Cuando un fabricante de pantallas LED afirma que sus pantallas admiten atenuación local, cabe preguntarse: ¿Qué es exactamente la atenuación local y por qué lo hacen? Este artículo le explicará todo lo que necesita saber sobre la atenuación local.
Índice
¿Qué es la atenuación local?
Las pantallas LCD tradicionales ajustan el brillo al nivel de todo el panel LED. Cuando la pantalla se ilumina, algunas partes deslumbran demasiado. Cuando muestra a menor brillo, ...no puedes ver los detalles en la sombra.
Para resolver este problema, se inventó la atenuación local. Esta tecnología divide el área luminosa de la pantalla en varias zonas controlables de forma independiente y ajusta el brillo de cada zona en función del contenido visualizado, con el fin de mejorar el contraste y los niveles de negro.
Función de la atenuación local
Aumentar el contraste
En la atenuación local, la pantalla utiliza su algoritmo para analizar el brillo del contenido y dividirlo en distintas zonas en función de la luminancia. En las zonas oscuras, la pantalla reduce el brillo de la retroiluminación para que los negros sean más intensos. En las zonas claras, aumenta el brillo para que las luces sean más intensas. De este modo, la contraste de la pantalla mejorará significativamente, lo que puede hacer que las imágenes sean más tridimensionales y realistas.
Aclarar los detalles de las sombras
En comparación con la atenuación global tradicional, en la que toda la pantalla se oscurece y las zonas de sombra se enturbian con facilidad, la atenuación local permite reducir el brillo general de la pantalla sin perder detalle en las zonas oscuras o de sombra. Además, los negros de las zonas oscuras ya no son brillantes o grisáceos, sino mucho más parecidos al negro auténtico que se ve en la vida real.
Reducir el consumo de energía
Con una retroiluminación global y sin atenuación local, los LED situados detrás de la pantalla LCD deben permanecer totalmente encendidos aunque 90% parte de la imagen sea negra. Con el control de atenuación local, los LED de las zonas de bajo brillo pueden atenuarse sustancialmente o desactivarse por completo para perfeccionar los detalles de las sombras y mejorar el contraste. Mediante este mecanismo, la atenuación local puede ayudar a reducir el consumo de energía durante el uso.
Tipos de regulación local
Atenuación global
La atenuación global no tiene zonas de retroiluminación. Al ajustar el brillo, toda la pantalla se ilumina u oscurece en su conjunto. Este enfoque ofrece una importante ventaja de coste y se utiliza habitualmente en pantallas LCD de gama baja y pantallas comerciales.
Además, a largo plazo, aunque se trate de una tecnología más básica, la atenuación global no desaparecerá por completo, ya que determinadas aplicaciones no requieren una calidad de imagen muy detallada.
Iluminación directa Regulación local
Las tecnologías de retroiluminación suelen dividirse en dos tipos: de iluminación directa y de iluminación en los bordes. En la tecnología de retroiluminación directa, las bombillas LED se distribuyen uniformemente por toda el área situada detrás del panel.
La regulación local de la iluminación directa divide estas bombillas LED en varias zonas, normalmente entre 2 y 32. Durante el funcionamiento, estas zonas pueden controlar su luminosidad de forma independiente mediante algoritmos específicos. Durante el funcionamiento, estas zonas pueden controlar independientemente su brillo basándose en algoritmos específicos. En comparación con la atenuación local por bordes, la atenuación por zonas de iluminación directa permite crear zonas más finas y controlables, lo que se traduce en una distribución más uniforme de la luz por la pantalla.
Iluminación de bordes Atenuación local
En la tecnología de retroiluminación edge-lit, las pequeñas bombillas LED se disponen a lo largo de los bordes izquierdo y derecho de la pantalla y utilizan microestructuras para distribuir uniformemente la luz por el panel. La regulación local de la iluminación en los bordes consiste en agrupar los LED a lo largo de los bordes para su control, lo que suele dividir las pequeñas bombillas LED en 4 a 16 zonas, e incluso algunos modelos tienen 32 zonas.
Por un lado, la atenuación local con iluminación en los bordes utiliza menos LED y, con la función de atenuación local, puede reducir el consumo de energía. Por otro lado, como la luz procede de los laterales, puede dar lugar a un brillo desigual en determinadas zonas.
Regulación local de toda la matriz
La atenuación local de matriz completa (FALD) se basa en la atenuación local con iluminación directa aumentando significativamente el número de zonas, normalmente dividiendo la retroiluminación en cientos o incluso miles de zonas. Además, FALD suele incorporar componentes avanzados como películas difusoras y colimadoras para minimizar el brillo desigual.
Con esta tecnología, las pantallas pueden lograr un contraste y un rendimiento HDR impresionantes, al tiempo que mejoran la eficiencia energética. FALD suele utilizarse en televisores LCD, monitores y pantallas profesionales de gama alta.
Atenuación local en distintas tecnologías de visualización
LED-LCD tradicional
Los LED-LCD tradicionales suelen tener un número reducido de zonas o carecer por completo de zonificación, y suelen utilizar la regulación global. Con los avances tecnológicos, se ha ido adoptando gradualmente la regulación local con iluminación en los bordes y directa, aunque su precisión de control de la luz sigue siendo limitada.
Mini LED
La retroiluminación Mini LED utiliza una disposición de matriz completa y mejora la tecnología FALD con un mayor número de zonas. La retroiluminación Mini LED puede tener 500 o incluso más de 5.000 zonas. Entre las tecnologías de retroiluminación LCD actuales, Mini LED representa la opción más avanzada, y puede mostrarle el mejor rendimiento que puede ofrecer la tecnología LCD.
Micro LED y OLED
Como tecnologías de visualización LED autoemisivas, Micro LED y OLED no dependen de la atenuación local para controlar el brillo en áreas específicas. La unidad de regulación de ambas tecnologías son los píxeles. En otras palabras, cada píxel actúa como una unidad de regulación controlable de forma independiente.
Por lo tanto, Micro LED y OLED ofrecen uno de los mejores rendimientos de atenuación entre todas las tecnologías de visualización, con niveles de negro y efectos HDR mejores que los de las pantallas LCD.
Costes y precios de la atenuación local según las distintas tecnologías
LED-LCD tradicional con regulación global
Las pantallas LCD sin atenuación local no requieren algoritmos inteligentes relacionados, por lo que son la opción de menor coste entre todas las tecnologías de atenuación. Normalmente, sólo las pantallas LCD de gama baja o más antiguas renuncian a la atenuación local, y sus precios son los más bajos. Por ejemplo, los televisores TCL Smart TV de gama básica tienen un precio de $129,99.
Regulación local de zona baja
En comparación con las pantallas tradicionales de atenuación global, las pantallas con atenuación por zonas tienen costes adicionales para los módulos de retroiluminación, los circuitos integrados de los controladores y el control de la retroiluminación. Sin embargo, como el número de zonas es pequeño, el número de LED y la complejidad de los controladores siguen siendo bajos, por lo que el coste global no es significativamente mayor.
FALD y Mini LED
En comparación con los algoritmos PWM básicos de baja zona, FALD requiere algoritmos de atenuación local dinámica de alta velocidad y múltiples circuitos integrados de controladores LED, lo que aumenta el coste. Aunque Mini LED utiliza LED diminutos con diámetros de 10-100 μm para lograr miles de zonas, su coste es significativamente superior al de FALD estándar.
OLED y micro LED
Como ya se ha mencionado, cada píxel de las tecnologías OLED y Micro LED requiere un circuito integrado de controlador, lo que proporciona una precisión de control extremadamente alta. Sobre todo, los micro LED de las pantallas Micro LED son más caros y, combinados con procesos de alta precisión y complejos sistemas de control, Micro LED se convierte en la tecnología de visualización más cara del mercado.
Escenarios de aplicación de la atenuación local
Televisores y dispositivos móviles
En el caso de los televisores, se pueden ver casi todos los tipos de atenuación local, desde la atenuación global hasta Mini LED y la más avanzada Micro LED. El número de zonas también determina el rendimiento HDR. Por lo general, cuantas más zonas tenga un sistema de atenuación local, mejor será el rendimiento cromático del televisor.
En el caso de los teléfonos, el objetivo de la atenuación local es mantener un buen rendimiento de los detalles oscuros cuando se reduce el brillo de la pantalla o se reproducen vídeos. Sin embargo, debido al pequeño tamaño de la pantalla, las pantallas LCD de los teléfonos tienen menos zonas de retroiluminación, normalmente solo de 2 a 16 zonas, mientras que algunas pantallas de teléfonos utilizan tecnología OLED, como el iPhone 12 y modelos posteriores, que pueden lograr un mejor rendimiento de zonificación y detalles oscuros en comparación con las pantallas LCD.
Uso profesional
En general, campos profesionales como la producción cinematográfica, la imagen médica y las pantallas de vigilancia requieren una gran precisión en la representación de zonas oscuras, lo que hace que la atenuación local sea más importante. Por ejemplo, la posproducción de películas requiere la corrección HDR y la restauración de la autenticidad de la imagen. Por lo tanto, los requisitos para la atenuación local y los algoritmos inteligentes son extremadamente altos.
Exposición comercial exterior
Para carteles publicitarios exteriores, La luz ambiental cambia constantemente. Por lo tanto, para mantener un rendimiento visual óptimo, la pantalla debe ajustar su brillo en función del ciclo día-noche. Por lo general, las pantallas de publicidad exterior no exigen una calidad de imagen tan detallada como los televisores de consumo o los dispositivos móviles; suelen incluir menos de 20 zonas de atenuación, y algunas sólo utilizan la atenuación global.
Inconvenientes de la atenuación local
Blooming
Dado que los LED de retroiluminación están unificados, la atenuación local puede hacer que las zonas brillantes derramen luz sobre las regiones más oscuras, haciendo que las sombras parezcan sucias o desvaídas y dando lugar a halos visibles. Los efectos de halos suelen ser más evidentes en los televisores que tienen un número relativamente bajo de zonas de atenuación, como los que tienen menos de 100.
Transición insuficientemente suave
Cuando el número de particiones es particularmente pequeño o el algoritmo es particularmente tosco, la variación de brillo de una partición a otra suele ser desigual, y se producen diferencias de brillo poco razonables en las uniones. En particular, las pantallas que utilizan atenuación local con iluminación en los bordes son las más propensas a este problema.
Algoritmo de software inmaduro
El algoritmo no sólo tiene que gestionar la atenuación por zonas, sino que también requiere un sólido soporte técnico para garantizar una respuesta oportuna y transiciones fluidas. Si el algoritmo no está lo suficientemente maduro, pero se le exige que controle demasiadas zonas de atenuación, la pantalla puede sufrir de blooming, screen ghost, mala reproducción de detalles y brillo inestable durante el funcionamiento.
Dificultad para lograr la partición a nivel de píxel
Un mayor número de zonas de atenuación también aumenta la carga algorítmica, incluida la frecuencia de actualización para calcular el brillo de la zona, la compensación de luz entre zonas y la supresión del parpadeo. A diferencia de OLED y Micro LED, que pueden controlar individualmente cada píxel desde la fábrica, lograr la zonificación a nivel de píxel en un panel LCD es extremadamente difícil y casi imposible.
Preguntas frecuentes
¿Puede la atenuación local influir en fatiga visual?
Si las zonas de retroiluminación muestran un brillo desigual, fluctuaciones de brillo o fenómenos de halo, es muy probable que provoquen fatiga ocular. Sin embargo, si hay más zonas y algoritmos más inteligentes, se evita en gran medida la fatiga ocular. Además, las pantallas autoemisivas como OLED y Micro LED rara vez presentan estos problemas.
¿El consumo de energía de la pantalla aumenta proporcionalmente al número de zonas de atenuación?
Calcular el consumo de energía es un proceso complejo. El consumo de energía de las pantallas con atenuación local depende del tipo de contenido, el número de zonas de atenuación y la eficacia del algoritmo de atenuación. Reducir el brillo de las zonas oscuras puede ahorrar energía. Sin embargo, cuantas más zonas de atenuación, más complejos son los circuitos de control de la retroiluminación y los circuitos integrados de los controladores, que a su vez consumen más energía.
¿Se utilizan tecnologías de atenuación local en proyectores, RA o RV?
Sí. A diferencia de las pantallas LCD, los proyectores suelen conseguir un control local del brillo mediante fuentes de luz controlables combinadas con microespejos digitales o válvulas de luz de cristal líquido, mientras que los dispositivos de realidad virtual y realidad aumentada suelen utilizar pantallas OLED o Micro LED, que permiten ajustar el brillo de cada píxel de forma independiente.
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