Základné pojmy skutočných pixelov a virtuálnych pixelov
V technológii displeja LED sú „skutočné pixely“ a „virtuálne pixely“ dve základné technológie zobrazenia pixelov. Prostredníctvom rôznych logík zloženia pixelov a metód riadenia ovplyvňujú rozlíšenie, cenu a použiteľné scenáre obrazovky. Rozdiely a vlastnosti týchto dvoch sú podrobne analyzované nižšie.
Definícia a charakteristiky skutočných pixelov
Skutočný pixel je fyzicky počítateľný skutočný pixel na obrazovke LED. Každý skutočný pixel môže nezávisle ovládať svoj jas a farbu, čím spoločne vytvára obraz na obrazovke. V skutočnom pixelovom zobrazení existuje zhoda 1:1 medzi fyzickými pixelmi a skutočne zobrazenými pixelmi; počet pixelov na obrazovke určuje množstvo obrazových informácií, ktoré je možné zobraziť.
Body vyžarujúce svetlo-skutočného pixelu sú umiestnené na trubiciach LED a vykazujú súdržnú charakteristiku. Z hľadiska technickej implementácie sa každá z červených, zelených a modrých LED na skutočnom pixelovom displeji v konečnom dôsledku podieľa len na zobrazovaní jedného pixelu, aby sa dosiahol dostatočný jas. Tento dizajn zaisťuje nezávislosť a integritu každého pixelu, vďaka čomu je efekt zobrazenia stabilnejší a spoľahlivejší.
Výhoda skutočného pixelového displeja spočíva v stabilite a konzistencii jeho zobrazovacieho efektu. Keďže každý pixel je ovládaný nezávisle, nedochádza k problémom s miešaním farieb spôsobeným zdieľaním pixelov, takže je obzvlášť vhodný pre aplikácie vyžadujúce-veľmi presné zobrazenie, ako je profesionálna filmová a televízna produkcia a špičkové{2}}komerčné displeje.
Definícia a charakteristika virtuálnych pixelov
Virtuálny pixel je zobrazovacia technika implementovaná pomocou špecifických algoritmov a riadiacich technológií, ktorá umožňuje, aby obrazovka zobrazovala vizuálne efekt vyššieho rozlíšenia ako skutočné fyzické pixely. Jednoducho povedané, pomocou technických prostriedkov „simuluje“ viac pixelov.
Virtuálne pixelové displeje využívajú technológiu LED multiplexovania. Jedna LED dióda môže byť kombinovaná so susednými LED až štyrikrát (horná, spodná, ľavá a pravá), čo umožňuje menej LED diódam zobraziť viac obrazových informácií a dosiahnuť vyššie rozlíšenie. Virtuálne pixely sú rozptýlené, pričom body vyžarujúce svetlo- medzi diódami LED vytvárajú virtuálne obrazové body zmiešaním susedných červených, zelených a modrých podpixelov-.
Jadro virtuálnych pixelov spočíva v kombinácii a distribúcii fyzických pixelov, čo umožňuje, aby obrazovka zobrazovala viac detailov a efektov obrazu ako skutočné pixely. Dokáže zobraziť dva až štyrikrát viac obrazových bodov, ako je skutočných obrazových bodov na displeji. Napríklad, keď sú R, G, B distribuované v pomere 2:1:1, jeden pixel pozostáva z dvoch červených LED diód, jednej zelenej LED a jednej modrej LED, čím je zobrazený obraz štvornásobkom originálu.
Technické princípy a metódy implementácie
Princíp technickej implementácie skutočných pixelov
Technológia skutočných-pixelových displejov LED je založená na tradičných metódach ovládania displeja, pričom jej hlavnou vlastnosťou je pomer 1:1 medzi fyzickými pixelmi a pixelmi displeja. Z hardvérového hľadiska pozostáva LED displej z pixelov zložených z LED diód a súvisiacich riadiacich obvodov, čo umožňuje presné ovládanie jasu a tmavosti každého pixelu na zobrazenie bohatých informácií.
Jadrom LED (Light Emitting Diode) je PN prechod zložený z polovodičov typu P-a N{1}}. Keď sa na prechod PN aplikuje dopredné napätie, elektróny a diery sa na prechode rekombinujú, čím sa uvoľní energia ako fotóny, čím sa vyžaruje svetlo. LED diódy vyrobené z rôznych materiálov vyžarujú rôzne farby svetla; napríklad LED diódy s fosfidom gália (GaP) zvyčajne vyžarujú zelené svetlo, zatiaľ čo LED diódy s arzenidom gália (GaAs) vyžarujú červené svetlo.
Na plnofarebnom{0}}displeji LED sa každý pixel skladá z troch diód LED: červenej, zelenej a modrej. Ovládaním jasu a tmavosti rôznych farebných LED diód v každom pixeli je možné vytvárať bohaté a rozmanité obrázky a videá. Na presné ovládanie jasu a farby každého pixelu na LED displeji je potrebný zodpovedajúci riadiaci obvod. Bežné spôsoby jazdy zahŕňajú statickú jazdu a dynamickú jazdu. Statické riadenie znamená, že každý pixel má svoj vlastný nezávislý riadiaci čip na ovládanie. Táto metóda poskytuje dobré výsledky zobrazenia a jednotný jas, ale obvody sú zložité a náklady sú vysoké. Vo všeobecnosti sa používa v aplikáciách s malým počtom pixelov a extrémne vysokými požiadavkami na kvalitu zobrazenia. Dynamická jazda na druhej strane využíva metódu skenovania, ktorá postupne rozsvecuje rôzne riadky a stĺpce pixelov, pričom využíva perzistenciu videnia v ľudskom oku na zobrazenie úplného obrazu.
Princípy technickej implementácie virtuálnych pixelov
Technológia virtuálnych pixelov je schéma ovládania zobrazenia, ktorá dosahuje ekvivalentné zvýšenie rozlíšenia mapovaním fyzických pixelov na pixely zobrazenia (N=2 alebo 4). Jeho základná technológia spočíva v preusporiadaní LED trubíc medzi fyzickými pixelmi tak, aby vytvorili kombináciu virtuálnych pixelov. Virtuálne pixely využívajú štruktúru distribuovaného svetla-vytvárajúcu virtuálne pixely zmiešaním susedných červených, zelených a modrých podpixelov-.
V konkrétnej implementácii má technológia virtuálnych pixelov niekoľko riešení. Ak si vezmeme štyri{1}}lampovú technológiu vykresľovania dynamických subpixelov RGGB ako príklad, vo fyzickom usporiadaní pixelov tvoria tri subpixely RGB- v každom čiernom ráme úplný pixel na zobrazenie obsahu. Avšak v usporiadaní RGGB so štyrmi-žiarovkami obsahuje každý čierny rám iba jeden pod-pixel. Prostredníctvom pokročilej technológie dynamického vykresľovania sub-pixelov je možné okolité sub{9}}pixely flexibilne vypožičiavať podľa obsahu obrázka, čo umožňuje, aby jeden sub{10}}pixel dosiahol úplné zobrazenie obsahu pixelov.
V porovnaní s fyzickými pixelmi v štvor{0}}svietivkovom usporiadaní RGGB každý (RGB) pixel potrebuje pridať iba jeden sub{1}}pixel (G), aby sa dosiahol 4-násobný nárast efektu zobrazenia. Podobne technológia vykresľovania vertikálnych dynamických subpixelov s troma-svietidlami Delta1-tiež dosahuje vysoké-rozlíšenie vďaka flexibilnému vypožičiavaniu okolitých subpixelov.
Virtuálne pixely možno kategorizovať podľa spôsobu ovládania (softvérové virtuálne vs. hardvérové virtuálne), ich násobiteľa (2x virtuálne vs V schéme virtuálnych pixelov 2R1G1B môže každá dióda zdieľať štyri pixely, čo výrazne zlepšuje rozlíšenie displeja.
Porovnávacia analýza technických charakteristík
Porovnanie efektov zobrazenia
Keďže každý pixel na skutočnom{0}}pixelovom displeji je ovládaný nezávisle, efekt zobrazenia je stabilnejší a presnejší. Pri zobrazení jedného-textu ťahu môže skutočný-pixelový displej zobrazovať čistý text, zatiaľ čo virtuálny-pixelový displej môže zobrazovať nejasný text. Je to preto, že virtuálne pixely využívajú časové-multiplexovanie, ktoré cyklicky skenuje informácie štyroch susedných pixelov, čo môže viesť k menej ostrým detailom hrán.
Čo sa týka farebného výkonu, skutočné{0}}pixelové displeje majú presnejšie a konzistentnejšie farby, pretože každý pixelový subpixel RGB je vyhradený tomuto pixelu. Virtuálne-pixelové displeje dosahujú farby zmiešaním subpixelov susedných pixelov, čo môže za určitých podmienok viesť k farebnej odchýlke alebo podsýtosti.
Z hľadiska zážitku zo sledovania si skutočné-obrazové body zachovávajú dobrú kvalitu zobrazenia pri akejkoľvek vzdialenosti sledovania, pričom optimálna vzdialenosť na sledovanie virtuálnych{1}}pixelov musí byť väčšia ako 2048-násobok fyzického rozstupu pixelov obrazovky monitora. Pri pozorovaní z blízka-obrázky{5}}sa môžu zobrazovať zrnité, najmä okolo statického textu, kde sa môžu objaviť zubaté okraje.
Rovnováha nákladov a výkonu
Skutočné{0}}pixlové displeje sú relatívne drahé, pretože sú potrebné fyzické LED diódy a obvody ovládača. Najmä v-aplikáciách s vysokým rozlíšením sa cena skutočných-pixelových riešení exponenciálne zvyšuje. Technológia virtuálnych pixelov vďaka opätovnému použitiu LED môže poskytnúť vyššie rozlíšenie a čistejšiu kvalitu obrazu s malým alebo žiadnym zvýšením počtu LED, čím sa výrazne znížia náklady.
Z hľadiska výkonu dosahuje technológia virtuálnych pixelov vyššie rozlíšenie a jasnejšie vizuálne efekty pri nižších nákladoch. Pre zákazníkov, ktorí hľadajú LED displeje s vysokým-rozlíšením, vysokým-rozlíšením a nákladovo{3}výhodným rozlíšením, sú virtuálne pixelové displeje vynikajúcim riešením. Najmä v aplikáciách s dlhšími pozorovacími vzdialenosťami sa môže zobrazovací efekt virtuálnych pixelov priblížiť skutočným pixelom, avšak za podstatne nižšiu cenu.
Technológia virtuálnych pixelov má však vlastné obmedzenia v kvalite obrazu; pri vhodných pozorovacích vzdialenostiach je jeho zobrazovací efekt prijateľný. Existujúci výrobcovia majú produkty, ktoré dosahujú takmer{1}}skutočné{2}}obrazové efekty v pixeloch, najmä v situáciách, ako sú konferenčné miestnosti, kancelárie a komerčné aplikácie, kde nie sú vysoké požiadavky na kvalitu zobrazenia zblízka-, kde má technológia virtuálnych pixelov jasnú výhodu.
Aplikačné scenáre a typické prípady
Aplikačné scenáre skutočných-pixelových displejov
Skutočné{0}}pixelové displeje sa vďaka svojmu stabilnému zobrazovaciemu efektu a presným farbám široko používajú v profesionálnych oblastiach s vysokými požiadavkami na kvalitu obrazu:
Luxusné{0}}komerčné displeje:** V luxusných maloobchodných predajniach,{1}}luxusných hoteloch a iných miestach môžu skutočné-pixlové LED displeje zobrazovať presné farby a jemné obrázky, čím zlepšujú imidž značky a zákaznícku skúsenosť. Napríklad 440-metrová-vonkajšia zakrivená LED obrazovka postavená spoločnosťou Visionox v Dubaji pomocou technológie skutočných pixelov sa stala najdlhšou vonkajšou pevnou LED obrazovkou na Blízkom východe a dokonca aj na celom svete.
Filmová produkcia a virtuálne natáčanie:** Filmový a televízny priemysel má mimoriadne vysoké požiadavky na presnosť zobrazenia, takže uprednostňovanou voľbou sú skutočné-obrazové body. Napríklad na „Life Art-imerznej digitálnej výstave kultúry dynastie Mawangdui Han“ v provinciálnom múzeu Hunan spoločnosť Unilumin Technology upravila akusticky priehľadný priestor kupoly s LED diódami s priemerom 15-metrov- pomocou technológie skutočných pixlov, výsledkom čoho sú jasné, jemné obrázky a bohaté, živé farby.
Veľké{0}}miesta podujatí:** Pri veľkých-podujatiach, ako sú športové podujatia a koncerty, potrebujú diváci jasný a stabilný obraz na veľkých obrazovkách. Skutočné-pixelové displeje dokážu splniť potrebu vysokého rozlíšenia aj pri pohľade z diaľky, ako je napríklad obrazovka 490+ štvorcový meter inštalovaná Absenom v medzinárodnom tenisovom centre Jingshan.
Aplikačné scenáre virtuálnych pixelových displejov
Technológia virtuálnych pixelov so svojou vysokou nákladovou{0}efektívnosťou sa široko používa v nasledujúcich oblastiach:
Virtuálne snímanie a technológia XR: Technológia virtuálnych pixelov výrazne znižuje nákladovú bariéru virtuálneho snímania. Napríklad najväčšie svetové samostatné-virtuálne štúdio LED, ktoré spoločne postavili Absen a Bocai Media, má celkovú plochu obrazovky približne 1700 metrov štvorcových a využíva technológiu virtuálnych pixelov na prekonanie globálneho rekordu v počte pixelov na jednej obrazovke so 600 miliónmi pixelov. Táto technológia umožňuje filmovej a televíznej produkcii dosiahnuť revolučný zážitok z „nulovej post{5}}produkcie“ a „čo vidíte, to dostanete“.
Komerčné zobrazovanie strednej{0}}triedy: V nákupných centrách, výstavných halách a pri iných príležitostiach, ktoré si vyžadujú veľké výstavné plochy, no s obmedzeným rozpočtom, môžu virtuálne pixlové obrazovky dosiahnuť efekty s vysokým-rozlíšením pri nižších nákladoch. Napríklad systém a riešenia virtuálneho snímania Unilumin Technology boli aplikované vo viacerých projektoch, ako napríklad Hengdian Studio No. 1 a Beijing Starlight VP Virtual Studio.
* **Vzdelávanie a školenie: Technológia virtuálnych pixelov je tiež široko používaná v sektore vzdelávania. Napríklad spoločnosť Aoto Electronics vybudovala virtuálne strelecké štúdiá pre univerzity, ako je Vysoká škola digitálneho umeleckého priemyslu Hubei University of Technology a Pekinská filmová akadémia, ktoré poskytujú učiteľom a študentom pohodlie pri učení a ovládaní technológie virtuálneho snímania.
Technické parametre a ukazovatele výkonu
Technické parametre reálneho pixelového displeja
Technické parametre skutočného-pixelového displeja zvyčajne zahŕňajú nasledujúce aspekty:
Hustota pixelov: Ide o počet pixelov na jednotku plochy, zvyčajne vyjadrený v bodoch na meter štvorcový (dD/m²). Napríklad skutočný-pixelový displej s fyzickým rozstupom bodov 10 mm má fyzickú hustotu 10 000 bodov na meter štvorcový (m²). Vyššia hustota pixelov má za následok jemnejšie zobrazenie obrazu, ale vyžaduje viac LED diód, čo zvyšuje výrobné náklady.
Jas: Skutočné{0}}pixlové obrazovky majú zvyčajne vysoký jas. Vnútorné obrazovky majú priemer bodu 3-8 mm, zatiaľ čo vonkajšie obrazovky majú rozsah rozstupu bodu PH10-PH37,5. Jas je potrebné upraviť podľa prostredia; vonkajšie svetelné zdroje sú silné, vyžadujú viac ako 5000 cd/m²; vnútorné svetlo je slabšie a vyžaduje len 1800 cd/m².
Úroveň šedej: Odzrkadľuje schopnosť displeja ovládať úrovne jasu. Vysoké odtiene šedej sa široko používajú pri spracovaní obrazu, medicínskom zobrazovaní a iných oblastiach. Typický 14-bitový displej poskytuje 16384 úrovní odtieňov sivej (2^14), pričom rozdeľuje zobrazenie od najtmavších po najjasnejšie na 16384 častí. Vyššia úroveň odtieňov sivej má za následok sýtejšie farby. Kontrastný pomer: Ide o pomer maximálneho jasu obrazovky LED k jasu pozadia pri danej úrovni okolitého osvetlenia. Pre LED displeje sa pre optimálny výkon odporúča kontrastný pomer 5000:1 alebo vyšší. Vysoký kontrastný pomer môže spôsobiť, že obrázky budú živšie, ale príliš vysoké kontrastné pomery môžu viesť k strate detailov obrázka.
Technické parametre obrazovky virtuálneho pixelového displeja
Virtuálne pixelové displeje pri zachovaní základných parametrov dosahujú vylepšenia výkonu prostredníctvom technologickej optimalizácie:
Ekvivalentné rozlíšenie: Počet fyzických pixelov na virtuálnom pixelovom displeji je približne 1 (N=2, 4) násobok počtu pixelov skutočne zobrazených, čo znamená, že dokáže zobraziť 2 až 4-krát viac pixelov ako skutočných pixelov. Napríklad v riešení virtuálnych pixelov 2R1G1B môže každá dióda zdieľať 4 pixely.
Obnovovacia frekvencia: Vysoké obnovovacie frekvencie skracujú čas snímky a zvyšujú obnovovaciu frekvenciu, výsledkom čoho je plynulejšie zobrazenie. Virtuálne pixelové displeje zvyčajne využívajú mimoriadne-vysoké obnovovacie frekvencie 7680 Hz a 1/8 frekvencie skenovania, aby účinne eliminovali blikanie a chvenie pri tradičnej fotografii.
Farebný výkon: Virtuálne pixelové displeje dosahujú plné{0}}farebné zobrazenie prostredníctvom kombinácie troch základných farieb (červená, zelená a modrá). Technológia riadenia opätovného použitia pixelov udržuje skenovaciu frekvenciu nad 240 Hz, aby sa eliminovalo blikanie obrazovky a zároveň sa znížila spotreba energie a náklady, pričom sa prispôsobuje scenárom s vysokým dynamickým rozsahom, ako je napríklad televízne vysielanie.
Kontrola spotreby energie: Technológia virtuálnych pixelov optimalizuje spotrebu energie znížením počtu fyzických LED diód. Priemerná spotreba energie určitej obrazovky s virtuálnymi pixelmi je približne 600 W/m2 a maximálna spotreba energie je menšia alebo rovná 1 000 W/m2, čo je výrazne menej ako pri skutočnej obrazovke s pixelmi.
Priemyselné hodnotenie a trendy vývoja
Odborné hodnotenie dvoch technológií
Odborníci v tomto odvetví ponúkajú objektívne hodnotenia technológií skutočných{0}}pixelov a virtuálnych{1}}pixelov: Carlette uviedla: „S rýchlym vývojom technológie zobrazovania sa dopyt používateľov po produktoch s vyšším-rozlíšením každý deň zvyšuje. Objavenie sa virtuálnych pixelov môže zvýšiť rozlíšenie produktu bez zvyšovania nákladov, čo je výhodné na podporu rozvoja odvetvia s vysokým-rozlíšením.“ Virtuálne pixely sú metódou opätovného použitia pixelov, ktorá môže poskytnúť vyššie rozlíšenie a jasnejšiu kvalitu obrazu bez zvýšenia alebo len o malý počet LED.
Odborníci však upozorňujú aj na obmedzenia technológie virtuálnych pixelov. V dôsledku zdieľania pixelov sa skutočný zobrazovací efekt virtuálnych pixelov s rastúcim virtuálnym zväčšením zhoršuje. Pri pozorovaní z blízka- bude obraz vyzerať zrnitý, najmä statický text, ktorý bude mať zubaté okraje. To znamená, že technológia virtuálnych pixelov nemôže úplne nahradiť skutočné pixely v profesionálnych aplikáciách.
Pokiaľ ide o skutočnú-pixelovú technológiu, odborníci sa domnievajú, že jej výhody v kvalite zobrazenia sú nepopierateľné, najmä v aplikáciách vyššej kategórie. S neustálou optimalizáciou technológie virtuálnych pixelov sa však priepasť medzi nimi zmenšuje. Pri vhodných pozorovacích vzdialenostiach a aplikačných scenároch môžu virtuálne pixely už poskytnúť vizuálny zážitok podobný skutočným pixelom.
Trendy budúceho vývoja
Vývoj technológie LED displejov vykazuje tieto trendy:
Nepretržitá optimalizácia technológie virtuálnych pixelov: V posledných rokoch sa schéma virtuálnych pixelov so štyrmi{0}}svietidlami stáva čoraz bežnejšou. V schéme virtuálnych zelených štyroch-lámp pozostáva každý pixel zo štyroch LED diód: červenej, zelenej, modrej a virtuálnej zelenej. V úplnom zobrazovacom cykle sa každá červená/modrá LED znovu použije štyrikrát a každá zelená/virtuálna zelená LED sa použije dvakrát. V kombinácii so 14-bitovým vysoko presným riadiacim systémom sa kvalita zobrazenia virtuálnych pixelov ešte zlepší.
Rozširujúce sa aplikačné scenáre: Počet LED virtuálnych streleckých štúdií sa rýchlo zvyšuje a dosahuje 41 celoštátne distribuovaných vo viacerých provinciách a mestách vrátane Pekingu, Šanghaja a Guangdongu. S popularizáciou virtuálnej produkcie a 8K videa prechádzajú LED displeje z funkcie jedného displeja na riešenie „priateľské k natáčaniu-“.
Technologická integrácia a inovácie: Neustále sa objavujú inovácie ako inteligentná synchronizačná technológia, optimalizácia optickej štruktúry a adaptívne riadiace systémy. Vývoj systémov úpravy obnovovacej frekvencie, ktoré sa dynamicky zhodujú so snímkovou frekvenciou snímacieho zariadenia, znižuje blikanie spôsobené frekvenčnými rozdielmi; a používanie technológií, ako sú difúzne filmy a mikroštruktúrne povrchové úpravy, znižuje pravdepodobnosť moaré vzorov.
Ďalšia inovácia: Trh sa naďalej rozširuje: Prieskum trhu naznačuje, že veľkosť globálneho trhu Micro LED sa podľa predpokladov zvýši z približne 100 miliónov USD v roku 2020 na viac ako 1 miliardu USD v roku 2025, čo predstavuje zloženú ročnú mieru rastu (CAGR) nad 30 %. Technológia virtuálnych pixelov bude významnou hnacou silou tohto rastu, najmä na spotrebiteľskom trhu.
