显示系统（一）：如何让图像“跃然屏上”

    

目录

一.显示系统由什么构成？

二.如何实现显示？

2.1 图像的微观结构

2.2 光栅扫描

2.3 视觉暂留

2.4 RGB三原色模型

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        当我们畅游游戏世界、观看高清视频，或是此刻阅读这篇文章时，屏幕上的每一个像素都在进行着一场精密协作的“视觉魔术”。今天，我们一起揭开显示系统的神秘面纱，探索从数据到画面的奇妙旅程。

一.显示系统由什么构成？

        有人认为显示器就是显示系统的全部，实则不然。一个完整的显示系统由三大部分协同工作。

1.显卡

        负责“思考”的艺术家：处理CPU指令，生成并存储要显示的图像数据。

​2.显示器

        负责“展示”的画布：将显卡传来的信号转换为肉眼可见的光线。

​3.连接线与接口​

        负责“传输”的信使：如HDMI、DP等，是数据交换的桥梁。

        这三者缺一不可，任何一环出现问题都会影响最终的显示效果。

二.如何实现显示？

2.1 图像的微观结构

        像素是构成数字图像的基本单位，每一个像素都是一个微小的颜色点。当数百万甚至数千万个像素点排列在一起时，就构成了我们看到的完整图像。

​        分辨率指的是屏幕上横向和纵向各有多少个像素点。常见的1920×1080（1080p）意味着屏幕横向有1920个像素，纵向有1080个像素，总计超过200万个像素点。分辨率越高，图像就越精细，但同时也需要更强的图形处理能力。

2.2 光栅扫描

        无论是传统的CRT显示器还是现代的LCD、OLED显示器，其底层逻辑都基于光栅扫描原理​：
图像并非整屏同时出现，而是通过电子束（CRT）或驱动信号（LCD/OLED）​以极高的速度，从左到右、从上到下逐行“扫描”每个像素点，控制其亮度和颜色。

        这个过程每秒重复几十次甚至上百次，这就是我们常说的刷新率​（单位：Hz）。高刷新率（如120Hz、144Hz）能带来更流畅的视觉体验，尤其在游戏和快速动作场景中表现尤为明显。

2.3 视觉暂留

        为什么离散的扫描能形成连续的图像？这得益于人眼的视觉暂留效应。

        当图像以足够快的速度刷新时（通常高于50Hz），人脑会将前后图像“连接”起来，形成连续的运动错觉。早期的电影也正是利用了这一原理，通过快速播放静态胶片创造了动态画面。

2.4 RGB三原色模型

        每个像素的颜色通常由红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三个子像素以不同的亮度混合而成。通过控制这三种颜色的强度，可以调配出千万种不同的色彩。

        例如，将红色和绿色混合可以得到黄色，将三种颜色以最大强度混合则得到白色。这种颜色模型被称为加色模型，与我们在绘画中使用的减色模型截然不同。