Full Range 与 Limit Range(HDMI 特有的问题)
另外这里要提的一点是 HDMI 接口可能面临的一类特殊问题,Full Range(全范围) 与 Limit Range(有限范围),这是一个历史遗留问题。由于早期电视支持的范围有限,HDMI 接口支持一种 Limit Range 方式,来将数字信号限定在16~235灰阶之间,低于16灰阶的亮度都与16灰阶相同,高于235灰阶的亮度都与235灰阶相同。而目前的显示器都支持 Full Range,可以显示从0~255全范围的8bit色深,使用 HDMI 时如果显卡错误设定为 Limit Range,显示器画面的对比度和动态范围都会被严重压缩,显示的画面会有一种类似惨白的感觉。如果你使用 HDMI 接口连接显示器,务必确认显示器和显卡选项里的范围为全范围(Full Range)。
频闪与 PWM、DC 调光、低蓝光
LED 背光最常见的调光方式就是 PWM(脉冲调节模式)调光,利用开/关(亮/暗)切换来控制显示器的亮度,这时使用手机/相机利用高速快门可以看到屏幕闪烁/扫描条纹,为了避免争议本文不讨论 PWM 机制是否真的会对人眼产生疲劳/伤害(这是个复杂的科学问题)。
与 PWM 调光对应的另外一种调光方式则是 DC(直流调光),利用调节电压/电流的大小来控制显示器的亮度,优点是从原理上解决了频闪问题,缺点则是 DC 模式调节精度和范围相比 PWM 要小一些,理论上色偏也会比 PWM 调制方式差。
第三种调光方式是混合调光,其实它只是 PWM 和 DC 调光的组合,即在高亮度下使用 DC 调光来避免闪烁,在低亮度下使用 PWM 调光来保证调光精度和色偏。
▼PWM 调光原理示意图
根据普朗克公式 E=hμ,光的频率越高能量就越大,因此在三原色当中蓝光的能量最高。目前普遍的认知是蓝光会影响人体褪黑素的分泌(影响睡眠),较高的能量也可能加速黄斑区的老化。随着“护眼概念“的普及,主打低蓝光的显示器也越来越多,但从原理上无外乎两种:
- 降低蓝光能量占比,即将显示器调的更暖(色温更低)
- 降低蓝光成分频率,降低蓝光整体光谱重能量占比
前者其实更类似手机上的护眼模式,用软件方法即可做到,后者则是需要更换 LED 背光材料或彩膜材料来调整蓝光的光谱成分。
FreeSync、G-SYNC、AdaptiveSync 等同步技术
FreeSync 和 G-SYNC 其实都是 VRR(Variable Refresh Rate 可变刷新率)的技术,通过调整显示画面间的 VBLANK(垂直/帧间间隙)来调整刷新率,以达到垂直同步、无画面撕裂和低延时的效果。
早期由于 NVIDIA 强制 G-SYNC 需要使用专用芯片,支持 G-SYNC 的显示器价格较贵数量也相对比较少,不过相较于 FreeSync 这颗专用芯片也提供了 OverClocking、Ultra-Low Motion Blur 等技术。后期随着 HDR 技术的发展,NVIDIA 也推出了支持 HDR 的 G-SYNC 技术——GSYNC HDR(后改名为 G-SYNC Ultimate),并在低端引入了无需专用芯片的 G-SYNC Compatible 认证。
- G-SYNC Ultimate,最高端专用芯片支持 HDR,Ultra-low latency(超低延时),局域控光,广色域
- G-SYNC,中端需要专用芯片,支持 OverClocking、Ultra-Low Motion Blur
- G-SYNC Compatiable,最低端无需专用芯片,完全等同于 AMD FreeSync 和 VESA Adaptive Sync
不过 G-SYNC 技术目前也处于一个尴尬的位置,成本最低的 G-SYNC Compatiable 与 FreeSync 和 Adaptive Sync 效果完全一致,而中端的 G-SYNC 需要专用芯片成本很高,却由于推出较早不支持 HDR,最高端的 G-SYNC Compatiable 价格过高无法普及。对于入门级用户个人认为 G-SYNC Compatiable 足矣,而中端用户选择支持 DisplayHDR 加 FreeSync/G-SYNC Compatiable 的产品性价比更高。