Med den snabba upprepningen av Mini/Micro LED-teknik och den ökande segmenteringen av visningsscenarier har bildkvaliteten och kostnadskontrollen för LED-skärmar blivit kärnan i branschens konkurrens. Bland dessa är verkliga pixlar, virtuella pixlar och pixeldelningsteknik de tre pelarna som bestämmer kärnprestandan för en skärm, vilket direkt påverkar produktens upplösning, färgåtergivning, strömförbrukning och totala kostnad. Den här artikeln kommer att utgå från den tekniska essensen, och kombinerar banbrytande branschpraxis och testdata för att tillhandahålla en omfattande och-djupgående analys av dessa tre tekniker, vilket ger branschfolk ett komplett referenssystem från tekniska principer till applikationsscenarier.
Riktig pixelteknik: "Bildkvalitetsriktmärket" konstruerat av fysiskt utsändande enheter Riktig pixelteknik är den mest grundläggande och grundläggande bildskärmslösningen för LED-skärmar. Dess kärna är att direkt konstruera bilder genom fysiskt existerande LED-pärlor (under-pixlar). Varje pixelenhet har oberoende funktioner för ljusstyrka och färgkontroll, och det är "riktmärkestandarden" för mätning av bildkvalitetsnoggrannhet i branschen.
Definition och kärnfunktioner
Kärndefinitionen av en verklig pixel är en "fysiskt synlig oberoende ljus-emitterande enhet", vilket innebär att varje pixel på skärmen består av en eller flera LED-pärlor (vanligtvis röda (R), gröna (G) och blå (B) primärfärgssub-pixlar), och varje pixelenhet uppnår aktuell kanal som genereras genom en oberoende "virtuell" interpolation. 1. Pixelsammansättning: Den vanliga verkliga pixelenheten använder en "1R1G1B" tre-primär-färgad sub-pixelkombination (vissa avancerade-skärmar använder "2R1G1B" för att förbättra det röda färgomfånget). Sub-pixelpaketeringsformerna är huvudsakligen SMD och COB, där COB-förpackningar blir det vanliga valet för små-reella pixelskärmar på grund av dess mindre LED-pärlavstånd. 2. Definitioner av nyckelparameter:
Ø Pixelavstånd (P-värde): Avser avståndet mellan mitten av två intilliggande fysiska pixlar (enhet: mm). Till exempel anger P2.5 ett pixelcentrumavstånd på 2,5 mm, vilket är en kärnindikator för att mäta pixeltäthet.
Ø Pixeldensitet: Beräkningsformeln är "1/(P-värde × 10^-3)^2" (enhet: punkter/m²). Till exempel är pixeltätheten för P2.5 1/(0,0025)^2=160 000 punkter/m², vilket direkt bestämmer bildens detaljer.
Ø Gråskalenivåer: Riktiga pixlar stöder 16-bitars (65 536 nivåer) till 24-bitars (16 777 216 nivåer) gråskala. Högre gråskalenivåer resulterar i mjukare färgövergångar, utan "färgblock" eller "suddiga" fenomen, vilket är avgörande för hög-precisionsscenarier som medicinsk bildbehandling och övervakning. 1.2 djupgående-analys av tekniska principer Arbetsprincipen för verkliga pixlar är baserad på tre "{15}primär{15}drivning av tre{15} blandning". Kärnlogiken är att exakt styra strömmen för varje sub-pixel genom drivrutinen IC för att justera förhållandet mellan de tre primära RGB-färgerna, och slutligen syntetisera önskad färg och ljusstyrka. 1. Independent Driving Architecture: Drivsystemet för en riktig pixelskärm antar en "en-}till{{}}kanaldesign{{22}, vilket betyder att{{}}pixel" (R/G/B) motsvarar en oberoende konstantströmkanal för drivkretsen. Det aktuella justeringsintervallet är vanligtvis 1-20mA (normala scenarier) eller 20-50mA (hög-ljusstyrka, till exempel utomhusskärmar). Den här arkitekturen säkerställer att ljusstyrkeavvikelsen för varje sub-pixel kan kontrolleras inom ±3 %, och ljusstyrkans enhetlighet överstiger vida den för virtuella pixellösningar. 2. Tre-Primärfärgsblandningsmekanism: Baserat på egenskaperna hos människans syn, uppnår verkliga pixlar täckning av olika färger, gamut, D-pixlar (BRG-3, t.ex. Rec.709, etc.) genom att justera strömförhållandet för R/G/B-underpixlarna. Till exempel, under DCI-P3-kraven för filmisk färgomfång, måste verkliga pixlar öka det nuvarande förhållandet av gröna subpixlar till 50%-60% (det mänskliga ögat är mest känsligt för grönt), rött till 25%-30% och blått till 15%-20%. Virtuella pixlar, som förlitar sig på interpolation, kan inte uppnå en sådan exakt förhållandekontroll.
3. Fördel med ingen interpolering: Verkliga pixlar kräver ingen interpolering av mjukvarualgoritmer; bilden är direkt sammansatt av fysiska pixlar. Därför finns det inga "ghosting" eller "oskärpa" i dynamiska bilder. Den dynamiska svarshastigheten beror bara på växlingshastigheten för drivrutinen IC (vanligtvis 50-100 ns), mycket snabbare än millisekundsnivåsvaret för virtuella pixlar.
1.3 Typiska tillämpningsscenarier och urvalslogik På grund av dess "höga stabilitet och höga precision"-egenskaper används verklig-pixelteknik huvudsakligen i scenarier med stränga bildkvalitetskrav och inget utrymme för kostnadskompromisser. Specifikt urval bör överväga tre dimensioner: visningsavstånd, visningsinnehåll och industristandarder:
Professionella scenarier med hög-precision:
Ø Utskick av kommandocentral: Kräver oavbruten drift dygnet runt, MTBF (Mean Time Between Failures) större än eller lika med 50 000 timmar och ingen rörelseoskärpa i dynamiska bilder. Vanligtvis väljs en P0.7-P1.25 realpixelskärm.
2. Stäng-Visningsscenarier för intervall:
Ø Konferensrum/föreläsningssalar: Betraktningsavstånd är vanligtvis 2-5 meter. Text (som PPT-dokument) måste vara tydlig och fri från ojämna kanter. En P1.25-P2.5 skärm med verkliga pixlar har valts.
Ø Museumsmontrar: Kräver reproduktion av artefaktdetaljer (som kalligrafi, målningar och bronsstrukturer). Betraktningsavståndet är 1-3 meter. En P1.25-P1.8 skärm med verkliga pixlar har valts. 1.4 Prestandafördelar och tekniska begränsningar
1.4.1 Kärnfördelar
Ø Stabilitet i topp-bildkvalitet: Inget beroende av algoritminterpolation, ingen förvrängning i statiska/dynamiska bilder, enhetlighet i ljusstyrka Mindre än eller lika med ±5 % (COB-förpackning Mindre än eller lika med ±3 %), färgåtergivning Större än eller lika med 95 % (sRGB), sätter ett industririktmärke för bildkvalitet;
Ø Hög -driftssäkerhet på lång sikt: Oberoende drivrutinsarkitektur minskar effekten av enstaka IC-fel på den övergripande bilden och eliminerar problemet med "algoritmåldring" med virtuella pixlar (som minskad interpolationsnoggrannhet efter lång-drift);
Ø Anpassningsbar till innehåll med högt dynamiskt omfång: Stöder dynamiska bildhastigheter som är större än eller lika med 60 fps, och uppdateringsfrekvenser kan enkelt nå 7680 Hz (tillgodoser behoven för professionell kamerafotografering), utan spökbilder i snabba-scener (som racing livesändningar). 1.4.2 Stora begränsningar
Ø Högkostnadskontrollsvårigheter: Kärnkostnaden för verkliga-pixelskärmar kommer från "LED-chips + drivrutin-IC + mottagarkort". Om man tar en 100㎡-skärm som ett exempel, är antalet LED-chips som används i en P1.2 verklig-pixelskärm 1/(0.0012)^2×100≈69.444.444 (ungefär 69.44 miljoner marker), vilket är 4.3 gånger så mycket som en P2.1}6 miljoner riktiga pixlar- skärm). Om man antar en kostnad på 0,1 yuan per LED-chip är kostnadsskillnaden 5,34 miljoner yuan. Samtidigt kräver P1.2-skärmen fler drivkanaler (32 drivande IC-kanaler per kvadratmeter, jämfört med endast 16 kanaler för P2.5), och antalet mottagarkort som används fördubblas också, vilket resulterar i en omfattande kostnad som är 2,5-3 gånger den för P2,5.
Ø Fysisk pixeldensitet begränsad av förpackning: För närvarande är den lägsta verkliga-pixelpitch för SMD-förpackningar P0,9, och COB-förpackningar kan nå P0,4. Men mindre tonhöjder (som under P0.3) begränsas av storleken på LED-chippet, vilket gör ytterligare genombrott svåra. Ø Relativt hög strömförbrukning: På grund av den höga tätheten hos LED-pärlor är strömförbrukningen för en riktig pixelskärm vanligtvis 30%-50% högre än den för en virtuell pixelskärm, vilket ställer högre krav på strömförsörjningssystemet för stora utomhusskärmar.
Virtual Pixel Technology: En kostnads-bildkvalitetsbalans uppnådd genom algoritminterpolering
Virtuell pixelteknik är en innovativ lösning skapad för att ta itu med smärtpunkterna med "hög kostnad och låg densitet" av fysiska pixlar. Dess kärna är att generera virtuella ljusemitterande punkter- i mellanrummen mellan fysiska pixlar genom mjukvarualgoritmer, och därigenom förbättra den visuella upplösningen utan att öka antalet fysiska lysdioder. Det är den föredragna tekniken för "kostnads-effektivitet först" i scenarier med låg-till-medelnivå-.
2.1 Definition och kärnegenskaper Kärndefinitionen av virtuella pixlar är "algoritmgenererade -visuella virtuella punkter." Detta betyder att vissa pixlar på en bildskärm inte är sammansatta av fysiska lysdioder, utan snarare "lurar" hjärnan genom att överlagra ljusstyrkan hos intilliggande fysiska pixlar och alternera deras tid, genom att använda egenskaperna hos mänskligt syn för att skapa en visuell uppfattning med "högre upplösning".
Ø Teknisk väsen: Virtuella pixlar ändrar inte antalet eller arrangemanget av fysiska pixlar; de optimerar endast den visuella effekten genom algoritmer. Därför finns det en skillnad mellan deras "faktiska upplösning" (fysisk pixeltäthet) och "visuell upplösning" (virtuell pixeltäthet). Till exempel kan en P2.5 fysisk pixelskärm uppnå en "visuell P1.25" effekt genom virtuell teknik, men den faktiska fysiska tätheten är fortfarande 160 000 punkter/m².
Ø Kärnklassificering: Baserat på olika implementeringsmetoder delas virtuella pixlar in i två huvudkategorier: "spatial virtuell" och "temporal virtual." För närvarande är "spatial virtual" huvudfåran i branschen (som står för över 80%). Temporal virtual, på grund av dess höga hårdvarukrav, används endast i high-virtuella skärmar (som små studior). 2.2 In-djupgående analys av tekniska principer. Arbetsprincipen för virtuella pixlar är baserad på "visuell illusion + algoritminterpolation". Virtuella punkter genereras genom två kärnvägar. Den tekniska logiken och bildkvalitetsprestandan för olika vägar är avsevärt olika.
2.2.1 Spatial Virtual Technology (Mainstream Solution) Rumslig virtuell teknologi använder "ljusstyrkablandning av angränsande fysiska pixlar" för att generera virtuella punkter mellan fysiska pixlar. Kärnan är att beräkna ljusstyrkevikterna för intilliggande pixlar med hjälp av algoritmer för att uppnå färgsyntes av virtuella punkter. 1. Typisk lösning: RGBG Four-Light Virtual Arrangement (mest använt i branschen) Traditionella fysiska pixlar arrangeras i ett enhetligt "RGB-}RGB-mönster, medan RGB-arrangemanget ändrar virtuellt arrangemang till RGB. "RGB-G-RGB-G", det vill säga lägga till en grön sub-pixel mellan varannan fysiska RGB-pixel, vilket bildar en enhetsstruktur "1R1G1B+1G". Vid denna tidpunkt kombinerar algoritmen R- och B-underpixlarna- av två intilliggande fysiska pixlar med den mittersta G-under-pixeln för att generera fyra virtuella pixlar (som visas i bilden nedan): a. Virtuell pixel 1: Består av R, G och B för fysisk pixel A (grundläggande verklig pixel); b. Virtuell pixel 2: Sammansatt av R för fysisk pixel A, mitten G och B för fysisk pixel B (interpolerad virtuell punkt); c. Virtuell pixel 3: Sammansatt av R för fysisk pixel B, mitten G och B för fysisk pixel A (interpolerad virtuell punkt); d. Virtuell pixel 4: Består av R, G och B för fysisk pixel B (grundläggande verklig pixel); På detta sätt kan den teoretiska upplösningen förbättras med 2 gånger (vissa tillverkare hävdar 4 gånger, men i verkligheten är det en 2-faldig ökning av visuell upplösning, medan den fysiska upplösningen förblir oförändrad), och tack vare tillägget av den gröna subpixeln förbättras den upplevda ljusstyrkan med 15 %-20 % (överensstämmer med{30} människans karaktäristik) Algoritmtyper: Bildkvaliteten för rumslig virtualisering beror på interpolationsalgoritmens noggrannhet. För närvarande är de vanliga algoritmerna indelade i två kategorier: a. Bilinjär interpolation: Beräknar den genomsnittliga ljusstyrkan för 4 angränsande fysiska pixlar för att generera virtuella punkter. Algoritmen är enkel och beräkningsmässigt billig, men kanterna är suddiga (textdrag är benägna att få "suddiga kanter"); b. Bikubisk interpolation: Beräknar ljusstyrkevikterna för 16 angränsande fysiska pixlar för att generera virtuella punkter. Bildkvaliteten är ömtåligare (kantsuddighet minskar med 40%), men den kräver ett kraftfullare huvudkontrollchip, vilket ökar kostnaden med 10% -15%.
2.2.2 Temporal Virtualization Technology (High-End Solution) Temporal virtualisering utnyttjar det mänskliga ögats "beständiga syn"-effekt. Genom att snabbt växla ljusstyrkan för olika fysiska pixlar genereras virtuella punkter genom att de överlagras i tidsdimensionen. Kärnan är "frame splitting + high-frequency refresh". Ø Teknisk logik: En komplett bildruta är uppdelad i N "under-bilder" (vanligtvis N=4-8). Varje underbild{10} lyser bara upp en del av de fysiska pixlarna. Dessa under{12}}bilder växlas snabbt genom en hög-uppdateringsfrekvens (större än eller lika med 3840Hz) på skärmen. På grund av visuell ihärdighet uppfattar det mänskliga ögat dessa under{16}}bilder som en enda ram med "hög-upplösning". Till exempel, när N=6 delas en bildruta upp i 6 under-underbilder, som var och en belyser ett annat område av fysiska pixlar, vilket slutligen resulterar i 35 virtuella pixlar (vida överstiger de 4 virtuella pixlarna i rumslig representation).
Ø Hårdvarukrav: Tids-baserad virtualisering kräver en skärm som stöder en uppdateringsfrekvens på större än eller lika med 7640Hz (för att möta fotograferingskraven för 60 fps dynamiska scener och förhindra kameran från att fånga under-bildövergångar), och drivrutinen IC måste ha "snabb strömväxling"-kapacitet; annars kommer "flimmer" eller "växelvis ljusstyrka" att inträffa.
2.3 Typiska tillämpningsscenarier och urvalslogik Kärnfördelarna med virtuell pixelteknologi är "låg kostnad och hög visuell upplösning." Därför används den huvudsakligen i scenarier där "visning sker på medellång till långt avstånd, kostnaden är känslig och kraven på textprecision inte är höga." Urvalet bör fokusera på "matchningen mellan betraktningsavstånd och visuell upplösning":
Annonsscenarier på medellång till lång distans:
Ø Shoppinggallerians atrium/utomhusreklamskärmar: Betraktningsavståndet är vanligtvis 5-15 meter. Extrema detaljer krävs inte, och kostnadskontroll är nödvändig. En P2.5-P3.9 rumslig virtuell skärm väljs (t.ex. använder en 50㎡ atriumskärm i ett köpcentrum en P2.5 RGBG virtuell lösning, med en visuell upplösning som motsvarar P1.25. På ett avstånd av 8 meter är bildkvaliteten nära den för en P1.5 verklig pixelskärm, men kostnaden minskas med 4%, 8 miljoner och sänks med 40 miljoner och 8 miljoner LED. till 6 miljoner). Ø Stora skärmar i transportnav (som höghastighetstågstationer och flygplatser)-: Betraktningsavståndet är 10-20 meter. Stor text (som "Ticket Gate A1") och dynamiska videor måste visas. P3.9-P5.0 virtuella skärmar väljs (en 300㎡ P4.8 virtuell skärm i en hög-tågstation med en uppdateringsfrekvens på 3840Hz, på ett avstånd av 15 meter, textens klarhet uppfyller igenkänningskraven och den verkliga kostnaden är 1,2 miljoner yuan billigare än 2 miljoner yuan{} Kostnad-Känsliga underhållningsscenarier: Ø KTV-rum/barer: Kräver färger med hög mättnad (som rött och blått) för att skapa atmosfär; betraktningsavstånd 3-5 meter; låga krav på textprecision (endast låttitlar och texter); P2.5-P3.0 virtuella skärmar rekommenderas (en KTV-kedja använder P2.5 virtuella skärmar; varje rum är 5㎡, vilket sparar 3000 yuan jämfört med solida pixelskärmar, och algoritmen ökar röd ljusstyrka med 20 %, vilket möter de visuella behoven i underhållningsscenarier); Ø Små studior (icke-professionella): Kräv "hög visuell upplösning" för att förbättra bildkvaliteten; begränsad budget; P2.0 tidsbaserade virtuella skärmar rekommenderas (en lokal TV-stations 15㎡ P2.0 tidsbaserade virtuella skärm, uppdateringsfrekvens 7680Hz, visuell upplösning motsvarande P1.0, möter fotograferingsbehov inom 10 meter, kostar 60 % mindre än P1.0 solida pixelskärmar){{50} Ø Scenarios: Stora skärmar/exhibitioner Kort användningsperiod (1-3 dagar), vilket kräver snabb driftsättning och kontrollerbara kostnader. P3.9-P5.9 virtuella skärmar väljs (en 200㎡ P4.8 virtuell skärm på en utställning hade en hyreskostnad på endast 50% av en riktig pixelskärm, och inställningstiden minskade med 30%. På grund av att betraktningsavstånd översteg 8 meter fanns det ingen signifikant skillnad i bildkvalitet).
Prestandafördelar och tekniska begränsningar
2.4.1 Kärnfördelar
Ø Betydande kostnadsfördel: Med samma visuella upplösning använder virtuella pixelskärmar 30 %-50 % färre lysdioder än riktiga pixelskärmar (RGBG-lösning minskar LED-användningen med 25 %, tidsbaserad virtuell lösning med 50 %), och antalet drivrutiner IC:er och mottagarkort minskas med 20 %-40 %. Om man tar en 100㎡-skärm med en visuell upplösning P1.25 som ett exempel, är den totala kostnaden för en virtuell skärm (fysisk P2.5) cirka 800 000 yuan, medan den för en fysisk pixelskärm (P1.25) är cirka 1,5 miljoner yuan, vilket motsvarar en kostnadsminskning på 47 %.
Ø Flexibel och justerbar visuell upplösning: Den virtuella pixeltätheten kan justeras enligt scenkraven genom algoritmer. Till exempel kan en fysisk P2.5-skärm växlas till "visuell P1.25" eller "visuell P1.67" för att anpassa sig till olika visningsavstånd (t.ex. i köpcentra används P1.25 visuell upplösning under dagen när visningsavståndet är långt; på natten, när visningsavståndet är nära, växlas P1.67 för att undvika suddighet).
Ø Lägre strömförbrukning: På grund av det minskade antalet lysdioder är strömförbrukningen för en virtuell pixelskärm vanligtvis 30 %-40 % lägre än den för en fysisk pixelskärm med samma visuella upplösning, vilket gör den lämplig för långtidsdrift av stora utomhusskärmar. 2.4.2 Huvudbegränsningar
Ø Dynamiska bilder är benägna att suddas ut: På grund av beroendet av interpolation mellan angränsande pixlar, släpar ljusstyrkan för virtuella punkter efter den för fysiska pixlar i dynamiska bilder (som 60fps video), vilket lätt resulterar i "spökbilder" (testdata visar att spöklängden på den virtuella P2.5-skärmen vid 60fps är cirka 0,8 pixlar, medan det bara är 0,8 pixlar). även om tids-baserad virtualisering kan förbättra detta, kräver den en uppdateringsfrekvens på större än eller lika med 7640Hz, vilket ökar kostnaden med 20 %;
Ø Otillräcklig textvisningsprecision: Textkanterna för virtuella pixlar genereras av interpolation, utan de "hårda kanterna" hos fysiska pixlar, vilket leder till en minskning av textens klarhet. Faktiska tester visar att tydligheten hos text som visas på den virtuella P2.5-skärmen på ett avstånd av 2 meter endast motsvarar den för en P4.8 verklig-pixelskärm (textlinjer verkar ojämna och små teckensnitt som är mindre än eller lika med 12 är svåra att läsa), vilket är olämpligt för kontorsscenarier med nära-räckvidd{{7};
Ø Färgomfång och likformighetsavvikelse i ljusstyrkan: Även om det rumsliga virtuella RGBG-arrangemanget ökar gröna sub-pixlar, ökar avståndet mellan röda och blå sub-pixlar, vilket resulterar i en färglikformighetsavvikelse som är 1-2 gånger högre än den för en verklig-pixelskärm. under tids-baserad byte av virtuell faktorbild kan ljusstyrkefluktuationer nå ±10 %, vilket lätt orsakar "flimmer" (särskilt i scenarier med låg ljusstyrka);
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), tids-baserade virtuella bilder kommer att överlappa varandra, vilket kraftigt försämrar bildkvaliteten.
Pixel Sharing Technology: En "precis optimeringslösning" genom hårdvara och algoritmsamarbete
Pixeldelningsteknik är en "kompromisslösning" mellan verkliga och virtuella pixlar. Dess kärna är att tillåta flera virtuella pixlar att återanvända drivkanalen och ljus-enheten för samma fysiska pixel genom optimering av maskinvaruarrangemang och uppgraderingar av mjukvarualgoritmer. Detta maximerar kostnadsminskningen samtidigt som en viss bildkvalitet bibehålls, vilket gör den till den "optimala lösningen" för scenarier med liten-storlek och hög-informationstäthet.
3.1 Definition och kärnfunktioner
Kärndefinitionen av pixeldelning är "fysisk pixelåteranvändning + algoritmoptimering." Detta innebär att man ökar antalet viktiga sub-pixlar (som gröna) genom att ändra arrangemanget av lysdioder (hårdvarunivå), samtidigt som man använder algoritmer för att tillåta flera virtuella pixlar att dela drivresurserna för samma fysiska pixel (som nuvarande kanaler och IC-stift), för att uppnå de dubbla målen "upplösningsförbättring + kostnadskontroll". Ø Teknisk väsen: Pixeldelning är inte bara en "virtuell pixeluppgradering", utan en kombination av "hårdvarurekonstruktion + algoritmiteration"-som ändrar sub-pixelarrangemanget på hårdvarunivå (t.ex. RGB→RGBG→RGGB), och optimerar ljusstyrkans vikt och kantskärpning av virtuella punkter och den ultimata pixelkvaliteten på algoritmen. kostnad än riktiga pixlar."
Ø Kärnskillnad: Jämfört med virtuella pixlar är pixeldelnings "återanvändning" "återanvändning på hårdvara-nivå" (snarare än enkel algoritminterpolation). Till exempel, i ett RGBG-arrangemang, tjänar den mittengröna sub-pixeln inte bara intilliggande fysiska pixlar utan ger också stöd för ljusstyrka för 2-3 virtuella pixlar, delar samma drivkanal och minskar IC-användningen. Jämfört med verkliga pixlar har pixeldelning fortfarande virtuella punkter, men genom optimering av hårdvaruarrangemang kan ljusstyrkans avvikelse mellan virtuella och fysiska punkter kontrolleras inom ±5 % (virtuella pixlar är vanligtvis ±10 %).
En-djupgående analys av tekniska principer
Funktionsprincipen för pixeldelning består av två huvudmoduler: "rekonstruktion av maskinvaruarrangemang" och "optimering av mjukvarualgoritm", som arbetar tillsammans för att uppnå en balans mellan bildkvalitet och kostnad. 3.2.1 Hardware Arrangement Reconstruction (Core Foundation) Kärnan i hårdvarunivån är "optimering av subpixelarrangemang och ökning av densiteten av viktiga subpixlar". Genom att ändra det traditionella enhetliga RGB-arrangemanget ökas tätheten av färgen som det mänskliga ögat är känsligt för (grönt), samtidigt som antalet drivkanaler minskar. Specifikt finns det två vanliga lösningar: 1. RGBG-arrangemangsschema (mest använt): Det traditionella "RGB-RGB"-arrangemanget ändras till "RGB-G-RGB-G", det vill säga en oberoende grön subpixel läggs till mellan varannan RGB fysiska pixelenheter av "1R1}GB1" för att bilda en repeterande "1R1}GB". Vid det här laget tillhör den centrala gröna sub-pixeln inte bara sin egen fysiska enhet utan ger också stöd för grön ljusstyrka för de virtuella pixlarna för de två RGB-enheterna till vänster och höger (dvs. "1 G sub-pixel tjänar 3 pixelenheter"), vilket gör att den gröna sub-pixeln återanvänder hårdvaran; samtidigt är drivkanalen designad som "oberoende R/B-kanaler, delade G-kanaler", vilket innebär att 2 RGB-enheter delar 1 G drivkanal, vilket minskar G-kanalanvändningen för drivrutinens IC med 50 % (t.ex. på en 100㎡ P2.5 RGBG-skärm minskas G-kanalanvändningen från 2,28 miljoner verkliga pixlar till 2,28 miljoner RG} miljoner pixlar){. Arrangemangsschema (hög-lösning): Arrangemanget är ytterligare optimerat till "RG-GB-RG-GB", vilket innebär att varje enhet innehåller "1R1G" och "1G1B", vilket ökar den gröna sub-pixeltätheten till dubbelt så stor som röd/blå i pixlar (R/G är densiteten). Det här arrangemanget matchar det mänskliga ögats känslighet för grönt bättre, vilket förbättrar färgåtergivningen med 10 %-15 % jämfört med RGBG (närmar sig nivån för verkliga pixlar). Samtidigt har den en högre återanvändningsfrekvens för drivande kanaler - var fjärde virtuella pixel delar en G-kanal, vilket minskar IC-användningen med 25 % jämfört med RGBG-lösningen.
3.2.2 Mjukvarualgoritmoptimering (bildkvalitetssäkring) Kärnan i pixeldelningsalgoritmen är "att eliminera virtuell punktavvikelse och förbättra textens tydlighet." Den adresserar de inneboende smärtpunkterna för virtuella pixlar genom tre nyckelalgoritmer: 1. Genomsnittlig visningsalgoritm (Representativ tillverkare: Carlette): Denna algoritm utför en "viktad medelvärdesberäkning" på ljusstyrkan för de fysiska pixlarna som omger varje virtuell pixel, och kontrollerar ljusstyrkans avvikelse mellan virtuella och fysiska punkter inom ±3 %. När till exempel text visas identifierar algoritmen virtuella punkter vid textkanterna och ökar deras ljusstyrkevikt (5 %-8 % högre än fysiska punkter) för att kompensera för kantskärpa. Faktiska tester visar att på ett avstånd av 1,5 meter är textens klarhet på en P2.0 pixeldelningsskärm likvärdig med en P2.5 verklig pixelskärm (traditionella virtuella pixlar motsvarar bara P4.0); 2. Dynamic Contrast Algorithm (Representativ tillverkare: Nova): Analyserar bildinnehåll i realtid, minskar ljusstyrkan för virtuella punkter i mörka områden och ökar ljusstyrkan på virtuella punkter i ljusa områden för att förbättra bildkontrasten. Till exempel, när du visar text på en mörk bakgrund, minskar algoritmen ljusstyrkan för virtuella bakgrundspunkter samtidigt som ljusstyrkan för virtuella textpunkter ökar, vilket gör att texten "sticker ut" och förhindrar att den smälter in i bakgrunden.
3. Subpixel Compensation Algoritm: För att lösa problemet med stora R/B-subpixelavstånd i RGBG/RGGB-arrangemang, minskar algoritmen färgavvikelser genom "ljusstyrkekompensation för intilliggande R/B-subpixlar". Till exempel, när röda områden visas, ökar algoritmen ljusstyrkan för R subpixlar i angränsande fysiska pixlar, fyller i "färgluckor" som orsakas av överdrivet R subpixelmellanrum, vilket gör det röda området mer enhetligt.
Typiska tillämpningsscenarier och urvalslogik
Pixeldelningsteknik, på grund av dess egenskaper som "bra anpassningsförmåga för små-storlekar, hög informationstäthet och kontrollerbar kostnad", tillämpas huvudsakligen på scenarier med "små till medelstora storlekar, visning på nära håll och vissa krav på textnoggrannhet." Valet bör ta hänsyn till "skärmstorlek, skärminnehåll och strömförbrukningskrav."
1. Små och medelstora-kommersiella visningsscenarier: Ø Mobiltelefonbutikens skärmar: Skärmstorleken är vanligtvis 3-8㎡, visningsavstånd 1-3 meter. Den måste visa telefonspecifikationer (litet teckensnitt) och produktbilder. En P2.0-P2.5 pixel delad skärm rekommenderas (en mobiltelefonmärkesbutik använder en 5㎡ P2.0 RGGB pixel delad skärm, vilket ökar informationstätheten med 40 % jämfört med en P2.5 pixel skärm av samma storlek, och kan samtidigt visa specifikationer för 8 mobiltelefoner; texten förblir tydlig och röd på 1 meter.).
Ø Annonsskärmar i närbutiker: Storlek 1-3㎡, visningsavstånd 2-5 meter. Den måste visa produktpriser (litet teckensnitt) och kampanjinformation. En P2.5-P3.0 pixel delad skärm rekommenderas (en kedjebutik använder 1000 2㎡ P2.5 pixel delade skärmar, som är 35 % billigare och förbrukar 40 % mindre ström än en pixelskärm, lämplig för 24-}Bank Scen 24-timmarsdrift){1 Display Quario: Indoor. Storlek 1-2㎡, visningsavstånd 3-5 meter, måste visa könumret (stort teckensnitt) och servicemeddelanden (litet teckensnitt), med hjälp av en delad skärm P2.0-P2.5 pixlar (ett bankkontor använder en delad skärm på 1.5㎡ P2.0 pixlar, könumret på ett litet teckensnitt är tydligt synligt på 5 meter och ett litet teckensnitt. uppmaningar kan kännas igen på ett avstånd av 3 meter, vilket sparar 25 % i kostnad jämfört med en solid pixelskärm). 3. Scenarier med låg strömförbrukning: Ø Skärmar av liten storlek utomhus (t.ex. busshållplatsskärmar): Storlek 2-5㎡, kräver solenergi, strömförbrukning Mindre än eller lika med 100W/㎡el skärmar med andel P.2.5-P3d. (100 3㎡ P3.0 pixel delade skärmar vid en busshållplats i en viss stad förbrukar 80W/㎡, 50 % lägre än riktiga pixelskärmar, och kan drivas helt av solenergi utan externt elnät); 3.4 Prestandafördelar och tekniska begränsningar 3.4.1 Kärnfördelar Ø Optimal balans mellan kostnad och bildkvalitet: Kostnaden för pixeldelning är 40 %-60 % lägre än för verkliga pixlar (100㎡ P2.0 pixel delad skärm kostar cirka 600 000 yuan, medan verklig pixelskärm kostar cirka 30 miljoner pixlar yuan är cirka 30 miljoner yuan) och 50 % bättre bildkvalitet. pixlar (textens klarhet motsvarar en riktig pixelskärm med ett fysiskt P-värde 0,5 mindre än sitt eget, till exempel P2,0 pixeldelning motsvarar P2,5 verkliga pixlar), vilket gör den till "kungen av kostnadseffektivitet" för små och medelstora scenarier; Ø Hög informationstäthet: Genom optimering av hårdvaruarrangemang är subpixeltätheten för pixeldelning (särskilt grön) 25 %-50 % högre än den för virtuella pixlar, vilket resulterar i starkare informationskapacitet. Till exempel kan en skärm för delning av 5㎡ P2.0 pixlar visa 12 rader text (25 tecken per rad), medan en virtuell P2.0-skärm av samma storlek endast visar 8 rader (20 tecken per rad), vilket ökar informationstätheten med 87,5 %;
Ø Bra maskinvarukompatibilitet: Pixeldelning kräver inga speciella-avancerade huvudkontrollchips; konventionella huvudkontrollchips kan stödja det, och det är kompatibelt med både SMD- och COB-paket (COB-paketerade pixeldelningsskärmar har bättre ljusstyrkelikformighet, Mindre än eller lika med ±4 %), anpassade till olika scenariokrav;
Ø Balanserad strömförbrukning och tillförlitlighet: Antalet lysdioder som används är 30 % - 40 % mindre än för verkliga pixlar, och strömförbrukningen är 30 % - 50 % lägre än för riktiga pixlar. Samtidigt, på grund av den höga återanvändningsfrekvensen för enhetskanaler, minskar antalet IC:er, vilket resulterar i en felfrekvens som är 20 % lägre än den för virtuella pixelskärmar. 3.4.2 Huvudbegränsningar
Ø Beroende på specifik hårdvaruarrangemang: Kärnan i pixeldelning är hårdvaruarrangemang (som RGBG/RGGB). Traditionella RGB-arrangemangsskärmar kan inte uppnå pixeldelning genom mjukvaruuppgraderingar, vilket kräver omdesign av PCB-kortet och LED-monteringsprocessen, vilket leder till ökade anpassningskostnader.
Ø Dålig anpassningsförmåga till scenarier i stora-storlekar: Optimering av pixeldelningsalgoritm är främst för små-skärmar (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), på grund av det stora antalet fysiska pixlar, ökar algoritmens beräkningsbelastning exponentiellt, vilket lätt resulterar i "stamning" eller "ojämn bildkvalitet".
Ø Dynamisk respons begränsad av IC: De virtuella pixlarna för pixeldelning beror på de fysiska pixlarnas drivkanaler. Om växlingshastigheten för den drivande IC:en är otillräcklig, kommer ljusstyrkan för virtuella punkter i dynamiska bilder att släpa, vilket resulterar i "spökbilder".
Ø Den övre gränsen för färgomfånget är lägre än den för verkliga pixlar: Även om pixeldelning lägger till gröna sub-pixlar, är avståndet mellan R/B sub-pixlar fortfarande större än det för verkliga pixlar, vilket resulterar i en något lägre färgomfångstäckning (sRGB-täckning är cirka 92 %, medan riktiga pixelskärmar inte kan uppfylla kraven på professionella färger på cirka 98 %) efter-bearbetning av fotografi).
4.2 Scenario-Baserad urvalsguide
1. Scenarier som prioriterar verkliga-pixelpixlar:
Ø Kärnkrav: Hög precision, hög stabilitet, lång-drift;
Ø Typiska scenarier: medicinsk bildbehandling (DICOM-standard), kommandocentraler (7x24-drift), museumsartefaktvisning (närbild-detaljer);
Ø Urvalsrekommendationer: P0.9-P2.5, COB-förpackning (liten tonhöjd) eller SMD-förpackning (medium tonhöjd), gråskalenivå Större än eller lika med 16 bitar, uppdateringshastighet Större än eller lika med 3840Hz.
2. Scenarier som prioriterar virtuella-pixelpixlar:
Ø Kärnkrav: Låg kostnad, medellång till lång distans, visuell upplösning;
Ø Typiska scenarier: reklam för köpcentrets atrium, stora skärmar utomhus, tillfälliga utställningar;
Ø Urvalsrekommendationer: P2.5-P5.9, rumslig virtuell (RGBG) eller temporal virtuell (avancerad), uppdateringshastighet Större än eller lika med 3840Hz (för att undvika flimmer i bilder), bikubisk interpolationsalgoritm.
3. Prioritera pixeldelningsscenarier: Ø Kärnkrav: Liten till medelstor, text med nära-räckvidd, kostnadsbalans; Ø Typiska scenarier: Vitriner för mobiltelefonbutiker, informationsskärmar för hissar, reklam för närbutiker; Ø Urvalsrekommendationer: P1.8-P2.5, RGBG/RGGB-arrangemang, algoritm stöder genomsnittlig visning + dynamisk kontrast, växlingshastighet för drivrutinen IC Mindre än eller lika med 100ns.
V. Utvecklingstrender för industriteknik
Med mini LED-teknikens mognad och kommersialiseringen av Micro LED, upprepas och uppgraderas tre stora teknologier ständigt:
1. Real Pixel Technology: Utveckling mot "mindre tonhöjd och högre integration." För närvarande har COB-paketerade riktiga pixlar uppnått P0.4. I framtiden kan P0.2 eller lägre uppnås genom Micro LED-chips (storlek<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. Virtuell pixelteknik: utvecklas mot "temporal-spatial fusion virtualisering" och reducerar dynamisk spökbild till inom 0,3 pixlar genom en hybridalgoritm av "spatial interpolation + temporal alternering." I kombination med Mini LED-bakgrundsbelysningsteknik förbättrar den enhetligheten i ljusstyrkan (mindre än eller lika med ±6 %), och anpassar sig till mer mellan-till-höga-scenarier.
3. Teknik för delning av pixlar: Den utvecklas mot "återanvändning av flera-subpixlar" och kommer att utöka RGBG till "RGBWG" (lägga till vita underpixlar) i framtiden, vilket ytterligare förbättrar ljusstyrkan. Samtidigt, genom AI-realtidsrenderingsalgoritmer-löser den problemet med ojämn bildkvalitet på stora-skärmar och anpassar sig till medelstora-scenarier på 10-50㎡.
Sammanfattningsvis är verkliga pixlar, virtuella pixlar och pixeldelningstekniker inte "ersättningar" utan snarare "kompletterande lösningar" för olika scenarier. Det är nödvändigt att välja den mest lämpliga tekniklösningen från tre dimensioner: "scenariokrav, kostnadsbudget och långsiktig drift och underhåll" för att maximera kommersiellt värde samtidigt som bildkvaliteten säkerställs.
