编辑教你学知识 黑白与灰阶响应时间（全文）

    常关注显示器频道的朋友，都会在显示器参数表中看到，“黑白响应时间”、“灰阶响应时间”两个技术名词。它们究竟都代表真什么意思，二者之间有存在着什么关系？今天编辑一同和您探讨探索一下这个问题。

编辑教你学知识 黑白与灰阶响应时间

    说起“黑白响应时间”与“灰阶响应时间”，首先还是要从原理说起。我们看到液晶显示器上上所显示的图像，都是由像素点组成的，每个像素点都是由红、绿、蓝（RGB）三个原色子像素点组成的。而显现出彩色的图像，还得需要RGB三个子像素分别以不同比例的明度混合而成。这三种颜色拥有的不同比例的明度层次越丰富，混合出来的色彩种类就越多样化。

三个原色子像素点组成一个像素

    以目前最普遍化的8bit的显示面板来举例，由于256级色阶在计算机中会使用8bit来表现（用0与1二进制数字来表示计算几种的信息的单位叫做比特，8bit就是28=256种）。其中第一色阶0表示黑色，最后一个色阶255代表白色，混合了三种原色，就能够表现出28×28×28=16777216种色彩，即我们常说的16.7M色或8bit色彩。一般我们将16.7M色为“全色彩”（Full color）。

图片说明

    之所我们能看到变化的色彩，原因是液晶分子通电后远动而形成的。更具ISO(ISO13406-2)对响应时间的规定是：当一个像素电从白色转为黑色，电极电压从0变为最大值，即最大电压激励状态下，液晶分子迅速转换到新的位置，这一过程所用的时间被称为上升时间段。当一个像素由黑转白，像素所加电压切断，液晶分子迅速回到加电前位置，这一过程称为下降时间。整个响应时间过程就是由上升时间加上下降时间获得的数值。

    但是，实际上这个规定只考虑了用时最短的像素黑白黑极端切换的时间，在衡量实际使用时出现最多的灰阶切换时没有太多指导价值。像素整个响应定义只占到了整个像素上升或是下降过程的80%的时间，按照ISO的定义所谓白色即指10%灰度，黑色指90%灰度，其余20%的时间被忽略了。

    ISO这样定义的初衷不难理解，因为对于液晶分子来说，加电起动和最后稳定这两个阶段是费时的，两头20%的灰度转化的过程有可能超过ISO响应时间定义本身所占时间，那如果省去这20%就可以大大的美化指标，但这显然对于消费者是不公正的。

响应时间与灰度变化

    如上图所示的某液晶显示器响应时间测试数据，按照ISO定义上升沿时间为28.5-12=16.5 ms。但我们观察整个像素从0%灰度到100%灰度转化的全部过程，实际用时超过了40ms，达到ISO定义所用时间的两倍多。虽然然ISO定义的缺陷还不止如此，其中最为严重的是忽略了色彩变化时——即不同灰度切换的时间，这也是我们日常使用显示器是最多的显示状况。

彩色的图像显示

全文总结：

    从液晶的显示原理来说，当一像素从较浅灰度转变为较深灰度时，其加在像素两端电极电压也响应加强。但是和ISO规范中定义的黑白黑切换的最大激励电压相比，在灰度切换时相应的施加电压要低得多，因此在这种情况下液晶分子反转响应的速度也会变慢。同理，当色阶从较深灰阶到浅灰阶转变时，过程相反，不过此时浅色灰阶对应的电极电压也不为零，相应的电压差激励效果也会变差，下降沿时间也会变长。也正是因为ISO的规范并没有强行要求厂商在提供用户响应时间参数的时候考虑中间灰阶的响应时间，所以厂商在自己标注的可操作空间就大得多了。 

从液晶的显示原理来说，当一像素从较浅灰度转变为较深灰度时，其加在像素两端电极电压也响应加强。

芦杉