MPRT带来液晶新变革

液晶显示器小巧的身躯，较低的能耗，不错的显示效果，逐渐替代了CRT显示器成为我们工作学习中的首选。但有利就有弊，液晶显承器的拖影问题一直没有得到彻底的解决，并且在液晶的黑自响应速度上升到1ms的时候，拖影仍然成为它挥之不去的梦魇，这也是很多FPS玩家拒绝液晶的原因之一。不过，这种情况将得到一定程度的改善。因为一种全新的定义方式――MPRT(Moving Picture Response Time，运动图像响应时间)的出现，将矛头直接瞄准了显示拖影，并有希望促进液晶显示器进行技术变革，改善显示效果。

液晶显示器的拖影一直以来都是一个老大难问题。早期的拖影主要来自于液晶显示器本身的响应时间问题――过长的响应时间导致液晶分子的扭转速度无法跟上画面的变化速度，产生了严重的拖影。在技术进步的情况下，这种现象已经大为好转。目前，1ms响应时间的液晶显示器已经有产品出现。1ms相当于1秒钟显示1000次画面――这样看起来的确不错，因为电影院每秒24张画面我们看起来就觉得非常满意了。但是实际情况却恰恰相反，就算响应时间为1ms的液晶显示器在高速运动的画面面前仍然表现不佳――拖影成为它挥之不去的梦魇。

当我们的眼睛在液晶屏幕上持续观察动态画面的边缘时(比如快速拉动一个窗口)，就会理解什么是拖影。当响应时间已经几乎缩小到极限却也解决不了问题的时候，我们需要换一个角度来考量我们的显示器。解决拖影到底有没有希望?这就要从液晶显示器的工作模式说起……

谁在欺骗我们的眼睛――“HOLD”(保持)模式解析

当我们在电影院看胶片电影的时候，我们看到的实际上是每秒稳定的24张画片。由于视觉暂留的作用，我们的大脑将这些快速变换的画片串联起来，形成了运动的画面。液晶显示器的显示方式和电影类似。表面上看起来，一般液晶显示器60Hz的刷新率已经远远超出电影每秒24帧的速度，按道理来说应该没有拖影才是，那么谁是罪魁祸首呢?

为了解释这个问题，我们首先假定液晶显示器的响应时间为0，并且假定液晶显示器每次刷新整幅图像。液晶显示器采用“Hold”的模式来显示画面：它的两次画面刷新之间是连贯的，下一帧画面在上一帧的基础上进行刷新(在进行刷新处理如果图像没有变化，那么保持原状，否则液晶分子需要翻转改变透光率。响应时间是指在刷新时是液晶分子的完成状态变化指令的速度，比如全黑到全白需要2ms)。在刷新率为60Hz，即每秒出现60幅画面(无论他们是否相同)的情况下，保持一帧画面需要的时间为16.7ms，Hold时间为16.7ms。如果我们将时间拆开来看的话，每一帧画面在我们的眼前保留了16.7ms。

于是问题就出现了，由于人眼的视觉暂留作用，我们眼睛暂留的是改变前的画面。一些实验和数据表明，使用“Hold”方式显示出的动态画面，在人眼的反应中会形成视网膜上的“摇动”，这实际上是由于人眼看到的色彩对于时间积分的结果。这种情况随着“Hold”时间加长而逐渐严重起来，而与响应时间无关。无论我们将液晶显示器的响应时间降低到多小(甚至为0ms)，拖影都必定存在。这不是由于技术不成熟等原因造成的，而是由于液晶显示器的固有特性和人眼的视觉习惯所带来的。相比之下，电影胶片在播放的时候，相邻的两帧之间是以黑屏出现的，这样在通过视觉暂留后，得到的图像已经被黑屏“清空”一次，于是我们可以看到流畅连贯的动作但却没有拖影。

在响应时间小到一定程度的情况下(比如8ms以下)，我们用以衡量液晶显示器的重要技术指标――响应时间的意义就不再明显，最起码它不再是影响拖影的决定性因素。所以，采用普通意义上的响应时间并不足以完全表明整个液晶显示器的显示效果。为了解决这个问题，MPRT(Moving Picture Response Time动态响应时间)走到了前台。这是我们第一次纯粹以人的视觉感受作为衡量基准，并有可能彻底改变液晶显示器的响应速度标识。

动态画面的确定数据――MPRT

液晶显示器产生拖影的程度需要一个数值来衡量。MPRTiE是为此而提出的。正如它的英文全称Moving Picture Response Time那样，动态被作为MPRT的核心，考量液晶显示器在播放动态画面的情况下的表现能力。

仍旧以我们上文的例子。如果液晶显示器的响应时间0，刷新率为60Hz，那么它的MPRT就是16.7ms，这和H01d时间是相同的。同样，如果我们增加刷新频率到120Hz，MPRT自然减少一半，约为8.3ms。

上面只是在最理想的情况下考虑的显示器的MPRT。实际上，我们不可能有一个响应时间为0ms的显示器。所以在现实中，MPRT综合了黑白响应时间(或者灰阶响应时间)，并且还要考虑诸如插黑等技术带来的影响。

MPRT的测试标准描述了一种方法，用参数值来衡量拖影的程度，即使用标准灰阶测试图，并根据拖影边缘的计算得到测试结果。同灰阶意味着R，G，B像素的开关水平一致，响应时间也非常接近，这就是说灰阶测试的结果能被用来评估动态画面下的色彩拖影。因此，在多个人为设置的动态测试下，衡量灰阶动态拖影是其基本原则。动态画面的拖影时间(EBET，Extended BlurredEdge Time)是最简单的一种衡量方法。它与面板的规格参数无关。拖影的指标是EBET的平均值，作为画面特性之一也象征着动态画质的优劣。

在实际测试中，我们需要模拟人眼球的运动和观察情况。人眼总是跟踪运动画面中的物体，然后在视网膜上形成连续的静止的画面，大脑再将这些画面合成为运动物体。所以，我们使用彩色CCD的摄像机模拟眼睛来追踪画面，并且使摄像机以和屏幕上的物体以相同的速度移动(或者旋转)拍摄。最后得到一些数据，并通过复杂的运算将他们转化为MPRT值。

根据一些实验，如日本三菱电机的测试结果来看，MPRT值如实地反映TX眼所感知的模糊程度。MPRT将人类感知的模糊程度转换成了数学上确定的数值，这使得我们通过数据就可以简单判断显示器的优劣程度，带来了极大的方便。

降低MPRT――各种各样的画面改善技术

MPRT的出现，使得我们对于显示器的观感更加注重人眼的真实感觉。为此，各个显示器厂商提出了很多的特色显示技术，以降低液晶显示器的MPRT值。

根据我们上文的分析，MPRT值和液晶的响应速度以及Hold时间直接相关。由于液晶显示器的响应时间达到lms，已经基本解决极限，所以主流的看法是尽量降低显示器的Hold值。目前主流的降低Hold时问的法主要有插帧倍频技术和采用插黑帧技术两种。

1、治标――插帧倍频技术

Hold值在理想情况下只和液晶显示器的刷新次数 相关。比如前文提到60Hz的液晶显示器，其Hold值维持在16.7ms。而将刷新率提高一倍之后，Hold值就下降到8.4ms。

插帧倍频技术就是利用这个特点，它在两个相隔帧之间通过倍帧加速、分帧消影、精帧还原一系列精确运算，加入一个或者几个中间帧，降低了液晶显示器的等待时问，如上文所说，在其它情况相同的条件下，插帧倍频技术降低Hold值后MPRT也自然随之降低。

目前这个技术在液晶电视上应用比较多。因为液晶电视主要用作于动态画面的接收和播放，对拖影要求比较严格。很多厂商都提出了120Hz甚至240Hz的液晶电视。其中插入的新帧多是和前后帧相关的过渡帧。比如24帧的电影格式在播放时可能会插入4个过渡帧。这些过渡帧是由前后两个确切帧根据一定的算法处理出来，包含了运动物体的一些信息，平滑了运动的过程。有了过渡帧的存在，可以明显感觉出动态模糊变轻甚至消失，同时运动画面流畅感更强。根据一些测试数据，使用了帧插倍频技术的液晶显示器的MPRT值已近可以降低到8ms以下，基本达到了流畅无拖影的程度。

插帧技术是比较简单的一种降低Hold值的方法，但是实际效果有限。因为它没有从彻底上解决液晶显示器的Hold问题，人眼还是会在一定程度上看到拖影。只是这种拖影被大大的降低了，我们难以感觉出来而已。所以，插帧倍频技术可以被认为是一种“治标不治本”的技术。但实际上如果这个“标”治疗得非常有效的话，又何乐而不为呢?

2、治本――插黑帧技术

我们在前文提到过，电影播放时，相邻两帧之间以黑屏代替，“清空”了残像，同时也去掉了拖影。插黑帧技术的基本原理和电影相同，也是在两个过渡帧之间插入一个黑帧，同时提高刷新速度，达到每秒120帧。

插黑帧技术和插帧倍频技术相似的是都在原始的相邻帧之间加入新帧，有所不同的是加入的新帧是纯黑色的。理论上，插黑帧技术的效果要比插帧倍频技术好，因为无论插帧倍频技术怎样降低Hold值，拖影仍然存在，只是不明显而以。但是插黑帧技术可以使用黑帧“清空”残像，达到彻底无残影的目的。

但是插黑帧技术的缺陷非常明显：首先，频繁的插入黑屏容易导致亮度降低、对比度降低等负面影响。按照1:1插入黑屏计算，理论上亮度的下降幅度在50％左右，这样非常影响视觉效果。没有人愿意在拖影消除的同时又带来了画质的降低，所以我们必同时应用其他补偿手段。比如增加亮度、对比度，或者采用动态对比度等。如一些厂商在这种情况下通过分析画面内容，反转Gamma确保响应速度不降低的同时保证亮度，取得了较好的效果。其次，插黑帧容易导致画面闪烁，这种现象在观看亮度较高、激烈变化的动态场景时较为容易出现。对于这个问题，目前还没有确切的解决方法，一般认为还需要将刷新帧率再度提高，如180Hz甚至240Hz以上。所以插黑帧技术虽然理论上能有效降低Hold值，但实际使用中还需要等待技术的成熟。

总的来说，无论是插入黑帧还是插帧倍频技术，最终目的都是为了降低MPRT值，消除拖影。但就目前的应用情况来看，帧插倍频技术应用较为广泛，但是它对电路设计提出了较高的要求，目前成本较高。并且插黑帧技术仍然没有达到完美成熟的地步，它不但对电路设计要求较高，并且还需要非常好的画面改善、控制措施。插黑帧技术非常有发展前景，一旦技术成熟，极有可能彻底取代普通的液晶显示器和帧插倍频技术的液晶显示器。

前景――MPRT的光明未来

MPRT可以被认为是最为客观全面的衡量液晶显示器拖影程度和响应时间的综合指数。一般情况下，MPRT在8ms下的液晶显示器拖影就非常不明显了。相比灰阶响应时间和普通的黑白响应时间，MPRT不但更加有效地衡量了显示器的拖影性质，并且还简化了选购过程。在MPRT推广和规范化后，我们选购液晶显示器和液晶电视时，将不用再去考虑一大堆响应时间，只要看到MPRT值就可以了解这款机器是否符合我们的需求。

MPRT目前还有一些问题，比如对色彩响应的计算方法和暂时还没有加入国际标准。即便如此，一些心急的厂家为了抢先攻占市场，已经迫不及待地推出了一些标识了MPRT速度的产品。但实际情况是，很多消费者在看到了眼花缭乱的数值后感到无所适从，因为他们无法了解到其中真实的含义。但愿MPRT不会成为商家的又一个噱头，而是发挥其真正鉴别优劣产品的作用。总之，一个优秀的、有利于消费者和厂家的测试和判断标准必将得到消费者的青睐，这是毫无疑问的。MPRT，必将拥有一个光明的未来!