S rýchlou iteráciou technológie Mini/Micro LED a zvyšujúcou sa segmentáciou scenárov displejov sa kvalita obrazu a kontrola nákladov LED displejov stali hlavným zameraním priemyselnej konkurencie. Spomedzi nich sú skutočné pixely, virtuálne pixely a technológia zdieľania pixelov tri piliere určujúce výkon jadra displeja, ktoré priamo ovplyvňujú rozlíšenie produktu, reprodukciu farieb, spotrebu energie a celkové náklady. Tento článok začne od technickej podstaty a kombinuje špičkové-odvetvové postupy a testovacie údaje, aby poskytol komplexnú a{3}}hĺbkovú analýzu týchto troch technológií a ponúkol odborníkom z odvetvia kompletný referenčný systém od technických princípov až po aplikačné scenáre.
Technológia skutočných pixlov: „Štandard kvality obrazu“ vytvorený fyzicky vyžarujúcimi jednotkami Technológia skutočných pixelov je najzákladnejšie a najzákladnejšie zobrazovacie riešenie pre LED displeje. Jeho podstatou je priamo vytvárať obrázky prostredníctvom fyzicky existujúcich guľôčok LED (sub-pixelov). Každá pixelová jednotka má nezávislé možnosti riadenia jasu a farieb a je to „štandardný štandard“ na meranie presnosti kvality obrazu v tomto odvetví.
Definícia a základné funkcie
Základnou definíciou skutočného pixelu je „fyzicky viditeľné nezávislé svetlo-vyžarujúca jednotka“, čo znamená, že každý pixel na obrazovke displeja je zložený z jednej alebo viacerých LED guľôčok (zvyčajne červených (R), zelených (G) a modrých (B) podpixelov primárnej farby) a každá pixelová jednotka dosahuje súčasnú reguláciu prostredníctvom nezávislého riadiaceho kanála, bez akejkoľvek „virtuálnej komgoritnej interpolácie“ generovanej hlavným prúdom pixelov:{}} jednotka skutočných pixlov využíva kombináciu troch-primárnych-farebných sub{8}}pixelov „1R1G1B“ (niektoré špičkové-obrazovky používajú „2R1G1B“ na vylepšenie červeného farebného gamutu). Formy balenia pod{14}}pixelov sú hlavne SMD a COB, pričom balenie COB sa stáva bežnou voľbou pre malé{15}}obrazovky skutočných pixelov s menším rozstupom vďaka menšiemu rozstupu guľôčok LED. 2. Definície kľúčových parametrov:
Ø Pixel Spacing (P-hodnota): Vzťahuje sa na vzdialenosť medzi stredmi dvoch susedných fyzických pixelov (jednotka: mm). Napríklad P2.5 označuje stredovú vzdialenosť pixelov 2,5 mm, čo je hlavný indikátor na meranie hustoty pixelov.
Ø Hustota pixelov: Vzorec pre výpočet je „1/(P-hodnota × 10^-3)^2“ (jednotka: body/m²). Napríklad hustota pixelov P2.5 je 1/(0,0025)^2=160 000 bodov/m², čo priamo určuje detaily obrázka.
Ø Úrovne sivej: Skutočné pixely podporujú 16-bitové (65 536 úrovní) až 24 -bitové (16 777 216 úrovní) odtiene sivej. Vyššie úrovne odtieňov sivej vedú k jemnejším farebným prechodom bez javov „farebných blokov“ alebo „rozmazania“, čo je kľúčové pre scenáre s vysokou-presnosťou, ako je lekárske zobrazovanie a dohľad. 1.2 Hĺbková{13} analýza technických princípov Princíp fungovania skutočných pixelov je založený na „nezávislom riadení + tri{15}}zmiešanie primárnych farieb{17“. Základnou logikou je presné ovládanie prúdu každého sub-pixela cez IC ovládača, aby sa upravil pomer troch základných farieb RGB, v konečnom dôsledku sa syntetizovala požadovaná farba a jas. 1. Nezávislá architektúra jazdy: Riadiaci systém skutočnej pixelovej obrazovky využíva „jeden-to-jeden“ (každý R/2Gpi}{23}kanálový dizajn) zodpovedá nezávislému kanálu konštantného prúdu IC ovládača. Aktuálny rozsah nastavenia je zvyčajne 1-20 mA (normálne scenáre) alebo 20-50 mA (scenáre s vysokým-jasom, ako sú napríklad vonkajšie obrazovky). Táto architektúra zaisťuje, že odchýlku jasu každého sub-pixela možno ovládať v rozmedzí ±3 % a rovnomernosť jasu ďaleko prevyšuje úroveň virtuálnych pixelových riešení. 2. Tri-mechanizmy miešania primárnych farieb: Na základe charakteristík ľudského videnia dosahujú skutočné pixely pokrytie rôznych štandardov farebného gamutu (ako je sRGB, Rec. atď.). R/G/B subpixely. Napríklad podľa požiadaviek kinematografického farebného gamutu DCI-P3 musia skutočné pixely zvýšiť aktuálny pomer zelených subpixelov na 50 % – 60 % (ľudské oko je najcitlivejšie na zelenú), červenej na 25 % – 30 % a modrej na 15 % – 20 %. Virtuálne pixely, ktoré sa spoliehajú na interpoláciu, nemôžu dosiahnuť také presné riadenie pomeru.
3. Výhoda bez interpolácie: Skutočné pixely nevyžadujú žiadnu interpoláciu softvérovým algoritmom; obraz je priamo zložený z fyzických pixelov. V dynamických snímkach preto nedochádza k „duchom“ alebo „rozmazaniu“. Rýchlosť dynamickej odozvy závisí iba od rýchlosti prepínania integrovaného obvodu ovládača (zvyčajne 50-100 ns), čo je oveľa rýchlejšie ako odozva virtuálnych pixelov na úrovni milisekúnd.
1.3 Typické aplikačné scenáre a logika výberu Vďaka svojim charakteristikám „vysokej stability a vysokej presnosti“ sa technológia skutočných{1}}pixelov používa hlavne v scenároch s prísnymi požiadavkami na kvalitu obrazu a bez priestoru na kompromisy v oblasti nákladov. Pri konkrétnom výbere by sa mali zohľadniť tri rozmery: vzdialenosť zobrazenia, obsah zobrazenia a priemyselné štandardy:
Profesionálne{0}}precízne scenáre:
Ø Odoslanie príkazového centra: Vyžaduje nepretržitú prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni, MTBF (stredný čas medzi poruchami) väčší alebo rovný 50 000 hodinám a žiadne rozmazanie pohybu v dynamických snímkach. Zvyčajne je vybratá obrazovka P0.7-P1.25 so skutočnými pixelmi.
2. Zatvorte-Scenáre zobrazenia rozsahu:
Ø Konferenčné miestnosti/prednáškové sály: Pozorovacia vzdialenosť je zvyčajne 2-5 metrov. Text (napríklad dokumenty PPT) musí byť čistý a bez zubatých okrajov. Je vybratá obrazovka s reálnymi pixelmi P1.25-P2.5.
Ø Múzejné vitríny: Vyžaduje reprodukciu detailov artefaktov (ako sú kaligrafie, maľby a bronzové textúry). Pozorovacia vzdialenosť je 1-3 metre. Je vybratá obrazovka s reálnymi pixelmi P1.25-P1.8. 1.4 Výkonnostné výhody a technické obmedzenia
1.4.1 Hlavné výhody
Ø Stabilita kvality obrazu najvyššej{0}}úrovne: Žiadna závislosť od interpolácie algoritmu, žiadne skreslenie statických/dynamických obrázkov, rovnomernosť jasu ± 5 % alebo menej (balenie COB menšie alebo rovné ± 3 %), reprodukcia farieb väčšia alebo rovná 95 % (sRGB), nastavenie priemyselného štandardu pre kvalitu obrazu;
Ø Vysoká dlhodobá- prevádzková spoľahlivosť: Nezávislá architektúra ovládača znižuje vplyv zlyhania jedného integrovaného obvodu na celkový obraz a odstraňuje problém „starnutia algoritmu“ virtuálnych pixelov (ako je znížená presnosť interpolácie po-dlhodobej prevádzke);
Ø Prispôsobiteľné obsahu s vysokým dynamickým rozsahom: Podporuje dynamické obnovovacie frekvencie Väčšie alebo rovné 60 sn./s a obnovovacie frekvencie môžu ľahko dosiahnuť 7680 Hz (spĺňajú potreby profesionálneho snímania kamier), bez zdvojenia obrazu v rýchlo-pohybujúcich sa scénach (ako sú živé pretekárske prenosy). 1.4.2 Hlavné obmedzenia
Ø Náročnosť kontroly vysokých nákladov: Základná cena skutočných-pixelových displejov pochádza z „čipov LED + integrovaného obvodu ovládača + karty prijímača“. Ak si vezmeme ako príklad displej s uhlopriečkou 100 ㎡, počet čipov LED použitých na skutočnej-obrazovke s P1.2 pixelmi je 1/(0,0012)^2×100≈69 444 444 (približne 69,44 milióna čipov), čo je 4,3-krát viac (16 pixelov{1010 pixelov na 2 pixely). Za predpokladu, že cena je 0,1 juanu na LED čip, rozdiel v nákladoch je 5,34 milióna juanov. Súčasne obrazovka P1.2 vyžaduje viac riadiacich kanálov (32 riadiacich IC kanálov na meter štvorcový v porovnaní s iba 16 kanálmi pre P2.5) a počet použitých prijímacích kariet sa tiež zdvojnásobil, čo má za následok komplexné náklady, ktoré sú 2,5 až 3-krát vyššie ako pri P2.5.
Ø Fyzická hustota pixelov obmedzená balením: V súčasnosti je minimálny skutočný{0}}rozstup pixelov pre obaly SMD P0,9 a obaly COB môžu dosiahnuť P0,4. Avšak menšie rozstupy (napríklad pod P0,3) sú obmedzené veľkosťou LED čipu, čo sťažuje ďalšie objavy. Ø Relatívne vysoká spotreba energie: Vďaka vysokej hustote LED guľôčok je spotreba skutočnej pixelovej obrazovky zvyčajne o 30%-50% vyššia ako spotreba virtuálnej pixelovej obrazovky, čo kladie vyššie nároky na napájací systém veľkých vonkajších obrazoviek.
Technológia virtuálnych pixelov: cena-Vyváženosť kvality obrazu dosiahnutá pomocou algoritmickej interpolácie
Technológia virtuálnych pixelov je inovatívne riešenie vytvorené na riešenie problémov s „vysokou cenou a nízkou hustotou“ fyzických pixelov. Jeho jadrom je generovať virtuálne svetlo-vyžarujúce body v medzerách medzi fyzickými pixelmi pomocou softvérových algoritmov, čím sa zlepšuje vizuálne rozlíšenie bez zvýšenia počtu fyzických LED. Je to preferovaná technológia pre „nákladovú-efektívnosť na prvom mieste“ v scenároch s nízkym-až{5}}stredným-rozsahom.
2.1 Definícia a základné charakteristiky Základnou definíciou virtuálnych pixelov sú „algoritmom-vygenerované vizuálne virtuálne body“. To znamená, že niektoré pixely na obrazovke nie sú zložené z fyzických LED diód, ale skôr „oklamú“ mozog prekrytím jasu susedných fyzických pixelov a striedaním ich času, pričom využívajú vlastnosti ľudského videnia na vytvorenie vizuálneho vnímania „s vyšším rozlíšením“.
Ø Technická podstata: Virtuálne pixely nemenia počet ani usporiadanie fyzických pixelov; len optimalizujú vizuálny efekt pomocou algoritmov. Preto je rozdiel medzi ich „skutočným rozlíšením“ (fyzická hustota pixelov) a „vizuálnym rozlíšením“ (hustota virtuálnych pixelov). Napríklad obrazovka s fyzickým pixelom P2,5 môže dosiahnuť efekt „vizuálneho P1,25“ prostredníctvom virtuálnej technológie, ale skutočná fyzická hustota je stále 160 000 bodov/m².
Ø Klasifikácia jadra: Na základe rôznych metód implementácie sú virtuálne pixely rozdelené do dvoch hlavných kategórií: „priestorové virtuálne“ a „dočasné virtuálne“. V súčasnosti je hlavným prúdom v tomto odvetví „priestorové virtuálne“ (zahŕňa viac ako 80 %). Dočasné virtuálne sa vzhľadom na svoje vysoké hardvérové požiadavky používajú iba na špičkových-virtuálnych obrazovkách (ako sú malé štúdiá).. 2.2 Hĺbková{5} analýza technických princípov Princíp fungovania virtuálnych pixelov je založený na „vizuálnej ilúzii + interpolácii algoritmu“. Virtuálne body sa generujú prostredníctvom dvoch základných ciest. Technická logika a kvalita obrazu na rôznych cestách sa výrazne líšia.
2.2.1 Priestorová virtuálna technológia (hlavné riešenie) Priestorová virtuálna technológia využíva „zmiešanie jasu susedných fyzických pixelov“ na generovanie virtuálnych bodov medzi fyzickými pixelmi. Základom je vypočítať váhy jasu susedných pixelov pomocou algoritmov na dosiahnutie farebnej syntézy virtuálnych bodov. 1. Typické riešenie: RGBG štyri-Virtuálne usporiadanie svetla (najpoužívanejšie v priemysle) Tradičné fyzické pixely sú usporiadané do jednotného vzoru „RGB{4}}RGB“, zatiaľ čo virtuálne riešenie RGBG zmení usporiadanie na „RGB-G-RGB-G“, to znamená pridanie jedného zeleného sub-pixela medzi každé dva fyzické pixely RGB, čím sa vytvorí štruktúra jednotky „1R1G1B+1G“. V tomto bode algoritmus skombinuje subpixely R a B{14}} dvoch susediacich fyzických pixelov so stredným subpixelom G{15} a vygeneruje štyri virtuálne pixely (ako je znázornené na obrázku nižšie): a. Virtuálny pixel 1: Zložený z R, G a B fyzického pixelu A (základný skutočný pixel); b. Virtuálny pixel 2: Zložený z R fyzického pixelu A, stredného G a B fyzického pixelu B (interpolovaný virtuálny bod); c. Virtuálny pixel 3: Zložený z R fyzického pixelu B, stredného G a B fyzického pixelu A (interpolovaný virtuálny bod); d. Virtuálny pixel 4: Zložený z R, G a B fyzického pixelu B (základný skutočný pixel); Týmto spôsobom je možné teoretické rozlíšenie zlepšiť 2-krát (niektorí výrobcovia uvádzajú 4-krát, ale v skutočnosti ide o 2-násobné zvýšenie vizuálneho rozlíšenia, pričom fyzické rozlíšenie zostáva nezmenené) a vďaka pridaniu zeleného subpixelu sa vnímaný jas zlepší o 15 % – 20 % (v súlade s charakteristikami ľudského videnia: Typ obrazu závisí od presnosti virtuálnej interpolácie). 2. Typ algoritmu Interpolácia interpolačný algoritmus. V súčasnosti sú hlavné algoritmy rozdelené do dvoch kategórií: a. Bilineárna interpolácia: Vypočíta priemerný jas 4 susedných fyzických pixelov na vytvorenie virtuálnych bodov. Algoritmus je jednoduchý a výpočtovo nenáročný, ale okraje sú rozmazané (ťahy textu sú náchylné na „rozmazané okraje“); b. Bikubická interpolácia: Vypočítava váhy jasu 16 susedných fyzických pixelov na generovanie virtuálnych bodov. Kvalita obrazu je jemnejšia (rozostrenie hrán je znížené o 40%), ale vyžaduje si to výkonnejší hlavný riadiaci čip, čo zvyšuje náklady o 10%-15%.
2.2.2 Technológia časovej virtualizácie (špičkové-riešenie) Časová virtualizácia využíva efekt „perzistencie videnia“ ľudského oka. Rýchlym prepínaním jasu rôznych fyzických pixelov sa generujú virtuálne body ich prekrývaním v časovej dimenzii. Jadrom je „rozdelenie snímok + obnova vysokej-frekvencie“. Ø Technická logika: Kompletná snímka je rozdelená na N „pod{7}}obrázkov“ (zvyčajne N=4-8). Každý podobrázok{10}}osvetľuje iba časť fyzických pixelov. Tieto čiastkové{12}}obrazy sa na displeji rýchlo striedajú prostredníctvom{13}}vysokofrekvenčnej obnovovacej frekvencie (väčšej alebo rovnej 3840 Hz). Vďaka vizuálnej perzistencii ľudské oko vníma tieto čiastkové{16}}obrazy ako jednu snímku s vysokým-rozlíšením. Napríklad, keď N=6, snímka sa rozdelí na 6 čiastkových{21}}obrázkov, z ktorých každý osvetľuje inú oblasť fyzických pixelov, čo nakoniec vedie k 35 virtuálnym pixelom (v priestorovej reprezentácii ďaleko presahuje 4 virtuálne pixely).
Ø Hardvérové požiadavky: Časová-virtualizácia vyžaduje displej podporujúci obnovovaciu frekvenciu 7640 Hz alebo vyššiu (na splnenie požiadaviek na snímanie dynamických scén s rýchlosťou 60 snímok za sekundu a zabránenie kamere v zachytávaní prechodov pod-obrazov) a integrovaný obvod ovládača musí mať schopnosť prepínania rýchleho prúdu; inak dôjde k javu „blikania“ alebo „striedavého jasu“.
2.3 Typické aplikačné scenáre a logika výberu Hlavnými výhodami technológie virtuálnych pixelov sú „nízke náklady a vysoké vizuálne rozlíšenie“. Preto sa používa hlavne v scenároch, kde „sledovanie je na strednú až veľkú vzdialenosť, náklady sú citlivé a požiadavky na presnosť textu nie sú vysoké“. Výber by sa mal zamerať na „zhodu medzi pozorovacou vzdialenosťou a vizuálnym rozlíšením“:
Scenáre reklamy na stredné až dlhé vzdialenosti:
Ø Átriové/vonkajšie reklamné obrazovky nákupného centra: Pozorovacia vzdialenosť je zvyčajne 5-15 metrov. Nevyžadujú sa extrémne detaily a je potrebná kontrola nákladov. Je vybratá priestorová virtuálna obrazovka P2.5-P3.9 (napr. 50 ㎡ átriová obrazovka v nákupnom stredisku používa virtuálne riešenie P2.5 RGBG s vizuálnym rozlíšením ekvivalentným P1.25. Vo vzdialenosti 8 metrov sa kvalita obrazu približuje kvalite obrazovky skutočných pixelov P1.5, ale náklady sú znížené z 8 miliónov na 40 miliónov kusov LED). Ø Veľké obrazovky v dopravných uzloch (ako sú vysokorýchlostné{30}železničné stanice a letiská): Pozorovacia vzdialenosť je 10-20 metrov. Je potrebné zobraziť veľký text (napríklad „Ticket Gate A1“) a dynamické videá. P3.9-Vybraté sú virtuálne obrazovky P5.0 (300㎡ virtuálna obrazovka P4.8 vo vysokorýchlostnej železničnej stanici{41}}s obnovovacou frekvenciou 3840 Hz, na vzdialenosť 15 metrov, čistota textu spĺňa požiadavky na rozpoznávanie a cena je o 1,2 milióna juanov lacnejšia ako skutočná obrazovka s rozlíšením 29 pixelov{4} Scenáre zábavy: Ø Izby/bary KTV: Na vytvorenie atmosféry vyžadujú farby s vysokou sýtosťou (ako je červená a modrá); pozorovacia vzdialenosť 3-5 metrov; nízke požiadavky na presnosť textu (iba názvy skladieb a texty); Odporúčajú sa virtuálne obrazovky P2.5-P3.0 (reťazec KTV používa virtuálne obrazovky P2.5; každá miestnosť má 5 ㎡, čo ušetrí 3 000 juanov v porovnaní s obrazovkami s plnými pixelmi a algoritmus zvyšuje jas červenej farby o 20 %, čím spĺňa vizuálne potreby scenárov zábavy); Ø Malé štúdiá (neprofesionálne): Vyžaduje sa „vysoké vizuálne rozlíšenie“ na zlepšenie kvality obrazu; obmedzený rozpočet; Odporúčajú sa časovo založené virtuálne obrazovky P2.0 (časová virtuálna obrazovka miestnej televíznej stanice 15㎡ P2.0, obnovovacia frekvencia 7680 Hz, vizuálne rozlíšenie ekvivalentné P1.0, splnenie požiadaviek na snímanie do 10 metrov, cena o 60 % nižšia ako pri plnopixelových obrazovkách P1.0). 3. Dočasné scenáre nastavenia/krátke obdobia používania (príklady 1-3) dní), čo si vyžaduje rýchle nasadenie a kontrolovateľné náklady. Vyberajú sa virtuálne obrazovky P3.9-P5.9 (200㎡ virtuálna obrazovka P4.8 na výstave mala nájomné iba 50 % skutočnej pixelovej obrazovky a čas nastavenia sa skrátil o 30 %. Vzhľadom na vzdialenosť sledovania presahujúcu 8 metrov nebol zaznamenaný žiadny významný rozdiel v kvalite obrazu).
Výkonnostné výhody a technické obmedzenia
2.4.1 Hlavné výhody
Ø Významná cenová výhoda: Pri rovnakom vizuálnom rozlíšení využívajú virtuálne pixelové obrazovky o 30 %-50 % menej LED ako skutočné pixelové obrazovky (RGBG riešenie znižuje využitie LED o 25 %, časovo založené virtuálne riešenie o 50 %) a počet integrovaných obvodov ovládača a kariet prijímača je znížený o 20 % – 40 %. Ak si vezmeme ako príklad 100 ㎡ obrazovku s vizuálnym rozlíšením P1,25, celkové náklady na virtuálnu obrazovku (fyzická P2,5) sú približne 800 000 juanov, zatiaľ čo cena za fyzickú obrazovku s pixelmi (P1,25) je približne 1,5 milióna juanov, čo predstavuje 47 % zníženie nákladov.
Ø Flexibilné a nastaviteľné vizuálne rozlíšenie: Hustotu virtuálnych pixelov je možné upraviť podľa požiadaviek scény pomocou algoritmov. Napríklad fyzická obrazovka P2.5 môže byť prepnutá na „vizuálnu P1.25“ alebo „vizuálnu P1.67“, aby sa prispôsobila rôznym pozorovacím vzdialenostiam (napr. v nákupných centrách sa vizuálne rozlíšenie P1.25 používa počas dňa, keď je pozorovacia vzdialenosť veľká; v noci, keď je pozorovacia vzdialenosť blízko, sa prepne P1.67, aby sa predišlo rozmazaniu).
Ø Nižšia spotreba energie: V dôsledku zníženého počtu LED je spotreba energie obrazovky s virtuálnymi pixelmi zvyčajne o 30 %{2}}40 % nižšia ako pri fyzickej obrazovke s pixelmi s rovnakým vizuálnym rozlíšením, vďaka čomu je vhodná na dlhodobú prevádzku veľkých vonkajších obrazoviek. 2.4.2 Hlavné obmedzenia
Ø Dynamické obrázky sú náchylné na rozmazanie: V dôsledku spoliehania sa na interpoláciu medzi susednými pixelmi aktualizácia jasu virtuálnych bodov zaostáva za aktualizáciou jasu fyzických pixelov v dynamických obrázkoch (ako je video s rýchlosťou 60 snímok za sekundu), čo ľahko vedie k „duchom“ (testovacie údaje ukazujú, že dĺžka „duchov“ na virtuálnej obrazovke P2.5 pri 60 snímkach za sekundu je približne 0,8 pixelov na fyzickej obrazovke.0,8 pixelov). hoci virtualizácia založená na čase to môže zlepšiť, vyžaduje si obnovovaciu frekvenciu vyššiu alebo rovnú 7640 Hz, čo zvyšuje náklady o 20 %;
Ø Nedostatočná presnosť zobrazenia textu: Okraje textu virtuálnych pixelov sú generované interpoláciou, pričom chýbajú „tvrdé okraje“ fyzických pixelov, čo vedie k zníženiu jasnosti textu. Skutočné testovanie ukazuje, že čistota textu zobrazená na virtuálnej obrazovke P2.5 vo vzdialenosti 2 metrov je ekvivalentná čistote textu na skutočnej obrazovke P4.8-pixelov (ťahy textu sú zubaté a malé písma menšie alebo rovné 12 sú ťažko čitateľné), čo nie je vhodné pre kancelárske scenáre s blízkym-textom{{7};
Ø Odchýlka rovnomernosti farebného gamutu a jasu: Aj keď priestorové virtuálne usporiadanie RGBG zväčšuje zelené pod-pixely, zväčšuje sa rozostup medzi červenými a modrými pod-pixelmi, čo vedie k odchýlke jednotnosti farieb, ktorá je 1-2-krát vyššia ako na skutočnej-obrazovke; počas{6}}prepínania obrazu virtuálneho faktora môžu kolísanie jasu dosiahnuť ±10 %, čo môže ľahko spôsobiť „blikanie“ (najmä v scenároch s nízkym jasom);
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., >100 ns), virtuálne obrázky-založené na čase sa budú prekrývať, čím sa výrazne zníži kvalita obrazu.
Technológia zdieľania pixelov: „Riešenie presnej optimalizácie“ prostredníctvom spolupráce hardvéru a algoritmov
Technológia zdieľania pixelov je „kompromisným riešením“ medzi skutočnými a virtuálnymi pixelmi. Jeho jadrom je umožniť viacerým virtuálnym pixelom opätovné použitie riadiaceho kanála a jednotky vyžarujúcej svetlo- rovnakého fyzického pixelu prostredníctvom optimalizácie usporiadania hardvéru a inovácií softvérových algoritmov. Tým sa maximalizuje zníženie nákladov pri zachovaní určitej kvality obrazu, čo z neho robí „optimálne riešenie“ pre scenáre malej-veľkosti a vysokej{4}}informácie-.
3.1 Definícia a základné funkcie
Základnou definíciou zdieľania pixelov je „fyzické opätovné použitie pixelov + optimalizácia algoritmu“. Znamená to zvýšenie počtu kľúčových sub{2}}pixelov (napríklad zelených) zmenou usporiadania diód LED (úroveň hardvéru) a súčasné používanie algoritmov umožňujúcich viacerým virtuálnym pixelom zdieľať zdroje riadenia toho istého fyzického pixela (ako sú aktuálne kanály a kolíky integrovaného obvodu), čím sa dosiahne dvojitý cieľ „zlepšenie rozlíšenia + kontrola nákladov“. Ø Technická podstata: Zdieľanie pixelov nie je jednoducho „inovácia virtuálnych pixelov“, ale kombinácia „rekonštrukcie hardvéru + iterácia algoritmu“-zmena usporiadania pod-pixelov na hardvérovej úrovni (napr. RGB→RGBG→RGGB) a optimalizácia hmotnosti jasu a ostrosti hrán virtuálnych bodov, dosiahnutie maximálnej kvality obrazu s nižšou cenou pri virtuálnych pixeloch než na úrovni reálneho algoritmu pixelov."
Ø Rozdiel jadra: V porovnaní s virtuálnymi pixelmi je „opätovné použitie“ zdieľania pixelov „opätovným použitím{0}}hardvérovej úrovne“ (a nie jednoduchou interpoláciou algoritmu). Napríklad v usporiadaní RGBG stredný zelený sub{2}}pixel slúži nielen na susedné fyzické pixely, ale poskytuje aj podporu jasu pre 2 až 3 virtuálne pixely, pričom zdieľa rovnaký riadiaci kanál a znižuje využitie integrovaného obvodu. V porovnaní so skutočnými pixelmi má zdieľanie pixelov stále virtuálne body, ale prostredníctvom optimalizácie hardvérového usporiadania možno odchýlku jasu medzi virtuálnymi a fyzickými bodmi kontrolovať v rozmedzí ±5 % (virtuálne pixely sú zvyčajne ±10 %).
Hĺbková{0}analýza technických princípov
Pracovný princíp zdieľania pixelov pozostáva z dvoch hlavných modulov: „rekonštrukcia hardvérového usporiadania“ a „optimalizácia softvérového algoritmu“, ktoré spolupracujú na dosiahnutí rovnováhy medzi kvalitou obrazu a nákladmi. 3.2.1 Rekonštrukcia hardvérového usporiadania (Základné jadro) Jadrom hardvérovej úrovne je „optimalizácia usporiadania subpixelov a zvýšenie hustoty kľúčových subpixelov“. Zmenou tradičného jednotného usporiadania RGB sa zvýši hustota farby, na ktorú je ľudské oko citlivé (zelená), a zároveň sa zníži počet riadiacich kanálov. Konkrétne existujú dve hlavné riešenia: 1. Schéma usporiadania RGBG (najrozšírenejšie): Tradičné usporiadanie „RGB-RGB“ sa zmenilo na „RGB-G-RGB-G“, čo znamená, že medzi každé dva fyzické pixelové jednotky RGB sa pridá nezávislý zelený subpixel, čím sa vytvorí opakujúca sa jednotka „1G1}}{1G1B „{1G1}“. V tomto bode centrálny zelený sub{13}}pixel nielenže patrí svojej vlastnej fyzickej jednotke, ale poskytuje aj podporu zeleného jasu pre virtuálne pixely dvoch jednotiek RGB naľavo a napravo (t. j. „1G sub{17}}pixel slúži 3 pixelovým jednotkám“), čím sa realizuje opätovné hardvérové využitie zeleného sub{19}}pixela; súčasne je riadiaci kanál navrhnutý ako "nezávislé R/B kanály, zdieľané G kanály", čo znamená, že 2 jednotky RGB zdieľajú 1 G riadiaci kanál, čím sa znižuje využitie G kanála ovládača IC o 50 % (napr. na 100㎡ P2.5 RGBG obrazovke je využitie G kanála znížené z 2,28 milióna skutočných pixelov na 1,14} miliónov rozsah RG2 GB){{GB (Vysoké-riešenie): Usporiadanie je ďalej optimalizované na „RG-GB-RG-GB“, čo znamená, že každá jednotka obsahuje „1R1G“ a „1G1B“, čím sa hustota zelených sub{38}}pixelov zvyšuje na dvojnásobok oproti červenej/modrej (hustota R/G/B je v skutočných pixeloch rovnaká). Toto usporiadanie lepšie zodpovedá citlivosti ľudského oka na zelenú a zlepšuje reprodukciu farieb o 10 %-15 % v porovnaní s RGBG (približuje sa úrovni skutočných pixelov). Zároveň sa môže pochváliť vyššou mierou opätovného použitia riadiaceho kanála – každé štyri virtuálne pixely zdieľajú jeden G kanál, čím sa v porovnaní s riešením RGBG znižuje využitie IC o 25 %.
3.2.2 Optimalizácia softvérového algoritmu (zabezpečenie kvality obrazu) Jadrom algoritmu zdieľania pixelov je „eliminácia odchýlky virtuálnych bodov a zlepšenie prehľadnosti textu“. Rieši inherentné bolestivé body virtuálnych pixelov prostredníctvom troch kľúčových algoritmov: 1. Algoritmus priemerného zobrazenia (zástupný výrobca: Carlette): Tento algoritmus vykonáva „výpočet váženého priemeru“ jasu fyzických pixelov obklopujúcich každý virtuálny pixel, pričom riadi odchýlku jasu medzi virtuálnymi a fyzickými bodmi v rozmedzí ±3 %. Napríklad pri zobrazovaní textu algoritmus identifikuje virtuálne body na okrajoch textu a zvýši ich jas (o 5 %-8 % vyšší ako fyzické body), aby sa rozmazal okraj. Aktuálne testovanie ukazuje, že vo vzdialenosti 1,5 metra je čistota textu na obrazovke so zdieľaním pixelov P2.0 ekvivalentná obrazovke so skutočnými pixelmi P2,5 (tradičné virtuálne pixely sú ekvivalentné iba s P4.0); 2. Algoritmus dynamického kontrastu (zástupný výrobca: Nova): Analyzuje obsah obrazu v reálnom čase, znižuje jas virtuálnych bodov v tmavých oblastiach a zvyšuje jas virtuálnych bodov vo svetlých oblastiach, aby sa zvýšil kontrast obrazu. Napríklad pri zobrazovaní textu na tmavom pozadí algoritmus zníži jas virtuálnych bodov na pozadí a zároveň zvýši jas virtuálnych bodov textu, čím text „vynikne“ a zabráni jeho splývaniu s pozadím.
3. Algoritmus kompenzácie subpixelov: Algoritmus rieši problém veľkého rozstupu subpixelov R/B v usporiadaniach RGBG/RGGB a znižuje farebnú odchýlku prostredníctvom „kompenzácie jasu susedných subpixelov R/B“. Napríklad pri zobrazovaní červených oblastí algoritmus zvyšuje jas R subpixelov v susedných fyzických pixeloch, čím vypĺňa „farebné medzery“ spôsobené nadmerným rozstupom R subpixelov, čím sa červená oblasť stáva jednotnejšou.
Typické aplikačné scenáre a logika výberu
Technológia zdieľania pixelov sa vzhľadom na jej charakteristiky „dobrá prispôsobivosť malej{0} veľkosti, vysoká hustota informácií a kontrolovateľné náklady“ používa najmä v scenároch s „malými až strednými veľkosťami, zobrazením na blízko{1}}a určitými požiadavkami na presnosť textu“. Výber by mal zohľadňovať „veľkosť obrazovky, obsah displeja a požiadavky na spotrebu energie“.
1. Malá a stredná-veľkosť komerčných displejov: Ø Obrazovky predajní mobilných telefónov: Veľkosť obrazovky je zvyčajne 3-8㎡, pozorovacia vzdialenosť 1-3 metre. Musí zobrazovať špecifikácie telefónu (malé písmo) a obrázky produktov. Odporúča sa zdieľaná obrazovka P2.0-P2.5 (obchod značky mobilných telefónov používa zdieľanú obrazovku 5㎡ P2.0 RGGB pixelov, ktorá zvyšuje hustotu informácií o 40 % v porovnaní s obrazovkou P2.5 pixelov rovnakej veľkosti a dokáže súčasne zobraziť špecifikácie pre 8 mobilných telefónov; text zostáva čistý a nerozmazaný na vzdialenosť 1,5 metra).
Ø Reklamné obrazovky v obchode: Veľkosť 1-3㎡, pozorovacia vzdialenosť 2-5 metrov. Musí zobrazovať ceny produktov (malé písmo) a propagačné informácie. Odporúča sa zdieľaná obrazovka P2,5-P3,0 pixelov (obchod so zmiešaným tovarom používa 1000 2㎡ zdieľané obrazovky P2,5 pixelov, ktoré sú o 35 % lacnejšie a spotrebúvajú o 40 % menej energie ako pixelová obrazovka, vhodné na 24-hodinovú prevádzku). 2. Scenár interiérových informačných displejov: 2㎡{5} Veľkosť displeja: 2㎡, veľkosť banky0} pozorovacia vzdialenosť 3-5 metrov, potrebuje zobraziť číslo frontu (veľké písmo) a servisné výzvy (malé písmo) pomocou zdieľanej obrazovky P2.0-P2.5 pixelov (pobočka banky používa zdieľanú obrazovku s veľkosťou 1,5㎡ P2.0 pixelov, číslo frontu je jasne viditeľné na vzdialenosť 5 metrov, malé písmo je možné rozpoznať pri servisných výzvach s úsporou 2 pixelov oproti 2 pixelom obrazovka). 3. Scenáre s nízkou spotrebou energie: Ø Vonkajšie obrazovky malej veľkosti (napr. obrazovky autobusových zastávok): Veľkosť 2 – 5㎡, vyžaduje solárnu energiu, spotreba energie 100 W/㎡ alebo rovná 100 W/㎡, pri použití zdieľaných obrazoviek P2,5 – P3,9 pixelov (100 3㎡ 0 W/8 pixelov na zdieľanej zastávke v meste, spotreba P3,0 pixelov na zdieľanej obrazovke v meste o 50 % nižšie ako skutočné pixelové obrazovky a môžu byť úplne napájané solárnou energiou bez externej elektrickej siete); 3.4 Výkonnostné výhody a technické obmedzenia 3.4.1 Hlavné výhody Ø Optimálna rovnováha medzi cenou a kvalitou obrazu: Náklady na zdieľanie pixelov sú o 40 % – 60 % nižšie ako náklady na skutočné pixely (100㎡ zdieľaná obrazovka s pixelmi P2.0 stojí približne 600 000 juanov, zatiaľ čo skutočná obrazovka s pixelmi stojí asi 1 milión pixelov – 5 % kvalita obrazu je 3 % lepšia) a kvalita textu 0 % je lepšia. jasnosť je ekvivalentná skutočnej pixelovej obrazovke s fyzickou hodnotou P o 0,5 menšou ako je jej vlastná, napríklad zdieľanie pixelov P2.0 je ekvivalentné skutočným pixelom P2,5), vďaka čomu je „kráľom nákladovej efektívnosti“ pre malé a stredne veľké scenáre; Ø Vysoká hustota informácií: Vďaka optimalizácii hardvérového usporiadania je hustota subpixelov zdieľania pixelov (najmä zelených) o 25 % až 50 % vyššia ako hustota virtuálnych pixelov, čo vedie k väčšej prenosovej kapacite informácií. Napríklad obrazovka zdieľania 5㎡ P2.0 pixelov môže zobraziť 12 riadkov textu (25 znakov na riadok), zatiaľ čo virtuálna obrazovka P2.0 rovnakej veľkosti zobrazuje iba 8 riadkov (20 znakov na riadok), čím sa hustota informácií zvýši o 87,5 %;
Ø Dobrá kompatibilita hardvéru: Zdieľanie pixelov nevyžaduje špeciálne špičkové{0}}hlavné riadiace čipy; konvenčné hlavné riadiace čipy to podporujú a je kompatibilný s balíkmi SMD aj COB (obrazovky so zdieľaním pixelov COB-majú lepšiu jednotnosť jasu, menej alebo rovné ±4 %), prispôsobujú sa rôznym požiadavkám scenára;
Ø Vyvážená spotreba energie a spoľahlivosť: Počet použitých LED diód je o 30 % – 40 % nižší ako počet skutočných pixelov a spotreba energie je o 30 % – 50 % nižšia ako u skutočných pixelov. Zároveň sa v dôsledku vysokej miery opätovného použitia kanálov pohonu znižuje počet integrovaných obvodov, čo vedie k poruchovosti o 20 % nižšej ako pri obrazovkách s virtuálnymi pixelmi. 3.4.2 Hlavné obmedzenia
Ø Závislosť od špecifického hardvérového usporiadania: Jadrom zdieľania pixelov je hardvérové usporiadanie (ako RGBG/RGGB). Displeje s tradičným usporiadaním RGB nemôžu dosiahnuť zdieľanie pixelov prostredníctvom aktualizácií softvéru, čo si vyžaduje prepracovanie dosky plošných spojov a montážneho procesu LED, čo vedie k zvýšeným nákladom na prispôsobenie.
Ø Slabá adaptabilita na veľké-veľkosti: Optimalizácia algoritmu zdieľania pixelov je určená hlavne pre malé-obrazovky (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), v dôsledku veľkého počtu fyzických pixelov sa výpočtová záťaž algoritmu exponenciálne zvyšuje, čo ľahko vedie k „zasekávaniu“ alebo „nerovnomernej kvalite obrazu“.
Ø Dynamická odozva obmedzená IC: Virtuálne pixely zdieľania pixelov závisia od riadiacich kanálov fyzických pixelov. Ak je rýchlosť prepínania riadiaceho integrovaného obvodu nedostatočná, aktualizácia jasu virtuálnych bodov v dynamických obrazoch bude oneskorená, čo vedie k „duchom“.
Ø Horná hranica farebného gamutu je nižšia ako pri skutočných pixeloch: Aj keď zdieľanie pixelov pridáva zelené pod{0}}pixely, rozostup medzi R/B-pixelmi je stále väčší ako u skutočných pixelov, čo má za následok mierne nižšie pokrytie farebného gamutu (pokrytie sRGB je približne 92 %, zatiaľ čo skutočné pixelové obrazovky nedosahujú približne 98 %), po-spracovaní fotografie).
4.2 Scenár{1}}Sprievodca výberom
1. Scenáre uprednostňujúce skutočné-pixelové pixely:
Ø Základné požiadavky: Vysoká presnosť, vysoká stabilita, dlhodobá-prevádzka;
Ø Typické scenáre: lekárske zobrazovanie (štandard DICOM), veliteľské centrá (operácia 7x24), zobrazenie artefaktov múzea (podrobné{2}}podrobnosti);
Ø Odporúčania pre výber: P0.9-P2.5, balenie COB (malý rozstup) alebo balenie SMD (stredný rozstup), úroveň šedej 16 bitov alebo viac, obnovovacia frekvencia 3840 Hz alebo viac.
2. Scenáre uprednostňujúce virtuálne-pixelové pixely:
Ø Základné požiadavky: Nízke náklady, stredná až veľká vzdialenosť, vizuálne rozlíšenie;
Ø Typické scenáre: Reklama v átriu nákupného centra, vonkajšie veľkoplošné obrazovky, dočasné výstavy;
Ø Odporúčania pre výber: P2.5-P5.9, priestorový virtuálny (RGBG) alebo dočasný virtuálny (high-end), obnovovacia frekvencia väčšia alebo rovná 3840 Hz (aby sa zabránilo blikaniu pri snímaní), algoritmus bikubickej interpolácie.
3. Uprednostnite scenáre zdieľania pixelov: Ø Základné požiadavky: Malá až stredná veľkosť, text blízkeho-rozsahu, vyváženosť nákladov; Ø Typické scenáre: vitríny predajní mobilných telefónov, informačné obrazovky výťahov, reklama v obchodoch; Ø Odporúčania pre výber: P1.8-P2.5, usporiadanie RGBG/RGGB, algoritmus podporuje priemerné zobrazenie + dynamický kontrast, rýchlosť prepínania IC ovládača Menšia alebo rovná 100 ns.
V. Trendy rozvoja priemyselných technológií
S vyspelosťou technológie Mini LED a komercializáciou Micro LED sa tri hlavné technológie neustále opakujú a inovujú:
1. Technológia Real Pixel: Vývoj smerom k "menšiemu rozstupu a vyššej integrácii." Aktuálne COB zabalené skutočné pixely dosiahli P0,4. V budúcnosti je možné dosiahnuť P0,2 alebo nižšie pomocou čipov Micro LED (veľ<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. Technológia virtuálnych pixelov: Vyvíja sa smerom k „dočasnej{1}}virtualizácii priestorovej fúzie“ a znižuje dynamické zdvojenie na 0,3 pixela prostredníctvom hybridného algoritmu „priestorovej interpolácie + časovej zmeny“. V kombinácii s technológiou podsvietenia Mini LED zlepšuje rovnomernosť jasu (menej alebo rovná ±6 %), čím sa prispôsobuje scenárom strednej-až{7}}vysokej{8}}triedy.
3. Technológia zdieľania pixelov: Vývoj smerom k „opätovnému použitiu viacerých{1}}subpixelov“ v budúcnosti rozšíri RGBG na „RGBWG“ (pridaním bielych subpixelov), čím sa ďalej zlepší jas. Súčasne pomocou AI algoritmov vykresľovania v reálnom čase- rieši problém nerovnomernej kvality obrazu na veľkých-obrazovkách, pričom sa prispôsobuje stredne-veľkým scenárom 10 – 50 ㎡.
Stručne povedané, skutočné pixely, virtuálne pixely a technológie zdieľania pixelov nie sú „náhrady“, ale skôr „doplnkové riešenia“ pre rôzne scenáre. Je potrebné vybrať najvhodnejšie technologické riešenie z troch dimenzií: „požiadavky scenára, nákladový rozpočet a-dlhodobá prevádzka a údržba“, aby sa maximalizovala komerčná hodnota a zároveň sa zabezpečila kvalita obrazu.
