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顯示器如今已成為日常辦公、娛樂(lè)不可或缺的一部分，它是人們與機(jī)器之間交互的窗口，隨著顯示器技術(shù)的不斷發(fā)展，也讓人機(jī)交互體驗(yàn)提升了一個(gè)又一個(gè)新的臺(tái)階。時(shí)至今日，歷經(jīng)超100年的發(fā)展，顯示器行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的改變，本篇文章和大家聊一聊顯示器的發(fā)展歷史。

屏幕顯示技術(shù)的改變

CRT顯示器

顯示器的誕生與陰極射線有著直接關(guān)系，在19世界工業(yè)革命影響之下，科學(xué)技術(shù)迎來(lái)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，誕生了許多劃時(shí)代的發(fā)明，其中就包括于1897年發(fā)明的陰極射線管（CRT），后被用于顯示器。CRT的全稱是Cathode Ray Tube，是一個(gè)特制的真空管，其中包括電子槍，通過(guò)電子槍發(fā)射出來(lái)的電子光束撞擊到熒光屏幕上，從而得以顯示圖像。

在1907年，俄國(guó)科學(xué)家Boris Rosing運(yùn)用CRT將簡(jiǎn)單的幾何圖像顯示到屏幕上，而真正的第一臺(tái)顯示器誕生于1922年，由Apple I使用CRT組成。CRT起初應(yīng)用于電視，在1936年，第11屆柏林奧運(yùn)會(huì)首次實(shí)現(xiàn)電視實(shí)況轉(zhuǎn)播，促進(jìn)了CRT電視的普及。在1973年，第一臺(tái)配備顯示器的奧托電腦發(fā)布。小時(shí)候，大家看到的“大屁股”電腦、電視就是采用CRT顯示器，顯示屏幕也是彎曲弧形的。

而之所以是“大屁股”的形狀以及“弧面”屏幕，主要是由于起初陰極射線需保證發(fā)射點(diǎn)到屏幕任何一點(diǎn)半徑需等長(zhǎng)，所以屏幕就必須得是一個(gè)弧形，而為了屏幕做大，顯示器的厚度也就越厚。隨后廠商們也在不斷改進(jìn)CRT顯示技術(shù)，隨著CRT技術(shù)的不斷成熟，CRT顯示器也逐漸進(jìn)入更多人的視野。記得初中電腦課，使用的電腦就是“大屁股”的CRT顯示器。

LCD顯示器

在CRT顯示器飛速發(fā)展的幾年期間，也誕生了LCD（Liquid Crystal Display）液晶顯示技術(shù)，由液態(tài)晶體組成的顯示屏，LCD誕生于1964年，在1968年LCD被用作靜態(tài)圖片顯示器，1973年，LCD被用作電子計(jì)算器的數(shù)字顯示。但是由于當(dāng)時(shí)CRT的技術(shù)比較成熟，不僅價(jià)格更低，而且響應(yīng)時(shí)間、色彩還原度、分辨率等方面都更有優(yōu)勢(shì)，因而LCD顯示器在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起多大反響。

不過(guò)，后來(lái)隨著LCD技術(shù)的不斷成熟，CRT顯示器一直存在“大屁股”的厚重問(wèn)題，而LCD顯示器由于超薄的機(jī)身設(shè)計(jì)以及省電等特性，漸漸取代了CRT顯示器，成為顯示領(lǐng)域的新寵兒。

TFT

在20世紀(jì)80年代，TFT-LCD（Thin Film Transistor LCD）薄膜晶體管液晶顯示器技術(shù)出現(xiàn)，TFT-LCD是一種主動(dòng)式矩陣LCD，將微電子技術(shù)與液晶顯示技術(shù)巧妙結(jié)合在一起，與TN-LCD、STN-LCD的簡(jiǎn)單矩陣不同，TFT-LCD在液晶顯示屏每一個(gè)像素都設(shè)置了一個(gè)薄膜晶體管（TFT），有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無(wú)關(guān)，因此大大提高了圖像質(zhì)量。

而TFT-LCD在亮度、對(duì)比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過(guò)CRT的顯示器件，到了80年代末90年代初，TFT-LCD由于具有顯示面積大、顯示質(zhì)量好、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，隨著制造成本的降低，也開始大規(guī)模生產(chǎn)，逐漸取代其它液晶顯示屏以及CRT顯示器，在電視、手機(jī)、筆記本電腦、顯示器等產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用，成為如今顯示器的主流選擇。

LED顯示器

首個(gè)人眼可見LED燈最早在1962年由通用電器的工程師Nick Holonyack發(fā)現(xiàn)，Nick Holonyack也被稱之為“LED之父”，在1969年，惠普推出了世界上第一個(gè)智能LED顯示屏。

而LED顯示器其實(shí)就是LCD顯示器的一種，主要的區(qū)別就是背光源不同，將LCD的CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極熒光燈管等）發(fā)光源更換為“發(fā)光二極管”，相比之下，LED背光可以實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光，能夠帶來(lái)更好的對(duì)比度以及亮度，同時(shí)LED顯示器消耗電量更低。在色彩純度方面，LED顯示器也要優(yōu)于LCD顯示器。

根據(jù)液晶分子扭轉(zhuǎn)的方向不同，誕生了TN、IPS、VA三大類面板，TN的特點(diǎn)是高響應(yīng)速度但對(duì)比度偏低，VA面板則是高對(duì)比度但響應(yīng)速度低，而IPS則夾在它們中間，是最均衡的面板，屬于萬(wàn)精油，具備優(yōu)秀的可視角度，目前被廣泛應(yīng)用于顯示器。

TN

起初的LCD是TN-LCD面板（Twisted Nematic-Liquid Crystal Display），主要用在數(shù)字顯示以及簡(jiǎn)單的字符顯示。工作原理是通過(guò)電壓的方式將偏光片之間的液晶分子扭轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)亮度明暗變化的顯示器，不添加色板的TN只能顯示黑白，大家使用的電子計(jì)算器就是采用的TN面板，按壓會(huì)出現(xiàn)水波紋。

隨后在1984年，超扭曲雙折射效應(yīng)并發(fā)明了STN-LCD（Super Twisted Nematic--LCD）超扭曲向列相液晶顯示器技術(shù)，可以將液晶分子扭轉(zhuǎn)到180°-270°，改善了TN-LCD顯示視角等問(wèn)題，具有視角寬、分辨率高、對(duì)比度好等優(yōu)勢(shì)，90年代初期彩色STN液晶問(wèn)世，加入了彩色濾光板，通過(guò)電壓控制液晶單元的亮度產(chǎn)生顏色。

而TN-LCD具有制造成本低、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，所以TN-LCD的屏幕現(xiàn)在一般常被用來(lái)電競(jìng)顯示器，而缺點(diǎn)主要在于輸出的灰階少，色彩不夠豐富，顯示效果一般，所以不太適合設(shè)計(jì)、剪輯類內(nèi)容創(chuàng)作的工作場(chǎng)景使用。

IPS

IPS的英文全稱是In-Plane Switching，是一種平面轉(zhuǎn)換屏幕技術(shù)，屬于TFT屏幕的一種，俗稱“Super TFT”，最早出現(xiàn)在1996年，由日立在改善TN面板不良視角以及色再現(xiàn)性發(fā)展出來(lái)，隨后研發(fā)出IPS、S-IPS、AS-IPS、IPS-PRO等衍生出來(lái)的屏幕技術(shù)。隨后三星、LG等也在其基礎(chǔ)上發(fā)展了自己IPS技術(shù)。

IPS屏屬于“硬”屏，按壓屏幕時(shí)很難出現(xiàn)變色，主要的優(yōu)勢(shì)在于屏幕色彩準(zhǔn)以及可視角廣，理論可視角度在178°，在不同的角度觀看都不會(huì)產(chǎn)生明顯的偏色，而且色彩鮮明且飽滿自然，同時(shí)還能展現(xiàn)出無(wú)拖影、拖尾的動(dòng)態(tài)高清畫面，一般常被用于專業(yè)影像的顯示器，適用于專業(yè)的攝影、設(shè)計(jì)、視頻剪輯等工作內(nèi)容。

比如ThinkVision 第二代E28u-20（以下簡(jiǎn)稱E28u）4K高端商務(wù)辦公顯示器就是采用的IPS技術(shù)面板，擁有90%的DCI-P3以及99%sRGB廣色域，并且在任何角度都可以看到鮮明立體、精準(zhǔn)的色彩效果，非常適合設(shè)計(jì)師、攝影師、剪輯視頻工作者等專業(yè)辦公人士使用。

除此之外，這款E28u顯示器還配備的是4K UHD超清分辨率，28英寸的屏幕，相比常規(guī)的1080P分辨率的顯示器來(lái)說(shuō)，畫面在細(xì)節(jié)上更為清晰，可以獲得比FHD多4倍的細(xì)節(jié)，可以解決在低分辨率下無(wú)法查看更多細(xì)節(jié)的痛點(diǎn)。

不過(guò)IPS屏幕增加了可視角度但是減少了光線的穿透性，而為了更好的顯示效果不得增加背光的亮度，而這對(duì)于做工不是特別好的IPS顯示器容易出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，專業(yè)屏幕生產(chǎn)商會(huì)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行更規(guī)范的把控，漏光的問(wèn)題相對(duì)也會(huì)得到改善，而IPS同時(shí)也缺失了高對(duì)比度的特性，比較明顯的就是在黑色場(chǎng)景時(shí)不夠黑。

VA

VA面板的誕生最早要追溯到20世紀(jì)70年代，由夏普開發(fā)，但是初期由于視野窄、實(shí)用性不高等問(wèn)題，研究被終止。直至1996年，富士通推出了兼顧視角和反應(yīng)時(shí)間兩個(gè)方面的一種寬視界技術(shù)，解決了這個(gè)問(wèn)題，VA顯示屏重新回到了大家的視野。

與TN一樣，VA面板也屬于軟屏，可以通過(guò)彎曲制作成曲面屏，按壓面板會(huì)出現(xiàn)類似梅花紋的形狀，主要的特點(diǎn)在于擁有比較高的寬容度與對(duì)比度，黑色與白色會(huì)更加純粹，但是缺點(diǎn)在于響應(yīng)速度較慢，功耗相對(duì)也會(huì)更高，現(xiàn)在一般用于中高端顯示器，市面上大多數(shù)曲面屏都采用的VA面板。

不過(guò)隨著Fast VA面板的問(wèn)世，解決了VA面板響應(yīng)速度低的問(wèn)題，所以Fast VA面板現(xiàn)在也被用于中高端顯示器，市面上大多數(shù)曲面屏都采用的VA面板。

OLED顯示器

在1987年，Eastman Kodak公司的兩位化學(xué)家鄧青云和Steven Van Slyke共同開發(fā)了第一臺(tái)OLED（Organic Light-emitting Diode）設(shè)備。

與LED的被動(dòng)發(fā)光有所不同，OLED是利用自發(fā)光有機(jī)電激發(fā)光二極管主動(dòng)發(fā)光，不需要背光源。與LED顯示器相比，OLED擁有更廣的色域，色彩更為豐富且鮮艷，同時(shí)還有更高的對(duì)比度、反應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，不過(guò)OLED屏存在PWM低頻調(diào)光屏閃以及燒屏等問(wèn)題。

如果OLED屏當(dāng)作顯示器使用，類如任務(wù)欄、桌面圖標(biāo)等顯示區(qū)域內(nèi)容，由于長(zhǎng)時(shí)間一直顯示在一個(gè)屏幕位置，很容易出現(xiàn)燒屏，所以市面上OLED顯示器比較少，主要還是以LED顯示器為主。

顯示器視頻接口的變化

而顯示器呈現(xiàn)出來(lái)的畫面質(zhì)量好壞，除了與顯示器有關(guān)以外，與視頻接口也有直接關(guān)系，隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于視頻畫面質(zhì)量的顯示也提出了更高的要求，而這也促進(jìn)了顯示器視頻接口的發(fā)展。

VGA前時(shí)代

在1976年的Apple I與Sol-20是第一批內(nèi)置視頻輸出端口的計(jì)算機(jī)，需要外接電視機(jī)當(dāng)作顯示器才可以使用，外觀看起來(lái)就像一個(gè)打字機(jī)，具有紀(jì)念與收藏意義，帶有蘋果聯(lián)合創(chuàng)始人史蒂夫?沃茲尼亞克的簽名Apple I電腦在今年的6月份還被以34萬(wàn)美元拍賣。

人們印象中電腦的接口最早可能是VGA，但是其實(shí)在此之前還誕生過(guò)CVBS（又稱為AV接口或Video接口）、S-Video接口以及YPbPr /YCbCr色差接口，不過(guò)常用于電視、DVD等產(chǎn)品。

其中CVBS接口是將音頻、視頻分離的視頻接口，一般由三個(gè)顏色組成，黃色的“V”代表連接混合視頻信號(hào)，白色的“L”代表左聲道音頻信號(hào)，紅色的“R”代表右聲道的音頻信號(hào)，這種接口常出現(xiàn)在老電視背后的接口。

S-Video的全稱是Separate Video，又稱Super Video，將視頻的色度、亮度分離的視頻信號(hào)分離出來(lái)，減少視頻內(nèi)部信號(hào)串?dāng)_造成的圖像失真，提高了圖像的清晰度，是一種五芯接口，其中兩路信號(hào)為視頻的色度信號(hào)，兩路信號(hào)為視頻的亮度信號(hào)，同時(shí)還有一路公共屏蔽地線。

而YPbPr /YCbCr色差接口則是在S-Video接口的基礎(chǔ)上，將S-Video傳輸?shù)纳刃盘?hào)的藍(lán)色與紅色分開發(fā)送，其中YPbPr代表的是逐行掃描色差輸出，YCbCr則代表的是隔行掃描色差輸出，好處就是保持了色度信道的最大帶寬，避免色差混合譯碼時(shí)帶來(lái)的圖像失真，色彩相對(duì)更為準(zhǔn)確。

 VGA接口

到了1987年，第一臺(tái)帶有VGA接口的顯示器由IBM發(fā)布，是一種模擬信號(hào)接口，可以提供640 x 480分辨率的彩色顯示屏，一次可以顯示16種顏色，當(dāng)把分辨率降低到320 x 200，則顯示256種顏色，不但是CRT顯示設(shè)備的接口，也是LCD顯示器的接口，是應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)且最廣泛的視頻接口，即便到現(xiàn)在，依然有不少顯示器保留了VGA接口輸入。

DVI接口

由于VGA采用的是模擬信號(hào)傳輸，在模擬CRT顯示器時(shí)可以直接生成圖像，在LCD等數(shù)字顯示設(shè)備傳輸時(shí)，需要配置A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而在這來(lái)回轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，不可避免缺失一些圖像細(xì)節(jié)。所以DVI接口隨之面市，DVI接口是1999年由Intel開發(fā)者論壇的數(shù)字顯示工作小組發(fā)明的高速傳輸數(shù)字信號(hào)接口，設(shè)計(jì)的初衷是用來(lái)傳輸未經(jīng)壓縮的數(shù)字化視頻，相比VGA來(lái)說(shuō)，視頻傳輸?shù)那逦雀摺?/p>

DVI接口有多種規(guī)格，其中包括DVI-A、DVI-D、DVI-I接口，其中DVI-A接口就是VGA接口的標(biāo)準(zhǔn)，采用模擬信號(hào)傳輸。而DVI-D則是數(shù)字信號(hào)傳輸，DVI-I則是DVI-A與DVI-D接口的結(jié)合，即可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)傳輸，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)傳輸，隨著LCD顯示器的快速發(fā)展，DVI口也逐漸被廣泛應(yīng)用。

HDMI接口

而HDMI接口是高清多媒體接口，也是現(xiàn)在的主流顯示器接口，由電視制造商發(fā)起，先在影視領(lǐng)域普及，可以發(fā)送未被壓縮的音頻、視頻信號(hào)，由于可以同時(shí)傳輸視頻、音頻信號(hào)，更簡(jiǎn)單、更方便，節(jié)省了線材和優(yōu)化了安裝體驗(yàn)，被廣泛用在顯示器、機(jī)頂盒、電視、游戲主機(jī)、電腦等。

HDMI接口最早出現(xiàn)在2002年，由索尼、日立、松下、飛利浦、東芝、Siliconimage、Thomson等7家公司共同發(fā)起。誕生之初，主要是為了取代傳統(tǒng)的DVD、電視等視頻輸出設(shè)備的接口，主要就是為了電視開發(fā)，提供高速且無(wú)損的音視頻信號(hào)傳輸，HDMI1可以傳輸1080@60Hz全高清的影像輸出，帶寬達(dá)到4.85Gbps。

到了2013年，HDMI2.0版本推出，帶寬達(dá)到18Gbps，可以支持4K@60FPS畫面輸出，進(jìn)入真4K時(shí)代。現(xiàn)在HDMI已經(jīng)進(jìn)入了2.1接口，可提供48Gbps的帶寬，并且支持8K@60Hz以及4K@120Hz視頻傳輸，現(xiàn)階段主要用于電競(jìng)顯示器，滿足4K 120FPS的游戲體驗(yàn)，對(duì)于大部分顯示器來(lái)說(shuō)，HDMI2.1現(xiàn)在還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用，主要還是以HDMI2.0為主。

ThinkVision 第二代E28u-20 4K高端商務(wù)辦公顯示器就配備了2個(gè)HDMI2.0接口，可以傳輸顯示4K UHD超清的分辨率，帶來(lái)細(xì)膩的視覺(jué)觀感。同時(shí)ThinkVision E28u顯示器還配備了1個(gè)DP接口，提供了多種的連接方式，那DP接口又是什么呢？

DP接口

DP接口的全稱是DisplayPort接口，由PC及芯片制造商聯(lián)盟開發(fā)，視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（VESA）標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字式視頻接口標(biāo)準(zhǔn)，支持視頻、音頻、USB等數(shù)據(jù)的連接，主要用來(lái)取代VGA、DVI等接口，DP1.0于2006年發(fā)布，帶寬10.8Gbps。

相比HDMI接口，DP接口擁有更大的帶寬，2009年的DP1.2接口的帶寬達(dá)到21.6bps，2016年推出的DP1.4接口帶寬已經(jīng)達(dá)到了32.4Gbps，接近HDMI2.0接口帶寬的2倍，可以支持8K@60Hz以及4K@120Hz輸出，現(xiàn)在DP1.4接口已成為大部分顯示器的標(biāo)配接口。到了2019年，DP2.0推出，帶寬達(dá)到80Gbps，速度是HDMI2.1的1.6倍左右。

雖然現(xiàn)在HDMI2.1接口已經(jīng)發(fā)布，但是部分電腦顯卡不支持或者顯示器也沒(méi)有配備，所以當(dāng)HDMI2.0接口與DP1.4接口同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，如果對(duì)于顯示畫質(zhì)有更高的要求，顯然DP接口是首要的選擇，比如DP1.4接口可以支持4K@120Hz，但是HDMI2.0接口支持4K輸出，但是120Hz的高刷新率就不支持。同時(shí)DP接口帶鎖，相比HDMI連接也會(huì)更為穩(wěn)定。

雷電接口

2009年英特爾倡導(dǎo)的雷電（Thunderbolt）接口誕生，到了2011年以mini DP接口的形態(tài)出現(xiàn)在蘋果Mac設(shè)備中。

2015年USB Type-C接口出現(xiàn)，雷電3接口同年誕生，不僅兼容USB、DisplayPort、PCI-E幾種接口/協(xié)議，而且速度快、供電強(qiáng)，擁有40Gbps的傳輸速率，即可以傳輸數(shù)據(jù)又可以供電，還可以連接外置顯卡、顯示器，功能齊全。

2019年，英特爾向USB Promoter Group提供的Thunderbolt協(xié)議規(guī)范，隨后便發(fā)布了USB4規(guī)范，兼容USB 3.2，USB 2.0和Thunderbolt 3主機(jī)與設(shè)備，支持高達(dá)40 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸。

 結(jié)語(yǔ)：

如今顯示器已成為人們生活、辦公中不可或缺的一部分，作為人與機(jī)器的交互窗口，顯示器的好壞直接決定了給人們帶來(lái)的直接視覺(jué)觀感，從CRT到LCD，從VA到IPS，從VGA到HDMI/DP，每一項(xiàng)的變化都促進(jìn)了顯示器進(jìn)一步發(fā)展，也為人們帶來(lái)了更多的顯示器選擇，滿足人們不同的使用需求。

從顯示技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)于電競(jìng)游戲玩家，TN顯示屏由于響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)是首要選擇，而對(duì)于設(shè)計(jì)師等專業(yè)工作者來(lái)說(shuō)，擁有更精準(zhǔn)屏幕色彩的IPS顯示屏排在首選，比如ThinkVision 第二代E28u-20高端商務(wù)辦公顯示器，同時(shí)配備的HDMI2.0接口以及DP接口，提供兩個(gè)選擇，充分發(fā)揮4K屏細(xì)膩畫質(zhì)以及精準(zhǔn)色彩的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然顯示器的進(jìn)化，遠(yuǎn)不僅顯示技術(shù)以及視頻接口那么簡(jiǎn)單，在分辨率、尺寸、刷新率、色彩等方面都有了很大的進(jìn)步，我們也期待未來(lái)的顯示器廠商能夠帶來(lái)更多驚艷的產(chǎn)品。