概括
当我们开始重新开发反射测试套件时,我们预计哑光和镜面显示器之间会有清晰的二元结果,因为它们处理反射的方式截然不同。哑光屏幕以其出色的反射处理能力而闻名,尤其是与镜面屏幕相比,它们能够减少眩光。通常,当我们想到反射处理时,我们想到的就是这一点,但这远非反射处理的全部。
我们测试的电视越多,就越能发现一个有趣的趋势。在我们的测试中,顶级镜面电视在屏幕反射光强度方面的表现与海信Canvas(一款磨砂电视)非常相似,这意味着它们在减少眩光方面几乎同样有效。此外,这些镜面电视在其他方面的表现也明显优于其他电视:黑电平提升。这一点对我们测试过的每一台磨砂电视的影响都比我们实验室里的任何镜面电视都要大,并且会对您在明亮环境下的观看体验产生实际影响。
但是,虽然镜面电视被测量为具有最佳的黑色水平,但它们对直接反射的处理在我们新开发的测试中出现了最剧烈的变化,并且标价和性能之间存在高度相关性。
总结一下我们的研究结果:说到电视的反射处理,不仅仅是在哑光或光面之间做出选择。无论你选择哪款产品,都需要权衡利弊。我们希望通过这篇文章,阐明这些权衡,以便你获得所需的所有信息,找到最适合你的需求和观看环境的电视。
屏幕表面处理只是反射难题的一部分
我们新开发的直接反射测试采用环形灯和摄像头设置,摄像头位于环形灯的中心。通过捕捉电视屏幕反射光线的标准化图像,并通过定制软件进行处理,我们测量了测试装置中的反射强度。

我们最初的发现不出所料:通过测量反射强度的峰值,我们发现镜面屏幕会产生强烈的镜面反射,而磨砂屏幕则会在更大的区域内漫反射,从而降低反射强度。这种区别在海信CanvasTV QLED 2024(一款采用磨砂屏幕的生活方式电视)与LG C4 OLED(一款采用镜面屏幕的中端 OLED 电视)的对比结果中显而易见。LG C4 以清晰的镜面方式反射我们的环形灯,而海信 Canvas 产生的雾霾更暗淡、更漫射,并且扩散到更大的区域。


通过计算直接反射强度图曲线下的面积,我们还可以计算出测试期间在屏幕正前方中心捕获的总反射光。曲线下的面积捕获了反射的所有成分(直接反射、间接反射和雾霾),并提供了所有从屏幕反射的光线的全面测量。

虽然该测试测量的是屏幕反射的所有光线,但它无法提供反射强度峰值和显示器黑电平提升的离散值,因此应结合其他反射测试(直接反射和环境黑电平提升)来确定最适合特定设置的电视。这是因为,一台电视在全反射光测试中总体得分高并不一定意味着它在直接反射产生的眩光方面表现最佳。海信 75U8N 就是一个很好的例子,它在全反射强度测试中表现非常出色,但在直接反射测试中表现平平。

随着我们不断完善新的直接反射测试,我们发现一些配备镜面屏幕的高端电视的直接反射强度几乎与海信Canvas电视一样低,尽管它们的镜面表面会产生镜面般的反射,而不是散射光线。这一出乎意料的结果表明,这些电视在直射光环境下也能表现出色,是雾面显示屏的理想替代方案。

这凸显了一个重要的洞见:反射处理远不止屏幕表面处理。从目前测试的六款顶级电视来看,反射率最差的磨砂电视和最好的镜面电视的峰值反射强度差异仅为 1.6%。虽然由于海信 Canvas 磨砂面板对光线的漫射方式,它们在视觉上看起来差异很大,但反射光的强度差别并不大。
然而,磨砂屏幕虽然能有效控制直接反射,但它们会将光线扩散到较大的区域,形成一个明显的“单峰”图形,而不是我们在镜面屏幕上看到的双峰。这种扩散有一个缺点:它会在屏幕很大一部分区域内提升黑电平,降低感知对比度,并削弱暗色的丰富度。我们将这种现象称为黑电平提升。环境光和屏幕表面镜面反射的散射光(雾霾)都会导致黑电平提升。
作为我们更新的反射测试方法的一部分,我们开发了专门的环境黑电平提升测试来评估这一现象。该测试隔离了间接反射和雾霾的影响——那些漫反射而非镜面反射的影响。在测试中,我们将环形灯放置在距离电视屏幕一定距离的位置,在环形灯反射的中心产生间接漫射照明。使用位于环形灯中心的色度计,我们测量等效环境照明引起的黑电平提升。



黑色级别与直接反射处理之间的关系
一般来说,电视对直接反射的处理能力与其黑色水平是否随着环境光的存在而提升之间存在反比关系。当我们将海信 Canvas 与 LG C4 进行比较时,这一点就变得非常直观。

电视的反射越像镜面,电视对光线的漫射就越少,黑色电平的提升也就越少。那么,为什么有些遵循这一规律的电视在明亮的环境下,黑色电平却显得非常糟糕呢?
是黑色电平升高还是直接反射处理不好?
索尼BRAVIA 3有效地展现了上述直接反射处理与黑电平提升之间的关系。这款电视的直接反射处理能力是我们迄今为止使用新反射测试套件测试过的最差的之一,但它同时在同类电视中实现了最佳的黑电平提升性能。

然而,如果我们仔细观察其明亮的房间反射图片,我们会发现有些不对劲——为什么显示器看起来这么亮?

问题在于,索尼 BRAVIA 3 处理直接反射的能力非常差,以至于电视机前方任何非暗表面都会被反射到屏幕上。在这种情况下,我们测试室的环境光会被电视机前方的白色墙壁反射,然后这些光线又会被电视机高反射率的显示屏反射回观看者。这实际上破坏了在这种环境下获得低感知黑位的可能性。因此,虽然这款电视的黑位提升性能非常出色,但除非你的电视机位于一面低反射率的黑色墙壁前,否则你不太可能从中受益。
圆偏振器可提高黑色水平,且不影响直接反射
我们发现,黑电平提升与直接反射性能之间存在反比关系,但有一个例外:配备 WOLED 面板的电视。根据设计,这些电视的屏幕中内置有圆偏光片。由于 WOLED 面板采用底部发射式设计,且构建在金属板上,因此该组件必不可少。圆偏光片可防止光线从金属背板反射回观看者。这种设计确保电视不会提升黑电平或影响其直接反射处理性能。下图显示了圆偏光片在 WOLED 面板中的工作原理图。未被面板表面反射而进入面板的光线首先被线性偏振。然后,反向四分之一波片 (r-QWP) 将其圆偏振,使 WOLED 电视中的反射从彩色变为中性黑色。

然而,即使使用了偏光镜,屏幕表面处理和其他硬件部件在电视如何控制直接反射方面仍然发挥着重要作用。带有 WOLED 面板的电视尤其引人注目,因为它们有时会在面板中包含微透镜阵列 (MLA) 层来提高亮度,例如LG G4和Panasonic Z95A的情况。虽然 MLA 层有利于亮度输出,但它似乎会稍微散射入射光,与其他没有 MLA 层的 WOLED 相比,这会对其黑电平提升性能产生负面影响。

圆偏光片是出色反射处理的关键吗?它们确实有积极的影响,但也存在一些弊端。虽然圆偏光片的存在通常会提升 OLED 电视的整体反射处理能力,但也存在一些明显的缺点。这些偏光片会显著降低电视的亮度输出,大约降低 50%,这需要电视自发光 OLED 层进行补偿。除了生产成本之外,这也是该解决方案的主要技术缺陷。
将我们的反射测试与居家体验相结合
在测试中,我们发现黑电平提升不仅会影响黑电平,还会影响观看者对色彩的感知,尤其是低亮度色彩(例如暗色调)。这会影响在家中明亮环境下观看电视时的色彩呈现。
由于人们通常在明亮的环境中使用电视时会将亮度调至最高或接近最高亮度,因此我们决定在推荐的画面设置中将电视调至最高亮度,并测试其环境色彩饱和度。为了评估反射处理对电视在这些设置下感知色彩输出的影响,我们使用环形灯在屏幕上产生照度,并使用色度计评估感知色彩输出。

我们发现,在减轻黑色级别提升的影响方面较差的电视也会将这种影响扩展到低亮度颜色。
在我们的测试中,我们测量了电视在最大亮度设置下,环境照度分别为 0(基准)、1000 和 3000 勒克斯时的色彩饱和度,并根据 1000 勒克斯下的结果进行评分。1000 勒克斯是我们模拟明亮日间观看环境的近似值(Engineering Toolbox提供了以勒克斯为单位的室内外照度示例)。部分电视型号的表现与我们最初的预期不同。例如,由于采用磨砂屏幕,三星 S95D OLED容易因环境光而导致黑电平升高。然而,在明亮的观看环境下,它仍然比 LG G4 等黑电平升高较少的同类产品输出更饱和的色彩。

但这是为什么呢?三星 S95D OLED 的显色体积明显大于 LG G4 OLED。以下是我们开发阶段的测试结果,展示了两款电视在最大亮度下(房间内无灯光,为基准测量值)以及环形灯设置为最高功率时测得的 SDR 显色体积。


我们可以看到,即使在这种极端照度的场景下,S95D 的色彩饱和度仍然更高,尽管由于电视的黑阶提升,其绝对饱和度比 LG 更高。值得一提的是,环境光对色彩饱和度的影响尤其显著,尤其是在低亮度色彩中,因为黑阶提升很容易将其冲淡,这一点我们可以在下面 LG G4 在低色彩亮度下饱和度下降的示例中看到。

我们更新的直接反射和环境黑电平提升测试仅关注屏幕的物理组件及其对反射性能的影响。环境色彩饱和度测试是我们全面评估电视反射性能的第一步,它将电视的色彩容量与其黑电平提升相结合。亮度和有效对比度的影响仍有待探索。电视可能在直接反射处理和减轻黑电平提升的影响方面表现出色,但如果光线太暗,在非常明亮的环境中仍然会有所不足。这是第一代 OLED 电视的常见问题,其亮度不足以在明亮的客厅中提供出色的体验。
结论
正如本文所讨论的,电视的反射处理不仅仅取决于其屏幕是镜面还是哑光。大多数电视的直接反射和黑电平提升之间存在反比关系,这意味着需要权衡利弊,因此在购买新电视时,考虑观看环境及其光线非常重要。WOLED 是一个显著的例外,它表明屏幕表面处理本身只是反射方程的一部分;表面下的硬件,例如偏光片,可以显著提升电视的整体反射处理能力。
我们还观察到,环境光导致的黑电平升高,加上反射造成的雾霾,会对色彩饱和度产生显著影响,尤其是在较暗的色调中。我们新的测试套件只是触及了为明亮房间的电视提供最全面购买建议所需的皮毛。作为下一次电视测试平台更新的一部分,我们已经计划对亮度测试进行审查和改进。这是因为,在非常明亮的房间中,电视的反射处理能力以及亮度输出都会影响大多数内容的观看体验,尽管高亮度并不一定能挽救像《权力的游戏》中臭名昭著的“漫漫长夜”那样的黑暗场景。
我们期待改进现有的测试并探索新的想法来扩展我们的测试,以提供尽可能最全面的电视评估,所以请不要犹豫,在本文的评论部分写下您的建议和反馈!