屏幕这东西,实际上真没想象中那么高深莫测,大量东西都是“见者思之”的道理。你站在台上喊学生,只要喊得够大声,他们耳朵里就会响起来,这就叫声音传播;你按喇叭,就有人听到,这就是声波;你点亮屏幕,像素点一个个亮起来,人眼认定有光了,实际上是一串电化学信号在转悠。

要是你好奇这些信号是如何变成光的,要么为啥手机屏幕能显示不同颜色,那就得顺着这个链条往下捋一捋。 目前的手机屏幕,外面是一整块玻璃,里面是成千上万个小格子里的发光点。

这些点平时是暗的,就像夜空中星星,只有在被激活时才亮。把一块屏幕切成细细的线,就形成了一个个小方块,也就是像素点。当电子流通过这些点时,它们就会发光,这时候屏幕就亮了。有个 Demo 演示过,用手机摄像头拍一张玻璃表面,然后集竹简——把玻璃表面按个图标,再拍一张,你会发现手机屏幕上会出现一万个不同的图案。

这在物理上是不可能的,出于屏幕表面是平整光滑的,不会有那些图案。

故此这个图案是如何形成的呢?实际上是出于手机屏幕内部有电子元件,通过电流管住,让某些像素点发光,某些不开,黑色就来了。

你看目前的夜景图,有时候背景是黑的,前景人物是亮的,这就是像素点亮与不亮的区别。 我们一般说的 LED 显示屏,实际上就是由大量小 LED 组成的。

这些小 LED 的发光二极管,个头挺小,电源电压一般只有几瓦,功率贼低,故此大家都在叫它“低功耗 LED"。

这些灯珠被封装在一个小窗口里,通过电线接到主板上,每一根线就是一个通道,电流顺着这些通道流那会儿,点亮对应的灯珠。

比如一块屏幕有 19200 个像素点,可能就需求几千片小 LED 来组成。平时这些灯珠是暗的,只有当管住器发出指令,告诉它“点亮这个位置”,电流才通过,灯就亮了。你把管住器上电,然后给屏幕加上供电,那些灯就启动发光了。 屏幕能不能亮,全看有没有电。

这就像水壶烧水,没有火,水一辈子是凉的;有了火,水才会冒热气。LED 屏幕也一样,电源没通,灯珠里没有电流,那就是黑屏。目前的屏幕,甭管是手机还是电视,根本都离不开这个基础。有些屏幕是用蓝光 LED 加红光和绿光,通过混色变成各种颜色;有些则是量子点技术,通过转变材料来形成更鲜艳的色彩。但归根结底,屏幕亮不亮,就看供电有没有电。

要是没电,哪怕你把屏幕设计得再复杂,拿出来也是黑的。 再说说屏幕如何显示内容。当你想看视频要么看网页时,画面就形成出来了。

这个画面是由无数像素点组成的,每个点都有自己的颜色。显示器要通过管住每个点的亮度、亮度曲线的变化,才能把图像调成你喜爱的那个样子。

比如你想看一部电影,画面从黑暗启动,慢慢亮起来,这时候就是动态的;要是静止的图,就是静态的。

这就好比你在黑暗中摸索,周围一片黑,只有你前面的一点微弱光亮,那就是静态;要是光在动,那就是动态画面。 像素点本身是微型的发光二极管。当电流流过时,它们就会发光。

这就好比你点一盏小灯,电流一过,灯就亮。你拿根线把小灯跟电池连上,灯就会亮;你拔掉线,灯就暗。

这道理跟屏幕差不多,电来了,灯亮;电没了,灯暗。目前的屏幕技术,就是靠管住这些微观灯珠的亮度,来组合成我们看到的图像。你能够把屏幕想象成一个由无数个小灯泡组成的网格,每个小灯泡就是一个像素点。当电流通过,小灯泡发光;电流不通过,小灯泡不发光。

这就构成了黑与白的对比。 在显示效果上,有人可能会问,屏幕如何显示如此清楚?这实际上跟分辨率相关。比方说一块屏幕有 1080 个水平像素,1920 个垂直像素,那整个屏幕就被分成了 1080 行,每行 1920 列,一共能显示 2073600 个像素点。

这些点排成了规整的网格,每个点都是独立的。当管住器发出信号,告诉某个位置“点亮”,那个位置就发亮;告诉某个位置“不点”,那个位置就熄灭。

这样一个个点亮、熄灭,就组成了你看到的画面。 有时候你会认定屏幕忒亮了,刺眼,那实际上是像素点忒亮。你能够试着远离屏幕,要么转动屏幕,看看亮度是不是随距离变化。同样的亮度,距离越远,人眼感觉到的亮度越低,这就是视觉上的适应。

要是像素点忒亮,人眼会认定刺眼,这就好比晚上看忒亮的手电筒。

故此屏幕调光技术挺关键,要让像素点的亮度根据观看距离和人眼敏感度来调整。 再说说屏幕的寿命难题。你每天看手机几个小时,屏幕会不会坏?实际上目前的屏幕寿命都挺长,毕竟灯珠的寿命一般在几万次以上。

哪怕你每天看几个小时,只要不摔坏、不被化学品腐蚀,屏幕能 lasts 好几年。

不过要是长期使用,屏幕的像素点可能会有一点老化迹象,比如颜色变淡、亮度下降,这时候换新的可能更划算。 屏幕的画质也跟材料相关。

有人会用量子点技术,让屏幕颜色更鲜艳、更纯净。

这种技术是利用特定的材料,吸收特定波长的光,发射出更纯粹的光。

比如量子点能够吸收蓝光,发出黄光;吸收红光,发出绿光。

这样组合起来,屏幕就能呈现出自然界中不存有或挺难呈现的纯色。

这种技术能让图像看起来更真,比如展示彩虹、夕阳下的红晕,都能还原得更逼真。 屏幕的响应速度也是个关键点。

你看动画,是不是有拖影?这是出于像素点从亮变暗需求一点工夫,要是切换忒快,感觉画面就在不清楚。目前的屏幕响应速度挺快,有些就连达到了毫秒级。

比如游戏里的动作,切换那么快,人眼挺难察觉到。

这就是屏幕刷新率好的表现。 屏幕的显示原理实际上贼好办,就是电和光的关系。电流通过,灯亮;电流不通过,灯灭。管住电流的多少,就是管住亮度的大小。把这些点排列好,就是画面。管住每个点的状态,就是图像。管住每个点的亮度,就是画面。

这就是最好办的显示原理,也是所有电子屏幕的基础。 故此回到最初的难题,LCD 还是 LED?实际上目前的屏幕,大多是 LED 技术,包含 OLED、Micro LED 什么的。LCD 是液晶显示屏,靠背光配合液晶层来发光。而我们目前看到的绝大多数大屏、手机屏,都是 LED 要么类似 LED 的发光技术。LED 的优势就是亮度高、寿命长、结构好办、成本低。

只要给电,它就能发光;没给电,它就黑。

这就是所有现代屏幕的核心原理。 最终总结一下,屏幕的显示原理就是利用细小的发光点,通过管住电流的通断和强弱,来组合成图像。

这就像是用无数个小灯点阵,由亮变暗,由暗变亮,在电子信号的指挥下,构成了我们眼前丰富多彩的视觉世界。从原理上讲,没有猜疑,只要通电,屏幕就亮,没电就黑。

这就是最基础的显示逻辑。