时间：2022-10-09 01:08:41
我们已经迎来了大屏幕高清普及时代，但专业显示器依然遥不可及。为何专业显示器如此特立独行、卓尔不群？未来专业显示器还将如何发展？CHIP本期为您奉上专业显示器的前沿技术。
专业显示器相对家用显示器而言，指的是用于各行业满足其特殊要求的显示设备。早在电脑脱离实验室和高校、走进千家万户之前，专业显示器已经广泛应用于广播电视、影视制作、设计出版、医疗影像等行业之中。尽管大多数读者并未见过它们的真容，但这些显示器令人咋舌的价格却给我们留下了深刻印象――即使在今天1台电脑两三千元，1台全高清液晶显示器也仅要数百元的时代，专业显示器的身价也几乎没有丝毫下降。
专业显示器贵在哪里？从指标上来看，大部分我们所关心的参数，如分辨率、亮度、对比度、响应时间等，专业显示器几乎都不比家用显示器出色，某些指标还颇有不及，那么为何行业用户还要选择这些产品呢？这是因为专业显示器按照面向行业的不同，各有其独门绝技，而这些是普通显示器根本无法提供的。在本期文章中，CHIP将结合专业显示器中的先进技术，为广大读者介绍专业显示器“贵的道理”，并前瞻专业显示器的发展。
专业显示器的分类
与家用显示器不同，专业显示器依用途可以分为多种类型，不同业务领域的专业显示器的侧重点也不同。比如用于动画和3D制作的专业显示器对响应时间有一定要求，而用于图像处理的专业显示器最看重是否能够真实还原色彩，用于遥感等领域的显示器对分辨率要求很高，而医疗领域的X射线成像显示器不要求色彩，但必须能够显示更多的灰度。根据这些需求，厂商的设计侧重点也有所不同。
图形图像类专业显示器
图形图像类专业显示器是我们日常接触最多的专业显示器，我们口中的“专业显示器”也大多是指这类产品。图形图像类专业显示器的生产厂商也较多，包括艺卓、NEC、三菱、三星、戴尔、惠普、苹果、优派、华硕、LG等在内的多家厂商都有图形图像类专业显示器的产品线，其中既有久经考验的高端系列，比如艺卓的Color Edge，也有价格相当亲民的产品线，如戴尔的UltraSharp和惠普的ZR系列等。对于图形图像类专业显示器，响应时间一般没有过高的要求，但对色彩的准确程度、色域和色深等与色彩相关的参数要求很高。
静态显示专业显示器
静态显示专业显示器的用途包括出版印刷、医疗、广告、科研等领域，它们的要求也不尽相同，但通常是重视显示质量，对分辨率、亮度、对比度、色阶等要求较高，对响应时间则没有太多要求。以医用显示器为例，它们一般是以像素的数目来划分等级的，下面又可细分为门诊用、手术用和成像用等各个种类。在高端医用显示器领域，更为知名的厂商是巴可（Barco）这样的专业方案供应商和艺卓、NEC这样的研发实力较强的显示器企业，而低端领域则有不少国产品牌投入竞争。用于X射线成像术的显示器甚至不需要彩色显示，但它们通常都能显示10bit以上的灰度，亮度和对比度也更好，方便医生查出小的病灶。用于最复杂的X射线术的显示器甚至可以显示1000万像素，比如EIZO的Radiforce GX1030和巴可的Coronis Fusion 10MP。值得一提的是，要求不算高的静态显示方案，完全可以使用图形图像类显示器来替代，比如各大高校和研究所常用的透射电镜和扫描电镜图像显示多采用EIZO的FlexScan系列和NEC的MultiSync系列显示器。
动态显示专业显示器
顾名思义，动态显示专业显示器是为移动的画面，包括动画、影像等所优化的显示方案。这方面应用的显示器不仅仅包括液晶显示方案，还有等离子显示器、投影（包括正投和背投）等等，甚至OLED显示器也已经加入其中。发烧友津津乐道的专业监视器也基本属于动态显示专业显示器范畴。为了能够更好地表现动态画面，采用液晶技术的显示器通常都搭载了灰阶加速电路、倍频刷新率等功能，而针对长期开机造成的残影、温度升高、亮度波动以及多显示器组合的亮度均匀性、色彩一致性等调节也有充分的应对技术。
高端的动态显示专业显示器则需要兼具多种专业显示器的优点，比如用于广播电视领域则上升为“监视器”，它们的价格远非一般个人所能承受。比如索尼的BVM系列，一台BVM-L231的售价就高达21500美元，相当于200台家用全高清液晶显示器。
专业显示器的特征
尽管专业显示器设计的侧重点不同，但仍有一些共同的特征。它们包括更先进的面板和相关电路，更大的色深和色域范围，更准确的还原能力和调校功能等等。
广视角面板是必选项
由于液晶面板都存在视角问题，由此导致的颜色偏差是专业显示器的大敌，因此几乎所有的专业液晶显示器都采用了广视角面板。而提及广视角面板，就不得不说到VA（Vertical Alignment，垂直取向）技术与IPS（In-Plane Switching，平面内切换）技术两大阵营。从一般应用的角度来看，二者各有千秋，很难说谁更加适合于专业显示器领域，但目前与色彩相关的专业显示器有倾向于采用IPS面板的趋势。比如上一代EIZO ColorEdge 系列最高端的30英寸级产品CG301W使用了PVA（Patterned Vertical Alignment，VA升级版）面板，而它的替代产品CG303W则使用了IPS面板。这可能是大屏高分辨率显示器需要的24~30英寸级别的专业用IPS面板比VA面板可选择型号多的缘故，另一个原因则是IPS技术利于像素精细化。
从应用层面来讲，PVA液晶面板在黑场、对比度和响应时间方面较占优势，因此各类VA技术的专业显示器对应文本处理、CAD制图、平面设计、动画等用途较为适宜。而IPS液晶面板的色彩还原能力较强，像素的精细化也更容易，因此基于IPS技术的专业显示器多用于图形图像、超高分辨率显示等用途。但二者的划分也并不严格。
更大的色彩深度
专业显示器的色彩表现能力要远远强于家用显示器。专业显示器的色彩表现能力主要体现在比普通家用显示器能够显示更多的颜色上，而且能够真实还原来源的色彩。出色的色彩表现能力来源于以下几个方面：面板、控制芯片和校正系统。
目前的高端专业显示器几乎都支持显示10bit色彩，也就是R/G/B三色总共10亿种色彩，这需要专用的10bit面板。而普通的高端家用显示器面板则仅支持大约8bit，1677万种色彩；而千元量级的显示器产品的面板则仅支持6bit显示，也就是26万种色彩，显示连续过度影像时色斑都难以抑制。只有可显示的色彩数多，才能获得更加贴近于真实色彩的显示效果。当然必须要说明的是，只有显示器、显示卡和软件同时支持10bit色彩显示时，这样的专业显示器才能真正发挥威力。一些低端专业显示器可以利用抖动技术，在8bit色彩的基础上近似显示10bit色彩，而对于一般应用而言，8bit面板已经足够了。
为了显示更加准确的色彩，专业显示器一般都直接搭载了更多颜色的色彩对照表（Look Up Table，LUT），位数为12 bit~16 bit，而非使用LUT管理软件。艺卓和NEC等公司更使用了3D LUT。3D LUT可以直接关联调节R/G/B的色调，比传统的LUT R/G/B独立调节更准确一些，特别是提升了令屏幕显示自然灰色调的加色混合（红、绿、蓝的组合）能力。
更宽广的色域
专业显示器能够显示的色域也远远超过普通家用显示器，特别是对于出版、印刷和图像处理等领域，广色域的专业显示器可以带来更准确、更好的显示效果。随着技术的进步，目前Adobe RGB色域已经成为专业显示器的“试金石”。2010年各大厂商推出的新品中，高端产品普遍可以支持显示97%~98% Adobe RGB色域，而中低端产品也可以做到覆盖100% NTSC色域。广色域表现的提升得益于面板技术和光源技术的进步，通过采用色彩更好的滤色片、亮度和光谱特性更好的光源等技术手段，专业显示器的色域还可以进一步扩大。
面板技术和光源技术的联系相当紧密，可谓“牵一发而动全身”，因此技术进步显得相对缓慢。比如为了得到更宽广的色域，可以采用改进的加厚彩色滤色片方案，但带来的问题是光的透射率会随之下降，为了解决这一问题就需要增加光源的亮度，或是提高电极的开口率，由此会进一步带来亮度均匀性等问题。另一个方案是采用更新的广色域光源，如RGB三色LED系统，但它的调校也是目前专业显示器非常关注的难点问题。
更准确的显示
准确地显示每一个信息是专业显示器最为看重的能力，这也是专业显示器与普通显示器的重要区别。对于普通显示器而言，红花更红，绿叶更绿，自然能够讨好用户的眼睛，但这正是专业显示器的大忌，忠实于原来的色彩才是最重要的。
准确的显示必备的硬件条件除了前文提及的广视角、大色深和广色域外，专业显示器自身的校正也是必不可少的。比如很多高端专业显示器在出厂之前都经过Gamma调校，使曲线更加平滑，从而显示准确的颜色。另外，出色的处理能力也是专业显示器必备的能力，比如EIZO的高端专业显示器普遍配备了16bit的内部色彩处理程序，而NEC等品牌也使用14bit的内部色彩处理程序，这可以令显示器在低色调区的错误率大大降低。
专业显示器另一个重要的指标是亮度和色彩的一致性。由于液晶显示器的背光需要通过导光板导入，在液晶显示器的不同部分，亮度并不均匀，即使是用于专业显示器的面板ΔE值差别也会超过10。为了令显示器各个部分的亮度和色彩一致，专业显示器大多搭载调校功能，比如艺卓在CG系列显示器中使用了数字均衡器（DUE），通过在显示器的3D LUT中选择4081个RGB灰阶色调调色板，用16bit内部色彩处理器通过运算平衡，可将ΔE值降到3以下。
亮度漂移也是专业显示器极力要避免的。一般从显示器开机到亮度稳定可能需要长达两个小时左右的时间。此外由于光源老化、温度变化等因素也会造成亮度漂移，专业显示器的应对方法是通过校正使背光处于设定的亮度水平。校正的依据是在显示器内设置背光传感器，然后通过传感器的数据对背光进行实时调节。
软件和硬件校准功能
除了在硬件配置上符合专业需求外，很多专业显示器还拥有相应的校准软件让用户来进行精细的校准，而不是依赖于专业人士。包括对亮度、黑色度、色温、颜色坐标和伽玛值等的用户指定和厂方设定值的调校，这些都可通过软件直接调用显示器内部的LUT来完成。一些新的型号，如EIZO的CG245W和CG275W等，还支持自动校正功能，它们内置了校准传感器，可以在计算机关机时或是在不同操作系统下进行校准，使用起来更加方便。
专业硬件配置和接口
很多专业显示器需要专用的显示卡来支持，特别是用于特殊用途的专业显示器，其专用显示卡往往为某一用途所优化，比如可以输出超高的分辨率、支持10bit以上的色彩深度或是针对渲染软件优化。此外，专业显示器通常配有传输干扰更小、速度更快的接口。在CRT时代，专业显示器一般使用BNC接口，而到了液晶显示器时代，DVI接口、色差分量接口则成为专业显示器的选择。近一两年内，高速、干扰低的DisplayPort接口以及HDMI接口也开始被专业显示器所采用。
专业显示器的未来发展
专业显示器应用了很多家用显示器尚未应用的先进技术，但同时又显得“保守”――某些在家用显示器和平板电视中应用的技术，专业显示器却迟迟没有普及，这到底是为什么呢？
LED背光的应用
LED背光几乎已经成为液晶平板电视的标准配置，家用显示器也有不少采用了白光LED。但目前专业显示器大部分依然采用了CCFL背光，为何LED背光在专业显示器中尚未普及呢？首先，白光LED的光谱特性与CCFL相比并无本质差别，在连续性方面甚至还不如后者。而RGB三色LED模组价格相当昂贵，这使得它很难在万元以下市场中推广。其次，在对色彩要求最严苛的图形图像领域中，对准确性的要求远超过于对色域扩张的需求，而目前的校正体系依然基于CCFL，针对LED光源的优化还远远不够，特别是RGB三色LED亮度衰减和光谱特性的变化并不同步，易于产生白平衡波动等问题，进一步增加了校正的难度。
LED背光，特别是RGB三色LED背光对色域的贡献有目共睹，而LED背光模组的亮度均匀性也远非CCFL可比，其对比度也更高，专业显示器厂商早已把目光对准了这一领域。比如早在2004年，NEC就展出了使用RGB LED背光的专业显示器解决方案；2005年，采用RGB LED背光的高端型号――NEC SpectraView 2180WG开始上市销售。此后，采用白色LED背光的三星XL20，采用RGB LED背光、号称可以达到131% Adobe RGB色域的惠普Dream Color LP2480ZX 和LG的W2420R以及LaCie的700系列（包括20寸，24寸和30寸）也相继上市。不过，它们都是至少两三年前的产品，目前在这一领域，LED背光再次陷入了沉寂。如果能解决上述提到的问题，LED背光有望重新“雄起”。
OLED的实用化
OLED技术早就被视作液晶显示技术的接班人，近年来索尼等厂商在这一领域不断获得突破性的进展。2011年初，索尼宣布推出两款采用OLED屏幕的高端BVM系列监视器――BVM-E170和BVM E250，它们使用的是索尼最新开发的OLED面板，索尼独家的顶部微腔发光（Super Top Emission）技术使面板具备了高开口率，可有效增加发光效率和亮度。由于OLED本身具备的快速响应优势，所以没有动态残影，快速移动的体育类节目也可流畅观看。此外，OLED显示是主动发光，可呈现纯正的黑色，并且没有可视角度问题。索尼的控制电路优化设计使得屏幕的色彩均匀性非常好，通过校正控制和寿命提升也增强了长期使用的稳定可靠性。这两款监视器支持10bit色彩、1024灰度等级、动态对比度1 000 000:1、分辨率为1920×1080像素、宽高比16:9，并配备HDMI、DisplayPort、3G-SDI、SD-SDI和HD-SDI等接口。它们的售价分别为131.25万日元和241.5万日元。
尽管大屏OLED依然是天价产品，但它实用化的速度已经不可小视。能够在最高端的广电监视器领域应用，说明它们的成熟性和可靠性已经毋庸置疑，或许目前唯一的阻力就是价格。
超高分辨率面板
针对出版印刷、医疗、遥感、航空管制等领域的专业显示器总希望能够有尽可能高的分辨率，相关面板的研发近来已经逐渐加快。比如在此前夏普展出的64英寸4K2K显示器面板（4096×2160）可以支持10bit色深，对比度达到2000:1，三菱电机的56英寸QFHD面板（3840×2160）等也受到专业用户的欢迎。桌面尺度下的超高分辨率记录则依旧被ID Tech的DD-IPS面板所保持（22英寸、920万像素，相当于204ppi），东芝的一款面板也是同样规格。紧随其后的是奇美刚刚展出过的QFHD规格，27.8英寸的IPS面板，尽管分辨率不如前者，但在亮度和对比度（600lm、800:1对比度）、可视角度和响应时间方面比前两者好得多。
液晶面板的分辨率在手机屏幕方面有着更大的突破，比如iPhone 4使用的3.5英寸屏幕分辨率高达960×640（326ppi），几乎已经超越了视网膜的分辨能力，这块IPS液晶屏幕由LG Display提供，在可视角度和反应速度方面都不错，但色域仅有70% NSTC。更加给力的是日立推出的4.5英寸IPS屏幕，拥有1280×720（329ppi）分辨率，对比度高达1100:1，亮度为500lm，但也仅有70% NTSC色域。这充分说明液晶显示技术在分辨率方面还大有潜力可挖。利用更先进的技术，分辨率还能进一步提升，比如密歇根大学的科学家们开发的纳米金属膜滤光系统，可以在像素大小达到iPhone 4像素尺寸的1/8时仍能完美地显示R/G/B三色。
深入认识专业显示器
虽然本文介绍了各种影响专业显示器应用的方向，但是专业显示器的“专”并不局限于狭义的显示效果方面，包括使用环境、使用模式等方面，都是专业用户所关心的内容。在未来的一段时间，CHIP将针对专业显示器的不同特征，逐步全面介绍各款专业显示器的使用价值和特征，了解一个更为广阔的真实视觉世界。
CRT时代的回忆
CRT时代留给我们最深的回忆是“珑管”。几乎所有的专业显示器都围绕着索尼的“特丽珑”和三菱的“钻石珑”设计和制造，特别是前者占有的市场最大。特丽珑和钻石珑不但色彩鲜艳，而且图像失真小，像素也可做到更加精细，深受广大专业人士喜爱。此外，当时的专业显示器可谓“一专多能”，无论在色彩、分辨率、像素精细程度还是尺寸方面，专业显示器都要超出普通家用显示器甚多，因此很多电脑发烧友也是专业显示器的追捧者。不过，当时这些昂贵的产品价格动辄在数万元以上，因此还带动了洋垃圾二手专业显示器的热销。
特丽珑显像管和索尼显示器是CRT时代的佼佼者。在日本爱知县一宫市的索尼一宫公司之中，各个系列的专业显示器走下生产线，漂洋过海，运往世界各地。此外，索尼还为戴尔、IBM、SUN等公司代工专业显示器，并由此造就了IBM P260、P275以及戴尔P991、P1110等一批使用与索尼G系列相同显像管的经典产品。当然，最好的显像管只有索尼自用，这就是90年代到21世纪初最为高端的图形显示器GDM-F系列。F系列的绝唱――索尼GDM-F520使用超精细特丽珑纯平显像管，栅距达到0.22mm，分辨率高达2048×1536@85Hz；GDM-FW900（此型号为康柏、惠普和SGI等公司做过OEM）则是当时少见的宽屏CRT显示器，它采用了中心0.23mm、边缘0.27mm的栅距，分辨率为1920×1200@85Hz。
四角地磁调节、RGB及灰度多级调节、色温控制以及专用的校正软件是那个时代顶级显示器的特征。这方面除了索尼之外，三菱、艺卓（EIZO，前身为Nanao）、饭山（iiyama）等公司也做得相当出色，但受限于显像管的品质，它们都没有能够推出和索尼F系列一争高低的产品。随着LCD登上舞台、CRT逐渐没落，索尼停产显示器用特丽珑显像管之后，三菱也关闭了钻石珑生产线。它的最后一代显像管――宽色域钻石珑显像管和RDF-225WG显示器尽管也是技术成熟、效果出色的产品，但迫于专业液晶显示器的强大压力，尚不等为我们所熟识，就匆匆退出了这个市场。
分辨率的极致
随着CRT退出显示器市场，专业显示器昔日的老大索尼也宣告退位，改为与三星共同开发液晶面板，力争电视市场，同时在监视器市场仍保持有所作为。在CRT逐渐退出市场之时，取而代之的液晶显示器在相当一段时间里并没有为大部分专业用户所接受。尽管专业型液晶显示器也已经应用了广视角技术，但与大量应用的珑管CRT专业显示器相比，在响应时间、色彩准确度、可视角度等方面仍然全面落于下风。
尽管早期的液晶面板不很给力，但于无声处听惊雷――2003年，ID Tech（International Display Technology），一家由日本IBM和奇美（CMO）合资的液晶面板厂商推出了一系列DD-IPS液晶面板，在专业显示器领域里刮起了一阵旋风。其中22英寸面板的精细度超越了以往任何一款产品，像素宽度仅有0.1245mm。此外，它的色彩表现力也非常好，可视角度也能够达到170°，但响应时间略差，只适合显示静态图像。利用这种面板制成的显示器，如优派VP2290和IBM T221可以显示920万像素，也就是惊人的3840×2400分辨率，至今也只有使用专业的2D显示卡，利用多个DVI芯片并行输出才能发挥它的实力。此外，同样的面板技术还被引入第一代移动工作站产品，其中最具代表性的就是当年IBM ThinkPad A31p上的FlexView屏幕，开创笔记本电脑专业显示的先河。尽管在DD-IPS之前，LG-Philips展示了20英寸、3840×2400分辨率的产品，但并没有真正上市。DD-IPS液晶面板的出现令人们对液晶的偏见一扫而空，尽管VP2290和T221的售价高达近10万元，还是有不少用户采购了这款产品。值得一提的是，15英寸、分辨率高达2048×1536的DD-IPS面板，至今还被很多发烧友用来改装自己的笔记本电脑，可见这一技术的魅力。不过，由于DD-IPS的成本太高，阳春白雪的ID-Tech终于难以为继，在2005年被索尼所收购，成为索尼移动产品所用的低温多晶硅（LTPS，Low Temperature PolySilicon）液晶面板的生产基地，至此一代面板王者也就此划上了句号。
液晶是“退步”吗？
很多朋友都会听到这样的“抱怨”：液晶显示器的效果不如CRT好，色彩不如CRT鲜艳……但目前在专业领域，各个指标之中，除了响应时间外，液晶专业显示器早已将CRT显示器彻底抛在身后。更实现了高像素显示、大屏幕显示和组合显示等原来CRT显示器根本无法完成的领域。而且随着液晶显示技术的进步，液晶显示器的效果也将越来越出色。因此，液晶取代CRT并非专业显示技术领域的退步，而是水到渠成的结果。