【技术文章】
| 监视器产品技术与调整 | |
| 越荣伸哉 | |
| 本文作者Shinya Kashre先生，Sony香港有限公司监视器产品经理。根据作者在2002年1月23日“高清电视节目制作研讨会”上的报告整理。 | |
| 从产品设计来说，监视器很像电视机，但它所起的作用与电视机完全不同。电视机是用来欣赏电视节目的，它要显示出更亮丽、更鲜艳的色彩。而监视器是用来评价信号的质量，要求精确、可靠和可信。不管是高清监视器还是标清监视器，其任务都一样，要忠实地重放原始信号。实际上，监视器类似于一台测量仪器。大家都有经验，同一个信号源所发出来的信号，在电视墙上多台监视器上重放，可能有不同的结果。如果你面对多台监视器有不同的色调时，就会出问题。监视器要真实地重放图像，就必须符合广播电视相应的标准、具有精确的指标和做日常调整。
一 符合广播电视相应的标准 颜色重现主要受三个因素影响：(1)荧光粉的相关标准；(2)色温的相关标准；(3)彩色电路矩阵的相关标准。把监视器放大，就会发现栅条是由红、绿、蓝三基色组成的。图1是一张CIE图。马蹄形的地方是人眼可以看到的区域，三角形的地方是监视器可以重现的区域。可以看出，监视器并不能重现人眼看到的全部区域。三个基色如果重放的区域不同，将来重放的颜色肯定也不同。 目前，有两种广播电视彩色标准，一种是EBU标准，主要用于欧洲和亚洲；一种是SMPTE-C标准，一般用于美国。 从图2可以发现，两种标准有微小的差别。如果大家用同样的标准，重放的颜色就应该是一样的。很多厂家采用P22荧光粉标准，实际上它只适合民用或者低端监视器。严格地说，P22并不是一个标准，相应的色域点没有完全的定义。也就是说，同为P22荧光粉，显示的色域是不同的，可能被不同的厂家或不同的批色改变，它不可以准确地重现出颜色。而荧光粉是一种化学组成，一旦确定，就不可以改变。 有关色温的问题，大家在商店里看衣服的颜色，可能和在室外看的颜色有些不同。因为眼睛看到的是反射光，如果光源色温不同，同一样东西就可能颜色不同。就监视器而言，因为它本身就是一个光源，必须定义它的色温。监视器的色温不同，同一图像颜色也就不同。因此，色温也有相应的广播电视标准，D65标准一般用于美国、欧洲和除日本以外的亚洲地区，D93用于日本。有关颜色转换矩阵相应的标准，图3显示信号获取的过程。用摄像机拍摄时，光信号被转换成RGB电信号，然后通过摄像机的矩阵电路部分转换为Y/R-Y/B-Y信号。在高清领域一般用Y/Pb/Pr信号。但是，监视器是用一个反过程来重现图像的，如果相应的矩阵电路和摄像机的矩阵电路不一样，就不能忠实地重现原始信号。因此，矩阵转换也要有相应的国际标准。在标清PAL系统中，一般用国际电联的ITU601；在1080i高清系统中，用ITU709。电视机厂家就是想改变矩阵以重现更好的图像。 以上三个方面对颜色的准确重现非常重要。 二 具有精确的指标 图像水平清晰度和白色一致性，都是监视器的技术指标。精确度或容差对监视器实际上有很大的影响。监视器由成千上万个元件组成，每个元件在技术指标上都有一定的容差，各指标的容差越大，最终呈现出的图像一致性越差。因此，容差小是稳定重现原始信号的最重要因素。不同的监视器系列，实际上是我们用来定义指标的精度，如Sony BVM系列监视器有极其严格的精度要求。 三 监视器的日常调整 即使监视器符合所有的广播电视标准，有非常高的精度，如果没有恰当的调整，仍然不能准确地呈现图像。基本上有两类调整： 1. 色度、亮度和对比度的调整 a. 颜色的调整 为了调整颜色，首先要输入彩条信号。图4是每一路信号的图形，蓝信号分布在四个条里，在标准75％彩条里，相应的蓝信号在这几条里的幅度完全一致。监视器上一般都有一个只看蓝色的按键，按下该键，只有蓝色信号在荧幕上显示出来，只需调整色度，使相应的亮度区域一致即可。用这种方法，可以使监视器比较准确地重放原始的颜色。 b. 亮度和对比度的调整 图5显示出调整亮度和对比度时对不同信号的真正影响。 亮度调整其实是黑电平调整，对比度调整的目的是使亮度层次拉开。调整亮度电平时，信号是向垂直方向整体移动。如果调整不正确，在亮区或暗区信号可能发生混叠，细节分不出来。相反，如果把对比度提高或减小，暗部的基点是不动的。为了调整亮度信号，必须输入三电平调亮度的信号(PLUGE)，它包括－3％黑、0％黑、+3％灰。如果能看到一个－3％的黑色电平条，说明黑电平偏高。实际上是使－3％黑跟0％黑两个条都相对一样，但是一定要看到+3％的灰条，这就是正确的亮度信号。Sony BVM-D系列监视器本身有内置信号发生器和三电平亮度调整的信号。 对于对比度，实际上没有一个严格的标准，可以根据环境或感觉调到一个合适的电平。但是，高亮度可能会使清晰度下降。每个厂家都有一个预置的对比度值，Sony BVM-D24预置对比度值是100 IRE，对应100cd/m2烛光的亮度。 2. 色温的调整 也就是偏置和增益的调整。白平衡的调整是用来调监视器色温的。偏置调整主要是针对暗部调整黑平衡的，而增益调整主要是针对亮部的白平衡。在调整过程中，先要调黑的部分，通过偏置调整调到相应的坐标轴值，然后调亮的部分，白的部分要调到相应的XY值，并且反复调整，最终达到完全重合的标准。 要正确调整色温白平衡，必需颜色分析仪，在其上可以看到相应的XY值和亮度值。现在有很多比较高级的监视器，如Sony BVM-D系列监视器，已经内置自动色温调整。 Sony BVM-D系列有许多自动调整功能，包括： (1)自动颜色调整，可以自动调整颜色的电平。 (2)自动白平衡调整，使监视器的色温保持比较精确。 (3)电子束着屏校正，Sony比较大的监视器，如BVM-D32/24E1WE都有这个功能。电磁效应会导致着屏错误，尤其是地理位置带来磁场的影响，对大屏幕监视器影响比较严重。大屏幕监视器会有相应的校正电路，以校正由于位置和方位不同而导致地场和磁场对电子束偏置飞行的影响。 (4)数字一致性的调整，大屏幕电子束由于种种原因会出现白色不均匀(白斑)的情况，它有精确的数字调整电路，可以保证完全均匀的白色。 (5)数字会聚的调整，大监视器可以精确到32×16点的会聚调整。 如果监视器符合相应的广播电视标准，不管是哪个厂家、哪种规格的产品，它们放在一起，对同一个信号的显示结果应该是一样的。这就是所说的视频制作标准图像，只有通过监视器才可以鉴别所需的图像。因此，监视器是制作过程中非常重要的一部分。另一方面，随着信号质量越来越高，监视器也越来越重要。大家可能投资很多去买昂贵的摄像机、录像机、前期和后期制作设备，但请务必记住：在做高质量节目时，一定要重视监视器在制作中的作用。 |
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| 来源：《世界广播电视》 | |