液晶显示器为什么能用很少的排线去控制几百万的像素独立工作？

液晶显示器为什么能用很少的排线去控制几百万的像素独立工作？如果你看了别人的解释更懵了，可以看看我这个通俗一点的解释。首先并不是你们想的那样分辨率为1920*1080的显示器＝2073600，就需要两百多万根排线！绝对不是，但是理论上需要至少1920＋1080＝3000根排线。可实际上却是少于3000根排线的，怎么做到的？往下看。

先说说以前的CRT大屁股电视，实际只有三束光（黑白的只有一束）在屏幕上来回的扫就能呈现各种图像，也就是说加上地线只需四根线连接三个通道基本足矣，但是这三个根排线里的电压却是在高速变化的，我们看到完整的画面实际上是因为视觉残留，如果没有视觉残留我们在静止的时间里看到的只是荧光屏上的一个像素点。而整个电视接收来的信息仅有一根信号线，一个高速不断变化的信号最终就成为了精彩的视频节目。

是不是还是有点懵？要想知道为什么液晶用很少的排线就能控制几百万像素工作之前先得引入“时间”这个概念，你认为的一瞬间，液晶的屏幕可以干太多的事了，人类要搞出一面墙需要一块砖一块砖的垒，垒完一行再垒下一行，垒出一面墙需要很久，但是电视却可以很快的显示一副画面。电视好比是一台高速的打印机，一行一行的打印图像，但是进入打印机的信号线却仅仅是一根USB线材。为什么一根信号线能做到这些？先从编程的角度来说说，生成图像的数据是无数个16进制的数字信号的方队组成的，最终这些数字信号通过转换器变成的是一个个模拟信号组成的庞大方队，每一个数字只为生成一个微弱的模拟电压，用以控制屏幕上一个像素的亮度，而这些还要额外加一个“快”字！快到无法想象！

干货来了，因为快，在我们的眨眼之间图像的数据就已经在很少的排线中被传输完成了，接着数据会在存储器，处理器和解码器中被解码和排序，这个处理和解码的过程类似一个排队功能，就像小学生去电影院，电影院的进口只有一个，但是小学生会在老师的指挥下逐渐一排一排的坐满影院里的座位，这个好理解吧！进去的小学生是一排，但座位上的小学生却是很多排，横排竖排组成方阵。处理器就是干这个活的组织委员，让他们能有序的对号入坐。而解码器负责按接收的数据计算和转换出模拟量，负责给每一个小学生发放一盏不同亮度和颜色的灯。这样就组成完整的图像了。但是液晶屏幕和CRT一样，并不是屏幕上所有的像素同时点亮的，而是实进行扫描的，所以还得说一个叫“矩阵”的玩意，通俗点说就是屏幕上的像素的排列方式，每一个像素即对应横排的一个电极，也对应竖排的一个电极，就好像地球的经纬度，说出经纬度就可以找到地球上面的位置，液晶屏也一样，点亮某一个点虽说是从几百万个像素往下数的，但并不是从1数到几百万，而是像地球仪经纬度那样，横排和竖排的第几根线形成回路就可以精确的点亮某个像素或者发光二极管。也就是说1920*1080像素并非从1数到2073600，而是这样数：第一排，：1-1920。第二排：1-1920。……第1080排：1-1920……于是电视机就可以这样工作：老师（处理器）手指第一排座位，小学生（数据信号）顺序往里走，发灯人（解码器）发灯，红的，绿的，篮的，白的，黄的，黑的……第一排坐满后老师让后面的学生进入第二排坐位，小学生拿好灯顺第二拍座位往里走，然后三排四排………………1080排。所以1920*1080需要老师数到1920个同学通知下一个同学换行，但只让同学坐满座位还不行，实际上使用1920加1080＝3000根信号线也太多了，还得想办法继续简化。根据CRT的原理我们可以进行扫描处理，这里再引入一个概念：“时钟”，有了这个时钟概念我们可以让同学们进行“击鼓传花”，时钟相当于鼓点，每敲一下鼓同学就把花传给下一位同学，也就是液晶电视点亮下一个像素，因为每个像素小同学已经拿到了各自颜色的灯，所以只需随着鼓点报数就可以依次点亮像素，像击鼓传花那样进行，所以也简化了很多排线，只需听到鼓点小同学就会自觉的把花往下传递，老师这边只要敲1920下鼓就可以让花传到下一行，这样就又少了很多排线。同理，老师每数到1920就在心里加1一直加到1080就数完了所有的学生，这样高速的运行再加上视觉残留，我们就看到了完整的画面。

实际上液晶电视要想完美的显示还需要有一些精密的算法，这些算法可以进一步减少排线和压缩视频信号的容量，比如从1数到1920需要1920根排线，就可以让这1920个同学每10个人抱成团，在每个时钟信号内想办法让小同学自动跳转10次，这样1920根排线就又省略到192＋10。说的再通俗一点，为了优化排线和算法还会另外想一些办法，已经不再是逐个像素的扫描，分区块的扫描可以进一步节省排线，就是我说的10个小朋友（像素）组成一个区块，然后再逐块进行扫描就可以省更多排线。可以这样演算，原本200多万个像素理论上需要200多万根排线，但是利用横纵矩阵就可以将1920X1080缩减成1920＋1080＝3000根排线，再来一次分解，192X10X1080分解成192＋10＋1080几百万像素的控制就可以简化到更少根排线上进行工作。（最后这个算法跟电子表原理差不多，你以为四个数字是同时显示的，实际上四个数字是按时段轮流显示的）当然，液晶电视的设计者会根据实际情况进一步优化电视线路的排列。

说到这里你们应该明白了把，只所以液晶显示器用很少的排线控制很多的像素主要的原因就是“液晶显示器并非所有像素都是同时工作的”，它们会像小学生一样，在处理器的安排下陆续工作，液晶屏幕上的排线在不同的时间里只点亮一个像素绰绰有余！只不过电的速度太快了，快到我们完全感觉不到小学生入坐的速度。最终就呈现出了视频画面。最后也感谢那些液晶的研发者们，感谢他们为世界带来美好！

来自优质数码领域网友“找个小修勾”对液晶显示器为什么能用很少的排线去控制几百万的像素独立工作？的观点：

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。说到显示器最初我是在上世纪90年代上学的时候接触到的，当时的显示器又笨又重，在显示器的后面都有一个摄像管，后来学到了电子专业课才明白这个摄像管名叫阴极射线显示器(CRT)，现在CRT型的显示器都已经淘汰了，就在前一段时间我们单位又处理了一批这种老式的电脑显示器。随着显示技术的进步，现在显示器都使用了液晶显示器（LCD）和等离子显示器（PDP）了，在有的大型公共场合都运用了超大屏幕的LED显示技术了。

说到显示器，顾名思义它就是将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的一种显示工具。我认为要回答这个问题首先要从显示器色彩的显示工作原理来说起，下面我与朋友们一起谈谈这个问题。

液晶显示器控制排线输送的是什么信号

1、液晶显示器主要的接口类型

液晶显示器的任务主要是显示图像及电子文件等信息，现在电脑主机与显示器的接口常见的有VGA接口，它是视频图像适配器接口，这种接口一般是15针或者15孔的梯形接口；另一种是VDI接口，我们称它为视频数字接口；最后一种是HDMI接口，我们称它是高清晰度多媒体接口,这种接口是目前比较流行的一种，在一些笔记本电脑和触摸一体化机上都配备了这种接口，这些接口的外观图如下图所表示的那样。

2、VGA（视频图像适配器）接口的针脚定义

我们从以上接口的外观示意图中可以看到这些接口的引脚多少是有差别的，下面我们以使用最早，现在仍然广泛在液晶显示器上使用的VGA接口为例，来探寻一下每个引脚所代表的意义。从下图看VGA接口有15个针脚，在这些针脚中起到控制液晶显示器图像的针脚是前三个针脚，其分别是红基色控制信号线、绿基色控制信号线、蓝基色控制信号线，我们在中学物理关于光学知识中就了解到在大自然中，成千上万种颜色都是由红（R）、绿（G）和蓝（B）这三种基本颜色组合而成的。我们只要控制好这三种信号的配比关系送给液晶显示器，就很容易控制液晶显示器像素独立工作了。

除了红、绿、蓝三基色信号针脚外，这些信号是图像出现彩色的必要条件，要想使图像完整显示并且能够不间断连续显示，我们还需要有时钟信号、行扫描同步信号和场扫描同步信号以及背光灯的启动控制信号等，其接口针脚定义如下图所示。

其它的针脚就是接地保护屏蔽线和接地线等。这十多根线是由电脑主板处理过后送到液晶显示器里的，然后电路板再进一步处理。由液晶显示器电路处理后会有24组红、绿、蓝数字驱动信号，最后这些信号要送给液晶显示板组件。

与它们同步送去的还有时钟信号、行扫描同步信号和场扫描同步信号以及背光灯的启动控制信号，另外还有电源信号也要送到液晶显示板组件当中。这样就为液晶显示器显示各种颜色的图像提供了外部条件，其示意图如下图所示。

液晶显示器显示彩色的原因

1、液晶显示器显示彩色的原因

下面我们再看看当所有显示条件都完备的情况下，显示器是如何发出绚烂夺目的彩色。我们从液晶显示组件的结构可以看出，它是由背光板、滤色玻璃、配向膜、液晶分子、偏光板以及导光板和背光灯等多层组成的，其示意图如下图所示。

当液晶显示器加上电压之后，这时背光板上的背光灯发出的光线穿过第一层偏光板后，就进入了包含成千上万液晶液滴的液晶层。在液晶层中每一个单元格就构成了屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，这个电极可以分成行与列，在行与列的交叉点上，加上由VGA送过来的各种控制信号去改变它们的电压，我们通过电压的改变再改变液晶的旋光状态，从而就能将穿越其中的光的振动方向形成偏转，然后再通过TFT-R（红）G（绿）B（蓝）彩色滤光片，最后通过第二层偏光板在屏幕上就显示出各种各样的颜色了。这个电极的行与列分的格数越多其像素就越高，图像就越清晰。

我们要知道，当我们说液晶显示器的清晰度时一般都是采用分辨率来表示的，例如在1024×768这样的分辨率中，这个“1024”就表示了屏幕上水平方向显示的像素数，而“768”则表示垂直方向的像素数。很显然象素构成数值越大，图像也就越清晰了。我们就是通过以上两种方法来解决液晶显示器的像素问题和清晰度问题。

当然在液晶显示器显示图像方面还有其它要求，比如颜色的对比度、亮度的均匀性以及点距等参数。

2、等离子显示器显示彩色的原因

对于等离子显示器PDP，在它的每个单元里面都填充氖气这种惰性气体有时也用其它气体的混合物，例如氙气（Xe）和氦气（He)这两种惰性气体的混合物。透明电极使惰性气体电离产生紫外线，就可以让涂在阻隔壁上的荧光体所吸收并发光。如果在绿色像素单元上的透明电极加电压放电，就会发出绿色可见光透过前面的基板，其它没有加电的电极上就不会发生放电现象，像素也就不会发光了。

显示器种类及今后发展趋势

上面我们分析了LCD液晶显示器显示图像的工作过程，这种显示器自身可以做的很薄因此占地小，由于发光体是液晶微颗粒因此它的辐射比较小，所以现在使用液晶显示器的比较多。当然现在还有其它的显示方式比如LED显示屏，它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，可以用来显示文字、图像、动画、行情、视频、等各种信息的显示屏幕，这种显示屏可以进行拼接，屏幕可以做的很大，一般在车站、广场等场合使用。

　　对于PDP等离子显示器是也是近年来的新一代显示设备。这种显示器可以具有很多优点，比如也可以做的很薄、超宽视角、无辐射等、可以挂在墙壁上作为电视使用，它也代表了未来显示器的发展趋势。另外还有电子纸EPD，它具有可卷性、高对比、180度视角、尺寸大小可自由截剪或拼合、节省电源（影像固定显示时不需用电）、耐磨、耐撞等优点，今后显示器可以发展成像画一样，可以粘贴在墙壁上。