域覆盖率的概念 5.11.2 测量方法 5.11.3 色域覆盖率的计算举例 5.11.4 提高色域覆盖率的意义 5.12 白色色度不均匀性 5.12.1 白色色度不均匀性的定义 5.12.2 测量方法 5.13 图像重显率 5.13.1 图像重显率的定义 5.13.2 图像重显率的测量方法 5.13.3 平板显示器图像重显率检测的意义 5.14 像素缺陷 5.14.1 像素缺陷的定丈 5.14.2 测量方法 5.14.3 平板显示器行业标准对像素缺陷的限额值 5.15 残留影像 5.15.1 测试残留影像的意义 5.15.2 测量方法 5.16 固有分辨力 5.16.1 固有分辨力的定义 5.16.2 固有分辨力的测量方法 5.16.3 平板显示器的显示格式 5.17 白平衡误差 5.17.1 白平衡误差的定义 5.17.2 测量方法 5.17.3 白平衡误差测试的意义 5.18 亮度均匀性与视角的关系 5.18.l 亮度均匀性与视角关系的概述 5.18.2 测量方法 5.19 色度与视角的关系 5.19.1 色度与视角关系的概述 5.19.2 测量方法 5.20 整机消耗功率 5.20.1 测量方法 5.20.2 测量结果表示 5.21 待机消耗功率 5.21.1 测量方法 5.21.2 测量结果表示 5.22 亮度与功率比 5.22.1 测量方法 5.22.2 测量结果表示 5.23 平板电视能效测试 5.23.1 美国“能源之星’能效标准简介 5.23.2 欧洲EuP“用能产品生态设计指令”框架协议简介 5.23.3 音、视频设备及相关设备功耗的IEC测量方法 5.23.4 国家标准报批稿《平板电视能效限定值及能效等级》简介 5.24 通断比 5.24.1 测量通断比的意义 5.24.2 测量方法 5.24.3 测量结果表示 5.25 响应时间 5.25.1 响应时间的定义 5.25.2 响应时间的测量方法 5.25.3 测量结果表示 5.26 灰阶响应时间 5.26.1 灰阶响应时间的定义 5.26.2 测量方法 5.26.3 测量结果表示 5.27 亮度非线性. 5.27.1 亮度非线性的定义 5.27.2 测量方法 5.27.3 测量结果表示 5.28 亮度启动特性 5.28.1 亮度启动特性的定义 5.28.2 测量方法 5.28.3 测量结果表示 5.29 漏光 5.29.1 漏光的定义 5.29.2 测量方法 5.29.3 测量结果表示 5.30 黑电子稳定性 5.30.1 测量黑电平稳定性的意义 5.30.2 测量条件 5.30.3 测量结果表示附录1 国际标准 ITU-RBT.1361建议书《未来电视和图像系统的国际统一色度和相关特性》 附录2 国际标准 IEC 61966(多媒体系统和设备——彩色测量与管理) 2—4：彩色管理——面向视频应用的扩展色域YCC彩色空间——xvYCC附录3 国际标准 IEC 61966《多媒体系统和设备——彩色管理和测量》 第9部分：数字摄像机参考文献
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