1900年，英国人康斯坦丁·帕斯基在为国际电联会议起草的报告中首次正式使用“Television”一词。
1925年，贝尔德在英国首次成功装配出电视机。
1949年，美国研制出世界上首只三枪三束彩色显像管。
1958年，中国第一台电视机在天津无线电厂试制成功，同年，中国电视广播中心首次在北京试播电视节目。
作为我们生活中几乎最不可或缺的家用电器，电视的历史已近百年。从《红楼梦》、《西游记》，到《快乐大本营》、《中国好声音》，可以说电视伴随了一代人的成长，说到这里，大家有没有想过，电视中的图像，到底是如何被显示出来的呢？
今天的IT之家学院，文轩就和大家聊聊电视屏幕显像的基本原理。
显像管电视的显像原理
一提到显像管电视，可能大家的脑海里总会浮现出“笨重”、“古董”、“静电”这样的词汇，事实上，显像管电视并不像我们印象中那样古老，遥想十年以前（就是首款iPhone发布的那一年），显像管电视的保有率还十分可观，时至今日，这种电视也没有完全退出市场。
要说显像管电视最让人印象深刻的特点是什么，那恐怕非“大”字不可了。这里的大并不是指它的屏幕大（当然了，大屏的显像管电视也非常常见），而是指它的体积很大，这种电视的背后永远都鼓着一个“大大的包”，这个“包”里装的到底是什么啊？
记得小时候，小编问过家里的大人，电视的后背鼓溜溜的，里面装的到底是什么啊？大人说，你看到电视里的孙悟空了么？他就被装在这里面。
那几年，小编一直以为打破电视背后的那个大包，就能在里面看到微缩版的孙悟空，当然了，如果家里的大人现在跟我这么解释，我肯定不会相信了。
要解释显像管电视的体积为什么这么大这个问题，还要从它里面显像管的结构讲起。
小编画了一张草图，大概描述了显像管的结构：
它的核心元器件已经在图中标示出来了，分别是阴极、聚焦线圈、偏转线圈真空管和荧光粉。
当电信号输入到电视的显像管中时，它会由显像管一端（就是比较尖的那端）的阴极（电子枪的一部分）转换为电子束，并传输到聚焦线圈，聚焦线圈则对电子束有聚集作用，如果此时这束电子束直接投射到荧光屏上，那你将在电视屏幕的中心看到一个圆圆的白点，这可不是我们想要的效果。
要让电视屏幕显示正常的画面，我们还需要一个叫做“偏转线圈”的元器件，它的作用是通过磁场将那束圆圆细细的电子束变成一条一条的，这一条条的电子束会在电视的荧光屏上做扫描，负责水平扫描的那组线圈被称作“行偏转线圈”，负责垂直扫描的那组线圈被称作“场偏转线圈”，在行偏转线圈的场偏转线圈的共同作用下，那束圆圆细细的电子束就会变成一个矩形光栅。
什么是扫描呢？这是电视机刷新画面的一种方式，小编这里又画了一个示意图，大家大概感受一下：
电视屏幕上的画面，实际上是由一条又一条的扫描线构成的，中国的电视制式是PAL-D，这种制式下，每幅图像的扫描线数量为625条。
图像的扫描展现又分为逐行扫描和隔行扫描两种，所谓的逐行扫描，指的是一次扫描即覆盖所有的行数，而隔行扫描则是先扫描偶数行，紧接着再扫描奇数行，从而形成一整幅图像，由于扫描的速度很快，所以人眼几乎感受不到扫描的过程。这两种扫描方式各有优点，又各有弊端，逐行扫描的优点是闪烁较轻，缺点则是对信号带宽的要求较高，隔行扫描的优点是节省带宽，缺点则是闪烁相对比较明显。
中国的PAL-D电视制式采用的是隔行扫描，我国的市电频率是50Hz，故每秒可以扫描50场，而又由于是隔行扫描，扫描两次才能形成一幅完整的画面，所以此时的帧率就是25帧/秒，这也是我国电视信号的标准帧率。
我们再将目光移回经由电子枪发射出的电子束上来。前文我们已经说到，电子束经过偏转线圈的处理，已经变成了一条又一条的，那这一条又一条的电子束打到玻璃上，怎么就变成了各式各样的图像了呢？
这些电子束打在透明的玻璃上肯定是无法显像的，知道显像管电视的屏幕为什么叫“荧光屏”吗？因为这个屏幕上被涂上了一层荧光粉。
荧光粉是由特殊的化学物质组成的，当电子束打到这层荧光粉上时，它们就会发出各种不同的光，电视画面就这样形成了。
显像管电视有黑白电视和彩色电视之分，黑白电视的电子枪相对比较简单，荧光粉也只能对图像的亮度部分进行还原，而彩色电视的电子枪就比较复杂了，它里面射出的电子束可以包含色彩信息，它的荧光粉可发出的光的颜色则有蓝白、灰白和黄白等几种。
记得小时候家里的电视，看时间长了，摸一摸它的屏幕，可以感到静电，知道显像管的显像原理之后，终于知道这是怎么回事了，这块屏幕一直在接受电子束的轰击，产生静电再正常不过了。
平板电视的显像原理
随着科技的进步，时代的发展，电视也终于成功地减肥了。现在在商场看到的电视，大多是薄薄的平板电视，平板电视又分为很多种，比如等离子电视、LCD电视、OLED电视等等，今天，我们挑出TFT-LCD和OLED这两位选手和大家讨论。
TFT的显像原理
TFT，全称为“Thin Film Transistor”，翻译成中文就是“薄膜晶体管”，是LCD的一种。要理解TFT的显像原理，我们要从它的结构说起，小编这里画了一张简单的TFT面板结构示意图：
可以看到，一块TFT屏幕的组成元素大概是这么几样：背光板、偏光片、薄膜晶体板、彩色滤光片和透明基板。
背光板的作用是发出白色的光，这些光经过偏光片的散射后，将来到由薄膜晶体板和彩色率偏光片夹着的液晶面前。
液晶是一种可以随着温度的变化而改变性质的物体，它的分子结构就像一个又一个的火柴棒，当这些“火柴棒”的摆放方式发生变化，透过液晶的光线的量也会随之发生变化。这样说可能不太容易理解，小编又画了张图：
可以看到，当液晶的两端不施加电压时，它们的分子是与光线传播的方向垂直排列的，这样，光线就无法穿透液晶层，而当液晶的两端施加电压时，它们的分子是与方向传播的方向水平排列的，这样，光线就可以穿透液晶层，如下图所示：
在一块液晶屏幕中，液晶分子与光线传播方向间的夹角不同，透光的光的量不同，最终传到我们眼睛里的光线的明暗就不同。
如果把液晶分子比喻成百叶窗的叶片，那么液晶层下方的薄膜晶体板则是每个百叶窗叶片的开关。光线透过液晶层的多少，全由薄膜晶体板来控制。
当光线通过液晶层后，画面的明暗已经成型，不过我们还需要给它加点色彩，这时，我们在前面给它拦一个彩色滤光片，当带有明暗信息的画面通过这些彩色滤光片，我们就可以得到有色彩的画面了。
经由彩色滤光片传出的光会再次经过偏光片的散射，最后，带有明暗信息和色彩信息的经过散射的光传到我们的眼睛里，我们就可以看到有明暗、有颜色的电视画面了。
OLED的显像原理
和TFT-LCD这种自带光源的显示技术不同，OLED的每个显示单元可以自行发光，因此，在显示黑色时，它的像素点是完全关闭的，可以黑得更加深邃：
由于它的发光原理和结构特征和LCD不同，光线无需通过偏光板进行散射，因此相比于LCD，它可视角度更好。
小编画了一张简单的OLED面板结构示意图，如下：
可以看到，OLED的组成元素大概有阴极、电子注入/传输层、有机发光层、空穴注入/传输层、阳极和透明基板。
有机发光层是一层具有半导体特性的透明薄膜，当电子经由阴极走向阳极时，正极空穴会与阴极电荷在发光层中结合，产生不同颜色和不同亮度的光。这些光通过透明基板，传到我们的眼睛里，就是我们所看到的电视画面。
由于蓝色像素相对于红色和绿色像素寿命较短，因此，OLED屏幕的次像素排量方式和LCD略有不同。
这里我们解释一下什么是次像素，一个完整的像素，应该可以显示出所有不同的色彩，而要显示出各式各样的色彩，就需要红、绿、蓝这三种色光进行不同剂量的配比，包含红、绿、蓝这三个显示单元的像素，我们称之为单像素，而组成单像素的红、绿、蓝三个色光单元，我们称其为次像素。
LCD的次像素排列方式是标准的RGB排列，就像下图这样：
而OLED是像素自发光，相比于红色和绿色，蓝色次像素的寿命较短，因此，OLED需要将蓝色次像素的数量尽可能的减少，同时增大蓝色次像素的面积，为了平衡色光，红色次像素的数量也随之减少，并增大面积，由此，便形成了这种单像素间共享蓝色次像素的RGB-Pentile的次像素排列方式：
这种次像素的排列方式，有着显示不够细腻和色彩不够准确的缺点，当然了，为了优秀的画面对比度和广阔的可视角度，这种小缺点也是可以接受的，何况经过这么多年的改进，OLED偏色的显示粗糙的问题已经基本上被攻克了。
遥想当年，那些又薄又大的电视动辄上万，而如今，我们只需花个千把块钱就能买到入门级的液晶电视了，不得不感叹科技的发展和时代的进步。
好的，这次的电视屏幕显像原理就和大家讨论到这里，更多实用教程、常识科普，敬请关注IT之家学院。
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