从Game Boy到大屏幕,你对童年电子游戏屏幕的黑科技了解多少?

从 Game Boy 到大萤幕 ,童年电玩萤幕的黑科技你知道

本文受技嘉技嘉科技委托,由泛科学策划实施。

小时候在被子里熬夜打电筒玩GAME BOY是很多人的共同记忆。任天堂在1998年推出GAMEBOY COLOR,采用新颖的手持彩色屏幕,征服了全球无数成年人和儿童的心。相比现在的手机平板,便携彩屏看似不算什么,但在当时却是货真价实的罕见黑科技。

在液晶显示器(LCD)还没有普及的年代,电脑和电视显示器中广泛使用的是阴极射线管(CRT)技术,也就是以前出现在小学教室里的立方体电视。这种设计既笨重又耗电,完全不适合便携式设备。所以从20世纪下半叶开始,科技公司就致力于液晶技术的前沿研究,但是大家注意到了吗?现在,新的手机、平板电脑和视频游戏液晶显示屏越来越多地使用有机发光二极管。原因是什么?先说液晶的起源。

液晶本身不会发光!

液晶是科学家在19世纪中期首先发现的。因其具有“固态晶体结构”和“液态流动性”而被称为“液晶”。这些特性使得液晶可以通过微弱的电场改变晶向,达到允许特定光线进入的效果。

所以液晶不会发光!我们现在使用的液晶屏包括两部分:液晶面板和背光模组。只有背光模组提供的稳定光源打在控制光线进入的液晶面板上,才能显示出绚丽的图案。

既有“固态晶体结构”,又有“液态流动性”的——液晶。图/维基百科

Game boy 液晶萤幕大解密

,最早的商用液晶屏,配备的是扭曲向列液晶(TN)面板。因为TN面板的黑白对比度不够好,所以后来引入了超扭曲向列液晶(STN)来改善这个问题。

STN面板在20世纪80年代和90年代被广泛使用。只需要单色显示器的便携式电子产品,如游戏机、电脑、电子表、电子词典、电子鸡等。全部使用STN面板。这就是早期电子鸡的原理。想想小时候的掌机游戏。学校有电子鸡真的处于潮流前沿吗?STN面板虽然只有单色,但是省电是它的卖点之一,因为单色的每个像素只需要一个液晶盒,而彩色的每个像素需要红绿蓝三种不同颜色的液晶盒,从而直接控制液晶面板的功耗达到三倍。

此外,这些设备没有配备“背光面板”,而是通过外部光源在液晶面板上的反射,不仅减轻了重量,而且不需要给背光面板供电,这样上一层楼的续航能力就能更好地满足便携式电子产品的需求。

不过,也是因为没有背光面板,小时候躲在黑暗的被子里,偷不到Game boy,也养不了电子鸡。

拼反击的电子鸡。图//电子鸡在讨论Game Boy颜色之前,先说说彩色液晶屏的原理。

彩色液晶屏的原理是在液晶单元的正面贴上红绿蓝三种颜色的玻璃纸(当然不是玻璃纸,是比喻),让液晶屏发出三原色的光,然后用三种不同颜色的液晶单元组合成一个像素。

彩色液晶屏的技术并不难,只是帮助液晶面板贴彩纸,但重点是前面提到的功耗问题(一个像素从一个液晶单元变成三个)。

当时用来糊纸的液晶面板只是可以外接光源显示的STN面板,也就是说基于STN面板的彩屏不一定需要配背光面板才能显示!

为了应对色彩带来的功耗激增,游戏色彩采用外部光反射显示。虽然没有背光面板牺牲了对比度和饱和度,但Game Boy Color具有轻薄和高续航的优势,比有背光面板的Sega游戏Gear更好,画质更好,赢得了当时玩家的青睐。

美版游戏装备普通型号。图/维基百科

突飞猛进的面板发展

随着电池技术的进步,功耗不再是考虑的重点。无论是移动设备的液晶显示屏,还是普通的液晶显示屏,都配备了“背光面板”(最后,你可以在被子下玩手机)。这时人们开始关注液晶屏的对比度、可视角度、显色性和更新率(每

秒更新的画面数量)上了。

为了做出色彩更加鲜豔、更新率更高的萤幕,除了上述提到的 TN 面板外,后续也发展出了 VA 面板与 IPS 面板,而他们各自都有自己的优势与劣势。

TN 面板(扭曲向列型液晶)

最早发展的 TN 面板,其面板内的液晶分子在未通电时,会呈现如 DNA 的螺旋状,这时光线可以穿透。当通电时,液晶分子会排成垂直萤幕的方向,这时光线就无法穿透。

图/维基百科

TN 面板有较好的更新率,且因技术成熟,目前市面上的 TN 面板萤幕,价格相对较低,但 TN 面板的缺点也非常明显,可视角度狭窄,稍微侧面看萤幕就会严重失真,色彩与对比度的表现也较差。

VA 面板(垂直排列液晶)

VA 面板是继 TN 面板后问世的液晶面板,其工作机制与 TN 面板正好相反,在未通电时,面板内的液晶分子会呈垂直排列,无法让光通过;通电时中间部分的液晶分子会转为水平,让光线通过。

VA 面板改善了过往 TN 面板在色彩与对比度上的不足,清晰的对比度让画面更锐利,可视角也变得更宽广,不过更新率较低,一般的 VA 面板应付日常上网或看电影还算可以,但对于有高更新率需求的第一人称射击游戏或电竞,VA 面板就显得没那么适合。

IPS 面板(横向电场效应显示技术)

IPS 面板是相对后期发展的液晶面板,在未通电时所有液晶分子会像梯子一样水平排列,这时光线无法穿透,而通电后液晶分子会变成类似 VA 面板的 DNA 螺旋状,此时光线可以穿透。

IPS 面板最大特点,正是液晶分子的旋转方向,始终都在同一个平面上,这样的设计使得可视角度大幅提升,且颜色更加饱满,反应速度虽然比 VA 面板好,但还是比不上 TN 面板。

新世代的 OLED 萤幕

不同面板的液晶萤幕各有各的优缺点,可以依据自己需求选择适合的萤幕,那有没有哪一种萤幕,可以网罗所有优点呢?

答案是有的,这就是最晚才开始发展的新世代萤幕——OLED(有机发光二极体)萤幕!

OLED 萤幕利用夹在玻璃基板之间的有机分子自行发光,因此不需要背后的发光面板,比起过往的液晶萤幕更加省电,也能做得更轻薄。此外,自行发光也代表不会有液晶萤幕的可视角度的问题,并有着趋近于无穷的黑白对比度,色彩饱和度上也表现得可圈可点。

在更新率上,OLED 萤幕是透过控制输入电压来更新画面,可以一步到位,而液晶萤幕则是透过电场控制液晶分子方向后,才能更新画面,因此 OLED 萤幕,理论上的更新率是优于一般液晶萤幕的。

新世代 OLED 萤幕囊括诸多优点,给你最佳的娱乐体验。图/GIGABYTE 技嘉科技

过往 OLED 萤幕因价格昂贵,很少出现在我们的生活中,但随着技术成熟,OLED 萤幕的价格已不再是问题,新一代的手机与平板电脑,或其他行动装置,也纷纷开始採用 OLED 萤幕,像是今年即将推出的新版 Nintendo Switch,也準备将原本搭配的 IPS 液晶萤幕,换成 OLED 萤幕。


OLED 拥有卓越的色彩和反应时间,用来打游戏再适合不过。

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