С бързата итерация на Mini/Micro LED технологията и нарастващото сегментиране на сценариите на дисплеите, качеството на изображението и контролът на разходите на LED дисплеите се превърнаха в основен фокус на конкуренцията в индустрията. Сред тях реалните пиксели, виртуалните пиксели и технологията за споделяне на пиксели са трите стълба, определящи основната производителност на дисплея, пряко влияещи върху разделителната способност на продукта, възпроизвеждането на цветовете, консумацията на енергия и общата цена. Тази статия ще започне от техническата същност, комбинирайки авангардни-браншови практики и тестови данни, за да предостави цялостен и-задълбочен анализ на тези три технологии, предлагайки на професионалистите в индустрията пълна референтна система от технически принципи до сценарии за приложение.
Технология Real Pixel: „Еталонът за качество на картината“, конструиран от физически излъчващи единици Технологията Real Pixel е най-основното и основно решение за LED дисплеи. Същността му е директно да конструира изображения чрез физически съществуващи LED перли (под-пиксели). Всяка пикселна единица има независими възможности за контрол на яркостта и цвета и е "еталонен стандарт" за измерване на точността на качеството на картината в индустрията.
Определение и основни характеристики
Основната дефиниция на истински пиксел е „физически видима независима -излъчваща светлина единица“, което означава, че всеки пиксел на екрана на дисплея е съставен от едно или повече LED перли (обикновено червени (R), зелени (G) и сини (B) първични цветни под{1}}пиксели) и всяка пикселна единица постига текущо регулиране чрез независим управляващ канал, без никакви „виртуални точки“, генерирани от алгоритъм интерполация. 1. Пикселна композиция: Основната реална пикселна единица приема комбинация от три-основни-цвята-пиксела „1R1G1B“ (някои екрани от висок-край използват „2R1G1B“ за подобряване на червения цветови диапазон). Под{14}}формите за опаковане на подпиксели са главно SMD и COB, като COB опаковките се превръщат в основен избор за екрани с реални пиксели с малка-стъпка поради по-малкото разстояние между LED перлите. 2. Дефиниции на ключови параметри:
Ø Разстояние между пикселите (P-стойност): Отнася се за разстоянието между центровете на два съседни физически пиксела (единица: mm). Например P2.5 показва централно разстояние на пиксела от 2,5 mm, което е основен индикатор за измерване на плътността на пикселите.
Ø Плътност на пикселите: Формулата за изчисление е „1/(P-стойност × 10^-3)^2“ (единица: точки/m²). Например, плътността на пикселите на P2.5 е 1/(0,0025)^2=160,000 точки/m², което директно определя детайлите на изображението.
Ø Нива на сивата скала: Реалните пиксели поддържат 16-bit (65 536 нива) до 24-bit (16 777 216 нива) сива скала. По-високите нива на сивата скала водят до по-плавни преходи на цветовете, без феномени на „цветни блокове“ или „замъгляване“, което е от решаващо значение за сценарии с висока-прецизност като медицински изображения и наблюдение. 1.2 В-задълбочен анализ на техническите принципи Принципът на работа на реалните пиксели се основава на „независимо управление + три-основни-цвята смесване". Основната логика е да се контролира прецизно тока на всеки под-пиксел чрез IC на драйвера, за да се регулира съотношението на RGB трите основни цвята, като в крайна сметка се синтезират желания цвят и яркост. 1. Независима управляваща архитектура: Задвижващата система на реален пикселен екран приема дизайн на канала „едно-към-едно“, което означава, че всеки под-пиксел (R/G/B) съответства на независим канал с постоянен ток на драйвера IC. Текущият диапазон на регулиране обикновено е 1-20mA (нормални сценарии) или 20-50mA (сценарии с висока-яркост, като екрани на открито). Тази архитектура гарантира, че отклонението на яркостта на всеки под-пиксел може да се контролира в рамките на ±3%, а равномерността на яркостта далеч надхвърля тази на решенията за виртуални пиксели. 2. Три-Механизъм за смесване на основни цветове: Въз основа на характеристиките на човешкото зрение реалните пиксели постигат покритие на различни стандарти за цветова гама (като sRGB, DCI-P3, Rec.709 и т.н.), като регулирате текущото съотношение на R/G/B подпикселите. Например, съгласно изискванията за кинематографична цветова гама DCI-P3, реалните пиксели трябва да увеличат текущото съотношение на зелените субпиксели до 50%-60% (човешкото око е най-чувствително към зелено), червеното до 25%-30% и синьото до 15%-20%. Виртуалните пиксели, разчитащи на интерполация, не могат да постигнат толкова прецизен контрол на съотношението.
3. Предимство на липсата на интерполация: Реалните пиксели не изискват интерполация от софтуерен алгоритъм; изображението е директно съставено от физически пиксели. Следователно в динамичните изображения няма "призрачни изображения" или "замъгляване". Динамичната скорост на реакция зависи само от скоростта на превключване на драйвера IC (обикновено 50-100ns), много по-бързо от реакцията на ниво милисекунда на виртуалните пиксели.
1.3 Типични сценарии за приложение и логика на избор Поради характеристиките си за „висока стабилност и висока прецизност“, технологията за реални -пиксели се използва главно в сценарии със строги изисквания за качество на изображението и няма място за компромис с разходите. Конкретният избор трябва да вземе предвид три измерения: разстояние за гледане, съдържание на дисплея и индустриални стандарти:
Високо{0}}прецизни професионални сценарии:
Ø Изпращане на командния център: Изисква непрекъсната работа 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата, MTBF (средно време между грешките) по-голямо или равно на 50 000 часа и без замъгляване при движение в динамични изображения. Обикновено се избира екран с реални пиксели P0.7-P1.25.
2. Затворете-сценарии за гледане на обхват:
Ø Конферентни зали/лекционни зали: Разстоянието за гледане обикновено е 2-5 метра. Текстът (като PPT документи) трябва да е ясен и без назъбени ръбове. Избран е екран с реални пиксели P1.25-P2.5.
Ø Музейни витрини: Изисква възпроизвеждане на детайли на артефакт (като калиграфия, картини и бронзови текстури). Разстоянието на гледане е 1-3 метра. Избран е екран с реални пиксели P1.25-P1.8. 1.4 Предимства на производителността и технически ограничения
1.4.1 Основни предимства
Ø Стабилност на качеството на изображението от най-високо{0}} ниво: Без зависимост от интерполация на алгоритъма, без изкривяване в статични/динамични изображения, еднородност на яркостта По-малко или равно на ±5% (опаковка COB По-малко или равно на ±3%), възпроизвеждане на цветовете По-голямо или равно на 95% (sRGB), определяне на индустриален стандарт за качество на изображението;
Ø Висока дългосрочна-оперативна надеждност: Независимата архитектура на драйвера намалява влиянието на повреда на единичен IC върху цялостното изображение и елиминира проблема със „остаряването на алгоритъма“ на виртуалните пиксели (като намалена точност на интерполация след дългосрочна-работа);
Ø Адаптивен към съдържание с висок динамичен обхват: Поддържа динамична честота на кадрите, по-голяма или равна на 60 кадъра в секунда, и честотата на опресняване може лесно да достигне 7680 Hz (отговаряйки на нуждите на професионалното снимане с камера), без призрачни изображения в бързо-движещи се сцени (като предавания на състезания на живо). 1.4.2 Основни ограничения
Ø Трудност при контрола на високите разходи: Основната цена на реалните -пикселни дисплеи идва от „LED чипове + драйвер IC + приемна карта“. Вземайки 100㎡ дисплей като пример, броят на LED чиповете, използвани в реален{6}}пикселов екран P1.2, е 1/(0,0012)^2×100≈69 444 444 (приблизително 69,44 милиона чипа), което е 4,3 пъти повече от P2.5 реален{17}}пикселов екран (16 милиона чипа). Приемайки цена от 0,1 юана за LED чип, разликата в цената е 5,34 милиона юана. Едновременно с това екранът P1.2 изисква повече управляващи канали (32 управляващи IC канала на квадратен метър, в сравнение със само 16 канала за P2.5), а броят на използваните приемни карти също се удвоява, което води до цялостна цена, която е 2,5-3 пъти по-висока от P2.5.
Ø Физическа плътност на пикселите, ограничена от опаковката: Понастоящем минималната реална -пикселна стъпка за SMD опаковка е P0,9, а COB опаковката може да достигне P0,4. Въпреки това, по-малките стъпки (като под P0.3) са ограничени от размера на LED чипа, което затруднява по-нататъшните пробиви. Ø Относително висока консумация на енергия: Поради високата плътност на LED перлите, консумацията на енергия на истински пикселен екран обикновено е 30%-50% по-висока от тази на виртуален пикселен екран, което поставя по-високи изисквания към захранващата система на големите външни екрани.
Технология за виртуални пиксели: Разход{0}}баланс на качеството на изображението, постигнат чрез интерполация на алгоритъм
Технологията за виртуални пиксели е иновативно решение, създадено за справяне с болезнените точки на „високата цена и ниската плътност“ на физическите пиксели. Неговото ядро е да генерира виртуални светло{1}}излъчващи точки в пролуките между физическите пиксели чрез софтуерни алгоритми, като по този начин подобрява визуалната разделителна способност, без да увеличава броя на физическите светодиоди. Това е предпочитаната технология за „разходната-ефективност на първо място“ в сценарии от нисък-до-среден-обхват.
2.1 Дефиниция и основни характеристики Основната дефиниция на виртуалните пиксели е „алгоритъм-генерирани визуални виртуални точки“. Това означава, че някои пиксели на екрана на дисплея не са съставени от физически светодиоди, а по-скоро „измамват“ мозъка чрез наслагване на яркостта на съседни физически пиксели и редуване на тяхното време, използвайки характеристиките на човешкото зрение за създаване на визуално възприятие с „по-висока разделителна способност“.
Ø Техническа същност: Виртуалните пиксели не променят броя или разположението на физическите пиксели; те само оптимизират визуалния ефект чрез алгоритми. Следователно има разлика между тяхната „действителна разделителна способност“ (физическа плътност на пикселите) и „визуална разделителна способност“ (виртуална плътност на пикселите). Например екран с физически пиксели P2.5 може да постигне ефект "визуален P1.25" чрез виртуална технология, но действителната физическа плътност все още е 160 000 точки/m².
Ø Основна класификация: Въз основа на различни методи за внедряване, виртуалните пиксели се разделят на две основни категории: „пространствени виртуални“ и „времеви виртуални“. Понастоящем "пространствената виртуалност" е основният поток в индустрията (представляващ над 80%). Темпоралната виртуалност, поради високите си хардуерни изисквания, се използва само във-виртуални екрани от висок клас (като малки студиа). 2.2 В-задълбочен анализ на техническите принципи Принципът на работа на виртуалните пиксели се основава на „визуална илюзия + интерполация на алгоритъм“. Виртуалните точки се генерират чрез два основни пътя. Техническата логика и представянето на качеството на изображението на различните пътища са значително различни.
2.2.1 Пространствена виртуална технология (основно решение) Пространствената виртуална технология използва „смесването на яркостта на съседни физически пиксели“, за да генерира виртуални точки между физическите пиксели. Ядрото е да се изчислят теглата на яркостта на съседни пиксели, като се използват алгоритми за постигане на цветови синтез на виртуални точки. 1. Типично решение: RGBG четири-Светло виртуално подреждане (най-широко използвано в индустрията) Традиционните физически пиксели са подредени в еднакъв модел „RGB-RGB“, докато виртуалното решение RGBG променя подреждането на „RGB-G-RGB-G“, т.е. добавяне на един зелен под-пиксел между всеки два RGB физически пиксела, образувайки единична структура „1R1G1B+1G“. В този момент алгоритъмът комбинира R и B под-пиксела на два съседни физически пиксела със средния G под-пиксел, за да генерира четири виртуални пиксела (както е показано на фигурата по-долу): a. Виртуален пиксел 1: Съставен от R, G и B на физически пиксел A (основен реален пиксел); b. Виртуален пиксел 2: Съставен от R на физическия пиксел A, средата G и B на физическия пиксел B (интерполирана виртуална точка); c. Виртуален пиксел 3: Съставен от R на физическия пиксел B, средата G и B на физическия пиксел A (интерполирана виртуална точка); d. Виртуален пиксел 4: Съставен от R, G и B на физически пиксел B (основен реален пиксел); По този начин теоретичната разделителна способност може да бъде подобрена 2 пъти (някои производители твърдят 4 пъти, но в действителност това е 2-кратно увеличение на визуалната разделителна способност, докато физическата разделителна способност остава непроменена) и поради добавянето на зеления подпиксел, възприеманата яркост се подобрява с 15%-20% (в съответствие с характеристиките на човешкото зрение). 2. Алгоритъм за интерполация Типове: Качеството на изображението при пространствена виртуализация зависи от точността на алгоритъма за интерполация. Понастоящем основните алгоритми са разделени на две категории: a. Билинейна интерполация: Изчислява средната яркост на 4 съседни физически пиксела, за да генерира виртуални точки. Алгоритъмът е прост и изчислително евтин, но ръбовете са размазани (текстовите щрихи са склонни към "размити ръбове"); b. Бикубична интерполация: Изчислява теглата на яркостта на 16 съседни физически пиксела, за да генерира виртуални точки. Качеството на изображението е по-деликатно (размазването на ръбовете е намалено с 40%), но изисква по-мощен основен контролен чип, което увеличава цената с 10%-15%.
2.2.2 Технология за временна виртуализация (висок-решение) Времевата виртуализация използва ефекта на „постоянството на зрението“ на човешкото око. Чрез бързо превключване на яркостта на различни физически пиксели, виртуални точки се генерират чрез наслагването им във времевото измерение. Ядрото е „разделяне на кадър + високо-честотно опресняване“. Ø Техническа логика: Пълен кадър от изображение е разделен на N „под-изображения“ (обикновено N=4-8). Всяко под-изображение осветява само част от физическите пиксели. Тези под-изображения се редуват бързо чрез висока-честота на опресняване (по-голяма или равна на 3840Hz) на дисплея. Благодарение на визуалната устойчивост, човешкото око възприема тези под-изображения като един кадър с „висока-резолюция“. Например, когато N=6, кадърът е разделен на 6 под-изображения, всяко от които осветява различна област от физически пиксели, което в крайна сметка води до 35 виртуални пиксела (далеч надхвърлящи 4-те виртуални пиксела в пространствено представяне).
Ø Хардуерни изисквания: Базираната на време-виртуализация изисква дисплей, поддържащ честота на опресняване, по-голяма или равна на 7640Hz (за да отговори на изискванията за снимане на динамични сцени с 60 кадъра в секунда и да попречи на камерата да заснема преходи на под-изображение), а IC на драйвера трябва да има възможност за "бързо превключване на тока"; в противен случай ще възникне явление "мигане" или "променлива яркост".
2.3 Типични сценарии за приложение и логика на избор Основните предимства на технологията за виртуални пиксели са "ниска цена и висока визуална резолюция". Поради това се използва главно в сценарии, при които „гледането е на средно до голямо разстояние, цената е чувствителна и изискванията за прецизност на текста не са високи“. Изборът трябва да се съсредоточи върху „съвпадението между разстоянието за гледане и визуалната разделителна способност“:
Сценарии за рекламиране на средни и дълги разстояния:
Ø Атриум на търговски център/екрани за външна реклама: Разстоянието за гледане обикновено е 5-15 метра. Не са необходими изключителни детайли и е необходим контрол на разходите. Избран е пространствен виртуален екран P2.5-P3.9 (напр. 50㎡ атриумен екран в търговски център използва виртуално решение P2.5 RGBG с визуална разделителна способност, еквивалентна на P1.25. На разстояние от 8 метра качеството на изображението е близко до това на екран с реални пиксели P1.5, но цената е намалена с 40%, а броят на LED перлите е намален от 8 милиона до 6 милиона). Ø Големи екрани в транспортни центрове (като високо-жп гари и летища): Разстоянието за гледане е 10-20 метра. Трябва да се показва голям текст (като „Ticket Gate A1“) и динамични видеоклипове. P3.9-Избрани са виртуални екрани P5.0 (300㎡ P4.8 виртуален екран във високо-скоростна железопътна гара с честота на опресняване 3840Hz, на разстояние 15 метра, яснотата на текста отговаря на изискванията за разпознаване и цената е с 1,2 милиона юана по-евтина от реалните пикселни екрани). 2. Разходи-Чувствителни развлекателни сценарии: Ø KTV стаи/барове: Изискват се цветове с висока наситеност (като червено и синьо), за да се създаде атмосфера; разстояние на гледане 3-5 метра; ниски изисквания за точност на текста (само заглавия и текстове на песни); Препоръчват се виртуални екрани P2.5-P3.0 (верига KTV използва виртуални екрани P2.5; всяка стая е 5㎡, което спестява 3000 юана в сравнение с екраните с плътни пиксели, а алгоритъмът увеличава яркостта на червено с 20%, отговаряйки на визуалните нужди на сценариите за забавление); Ø Малки студиа (непрофесионални): изискват "висока визуална разделителна способност" за подобряване на качеството на изображението; ограничен бюджет; Препоръчват се P2.0 базирани на времето виртуални екрани (15㎡ P2.0 базиран на времето виртуален екран на местна телевизионна станция, честота на опресняване 7680Hz, визуална разделителна способност, еквивалентна на P1.0, отговаря на нуждите за снимане в рамките на 10 метра, струва 60% по-малко от P1.0 плътни пикселни екрани). 3. Временни сценарии за настройка: Ø Големи екрани за Изложби/събития: Кратък период на използване (1-3 дни), изискващ бързо разгръщане и контролируеми разходи. Избрани са виртуални екрани P3.9-P5.9 (200㎡ P4.8 виртуален екран на изложение имаше наемна цена от само 50% от реален пикселен екран и времето за настройка беше намалено с 30%. Поради разстояния за гледане над 8 метра, нямаше значителна разлика в качеството на изображението).
Предимства в производителността и технически ограничения
2.4.1 Основни предимства
Ø Значително предимство в цената: При същата визуална разделителна способност виртуалните пикселни екрани използват 30%-50% по-малко светодиоди от реалните пикселни екрани (RGBG решението намалява използването на светодиоди с 25%, базираното на времето виртуално решение с 50%), а броят на драйверните интегрални схеми и приемните карти е намален с 20%-40%. Като вземем за пример екран от 100㎡ с визуална разделителна способност P1.25, общата цена на виртуален екран (физически P2.5) е приблизително 800 000 юана, докато тази на екран с физически пиксели (P1.25) е приблизително 1,5 милиона юана, което представлява 47% намаление на разходите.
Ø Гъвкава и регулируема визуална разделителна способност: Виртуалната плътност на пикселите може да се регулира според изискванията на сцената чрез алгоритми. Например физически екран P2.5 може да бъде превключен на „визуален P1.25“ или „визуален P1.67“, за да се адаптира към различни разстояния на гледане (напр. в търговските центрове визуалната разделителна способност P1.25 се използва през деня, когато разстоянието на гледане е голямо; през нощта, когато разстоянието на гледане е близко, P1.67 се превключва, за да се избегне замъгляване).
Ø По-ниска консумация на енергия: Поради намаления брой светодиоди, консумацията на енергия на виртуален пикселен екран обикновено е 30%-40% по-ниска от тази на физически пикселен екран със същата визуална разделителна способност, което го прави подходящ за дългосрочна работа на големи външни екрани. 2.4.2 Основни ограничения
Ø Динамичните изображения са склонни към замъгляване: Поради зависимостта от интерполация между съседни пиксели, актуализацията на яркостта на виртуалните точки изостава от тази на физическите пиксели в динамични изображения (като видео с 60 кадъра в секунда), което лесно води до „призрачни изображения“ (данните от теста показват, че дължината на призрачни изображения на виртуалния екран P2.5 при 60 кадъра в секунда е около 0,8 пиксела, докато тази на екрана с физически пиксели е само 0,1 пиксела); въпреки че базираната на време-виртуализация може да подобри това, тя изисква честота на опресняване, по-голяма или равна на 7640Hz, което увеличава разходите с 20%;
Ø Недостатъчна прецизност на дисплея на текста: Краищата на текста на виртуалните пиксели се генерират чрез интерполация, като им липсват „твърдите ръбове“ на физическите пиксели, което води до намаляване на яснотата на текста. Действителното тестване показва, че яснотата на текста, показан на виртуалния екран P2.5 на разстояние от 2 метра, е само еквивалентна на тази на реален{4}}пикселов екран P4.8 (текстовите щрихи изглеждат назъбени, а малките шрифтове, по-малки или равни на 12, са трудни за четене), което е неподходящо за близък-текстов-базирани офис сценарии;
Ø Отклонение в еднородността на цветовата гама и яркостта: Въпреки че пространственото виртуално RGBG подреждане увеличава зелените под-пиксели, разстоянието между червените и сините под-пиксели се увеличава, което води до отклонение в еднородността на цвета, което е 1-2 пъти по-високо от това на реален-пиксел екран; по време-на базата на виртуално факторно превключване на изображението, колебанията на яркостта могат да достигнат ±10%, лесно причинявайки „мигане“ (особено при сценарии с ниска яркост);
Ø Dependence on algorithm and hardware matching: The image quality of virtual pixels is highly dependent on the collaboration of "interpolation algorithm + driver IC + main control chip," otherwise the algorithm cannot run in real time, resulting in "lag"; if the driver IC switching speed is insufficient (e.g., >100ns), базираните на време-виртуални изображения ще се припокриват, сериозно влошавайки качеството на изображението.
Технология за споделяне на пиксели: „Прецизно решение за оптимизация“ чрез сътрудничество на хардуер и алгоритми
Технологията за споделяне на пиксели е "компромисно решение" между реални и виртуални пиксели. Неговото ядро е да позволи на множество виртуални пиксели да използват повторно канала за задвижване и-излъчващата светлина единица на един и същ физически пиксел чрез оптимизиране на хардуерното подреждане и надстройки на софтуерния алгоритъм. Това увеличава максимално намаляването на разходите, като същевременно поддържа определено качество на изображението, което го прави „оптималното решение“ за сценарии с малък-размер, висока-информация-.
3.1 Дефиниция и основни характеристики
Основната дефиниция на споделянето на пиксели е „повторно използване на физически пиксели + оптимизация на алгоритъм“. Това означава увеличаване на броя на ключовите под-пиксели (като зелено) чрез промяна на разположението на светодиодите (хардуерно ниво), като едновременно с това се използват алгоритми, за да се позволи на множество виртуални пиксели да споделят управляващите ресурси на един и същ физически пиксел (като текущи канали и IC пинове), постигайки двойните цели на „подобряване на разделителната способност + контрол на разходите“. Ø Техническа същност: Споделянето на пиксели не е просто „надграждане на виртуален пиксел“, а комбинация от „хардуерна реконструкция + итерация на алгоритъм“-промяна на под-подредбата на пикселите на хардуерно ниво (напр. RGB→RGBG→RGGB) и оптимизиране на теглото на яркостта и изостряне на ръбовете на виртуалните точки на ниво алгоритъм, като в крайна сметка се постига „по-добро изображение качество от виртуалните пиксели и по-ниска цена от реалните пиксели."
Ø Основна разлика: В сравнение с виртуалните пиксели, „повторното използване“ на споделянето на пиксели е „повторно-използване на хардуерно ниво“ (а не проста интерполация на алгоритъм). Например, в RGBG подредба, средният зелен под-пиксел не само обслужва съседни физически пиксели, но също така осигурява поддръжка на яркост за 2-3 виртуални пиксела, споделяйки един и същ управляващ канал и намалявайки използването на IC. В сравнение с реалните пиксели, споделянето на пиксели все още има виртуални точки, но чрез оптимизиране на хардуерното подреждане, отклонението на яркостта между виртуални и физически точки може да се контролира в рамките на ±5% (виртуалните пиксели обикновено са ±10%).
Задълбочен-анализ на техническите принципи
Принципът на работа на споделянето на пиксели се състои от два основни модула: „реконструкция на хардуерно подреждане“ и „оптимизиране на софтуерен алгоритъм“, които работят заедно, за да постигнат баланс между качество на изображението и цена. 3.2.1 Реконструкция на хардуерно подреждане (основна основа) Ядрото на хардуерното ниво е „оптимизиране на подпикселното подреждане и увеличаване на плътността на ключовите подпиксели“. Чрез промяна на традиционното еднородно RGB подреждане, плътността на цвета, към който човешкото око е чувствително (зелено), се увеличава, докато броят на управляващите канали се намалява. По-конкретно, има две основни решения: 1. Схема за подреждане на RGBG (най-широко използвана): Традиционната подредба „RGB-RGB“ се променя на „RGB-G-RGB-G“, т.е. независим зелен субпиксел се добавя между всеки две RGB физически пикселни единици, за да образува повтаряща се единица от „1R1G1B+1G“. В този момент централният зелен под-пиксел не само принадлежи към собствената си физическа единица, но също така осигурява поддръжка на зелена яркост за виртуалните пиксели на двата RGB елемента отляво и отдясно (т.е. „1 G под-пиксел обслужва 3 пикселни единици“), реализирайки хардуерно повторно използване на зеления под{19}}пиксел; едновременно управляващият канал е проектиран като "независими R/B канали, споделени G канали", което означава, че 2 RGB единици споделят 1 G управляващ канал, намалявайки използването на G канала на драйвера IC с 50% (напр. в 100㎡ P2.5 RGBG екран, използването на G канала е намалено от 2,28 милиона реални пиксела на 1,14 милиона). 2. RGGB подреждане Схема (висок-решение): Подредбата е допълнително оптимизирана до „RG-GB-RG-GB“, което означава, че всяка единица съдържа „1R1G“ и „1G1B“, увеличавайки плътността на зелените под-пиксели до два пъти по-голяма от червено/синьо (плътността R/G/B е същата в реалните пиксели). Тази подредба съответства по-добре на чувствителността на човешкото око към зелено, като подобрява възпроизвеждането на цветовете с 10%-15% в сравнение с RGBG (приближавайки се до нивото на реалните пиксели). В същото време той може да се похвали с по-висок процент на повторно използване на управляващия канал - всеки четири виртуални пиксела споделят един G канал, намалявайки използването на IC с 25% в сравнение с решението RGBG.
3.2.2 Оптимизация на софтуерния алгоритъм (Осигуряване на качеството на изображението) Ядрото на алгоритъма за споделяне на пиксели е "елиминиране на отклонение на виртуална точка и подобряване на яснотата на текста." Той адресира присъщите болезнени точки на виртуалните пиксели чрез три ключови алгоритъма: 1. Алгоритъм за среден дисплей (Представителен производител: Carlette): Този алгоритъм извършва „средно претеглено изчисление“ на яркостта на физическите пиксели, обграждащи всеки виртуален пиксел, като контролира отклонението на яркостта между виртуални и физически точки в рамките на ±3%. Например, когато показва текст, алгоритъмът идентифицира виртуални точки по краищата на текста и увеличава теглото им на яркост (5%-8% по-високо от физическите точки), за да компенсира замъгляването на краищата. Действителното тестване показва, че на разстояние от 1,5 метра яснотата на текста на екран за споделяне на пиксели P2.0 е еквивалентна на екран с реални пиксели P2.5 (традиционните виртуални пиксели са еквивалентни само на P4.0); 2. Алгоритъм за динамичен контраст (Представителен производител: Nova): Анализира съдържанието на изображението в реално време, като намалява яркостта на виртуалните точки в тъмните области и увеличава яркостта на виртуалните точки в светлите области, за да подобри контраста на изображението. Например, когато показва текст на тъмен фон, алгоритъмът намалява яркостта на виртуалните точки на фона, като същевременно увеличава яркостта на виртуалните точки на текста, като прави текста да „изпъква“ и предотвратява сливането му с фона.
3. Алгоритъм за компенсация на субпикселите: Разглеждайки проблема с голямото разстояние между R/B субпикселите в RGBG/RGGB подредбите, алгоритъмът намалява цветовото отклонение чрез „компенсация на яркостта на съседни R/B субпиксели“. Например, когато показва червени зони, алгоритъмът увеличава яркостта на R субпикселите в съседни физически пиксели, запълвайки „цветните празнини“, причинени от прекомерното R субпикселно разстояние, което прави червената област по-равномерна.
Типични сценарии за приложение и логика на избор
Технологията за споделяне на пиксели, поради характеристиките си на „добра адаптивност към малък-размер, висока плътност на информацията и контролируеми разходи“, се прилага главно за сценарии с „малки до средни размери, гледане-отблизо и определени изисквания за точност на текста“. Изборът трябва да вземе предвид "размер на екрана, съдържание на дисплея и изисквания за консумация на енергия."
1. Малки и средни-сценарии за търговски дисплеи: Ø Дисплеи на магазини за мобилни телефони: Размерът на екрана обикновено е 3-8㎡, разстояние за гледане 1-3 метра. Трябва да показва спецификации на телефона (малък шрифт) и изображения на продукти. Препоръчва се споделен екран P2.0-P2.5 пиксела (магазин за марка мобилни телефони използва споделен екран 5㎡ P2.0 RGGB пиксел, който увеличава плътността на информацията с 40% в сравнение с пикселен екран P2.5 със същия размер и може едновременно да показва спецификации за 8 мобилни телефона; текстът остава ясен и незамъглен на разстояние от 1,5 метра).
Ø Рекламни екрани за смесени магазини: Размер 1-3㎡, разстояние за гледане 2-5 метра. Трябва да показва цените на продуктите (с малък шрифт) и промоционална информация. Препоръчва се споделен екран с пиксели P2.5-P3.0 (верига смесени магазини използва 1000 2㎡ споделени екрани с пиксели P2.5, които са 35% по-евтини и консумират 40% по-малко енергия от пикселен екран, подходящи за 24-часова работа). 2. Сценарии за дисплей с информация на закрито: Ø Дисплей за банкова опашка: Размер 1-2㎡, разстояние за гледане 3-5 метра, трябва да показва номера на опашката (голям шрифт) и сервизните подкани (малък шрифт), като използва P2.0-P2.5 пиксел споделен екран (банков клон използва 1.5㎡ P2.0 пиксел споделен екран, номерът на опашката е ясно видим на разстояние от 5 метра и сервизните подкани с малък шрифт могат да бъдат разпознати на разстояние от 3 метра, спестявайки 25% от разходите в сравнение с плътен пикселен екран). 3. Сценарии с ниска консумация на енергия: Ø Външни екрани с малък размер (напр. екрани на автобусни спирки): Размер 2-5㎡, изисква слънчева енергия, консумация на енергия по-малка или равна на 100W/㎡, използване на P2.5-P3.9 пикселни споделени екрани (100 3㎡ Споделените пикселни екрани P3.0 на автобусна спирка в определен град консумират 80 W/㎡, 50% по-малко от реалните пикселни екрани и могат да бъдат изцяло захранвани от слънчева енергия без външна електропреносна мрежа); 3.4 Предимства на производителността и технически ограничения 3.4.1 Основни предимства Ø Оптимален баланс между цена и качество на изображението: Цената на споделяне на пиксели е 40%-60% по-ниска от тази на реалните пиксели (100㎡ P2.0 пикселен споделен екран струва около 600 000 юана, докато истинският пикселен екран струва около 1 милион юана), а качеството на изображението е 30%-50% по-добро от виртуални пиксели (яснотата на текста е еквивалентна на реален пикселен екран с физическа P стойност с 0,5 по-малка от неговата собствена, като например P2.0 споделянето на пиксели е еквивалентно на P2.5 реални пиксели), което го прави „краля на рентабилността“ за малки и средни сценарии; Ø Висока плътност на информацията: Чрез оптимизиране на хардуерното подреждане, плътността на подпикселите на споделяне на пиксели (особено зелено) е с 25%-50% по-висока от тази на виртуалните пиксели, което води до по-силен капацитет за пренасяне на информация. Например, 5㎡ P2.0 екран за споделяне на пиксели може да показва 12 реда текст (25 знака на ред), докато виртуален екран P2.0 със същия размер показва само 8 реда (20 знака на ред), увеличавайки плътността на информацията с 87,5%;
Ø Добра хардуерна съвместимост: Споделянето на пиксели не изисква специални главни-контролни чипове от висок клас; конвенционалните основни контролни чипове могат да го поддържат и е съвместим както с SMD, така и с COB пакети (COB-пакетираните екрани за споделяне на пиксели имат по-добра равномерност на яркостта, по-малка или равна на ±4%), адаптиране към различни изисквания на сценария;
Ø Балансирана консумация на енергия и надеждност: Броят на използваните светодиоди е с 30%-40% по-малък от този на реалните пиксели, а консумацията на енергия е с 30%-50% по-ниска от тази на реалните пиксели. В същото време, поради високия процент на повторно използване на задвижващите канали, броят на интегралните схеми е намален, което води до процент на неизправност с 20% по-нисък от този на виртуалните пикселни екрани. 3.4.2 Основни ограничения
Ø Зависимост от конкретно хардуерно подреждане: Ядрото на споделянето на пиксели е хардуерното подреждане (като RGBG/RGGB). Традиционните дисплеи с RGB подредба не могат да постигнат споделяне на пиксели чрез надграждане на софтуера, което изисква редизайн на печатната платка и процеса на монтиране на LED, което води до увеличени разходи за персонализиране.
Ø Слаба адаптивност към сценарии с-големи размери: Оптимизирането на алгоритъма за споделяне на пиксели е главно за екрани с-малък размер (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), поради големия брой физически пиксели, изчислителното натоварване на алгоритъма нараства експоненциално, което лесно води до „заекване“ или „неравномерно качество на изображението“.
Ø Динамичен отговор, ограничен от IC: Виртуалните пиксели на споделяне на пиксели зависят от управляващите канали на физическите пиксели. Ако скоростта на превключване на управляващата IC е недостатъчна, актуализацията на яркостта на виртуалните точки в динамичните изображения ще закъснее, което ще доведе до „призрачни изображения“.
Ø Горната граница на цветовата гама е по-ниска от тази на реалните пиксели: Въпреки че споделянето на пиксели добавя зелени под-пиксели, разстоянието между R/B под-пикселите все още е по-голямо от това на реалните пиксели, което води до малко по-ниско покритие на цветовата гама (sRGB покритието е около 92%, докато екраните с реални пиксели са около 98%), което не може да отговори на изискванията за цветова гама на професионални изображения (като напр. последваща-обработка на фотография).
4.2 Ръководство за-избор въз основа на сценарии
1. Сценарии с приоритет на реалните-пиксели:
Ø Основни изисквания: Висока прецизност, висока стабилност, дългосрочна-работа;
Ø Типични сценарии: Медицински изображения (стандарт DICOM), командни центрове (операция 7x24), показване на музеен артефакт (детайли-отблизо);
Ø Препоръки за избор: P0.9-P2.5, COB опаковка (малка стъпка) или SMD опаковка (средна стъпка), ниво на сивата скала По-голямо или равно на 16 бита, честота на опресняване По-голяма или равна на 3840Hz.
2. Сценарии за приоритизиране на виртуални-пиксели:
Ø Основни изисквания: ниска цена, средно до голямо разстояние, визуална разделителна способност;
Ø Типични сценарии: реклама в атриум на търговски център, големи външни екрани, временни изложбени настройки;
Ø Препоръки за избор: P2.5-P5.9, пространствено виртуално (RGBG) или времево виртуално (висок клас), честота на опресняване, по-голяма или равна на 3840Hz (за избягване на трептене при снимане), алгоритъм за бикубична интерполация.
3. Дайте приоритет на сценариите за споделяне на пиксели: Ø Основни изисквания: Малък до среден размер, близък-текст, баланс на разходите; Ø Типични сценарии: витрини в магазини за мобилни телефони, информационни екрани за асансьори, реклами на магазини за смесени стоки; Ø Препоръки за избор: P1.8-P2.5, подреждане RGBG/RGGB, алгоритъмът поддържа среден дисплей + динамичен контраст, скорост на превключване на драйвера IC По-малка или равна на 100ns.
V. Тенденции в развитието на индустриалните технологии
Със зрелостта на технологията Mini LED и комерсиализацията на Micro LED, три основни технологии постоянно се повтарят и надграждат:
1. Real Pixel Technology: Развитие към "по-малка стъпка и по-висока интеграция." В момента пакетираните реални пиксели COB са постигнали P0.4. В бъдеще P0.2 или по-ниско може да бъде постигнато чрез Micro LED чипове (размер<50μm). Combined with AI image quality optimization algorithms (such as dynamic color gamut adjustment), the image quality performance in professional scenarios will be further improved;
2. Технология за виртуални пиксели: Развивайки се към „времева-пространствена виртуализация на сливане“, тя намалява динамичните призрачни изображения до 0,3 пиксела чрез хибриден алгоритъм на „пространствена интерполация + времево редуване“. Комбиниран с технологията за задно осветяване Mini LED, той подобрява еднородността на яркостта (по-малко или равно на ±6%), като се адаптира към повече сценарии от среден-до-висок-клас.
3. Технология за споделяне на пиксели: Развивайки се към „повторно използване на много-субпиксели“, тя ще разшири RGBG до „RGBWG“ (добавяне на бели субпиксели) в бъдеще, като допълнително ще подобри яркостта. Едновременно с това, чрез AI алгоритми за изобразяване в-реално време, той решава проблема с неравномерното качество на изображението на големи-екрани, като се адаптира към средни-сценарии от 10-50㎡.
В обобщение, реалните пиксели, виртуалните пиксели и технологиите за споделяне на пиксели не са „заместители“, а по-скоро „допълващи се решения“ за различни сценарии. Необходимо е да се избере най-подходящото технологично решение от три измерения: „изисквания за сценарий, разходен бюджет и дългосрочна-операция и поддръжка“, за да се увеличи максимално търговската стойност, като същевременно се гарантира качество на изображението.
