S rychlou iterací technologie Mini/Micro LED a zvyšující se segmentací scénářů zobrazení se kvalita obrazu a kontrola nákladů LED displejů staly ústředním bodem průmyslové konkurence. Mezi nimi jsou skutečné pixely, virtuální pixely a technologie sdílení pixelů tři pilíře určující základní výkon displeje a přímo ovlivňující rozlišení produktu, reprodukci barev, spotřebu energie a celkové náklady. Tento článek bude začínat technickou podstatou a kombinuje špičkové-oborové postupy a testovací data, aby poskytl komplexní a{3}}hloubkovou analýzu těchto tří technologií a nabídl profesionálům v oboru kompletní referenční systém od technických principů až po aplikační scénáře.
Technologie Real Pixel: „Srovnávací měřítko kvality obrazu“ vytvořené fyzicky vyzařujícími jednotkami Technologie skutečných pixelů je nejzákladnějším a nejzákladnějším zobrazovacím řešením pro LED displeje. Jeho podstatou je přímo vytvářet obrázky prostřednictvím fyzicky existujících LED korálků (sub-pixelů). Každá pixelová jednotka má nezávislé možnosti řízení jasu a barev a jedná se o „benchmark standard“ pro měření přesnosti kvality obrazu v průmyslu.
Definice a základní vlastnosti
Základní definicí skutečného pixelu je „fyzicky viditelné nezávislé světlo-vyzařující jednotka“, což znamená, že každý pixel na obrazovce displeje se skládá z jednoho nebo více LED korálků (obvykle červených (R), zelených (G) a modrých (B) primárních barevných sub-pixelů) a každá pixelová jednotka dosahuje aktuální regulace prostřednictvím nezávislého řídicího kanálu, bez jakékoli „virtuální komgoritní interpolace:{}hlavní komgoritní body: skutečná pixelová jednotka využívá kombinaci tří -primárních-barevných sub{8}}pixelů „1R1G1B“ (některé špičkové- obrazovky používají „2R1G1B“ ke zvýraznění červeného barevného gamutu). Formy balení sub{14}}pixelů jsou převážně SMD a COB, přičemž balení COB se stává hlavní volbou pro malé{15}}obrazovky skutečných pixelů s roztečí díky menšímu rozestupu korálků LED. 2. Definice klíčových parametrů:
Ø Pixel Spacing (P-hodnota): Vztahuje se na vzdálenost mezi středy dvou sousedních fyzických pixelů (jednotka: mm). Například P2.5 označuje rozteč pixelů 2,5 mm, což je základní indikátor pro měření hustoty pixelů.
Ø Hustota pixelů: Vzorec pro výpočet je „1/(P-hodnota × 10^-3)^2“ (jednotka: body/m²). Například hustota pixelů P2.5 je 1/(0,0025)^2=160 000 bodů/m², což přímo určuje detaily obrázku.
Ø Úrovně šedi: Skutečné pixely podporují 16-bitové (65 536 úrovní) až 24 -bitové (16 777 216 úrovní) stupně šedi. Vyšší úrovně šedé vedou k jemnějším barevným přechodům bez „barevných bloků“ nebo „rozostření“, což je zásadní pro vysoce-přesné scénáře, jako je lékařské zobrazování a sledování. 1.2 Hloubková{13} analýza technických principů Princip fungování skutečných pixelů je založen na „nezávislém řízení + tři{15}}míchání primárních barev{17“. Základní logikou je přesné ovládání proudu každého sub-pixelu přes IC ovladače, aby se upravil poměr tří primárních barev RGB a nakonec se syntetizovala požadovaná barva a jas. 1. Nezávislá architektura řízení: Řídicí systém skutečné pixelové obrazovky přijímá „jeden-to-jeden“ (každý R5}pix{}{23}kanálový design) odpovídá nezávislému kanálu konstantního proudu IC ovladače. Aktuální rozsah nastavení je obvykle 1-20mA (normální scénáře) nebo 20-50mA (scénáře s vysokým-jasem, jako jsou venkovní obrazovky). Tato architektura zajišťuje, že odchylku jasu každého dílčího-pixelu lze ovládat v rozmezí ±3 % a jednotnost jasu daleko převyšuje úroveň virtuálních pixelových řešení. 2. Tři-mechanismus míchání primárních barev: Na základě charakteristik lidského vidění dosahují skutečné pixely pokrytí různých standardů barevného gamutu (jako je sRGB, Rec. subpixely R/G/B. Například podle požadavků filmového barevného gamutu DCI-P3 musí skutečné pixely zvýšit aktuální poměr zelených subpixelů na 50 %-60 % (lidské oko je nejcitlivější na zelenou), červené na 25 %-30 % a modré na 15 %-20 %. Virtuální pixely, spoléhající se na interpolaci, nemohou dosáhnout tak přesného řízení poměru.
3. Výhoda bez interpolace: Reálné pixely nevyžadují žádnou interpolaci softwarovým algoritmem; obraz je přímo složen z fyzických pixelů. U dynamických snímků tedy nedochází k „duchům“ nebo „rozostření“. Rychlost dynamické odezvy závisí pouze na rychlosti přepínání IC ovladače (obvykle 50-100ns), mnohem rychlejší než odezva virtuálních pixelů na úrovni milisekund.
1.3 Typické aplikační scénáře a logika výběru Vzhledem ke svým charakteristikám „vysoké stability a vysoké přesnosti“ se technologie skutečných{1}}pixelů používá hlavně ve scénářích s přísnými požadavky na kvalitu obrazu a bez prostoru pro kompromisy v nákladech. Konkrétní výběr by měl vzít v úvahu tři rozměry: vzdálenost zobrazení, obsah zobrazení a průmyslové standardy:
Vysoce přesné profesionální scénáře:
Ø Command Center Dispatch: Vyžaduje nepřetržitý provoz 24/7, MTBF (střední doba mezi poruchami) větší nebo rovna 50 000 hodinám a žádné rozmazání pohybu v dynamických snímcích. Obvykle je vybrána obrazovka P0.7-P1.25 s reálnými pixely.
2. Zavřete-Scénáře zobrazení rozsahu:
Ø Konferenční místnosti/přednáškové sály: Pozorovací vzdálenost je obvykle 2-5 metrů. Text (jako jsou dokumenty PPT) musí být čistý a bez zubatých okrajů. Je vybrána obrazovka s reálnými pixely P1.25-P2.5.
Ø Muzejní vitríny: Vyžaduje reprodukci detailů artefaktů (jako jsou kaligrafie, malby a bronzové textury). Pozorovací vzdálenost je 1-3 metry. Je vybrána obrazovka P1.25-P1.8 s reálnými pixely. 1.4 Výkonnostní výhody a technická omezení
1.4.1 Základní výhody
Ø Stabilita kvality obrazu nejvyšší{0}}úrovně: Žádná závislost na interpolaci algoritmu, žádné zkreslení statických/dynamických obrazů, rovnoměrnost jasu menší nebo rovna ±5 % (balení COB menší nebo rovno ±3 %), reprodukce barev větší nebo rovna 95 % (sRGB), nastavení průmyslového standardu kvality obrazu;
Ø Vysoká dlouhodobá- provozní spolehlivost: Nezávislá architektura ovladače snižuje dopad selhání jednoho integrovaného obvodu na celkový obraz a odstraňuje problém „stárnutí algoritmu“ virtuálních pixelů (jako je snížená přesnost interpolace po dlouhodobém-provozu);
Ø Přizpůsobitelné obsahu s vysokým dynamickým rozsahem: Podporuje dynamické snímkové frekvence Vyšší nebo rovné 60 snímkům za sekundu a obnovovací frekvence může snadno dosáhnout 7680 Hz (což odpovídá potřebám profesionálního fotografování), bez zdvojení obrazu v rychle-pohybujících se scénách (jako jsou živé závodní přenosy). 1.4.2 Hlavní omezení
Ø Obtížnost kontroly vysokých nákladů: Základní náklady na skutečné-pixelové displeje pocházejí z „LED čipů + IC ovladače + karty přijímače“. Vezmeme-li jako příklad displej s úhlopříčkou 100 ㎡, počet čipů LED použitých na skutečné obrazovce P1.2-pixelů je 1/(0,0012)^2×100≈69 444 444 (přibližně 69,44 milionů čipů), což je 4,3krát více než u čipu 16pixelů{1001P2 Za předpokladu nákladů 0,1 juanu na LED čip je rozdíl v nákladech 5,34 milionu juanů. Obrazovka P1.2 současně vyžaduje více řídicích kanálů (32 řídicích IC kanálů na metr čtvereční ve srovnání s pouze 16 kanály u P2.5) a počet použitých karet přijímače se také zdvojnásobil, což má za následek komplexní náklady, které jsou 2,5–3krát vyšší než u P2.5.
Ø Fyzická hustota pixelů omezená balením: V současné době je minimální skutečná{0}}rozteč pixelů pro SMD balení P0,9 a COB balení může dosáhnout P0,4. Menší rozteče (např. pod P0,3) jsou však omezeny velikostí LED čipu, což ztěžuje další průlomy. Ø Relativně vysoká spotřeba energie: Vzhledem k vysoké hustotě LED korálků je spotřeba skutečné pixelové obrazovky obvykle o 30%-50% vyšší než u virtuální pixelové obrazovky, což klade vyšší nároky na napájecí systém velkých venkovních obrazovek.
Technologie virtuálních pixelů: cena-vyvážení kvality obrazu dosažené algoritmickou interpolací
Technologie virtuálních pixelů je inovativní řešení vytvořené pro řešení problémů s „vysokou cenou a nízkou hustotou“ fyzických pixelů. Jeho jádrem je pomocí softwarových algoritmů generovat body vyzařující virtuální světlo-v mezerách mezi fyzickými pixely, čímž se zlepšuje vizuální rozlišení bez zvýšení počtu fyzických LED. Je to preferovaná technologie pro „nákladovou-efektivitu na prvním místě“ ve scénářích nízkého-až{5}}středního-rozsahu.
2.1 Definice a základní charakteristiky Základní definicí virtuálních pixelů jsou „algoritmy-vytvářené vizuální virtuální body“. To znamená, že některé pixely na obrazovce nejsou složeny z fyzických LED, ale spíše „oklamou“ mozek tím, že překryjí jas sousedních fyzických pixelů a střídají jejich čas, využívající vlastnosti lidského vidění k vytvoření vizuálního vjemu „s vyšším rozlišením“.
Ø Technická podstata: Virtuální pixely nemění počet ani uspořádání fyzických pixelů; pouze optimalizují vizuální efekt pomocí algoritmů. Proto je rozdíl mezi jejich „skutečným rozlišením“ (fyzická hustota pixelů) a „vizuálním rozlišením“ (hustota virtuálních pixelů). Například obrazovka s fyzickými pixely P2,5 může dosáhnout efektu „vizuálního P1,25“ prostřednictvím virtuální technologie, ale skutečná fyzická hustota je stále 160 000 bodů/m².
Ø Klasifikace jádra: Na základě různých metod implementace jsou virtuální pixely rozděleny do dvou hlavních kategorií: „prostorové virtuální“ a „dočasné virtuální“. V současné době je hlavním proudem v tomto odvětví „prostorové virtuální“ (tvoří přes 80 %). Temporal virtual se vzhledem ke svým vysokým hardwarovým nárokům používá pouze ve špičkových-virtuálních obrazovkách (jako jsou malá studia). 2.2-Hloubková analýza technických principů Princip fungování virtuálních pixelů je založen na „vizuální iluzi + algoritmické interpolaci“. Virtuální body jsou generovány prostřednictvím dvou hlavních cest. Technická logika a kvalita obrazu se u různých cest výrazně liší.
2.2.1 Prostorová virtuální technologie (hlavní řešení) Prostorová virtuální technologie využívá „směšování jasu sousedních fyzických pixelů“ ke generování virtuálních bodů mezi fyzickými pixely. Jádrem je výpočet jasových vah sousedních pixelů pomocí algoritmů pro dosažení syntézy barev virtuálních bodů. 1. Typické řešení: RGBG Čtyři-Virtuální uspořádání světla (nejrozšířenější v průmyslu) Tradiční fyzické pixely jsou uspořádány do jednotného vzoru „RGB-RGB“, zatímco virtuální řešení RGBG mění uspořádání na „RGB-G-RGB-G“, to znamená přidání jednoho zeleného sub-pixelu mezi každé dva fyzické pixely RGB, čímž vznikne jednotková struktura „1R1G1B+1G“. V tomto okamžiku algoritmus kombinuje R a B sub{14}}pixely dvou sousedních fyzických pixelů s prostředním G sub{15}}pixelem, aby vygeneroval čtyři virtuální pixely (jak je znázorněno na obrázku níže): a. Virtuální pixel 1: Složený z R, G a B fyzického pixelu A (základní skutečný pixel); b. Virtuální pixel 2: Složený z R fyzického pixelu A, středního G a B fyzického pixelu B (interpolovaný virtuální bod); C. Virtuální pixel 3: Složený z R fyzického pixelu B, středního G a B fyzického pixelu A (interpolovaný virtuální bod); d. Virtuální pixel 4: Složený z R, G a B fyzického pixelu B (základní skutečný pixel); Tímto způsobem lze teoretické rozlišení zlepšit 2krát (někteří výrobci uvádějí 4krát, ale ve skutečnosti je to 2-násobné zvýšení vizuálního rozlišení, zatímco fyzické rozlišení zůstává nezměněno) a díky přidání zeleného subpixelu se vnímaný jas zlepší o 15%-20% (v souladu s charakteristikami lidského vidění: Typ obrazu závisí na přesnosti virtuálního interpolu). 2. interpolační algoritmus. V současné době se hlavní algoritmy dělí do dvou kategorií: a. Bilineární interpolace: Vypočítá průměrný jas 4 sousedních fyzických pixelů pro generování virtuálních bodů. Algoritmus je jednoduchý a výpočetně nenáročný, ale okraje jsou rozmazané (tahy textu jsou náchylné k „rozmazaným okrajům“); b. Bikubická interpolace: Vypočítává váhy jasu 16 sousedních fyzických pixelů pro generování virtuálních bodů. Kvalita obrazu je jemnější (rozostření hran je sníženo o 40 %), ale vyžaduje výkonnější hlavní řídicí čip, což zvyšuje náklady o 10 až 15 %.
2.2.2 Technologie dočasné virtualizace (špičkové-řešení) Dočasná virtualizace využívá efekt „perzistence vidění“ lidského oka. Rychlým přepínáním jasu různých fyzických pixelů se generují virtuální body jejich překrýváním v časové dimenzi. Jádrem je „rozdělení snímků + vysoko{5}}frekvence obnovování“. Ø Technická logika: Úplný snímek snímku je rozdělen na N „pod{7}}obrázků“ (obvykle N=4-8). Každý dílčí obrázek{10}} osvětluje pouze část fyzických pixelů. Tyto dílčí{12}}obrazy se na displeji rychle střídají prostřednictvím vysoké{13}}frekvence obnovovací frekvence (větší nebo rovna 3840 Hz). Díky vizuální stálosti vnímá lidské oko tyto dílčí-obrazy jako jeden snímek s „vysokým-rozlišením“. Například, když N=6, snímek je rozdělen na 6 dílčích-obrázků, z nichž každý osvětluje jinou oblast fyzických pixelů, což nakonec vede k 35 virtuálním pixelům (daleko překračuje 4 virtuální pixely v prostorovém zobrazení).
Ø Hardwarové požadavky: Virtualizace založená na čase- vyžaduje displej podporující obnovovací frekvenci větší nebo rovnou 7640 Hz (aby byly splněny požadavky na snímání dynamických scén s rychlostí 60 snímků za sekundu a aby kamera nezachytila přechody pod-obrazů) a IC ovladače musí mít schopnost „rychlého přepínání proudu“; jinak dojde k jevu „blikání“ nebo „střídavého jasu“.
2.3 Typické aplikační scénáře a logika výběru Základními výhodami technologie virtuálních pixelů jsou „nízká cena a vysoké vizuální rozlišení“. Proto se používá hlavně ve scénářích, kde "sledování je na střední až dlouhou vzdálenost, náklady jsou citlivé a požadavky na přesnost textu nejsou vysoké." Výběr by se měl zaměřit na „shodu mezi pozorovací vzdáleností a vizuálním rozlišením“:
Scénáře reklamy na střední až dlouhé vzdálenosti:
Ø Atria/venkovní reklamní obrazovky nákupního centra: Pozorovací vzdálenost je obvykle 5-15 metrů. Nejsou vyžadovány extrémní detaily a je nutná kontrola nákladů. Je vybrána prostorová virtuální obrazovka P2.5-P3.9 (např. 50㎡ atriová obrazovka v nákupním centru používá virtuální řešení P2.5 RGBG s vizuálním rozlišením ekvivalentním P1.25. Na vzdálenost 8 metrů se kvalita obrazu blíží kvalitě skutečné pixelové obrazovky P1.5, ale náklady jsou sníženy z 8 milionů reklam na 60 % a počet LED je o 60 % nižší). Ø Velké obrazovky v dopravních uzlech (jako jsou vysokorychlostní železniční stanice a letiště): Pozorovací vzdálenost je 10-20 metrů. Je třeba zobrazit velký text (například „Ticket Gate A1“) a dynamická videa. P3.9-Jsou vybrány virtuální obrazovky P5.0 (300㎡ virtuální obrazovka P4.8 na vysokorychlostní{41}}železniční stanici s obnovovací frekvencí 3840Hz, na vzdálenost 15 metrů, čistota textu splňuje požadavky na rozpoznávání a cena je o 1,2 milionu juanů levnější než skutečná obrazovka o velikosti 29 pixelů{4} Scénáře zábavy: Ø Pokoje/bary KTV: K vytvoření atmosféry vyžadují barvy s vysokou sytostí (jako je červená a modrá); pozorovací vzdálenost 3-5 metrů; nízké požadavky na přesnost textu (pouze názvy skladeb a texty); Doporučují se virtuální obrazovky P2.5-P3.0 (řetězec KTV používá virtuální obrazovky P2.5; každá místnost má 5 ㎡, což ušetří 3000 juanů ve srovnání s obrazovkami s plnými pixely a algoritmus zvyšuje jas červené barvy o 20 %, čímž splňuje vizuální potřeby scénářů zábavy); Ø Malá studia (neprofesionální): Vyžadují „vysoké vizuální rozlišení“ pro zlepšení kvality obrazu; omezený rozpočet; Doporučují se časově založené virtuální obrazovky P2.0 (časová virtuální obrazovka 15㎡ P2.0 místní televizní stanice, obnovovací frekvence 7680 Hz, vizuální rozlišení ekvivalentní P1.0, splňující potřeby natáčení do 10 metrů, stojí o 60 % méně než obrazovky s plnými pixely P1.0). 3. Dočasná nastavení obrazovky/krátká období použití (příklady 1-3) dní), vyžadující rychlé nasazení a kontrolovatelné náklady. Jsou vybrány virtuální obrazovky P3.9-P5.9 (200㎡ virtuální obrazovka P4.8 na výstavě měla nájemné pouze 50 % skutečné obrazovky s pixely a doba nastavení byla zkrácena o 30 %. Vzhledem k pozorovacím vzdálenostem přesahujícím 8 metrů nebyl žádný významný rozdíl v kvalitě obrazu).
Výkonnostní výhody a technická omezení
2.4.1 Základní výhody
Ø Významná cenová výhoda: Při stejném vizuálním rozlišení využívají virtuální pixelové obrazovky o 30 %-50 % méně LED než skutečné pixelové obrazovky (RGBG řešení snižuje využití LED o 25 %, časově založené virtuální řešení o 50 %) a počet IC ovladačů a karet přijímače je snížen o 20-40 %. Vezmeme-li jako příklad 100㎡ obrazovku s vizuálním rozlišením P1.25, celkové náklady na virtuální obrazovku (fyzická P2.5) jsou přibližně 800 000 juanů, zatímco cena za fyzickou obrazovku s pixely (P1.25) je přibližně 1,5 milionu juanů, což představuje 47% snížení nákladů.
Ø Flexibilní a nastavitelné vizuální rozlišení: Hustotu virtuálních pixelů lze upravit podle požadavků scény pomocí algoritmů. Například fyzickou obrazovku P2.5 lze přepnout na „vizuální P1.25“ nebo „vizuální P1.67“, aby se přizpůsobila různým vzdálenostem sledování (např. v nákupních centrech se vizuální rozlišení P1.25 používá během dne, když je pozorovací vzdálenost velká; v noci, když je pozorovací vzdálenost blízko, se P1.67 přepne, aby se zabránilo rozmazání).
Ø Nižší spotřeba energie: Díky sníženému počtu LED je spotřeba energie obrazovky s virtuálními pixely obvykle o 30 %{2}}40 % nižší než u fyzické obrazovky s pixely se stejným vizuálním rozlišením, takže je vhodná pro dlouhodobý provoz velkých venkovních obrazovek. 2.4.2 Hlavní omezení
Ø Dynamické obrázky jsou náchylné k rozmazání: Vzhledem k tomu, že se spoléhá na interpolaci mezi sousedními pixely, aktualizace jasu virtuálních bodů zaostává za aktualizací jasu fyzických pixelů v dynamických obrázcích (jako je video s rychlostí 60 snímků za sekundu), což snadno vede k „duchům“ (testovací údaje ukazují, že délka „duchů“ na virtuální obrazovce P2.5 při 60 snímcích za sekundu je asi 0,8 pixelu na fyzické obrazovce, 0,8 pixelu). ačkoli virtualizace založená na čase to může zlepšit, vyžaduje obnovovací frekvenci větší nebo rovnou 7640 Hz, což zvyšuje náklady o 20 %;
Ø Nedostatečná přesnost zobrazení textu: Okraje textu virtuálních pixelů jsou generovány interpolací, chybí jim „tvrdé okraje“ fyzických pixelů, což vede ke snížení jasnosti textu. Skutečné testování ukazuje, že srozumitelnost textu zobrazeného na virtuální obrazovce P2.5 na vzdálenost 2 metrů je ekvivalentní pouze čistotě textu na skutečné obrazovce P4.8-pixelů (tahy textu jsou zubaté a malá písma menší nebo rovna 12 jsou obtížně čitelná), což není vhodné pro kancelářské scénáře-textu{{7}na blízko;
Ø Odchylka stejnoměrnosti barevného gamutu a jasu: Přestože prostorové virtuální uspořádání RGBG zvětšuje zelené dílčí-pixely, zvětšuje se vzdálenost mezi červenými a modrými dílčími-pixely, což má za následek odchylku stejnoměrnosti barev, která je 1-2krát vyšší než u skutečné-obrazovky; během čas{6}}přepínání obrazu virtuálního faktoru může kolísání jasu dosáhnout ±10 %, což snadno způsobí „blikání“ (zejména v situacích s nízkým jasem);
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), virtuální obrazy-založené na čase se budou překrývat, což výrazně sníží kvalitu obrazu.
Technologie sdílení pixelů: „Řešení přesné optimalizace“ prostřednictvím spolupráce hardwaru a algoritmů
Technologie sdílení pixelů je „kompromisním řešením“ mezi skutečnými a virtuálními pixely. Jeho jádrem je umožnit několika virtuálním pixelům znovu použít řídicí kanál a jednotku vyzařující světlo{1}} stejného fyzického pixelu prostřednictvím optimalizace uspořádání hardwaru a upgradů softwarových algoritmů. Tím se maximalizuje snížení nákladů při zachování určité kvality obrazu, což z něj činí „optimální řešení“ pro scénáře s malou-velikostí a vysokou-informací-.
3.1 Definice a základní funkce
Základní definice sdílení pixelů je „fyzické opětovné použití pixelů + optimalizace algoritmu“. To znamená zvýšit počet klíčových sub{2}}pixelů (např. zelených) změnou uspořádání LED (úroveň hardwaru) a současně používat algoritmy, které umožňují více virtuálním pixelům sdílet zdroje řízení stejného fyzického pixelu (jako jsou aktuální kanály a kolíky IC), čímž se dosáhne dvojího cíle „zlepšení rozlišení + kontrola nákladů“. Ø Technická podstata: Sdílení pixelů není jen „upgrade virtuálních pixelů“, ale kombinace „rekonstrukce hardwaru + iterace algoritmu“-změny uspořádání sub-pixelů na hardwarové úrovni (např. RGB→RGBG→RGGB) a optimalizace hmotnosti jasu a doostření hran virtuálních bodů, dosažení konečné kvality obrazu a nižších nákladů než u virtuálních pixelů na úrovni reálného algoritmu pixelů."
Ø Rozdíl jádra: Ve srovnání s virtuálními pixely je „opětovné použití“ sdílení pixelů „opětovné použití{0}}hardwarové úrovně“ (spíše než jednoduchá interpolace algoritmu). Například v uspořádání RGBG střední zelený sub-pixel slouží nejen sousedním fyzickým pixelům, ale také poskytuje podporu jasu pro 2–3 virtuální pixely, sdílí stejný řídicí kanál a snižuje využití IC. Ve srovnání se skutečnými pixely má sdílení pixelů stále virtuální body, ale prostřednictvím optimalizace hardwarového uspořádání lze odchylku jasu mezi virtuálními a fyzickými body ovládat v rozmezí ±5 % (virtuální pixely jsou obvykle ±10 %).
Hloubková analýza technických principů{{0}
Princip fungování sdílení pixelů se skládá ze dvou hlavních modulů: „rekonstrukce uspořádání hardwaru“ a „optimalizace softwarového algoritmu“, které spolupracují na dosažení rovnováhy mezi kvalitou obrazu a cenou. 3.2.1 Rekonstrukce uspořádání hardwaru (Základní jádro) Jádrem hardwarové úrovně je „optimalizace uspořádání subpixelů a zvýšení hustoty klíčových subpixelů“. Změnou tradičního jednotného uspořádání RGB se zvýší hustota barvy, na kterou je lidské oko citlivé (zelená), a zároveň se sníží počet řídicích kanálů. Konkrétně existují dvě hlavní řešení: 1. Schéma uspořádání RGBG (nejpoužívanější): Tradiční uspořádání „RGB-RGB“ se změní na „RGB-G-RGB-G“, to znamená, že mezi každé dva fyzické pixelové jednotky RGB je přidán nezávislý zelený subpixel, aby se vytvořila opakující se jednotka „{1G1}}“. V tomto okamžiku patří střední zelený sub{13}}pixel nejen své vlastní fyzické jednotce, ale také poskytuje podporu zeleného jasu pro virtuální pixely dvou jednotek RGB vlevo a vpravo (tj. „1G sub{17}}pixel slouží 3 pixelovým jednotkám“), čímž dochází k hardwarovému opětovnému využití zeleného sub{19}}pixelu; současně je řídící kanál navržen jako „nezávislé R/B kanály, sdílené G kanály“, což znamená, že 2 jednotky RGB sdílejí 1 G řídící kanál, což snižuje využití kanálu G ovladače IC o 50 % (např. na obrazovce 100㎡ P2.5 RGBG je využití kanálu G sníženo z 2,28 milionů skutečných pixelů na 1,14} milionů schémat 9 RG){{GBG (High-řešení): Uspořádání je dále optimalizováno na „RG-GB-RG-GB“, což znamená, že každá jednotka obsahuje „1R1G“ a „1G1B“, čímž se hustota zelených sub-pixelů zvyšuje na dvojnásobek oproti červené/modré (hustota R/G/B je ve skutečných pixelech stejná). Toto uspořádání lépe odpovídá citlivosti lidského oka na zelenou a zlepšuje reprodukci barev o 10 %-15 % ve srovnání s RGBG (přibližující se úrovni skutečných pixelů). Současně se může pochlubit vyšší mírou opětovného použití řídicího kanálu – každé čtyři virtuální pixely sdílejí jeden G kanál, což snižuje využití IC o 25 % ve srovnání s řešením RGBG.
3.2.2 Optimalizace softwarového algoritmu (zajištění kvality obrazu) Jádrem algoritmu sdílení pixelů je „eliminace odchylek virtuálních bodů a zlepšení srozumitelnosti textu“. Řeší inherentní bolestivé body virtuálních pixelů pomocí tří klíčových algoritmů: 1. Algoritmus průměrného zobrazení (zástupný výrobce: Carlette): Tento algoritmus provádí „výpočet váženého průměru“ jasu fyzických pixelů obklopujících každý virtuální pixel, přičemž řídí odchylku jasu mezi virtuálními a fyzickými body v rozmezí ±3 %. Například při zobrazování textu algoritmus identifikuje virtuální body na okrajích textu a zvýší jejich jasovou váhu (o 5 %-8 % vyšší než u fyzických bodů), aby vyrovnal rozmazání okrajů. Skutečné testování ukazuje, že na vzdálenost 1,5 metru je jasnost textu na obrazovce pro sdílení pixelů P2.0 ekvivalentní obrazovce se skutečnými pixely P2.5 (tradiční virtuální pixely jsou ekvivalentní pouze s P4.0); 2. Algoritmus dynamického kontrastu (zástupný výrobce: Nova): Analyzuje obsah obrazu v reálném čase, snižuje jas virtuálních bodů v tmavých oblastech a zvyšuje jas virtuálních bodů ve světlých oblastech pro zvýšení kontrastu obrazu. Například při zobrazení textu na tmavém pozadí algoritmus sníží jas virtuálních bodů na pozadí a zároveň zvýší jas virtuálních bodů textu, čímž text „vynikne“ a zabrání jeho prolnutí s pozadím.
3. Algoritmus kompenzace subpixelů: Algoritmus řeší problém velkých rozestupů subpixelů R/B v uspořádáních RGBG/RGGB a snižuje barevnou odchylku prostřednictvím „kompenzace jasu sousedních subpixelů R/B“. Například při zobrazování červených oblastí algoritmus zvýší jas R subpixelů v sousedních fyzických pixelech, čímž vyplní „barevné mezery“ způsobené nadměrným rozestupem R subpixelů, čímž se červená oblast stane jednotnější.
Typické aplikační scénáře a logika výběru
Technologie sdílení pixelů se díky svým vlastnostem „dobré malé{0}}přizpůsobivosti velikosti, vysoké hustotě informací a kontrolovatelným nákladům“ používá hlavně ve scénářích s „malými až středními velikostmi, zobrazením na blízko-a určitými požadavky na přesnost textu“. Výběr by měl vzít v úvahu „velikost obrazovky, obsah displeje a požadavky na spotřebu energie“.
1. Malé a středně velké-scénáře komerčních displejů: Ø Obrazovky prodejen mobilních telefonů: Velikost obrazovky je obvykle 3–8㎡, pozorovací vzdálenost 1–3 metry. Musí zobrazovat specifikace telefonu (malé písmo) a obrázky produktů. Doporučuje se sdílená obrazovka P2.0-P2.5 (obchod značky mobilních telefonů používá sdílenou obrazovku 5㎡ P2.0 RGGB pixelů, která zvyšuje hustotu informací o 40 % ve srovnání s obrazovkou P2.5 pixelů stejné velikosti a může současně zobrazovat specifikace pro 8 mobilních telefonů; text zůstává čistý a nerozmazaný na vzdálenost 1,5 metru).
Ø Reklamní obrazovky ve večerce: Velikost 1-3㎡, pozorovací vzdálenost 2-5 metrů. Musí zobrazovat ceny produktů (malé písmo) a propagační informace. Doporučuje se sdílená obrazovka P2.5-P3.0 pixel (obchod se smíšeným zbožím používá 1000 2㎡ sdílené obrazovky P2.5 pixelů, které jsou o 35 % levnější a spotřebovávají o 40 % méně energie než pixelová obrazovka, vhodné pro 24-hodinový provoz). 2. Vnitřní informace o displeji Scénáře: 2『1{5 Velikost displeje: Ø 0} Dotazy displeje: Ø Ø 0} pozorovací vzdálenost 3-5 metrů, potřebuje zobrazit číslo fronty (velké písmo) a servisní výzvy (malé písmo), pomocí sdílené obrazovky P2.0-P2,5 pixelu (pobočka banky používá sdílenou obrazovku 1,5㎡ P2.0 pixelů, číslo fronty je jasně viditelné na vzdálenost 5 metrů, malé písmo lze rozpoznat při úspoře 5 % při servisních výzvách ve srovnání s 2 pixely obrazovka). 3. Scénáře s nízkou spotřebou energie: Ø Venkovní malé obrazovky (např. obrazovky autobusových zastávek): Velikost 2–5㎡, vyžadují solární energii, spotřeba energie 100 W/㎡ nebo rovna 100 W/㎡, pomocí sdílených obrazovek P2,5–P3,9 (100 3㎡ 0W/8 pixelů na sdílené zastávce ve městě, spotřeba P3,0 pixelů na sdílené obrazovce ve městě o 50 % nižší než u skutečných pixelových obrazovek a mohou být zcela napájeny solární energií bez externí elektrické sítě); 3.4 Výkonnostní výhody a technická omezení 3.4.1 Základní výhody Ø Optimální rovnováha mezi cenou a kvalitou obrazu: Náklady na sdílení pixelů jsou o 40 % až 60 % nižší než u skutečných pixelů (100㎡ Sdílená obrazovka s pixely P2.0 stojí asi 600 000 yuanů, zatímco skutečná obrazovka s pixely stojí asi 1 milion pixelů než virtuálních pixelů je o 3 % lepší) a kvalita textu 0 % yuanů je lepší. jasnost je ekvivalentní skutečné pixelové obrazovce s fyzickou hodnotou P o 0,5 menší než její vlastní, například sdílení pixelů P2.0 je ekvivalentní skutečným pixelům P2,5, což z ní činí „krále nákladové efektivity“ pro malé a středně velké scénáře; Ø Vysoká hustota informací: Díky optimalizaci hardwarového uspořádání je hustota subpixelů sdílení pixelů (zejména zelených) o 25 % až 50 % vyšší než u virtuálních pixelů, což má za následek vyšší kapacitu přenosu informací. Například obrazovka sdílení 5㎡ P2.0 pixelů může zobrazit 12 řádků textu (25 znaků na řádek), zatímco virtuální obrazovka P2.0 stejné velikosti zobrazuje pouze 8 řádků (20 znaků na řádek), což zvyšuje hustotu informací o 87,5 %;
Ø Dobrá kompatibilita hardwaru: Sdílení pixelů nevyžaduje speciální špičkové{0}}hlavní řídicí čipy; konvenční hlavní řídicí čipy jej mohou podporovat a je kompatibilní s balíčky SMD i COB (obrazovky pro sdílení pixelů COB-mají lepší rovnoměrnost jasu, menší nebo rovno ±4 %), a přizpůsobují se různým požadavkům scénáře;
Ø Vyvážená spotřeba energie a spolehlivost: Počet použitých LED je o 30 % až 40 % nižší než u skutečných pixelů a spotřeba energie je o 30 % až 50 % nižší než u skutečných pixelů. Zároveň se díky vysoké míře opětovného použití kanálů jednotky snižuje počet integrovaných obvodů, což má za následek o 20 % nižší míru selhání než u obrazovek virtuálních pixelů. 3.4.2 Hlavní omezení
Ø Závislost na konkrétním hardwarovém uspořádání: Jádrem sdílení pixelů je hardwarové uspořádání (jako RGBG/RGGB). Tradiční displeje s uspořádáním RGB nemohou dosáhnout sdílení pixelů prostřednictvím upgradů softwaru, což vyžaduje přepracování desky PCB a montážního procesu LED, což vede ke zvýšeným nákladům na přizpůsobení.
Ø Špatná adaptabilita na velké-scénáře: Optimalizace algoritmu sdílení pixelů je určena hlavně pro malé-obrazovky (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), kvůli velkému počtu fyzických pixelů se výpočetní zatížení algoritmu exponenciálně zvyšuje, což snadno vede k „zasekávání“ nebo „nerovnoměrné kvalitě obrazu“.
Ø Dynamická odezva omezená IC: Virtuální pixely sdílení pixelů závisí na řídících kanálech fyzických pixelů. Pokud je rychlost přepínání řídicího IC nedostatečná, aktualizace jasu virtuálních bodů v dynamických obrázcích se zpozdí, což má za následek "duchy".
Ø Horní limit barevného gamutu je nižší než u skutečných pixelů: I když sdílení pixelů přidává zelené sub{0}}pixely, rozteč subpixelů R/B{1}} je stále větší než u skutečných pixelů, což vede k mírně nižšímu pokrytí barevné škály (pokrytí sRGB je asi 92 %, zatímco skutečné pixelové obrazovky nedosahují asi 98 %), post-zpracování fotografie).
4.2 Průvodce výběrem podle scénářů{1}
1. Scénáře upřednostňující skutečné-pixelové pixely:
Ø Základní požadavky: Vysoká přesnost, vysoká stabilita, dlouhodobý-provoz;
Ø Typické scénáře: lékařské zobrazování (standard DICOM), velitelská centra (provoz 7x24), zobrazení artefaktů muzea (-blízko detailů);
Ø Doporučení pro výběr: P0.9-P2.5, balení COB (malá rozteč) nebo balení SMD (střední rozteč), úroveň šedi Vyšší nebo rovna 16 bitů, obnovovací frekvence Vyšší nebo rovna 3840 Hz.
2. Scénáře upřednostňující virtuální-pixelové pixely:
Ø Základní požadavky: Nízká cena, střední až velká vzdálenost, vizuální rozlišení;
Ø Typické scénáře: Reklama v atriu nákupního centra, venkovní velkoplošné obrazovky, dočasné výstavní prostory;
Ø Doporučení pro výběr: P2.5-P5.9, prostorový virtuální (RGBG) nebo dočasný virtuální (high-end), obnovovací frekvence větší nebo rovna 3840 Hz (aby se zabránilo blikání při fotografování), algoritmus bikubické interpolace.
3. Upřednostněte scénáře sdílení pixelů: Ø Základní požadavky: Malá až střední velikost, text blízkého-rozsahu, vyváženost nákladů; Ø Typické scénáře: vitríny obchodů s mobilními telefony, informační obrazovky výtahů, reklama v obchodech; Ø Doporučení pro výběr: P1.8-P2.5, uspořádání RGBG/RGGB, algoritmus podporuje průměrné zobrazení + dynamický kontrast, rychlost přepínání IC ovladače menší nebo rovna 100 ns.
V. Trendy rozvoje průmyslových technologií
S vyspělostí technologie Mini LED a komercializací Micro LED se tři hlavní technologie neustále opakují a modernizují:
1. Technologie Real Pixel: Vývoj směrem k „menší rozteči a vyšší integraci“. V současné době dosáhly skutečné pixely zabalené v COB P0,4. V budoucnu lze P0,2 nebo nižší dosáhnout pomocí čipů Micro LED (velikost<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. Technologie virtuálních pixelů: Vyvíjející se směrem k „dočasné-virtualizaci prostorové fúze“ snižuje dynamický duch na 0,3 pixelu pomocí hybridního algoritmu „prostorové interpolace + časové alternace“. V kombinaci s technologií podsvícení Mini LED zlepšuje rovnoměrnost jasu (méně než nebo se rovná ±6 %) a přizpůsobuje se scénářům střední-až{7}}vysoké{8}} třídy.
3. Technologie sdílení pixelů: Vývoj směrem k „multi{1}}opětovnému použití subpixelů“ v budoucnu rozšíří RGBG na „RGBWG“ (přidání bílých subpixelů), což dále zlepší jas. Zároveň pomocí AI algoritmů vykreslování v reálném čase- řeší problém nerovnoměrné kvality obrazu na velkých-obrazovkách a přizpůsobuje se středně-scénářům o velikosti 10–50 ㎡.
Stručně řečeno, skutečné pixely, virtuální pixely a technologie sdílení pixelů nejsou „náhradami“, ale spíše „doplňkovými řešeními“ pro různé scénáře. Je nutné vybrat nejvhodnější technologické řešení ze tří dimenzí: „požadavky scénáře, rozpočet na náklady a dlouhodobý-provoz a údržba“, abychom maximalizovali komerční hodnotu a zároveň zajistili kvalitu obrazu.
