51、液晶显示器运动模糊问题及解决策略

液晶显示器运动模糊问题及解决策略

1. 运动模糊的成因

运动模糊的出现主要有两个原因：一是液晶的响应时间较慢，二是显示器的保持型特性。

1.1 响应时间慢导致的运动模糊

LCD 可看作是独立可控的开关矩阵，用于控制光线的流动。光源是带有偏振滤光片的背光源，开关能够影响光源的亮度。开关有开启和关闭两种主要状态，但无法瞬间在这两种状态之间切换，从一种状态转换到另一种状态所需的时间就是响应时间。开启响应时间主要受施加电场的平方影响，关闭响应时间主要由弹性常数决定。此外，液晶的旋转粘度和厚度等参数也会影响响应时间。

假设一个白色条在黑色背景前从左向右匀速移动，输入信号能在瞬间从黑色变为白色，而输出信号则需要几个帧周期才能完成转换。这种缓慢的响应时间会导致明显的运动模糊。为避免这种情况，响应时间必须快于输入帧周期，例如对于 60Hz 的输入信号频率，响应时间应显著小于约 16ms。

1.2 眼睛跟踪移动物体导致的运动模糊

长期以来，LCD 的慢响应时间被认为是运动模糊的主要原因，但实际上它只是导致人类感知到运动模糊的部分因素。21 世纪初，研究发现运动模糊的主要原因是显示器电光响应的保持型特性，以及人眼在平滑跟踪目标运动时的视觉系统积分效应。

以视频源为例，CRT 显示器由于短脉冲的特性，其运动画面被感知为清晰的；而 LCD 显示器会保持画面，亮度会随时间积分，导致物体看起来模糊。对于电影或胶片源，问题更为严重。CRT 显示器在非连续运动时会出现一些伪像，如运动抖动，可能表现为双重轮廓或轻微模糊，但画面仍被认为是清晰的。相比之下，LCD 显示器会在一段时间内保持一个值，2 - 2 下拉会使保持时间加倍，