目前40寸（1013mm）的CRT重达85kg，全长790mm。而42×42寸的PDP仅重几公斤，厚度数十毫米。 （3）大型化
目前室内直视式显示器最大不超过50寸；若要在军事指挥及会议方面应用就要借助投影电视。
（4）研究新一代显示器件
值得一提的是CRT是否已经过时？能否完全被FPD（flat panel display）替代。有关调查表明，从显示器件综合指数（亮度、对比度、分辨力等），得分最高的还是CRT；其次是AC－PDP；第三是AMLCD。当然得分少于CRT主要原因在于成本（2/3驱动电路）和功耗。若AC－PDP这两项性能大幅度改善，总分就上去了。因此，CRT与FPD将会有一个相当长的共存期，但估计不会消亡。 CRT优点：价格低，25寸，即64cm对角线的CRT其制造成本25美元；调整分辨力容易（从VGA到HDTV容易），VGA（video graphics array视频图像阵列级分辨力，640×480像素）；形状和大小变化很大（从1.3~114cm）；寻址简单，只用7根导线；可视性好（高亮度、高对比度、非常好的发光效率10lm/w）;非常丰富的彩色（全色）；非常好的寿命特性（10万小时）；响应速度快；有大规模生产基础（2.6亿只/年）
缺点：体积大，太重，屏面内有散射光，图像有闪烁和抖动，最大直观尺寸限制在114cm（<45寸），无数字寻址，图像有畸变，应用电压很高（2万伏左右）。 在新器件的研制方面，OELD（organics electro luminescent display 有机电致发光显示器）是一种应用前景看好的显示器件。因为OELD主动发光，发光效率高（1.5lm/w），彩色丰富，工作电压低，特别是可采用与集成电路相匹配的直流低电压驱动，是极具发展前途的显示技术。
二、视觉特征和图像显示的基本原理
众所周知，各种显示器件显示的信息都是供人的眼睛观看，人眼的生理特征对制订显示范围有很大的影响，特别是在制订电视体制时与人眼的特征更是密切想关。 图像、波形、字符的显示是靠光波通过视角而视感知的。光是一种电磁辐射，波谱范围很广，有紫外、红外、可见光等。其中能引起人眼视觉的是可见光。一般认为可见光波长范围在380～780nm之间。可见光随波长不同而呈现不同的颜色，两种以上的光产生混色，叫复色光，自然界中一般均为复色光。 可见光辐射刺激人眼引起明暗与颜色的感觉，除了取决于人眼产生的物理刺激外，还取决于人眼的视觉特性。而视觉特性是影响频带等指标的重要因素，因此在研究系统之前，有必要了解人眼的视觉特性。
2.1视见函数
人眼的形状接近球形，是一个直径约为24mm的球状体，又称眼球。
照相机与人眼有相识的构造。外界的图像透过角膜、水晶体和玻璃体成像于视网膜上。它是一层紧贴眼睛内面厚度在0.1~0.5mm（一般0.3mm）的神经组织。包含上亿个神经细胞，井然有序的排成三层，第一层是感光细胞，能接收通过水晶体成像的光，并把它转换成电信号，这种电信号被第二层神经细胞接收、分析和处理后，再经过第三层神经细胞传向大脑。
这三层细胞之间，通过一种称之为“实触”的微小结构进行联系，组成一个信息处理和传递的极复杂的神经细胞网络，最终把信息传到大脑，正是神经细胞自身产生的电信号，帮组了研究者了解视网膜如此众多的细胞的活动规律。 视网膜上的感光细胞，按其形状可分为两大类：视杆细胞（杆状细胞）和视锥细胞（锥状细胞），两者统称为视细胞。视网膜上包含7500万到1亿5千万个杆状细胞和600万到700万个锥状细胞。在人眼的视网膜上，在正对这瞳孔的中央，有一个直径为2mm的黄色区域称为“黄斑”部分，此部分在视网膜中心处。它决定眼睛的最大分辨能力，因此，用“黄斑”中心观察景物能得到最好的分辨率。
杆状细胞比锥状细胞灵敏度高，但不具备波长辨别能力（不能辨别色彩），低暗度下，主要用来辨别明暗，因此，人在暗处只能辨别色彩，这是在暗处看物体呈灰色的原因，锥状细胞在光亮时工作，既可分辨光的颜色，又可分辨明暗。 在视神经进入眼球的一小范围，此处既没有杆体细胞也没有锥体细胞，即视网膜上这一点处没有光感觉，叫盲点。 仅在夜间活动的动物（鼠、猫头鹰等），视网膜仅有杆状细胞。仅在白天活动的动物（鸡、鸽）只有视锥细胞，人类和昼夜都活动的动物（鱼），这两种细胞都有。
杆状细胞大约比锥状细胞灵敏度高100倍，人在暗处工作，可响应小到100个光量子。人眼的光觉阈为1×10-6cd/m2,感受光的范围，最大最小之比达1010以上。
人眼的视觉特性和大脑视觉区域的生理功能决定了客观光波刺激人眼而引起的主观效果，不同波长的光引起人眼的感受程度是不同的，功率相同但波长不同的单色光，人眼感受的明亮程度不同，眼睛的灵敏度与波长的这种依赖关系，
称为视见函数V（λ）或称为光谱光视效率。视见函数（光谱光视效率函数）也可以这样描述：达到同样亮度时，不同波长所需要的能量的倒数，即V（λ）＝1/Eλ，式中V（λ）视见函数，Eλ为单色光能量。由于视网膜包含两种不同的感光细胞，在不同照明水平时，V（λ）会发生变化，光亮度大于3cd/m2时，为明视角，此时锥体细胞起作用。当光亮度小于0.03 cd/m2时，称为暗视角，此时杆体细胞起作用。当光亮度在0.03～3 cd/m2时，锥体细胞和杆体细胞在起作用，称为中间视觉。图2.1的两条曲线分别表示了在光亮条件下人眼日间视觉与微光条件下夜间视觉的时间函数，日间视觉的峰值波峰在555nm处，夜间视觉曲线向短波方向移动，峰值在507nm，曲线中，取最高灵敏度为1。
2.2人眼的黑白与彩色分辨能力
人眼分辨景物细节的能力有一极限值，如与人眼相隔一定距离L的两个黑点距离为d，当d小到一定程度，人眼就分辨不出两个点的存在而感到是一个模糊的黑点，这时被观察的两个黑点与眼睛的张角θ（见图2.2）称为人眼的分辨力，如θ以分为单位，图示关系
d2πL360?60dθ＝3438
L＝θ （2.1） （2.2）
1/θ被定义为视觉锐度，又称为视力。
视网膜上杆状或锥状细胞的分布密度，决定了人眼的分辨力，而由于视细胞的分布密度不一，因此人眼的分辨力与物体在视网膜上成像的位置有关；人眼分辨力与照明强度也密切相关，当照明太暗时，只有杆状细胞起作用，分辨力大为降低且不能分辨出颜色而照明太强，分辨力不会增加甚至由于炫目想象而降低，分辨力还与景物的背景亮度与被观察物体的运动速度有关。实验证明，正常视力的人在中等照度与中等对比度情况下观察静止景象时，分辨力约在1’～1.5’左右。 由于视细胞的差别，人眼对彩色细节的分辨能力远比亮度细节分辨力低。如将图2.2中人眼刚能分辨的黑白条纹换成不同彩色相间条纹，就不再能分辨出条纹来，人眼对不同色调细节的分辨力也不相同，如以眼睛对黑白细节的分辨力为100％，实验测得人眼对各种彩色分辨力列表于表2.1中。 表2.1 人眼对黑白和彩色细节的相对分辨力 细节色别 黑白 黑绿 黑红 黑蓝 绿红 红蓝 绿蓝 分辨力 100％ 94％ 90％ 26％ 40％ 23％ 19％ 鉴于人眼的分辨力能力，因此没有必要要求显示器的分辨力过高，那样会给器件与电路设计带来困难，而由于人眼彩色分辨细节能力低于黑白细节分辨能力，因此，彩色电视系统传送图像时，细节部分可以仅传送黑白图像而不传送彩色信息，即利用大面积着色原理来有效地节省传输频带。
2.3视觉时间特性
当光作用于人眼时，眼睛的主观亮度感觉不会立即产生实际的亮度感觉，而是略有滞后，而当光的作用消失的瞬间，主观亮度感觉并不马上消失，也有一个滞后，并呈指数规律衰减，眼睛的这种重要特性称为视觉惰性。图2.3中，一个
光脉冲所产生的亮度感觉如图（b），可见，眼睛的感觉亮度是逐渐建立与消失的，它滞后于实际光刺激，后者也称之为视觉暂留时间。 视觉惰性表面，持续一定时间的低亮度和历时较短时间的高亮度会产生同样的亮度感觉，而极短时间的光脉冲造成的感觉不如亮度相同的恒定光那么亮。 眼睛的视觉惰性早就被人们巧妙运用在电影与电视中来显示活动图像。电影与电视是在一定时间间隔的瞬间拍摄下一幅固定图像，活动的人与物在相邻两幅图像中相对位置略有变化，在重现图像时，以一定的速度将这些画面显示出来，由于人眼的视觉惰性，使得这些在时间上空间上都连续的图像，给人以真实、活动、连续的感觉。
通常，中度亮度的景物，视觉暂留时间为0.05～0.2s。如果周期性光脉冲重复频率较低，眼睛就会有一亮一暗的感觉，即光的闪烁，重复频率足够高时，闪烁消失，看到的时一个恒定的光点。恰好感觉不到闪烁的频率称为临界闪烁频率，临界闪烁频率fc与光脉冲亮度La，它们的关系是
fc?aLa?b (2.3)
式中a、b都是常数，在明视觉情况下，a＝12.5，b＝37
视觉暂留时间决定了要产生景物移动连续感觉所要求的画面移动速度的范围。电影技术中，普遍采用每秒向银幕投影24幅画面的标准，同时在每幅画投影时间内用机械装置将投影光遮挡一次，得到每秒48次的重复频率，避免了闪烁。
电子显示技术采用的临界闪烁频率为50Hz，电视技术即采用50Hz的场频来显示无闪动的图像。临界闪烁频率又是CRT显示大量数据时高速书写的限制，这是可采用存储显示，使用直视式存储管或等离子体显示板以及在显示驱动电路中采用存储元件的方法使信息一旦写入，如不擦除就一直保存；因此，画面无需刷新也可显示无闪烁的图像。
与视觉惰性有关的另一现象是眼睛的时间适应性。眼睛对亮暗和彩色的感觉都有时间上的适应问题，对这种现象的一种解释是，在视网膜和人的大脑间存在着所谓生物放大器，照度高时，放大器增益低，照度低时，放大器增益高，增益变化范围可达106，生物放大器完成增益调节需要一定的时间，这即是眼睛的适应性。
2.4视觉适应范围
人眼对亮度有很宽的感觉范围，从百分之几cd/m2到几百万cd/m2的光都能引起亮度感觉，人眼对光的主观感觉增量与客观亮度是成对数关系的。眼睛这种随外界光的强弱而自动调节的能力称为眼睛的适应性。适应性又分为暗适应明适应。众所周知，人眼从光亮中进入暗室时，在最初的瞬间什么都看不见，逐渐适应黑暗后，才区分出周围物体的轮廓，这就是暗适应。
暗适应包括两种基本过程：瞳孔大小变化和视网膜感光化学物质的变化。在从亮到黑暗的过程中，瞳孔直径可由2mm到8mm，使进入眼球的光线增加10～20倍。人从光亮环境进入暗环境，瞳孔扩大到最大值的2/3时，只需10秒，而完全扩大时，则需要5分钟，可见，这种适应的范围是很有限的。所以瞳孔的变化不是暗适应的主要机制。
人们从黑暗处走到强光下，开始觉得眩目，睁不开眼睛，大约需经1min后
才能看清周围的景物。眼睛这种由暗到亮的适应过程叫明适应。人眼的视角范围最强和最弱之比可达1010，适应性也表明了眼睛自动调节感光灵敏度的自我保护作用。
2.5光度学的几个主要物理量
1.光通量
光源在单位时间内辐射出的能量叫辐射通量，或称辐射功率。辐射能量的单位是焦耳，辐射通量的单位是瓦。
光源的辐射通量对人眼引起的视觉强度称为光通量，单位为流明（lm），光通量的大小反应一个光源所发出的光辐射能量所引起的人眼光亮感觉的能力。人们通常用每瓦流明数来表达一个光源或一个显示器的光功率，如白炽灯光功率30lm/w,日光灯光功率100 lm/w。一般彩色显象管荧光粉白场光功率40 lm/w，等离子体放电板光功率1 lm/w。
2.发光强度
光度学中采用发光强度（光强）的单位作为基本单位。光源在某方向的发光强度I（θ，ψ）是指光源在该方向单位立体角内发出的光通量
I(θ，ψ)＝dφ（θ，ψ）/d? (2.4)
dφ为光源在该方向的光通量，球面坐标中，立体角d?＝sindθdθ，光源
发出的总光通量为
φ＝?2π0dψ?π0I（θ，ψ）sinθdθ (2.5)
如光源向各方向均匀发光，I（θ，ψ）是一个常数I,上式即为
πI (2.6) φ＝4 发光强度的单位是烛光，1967年第13届国际计量大会规定：在101325Pa
气压下，全辐射体加热到铂的溶解温度（2045K）时，在它表面1/60cm2的法线方向的发光强度，即为一烛光或坎德拉。1979年，第16届国际计量大会对光强单位坎德拉作了新的定义：在给定方向发射540×1012Hz的单色光的辐射源，在此方向辐射强度为1/683瓦/球面度时的发光强度即为1坎德拉。也就是说，光强1坎德拉的点光源，在单位立体角内发射的光通就是1流明。 3.亮度
光源在某方向的亮度L（θ，ψ）指从某方向看光源，在此方向所见光源单位投影面（cosθdS）上的发光强度
L(θ，ψ)＝dφ/d?cosθdS＝dφcosθdSd? （2.6）
上式也可说明光源在给定方向的亮度该方向的投影面积在单位立体角内发
出的光通量。
由于光源的发光强度与方向有关，所以各个方向的亮度也不相等，如要求亮度L（θ，ψ）不随方向而变，显然应要求光源的发光强度I（θ，ψ）正比于cosθ，即