Cuando un fabricante de pantallas LED afirma que sus pantallas son compatibles con el atenuado local, es posible que te preguntes: ¿qué es exactamente el atenuado local y por qué lo hacen? En este artículo te explicaremos todo lo que necesitas saber sobre el atenuado local.
Índice
¿Qué es el atenuado local?
Las pantallas LCD tradicionales ajustan el brillo a nivel de todo el panel LED. Cuando la pantalla está iluminada, algunas partes resultan demasiado deslumbrantes. Cuando muestra con un brillo más bajo, no se pueden ver los detalles en la sombra.
Para resolver este problema, se inventó la tecnología de atenuación local. Esta tecnología divide el área luminosa de la pantalla en múltiples zonas controlables de forma independiente y ajusta el brillo de cada zona según el contenido que se muestra, con el fin de mejorar el contraste y los niveles de negro.
La función del atenuado local
Aumentar el contraste
En la función de atenuación local, la pantalla utiliza su algoritmo para analizar el brillo del contenido y dividirlo en diferentes zonas en función de la luminancia. En las zonas oscuras, la pantalla reduce el brillo de la retroiluminación para que los negros sean más profundos. En las zonas claras, aumenta el brillo de forma adecuada para que los detalles más luminosos sean más vivos. De esta manera, la contraste de la pantalla se mejorará considerablemente, lo que puede hacer que las imágenes resulten más tridimensionales y realistas.
Aclarar los detalles de las sombras
A diferencia del atenuado global tradicional, en el que toda la pantalla se oscurece y las zonas de sombra tienden a perder nitidez, el atenuado local permite reducir el brillo general de la pantalla sin perder los detalles en las zonas oscuras o en sombra. Además, los negros de las zonas oscuras ya no se ven brillantes ni grisáceos, sino mucho más cercanos al negro auténtico que se aprecia 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, incluso si el 90% de la imagen es negro. Con el control de atenuación local, los LED de las zonas de bajo brillo pueden atenuarse considerablemente o desactivarse por completo para refinar los detalles de las sombras y mejorar el rendimiento del contraste. Gracias a este mecanismo, la atenuación local puede ayudar a reducir el consumo de energía durante el uso.
Tipos de atenuación local
Oscurecimiento global
El atenuado global no cuenta con zonas de retroiluminación. Al ajustar el brillo, toda la pantalla se aclara o se oscurece en su conjunto. Este enfoque ofrece una ventaja significativa en cuanto a costos y se utiliza habitualmente en pantallas LCD de gama baja y en pantallas para uso empresarial.
Además, a largo plazo, aunque se trate de una tecnología más básica, el «global dimming» no desaparecerá por completo, ya que hay ciertas aplicaciones que no requieren una calidad de imagen muy detallada.
Atenuación local con iluminación directa
Las tecnologías de retroiluminación se dividen generalmente en dos tipos: retroiluminación directa y retroiluminación lateral. En la tecnología de retroiluminación directa, las bombillas LED se distribuyen uniformemente por toda la superficie situada detrás del panel.
La atenuación local con iluminación directa divide estas bombillas LED en varias zonas, normalmente entre 2 y 32. Durante el funcionamiento, estas zonas pueden controlar su brillo de forma independiente basándose en algoritmos específicos. En comparación con la atenuación local con iluminación lateral, la atenuación por zonas con iluminación directa permite crear zonas más precisas y controlables, lo que da como resultado una distribución más uniforme de la luz por toda la pantalla.
Iluminación lateral con atenuación local
En la tecnología de retroiluminación lateral, se colocan pequeños LED a lo largo de los bordes izquierdo y derecho de la pantalla, y se utilizan microestructuras para distribuir la luz de manera uniforme por todo el panel. El atenuado local con retroiluminación lateral consiste en agrupar los LED a lo largo de los bordes para controlarlos, lo que suele dividir los pequeños LED en entre 4 y 16 zonas, y algunos modelos llegan incluso a tener 32 zonas.
Por un lado, la retroiluminación lateral con atenuación local utiliza menos LED y, gracias a la función de atenuación local, puede reducir el consumo de energía. Por otro lado, dado que la luz proviene de los laterales, puede dar lugar a un brillo desigual en ciertas zonas.
Atenuación local en toda la matriz
La tecnología Full-Array Local Dimming (FALD) se basa en la atenuación local con retroiluminación directa, pero aumenta considerablemente el número de zonas, dividiendo normalmente la retroiluminación en cientos o incluso miles de zonas. Además, la tecnología FALD suele incorporar componentes avanzados, como láminas difusoras y láminas colimadoras, para minimizar las irregularidades en el brillo.
Gracias a esta tecnología, las pantallas pueden alcanzar un contraste y un rendimiento HDR impresionantes, al tiempo que mejoran la eficiencia energética. La tecnología FALD se utiliza habitualmente en televisores LCD de gama alta, monitores y pantallas profesionales.
Atenuación local en diferentes tecnologías de visualización
LED-LCD tradicional
Las pantallas LED-LCD tradicionales suelen tener un número reducido de zonas o carecer por completo de zonificación, y normalmente utilizan la atenuación global. Con los avances tecnológicos, se han ido incorporando gradualmente la atenuación local con iluminación lateral y la iluminación directa, aunque la precisión del control de la iluminación 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 tecnología Mini LED puede contar con 500 o incluso más de 5.000 zonas. Entre las tecnologías actuales de retroiluminación de pantallas LCD, la Mini LED representa la opción más avanzada y te permite disfrutar del mejor rendimiento que puede ofrecer la tecnología LCD.
Micro LED y OLED
Al tratarse de tecnologías de pantallas LED autoemisivas, el Micro LED y el OLED no dependen de la atenuación local para controlar el brillo en áreas específicas. La unidad de atenuación en ambas tecnologías es el píxel. En otras palabras, cada píxel actúa como una unidad de atenuación controlable de forma independiente.
Por lo tanto, las tecnologías Micro LED y OLED ofrecen uno de los mejores rendimientos de atenuación entre todas las tecnologías de pantalla, con niveles de negro y efectos HDR superiores a los de las pantallas LCD.
Costos y precios del atenuado local en diferentes tecnologías
Pantalla LED-LCD tradicional con atenuación global
Las pantallas LCD sin atenuación local no requieren algoritmos inteligentes específicos, por lo que son la opción más económica entre todas las tecnologías de atenuación. Por lo general, solo las pantallas LCD de gama baja o más antiguas carecen de atenuación local, y sus precios son los más bajos. Por ejemplo, los televisores inteligentes TCL de gama básica tienen un precio de $129,99.
Atenuación local en la zona baja
En comparación con las pantallas de atenuación global tradicionales, las pantallas con atenuación por zonas implican costos adicionales en los módulos de retroiluminación, los circuitos integrados controladores y el sistema de control de la retroiluminación. Sin embargo, dado que el número de zonas es reducido, el número de LED y la complejidad de los controladores siguen siendo bajos, por lo que el costo total no es significativamente mayor.
FALD y Mini LED
En comparación con los algoritmos PWM básicos de zona baja, el FALD requiere algoritmos de atenuación local dinámica de alta velocidad y múltiples circuitos integrados controladores de LED, lo que aumenta el costo. Si bien el Mini LED utiliza LED diminutos con diámetros de entre 10 y 100 μm para lograr miles de zonas, su costo es significativamente mayor que el del FALD estándar.
OLED y Micro LED
Como se ha mencionado, cada píxel de las tecnologías OLED y Micro LED requiere un circuito integrado controlador, lo que proporciona una precisión de control extremadamente alta. En particular, los micro-LED de las pantallas Micro LED son más caros y, al combinarse con procesos de alta precisión y sistemas de control complejos, la tecnología Micro LED se convierte en la tecnología de pantallas más costosa del mercado.
Casos de aplicación de la regulación local
Televisores y dispositivos móviles
En el caso de los televisores, se pueden encontrar prácticamente todos los tipos de atenuación local, desde la atenuación global hasta el Mini LED y el Micro LED, que es el más avanzado. El número de zonas también determina el rendimiento del 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 del atenuado local es mantener un buen rendimiento en los detalles oscuros cuando se reduce el brillo de la pantalla o se reproducen vídeos. Sin embargo, debido al reducido tamaño de la pantalla, las pantallas LCD de los teléfonos cuentan con menos zonas de retroiluminación, normalmente entre 2 y 16, mientras que algunas pantallas de teléfonos utilizan tecnología OLED, como el iPhone 12 y los modelos posteriores, que pueden lograr una mejor distribución de zonas y un mejor rendimiento en los detalles oscuros en comparación con las pantallas LCD.
Uso profesional
En general, los ámbitos profesionales como la producción cinematográfica, el diagnóstico por imágenes y las pantallas de vigilancia exigen una gran precisión en la representación de las zonas oscuras, lo que hace que el atenuado local cobre mayor importancia. Por ejemplo, la posproducción de películas requiere la corrección HDR y la restauración de la autenticidad de la imagen. Por lo tanto, los requisitos en cuanto al atenuado local y los algoritmos inteligentes son extremadamente elevados.
Pantalla comercial para exteriores
Para pantallas de publicidad exterior, la luz ambiental cambia constantemente. Por lo tanto, para mantener un rendimiento visual óptimo, la pantalla debe ajustar su brillo según el ciclo diurno-nocturno. Por lo general, las pantallas de publicidad exterior no requieren una calidad de imagen tan detallada como los televisores domésticos o los dispositivos móviles; suelen incluir menos de 20 zonas de atenuación, y algunas solo utilizan atenuación global.
Inconvenientes del atenuado local
Floreciendo
Dado que los LED de retroiluminación están agrupados, la atenuación local puede provocar que las zonas más brillantes difundan luz hacia las regiones más oscuras, lo que hace que las sombras se vean borrosas o descoloridas y da lugar a halos visibles. Los efectos de halo suelen ser más evidentes en televisores que cuentan con un número relativamente bajo de zonas de atenuación, como los que tienen menos de 100.
Transición poco fluida
Cuando el número de secciones es especialmente reducido o el algoritmo es muy aproximado, la variación de brillo entre una sección y otra suele ser desigual, y se producen diferencias de brillo poco realistas en las uniones. En particular, las pantallas que utilizan atenuación local con iluminación lateral son las más propensas a este problema.
Algoritmo de software inmaduro
El algoritmo no solo debe gestionar la regulación de la intensidad luminosa por zonas, sino que también requiere un sólido soporte técnico para garantizar una respuesta rápida y transiciones fluidas. Si el algoritmo no está lo suficientemente maduro, pero se le exige controlar demasiadas zonas de regulación, la pantalla puede presentar efectos de «blooming», imágenes fantasma, una reproducción deficiente de los detalles y un brillo inestable durante el funcionamiento.
Es difícil lograr una partición a nivel de píxel
Un mayor número de zonas de atenuación también aumenta la carga algorítmica, lo que incluye la frecuencia de actualización para calcular el brillo de las zonas, la compensación de luz entre zonas y la supresión del parpadeo. A diferencia de las tecnologías OLED y Micro LED, que pueden controlar cada píxel de forma individual desde su fabricación, lograr una división en zonas a nivel de píxel en un panel LCD es extremadamente difícil y casi imposible.
Preguntas frecuentes
¿Puede el atenuado local influir en fatiga visual?
Si las zonas de retroiluminación presentan un brillo desigual, fluctuaciones de brillo o efectos de halo, es muy probable que provoquen fatiga visual. Sin embargo, si se cuentan con más zonas y algoritmos más avanzados, la fatiga visual se evita en gran medida. Además, las pantallas autoemisivas, como las OLED y las Micro LED, rara vez presentan estos problemas.
¿Aumenta el consumo de energía de la pantalla a medida que aumenta el 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, del número de zonas de atenuación y de la eficiencia del algoritmo de atenuación. Reducir el brillo de las zonas oscuras puede, efectivamente, ahorrar energía. Sin embargo, un mayor número de zonas de atenuación implica circuitos de control de la retroiluminación y circuitos integrados de control más complejos, lo que a su vez consume más energía.
¿Se utilizan tecnologías de atenuación local en proyectores, RA o RV?
Sí. A diferencia de las pantallas LCD, los proyectores suelen lograr un control local del brillo mediante fuentes de luz regulables combinadas con microespejos digitales o válvulas de luz de cristal líquido, mientras que los dispositivos de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR) suelen utilizar pantallas OLED o Micro LED, que permiten ajustar el brillo de cada píxel de forma independiente.
Reflexiones finales: Colaboración con un fabricante con experiencia
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