Когда производитель светодиодных дисплеев заявляет, что их экраны поддерживают локальное затемнение, вы можете задаться вопросом: Что именно такое локальное затемнение и зачем оно нужно? В этой статье мы расскажем все, что вам нужно знать о локальном затемнении.
Содержание
Что такое локальное затемнение?
Традиционные ЖК-экраны регулируют яркость на уровне всей светодиодной панели. Когда экран подсвечивается, некоторые его части слишком ослепительны. Когда он отображает при меньшей яркости, Вы не сможете разглядеть детали в тени.
Для решения этой проблемы было изобретено локальное затемнение. Эта технология делит световую область экрана на несколько независимо управляемых зон и регулирует яркость каждой из них в зависимости от отображаемого контента, чтобы повысить контрастность и уровень черного.
Функция локального затемнения
Усиление контраста
При локальном затемнении экран с помощью своего алгоритма анализирует яркость контента и делит его на различные зоны в зависимости от яркости. Для темных зон экран уменьшает яркость подсветки, чтобы сделать черные цвета более глубокими. Для светлых зон он увеличивает яркость, чтобы сделать светлые участки более яркими. Таким образом, экран контрастность экрана значительно увеличивается, что позволяет сделать изображения более объемными и реалистичными.
Сделайте детали теней более четкими
По сравнению с традиционным глобальным затемнением, при котором весь экран темнеет, а теневые области легко становятся мутными, локальное затемнение позволяет снизить общую яркость экрана, сохраняя детали в темных или затененных областях. Кроме того, черный цвет в темных областях больше не яркий или сероватый, а гораздо ближе к настоящему черному, который вы видите в реальной жизни.
Снижение энергопотребления
При глобальной подсветке и отсутствии локальной регулировки яркости светодиоды за ЖК-дисплеем должны оставаться полностью освещенными, даже если 90% часть изображения черная. При локальном регулировании яркости светодиоды в областях с низкой яркостью могут быть значительно уменьшены или вовсе отключены, чтобы улучшить детализацию теней и повысить контрастность. Благодаря этому механизму локальная регулировка яркости позволяет снизить энергопотребление во время работы.
Типы локального затемнения
Глобальное затемнение
Глобальная регулировка яркости не имеет зон подсветки. При регулировке яркости светлеет или темнеет весь экран в целом. Такой подход обеспечивает значительное преимущество по стоимости и широко используется в ЖК-дисплеях низкого класса и дисплеях для бизнеса.
Более того, в долгосрочной перспективе, несмотря на то, что это более базовая технология, глобальное затемнение не будет полностью вытеснено, поскольку некоторые приложения не требуют высоко детализированного качества изображения.
Прямое освещение Местное затемнение
Технологии подсветки обычно делятся на два типа: с прямой подсветкой и с подсветкой по краям. В технологии прямой подсветки светодиодные лампы равномерно распределяются по всей площади за панелью.
При прямом освещении локальное диммирование разделяет эти светодиодные лампы на несколько зон, обычно от 2 до 32. Во время работы эти зоны могут независимо регулировать свою яркость на основе специальных алгоритмов. По сравнению с локальным затемнением по краям, зональное затемнение с прямым освещением позволяет создавать более тонкие, более управляемые зоны, что приводит к более равномерному распределению света по экрану.
Подсветка по краям Локальная регулировка яркости
В технологии подсветки по краям небольшие светодиодные лампочки располагаются вдоль левого и правого краев экрана, а микроструктуры равномерно распределяют свет по панели. Локальная регулировка яркости по краям означает группировку светодиодов по краям для управления, что обычно разделяет маленькие светодиодные лампочки на 4-16 зон, а в некоторых моделях даже на 32 зоны.
С одной стороны, в локальной подсветке по краям используется меньше светодиодов, а функция локальной регулировки яркости позволяет снизить энергопотребление. С другой стороны, поскольку свет поступает с боков, это может привести к неравномерной яркости в некоторых областях.
Локальное затемнение всего массива
Полнолучевое локальное затемнение (FALD) основывается на локальном затемнении при прямом освещении, значительно увеличивая количество зон, обычно разделяя подсветку на сотни или даже тысячи зон. Кроме того, в FALD часто используются такие передовые компоненты, как диффузионные и коллимирующие пленки для минимизации неравномерности яркости.
Благодаря этой технологии экраны могут достигать впечатляющих показателей контрастности и HDR, а также повышать энергоэффективность. FALD обычно используется в высококлассных ЖК-телевизорах, мониторах и профессиональных дисплеях.
Локальное затемнение в различных технологиях дисплеев
Традиционный светодиод-ЖК-дисплей
Традиционные LED-ЖК-дисплеи обычно имеют небольшое количество зон или вообще не имеют зонирования и обычно используют глобальную регулировку яркости. С развитием технологий постепенно стали применяться локальные регулировки яркости с подсветкой по краям и прямой подсветкой, хотя точность управления светом в них остается ограниченной.
Мини-светодиод
В подсветке Mini LED используется полномасштабная схема и усовершенствованная технология FALD с большим количеством зон. Mini LED может иметь 500 и даже более 5 000 зон. Среди современных технологий ЖК-подсветки Mini LED представляет собой самый передовой вариант и может продемонстрировать вам лучшие характеристики, которые может дать ЖК-технология.
Микросветодиоды и OLED
Будучи технологиями самоизлучающих светодиодных дисплеев, Micro LED и OLED не полагаются на локальное затемнение для управления яркостью в определенных областях. Единицей измерения яркости для обеих технологий являются пиксели. Другими словами, каждый пиксель выступает в качестве независимо управляемого блока регулировки яркости.
Поэтому Micro LED и OLED предлагают одни из лучших показателей яркости среди всех технологий дисплеев, а уровень черного и эффект HDR лучше, чем у ЖК-экранов.
Стоимость локального затемнения и цены на различные технологии
Традиционный LED-ЖК-дисплей с глобальной регулировкой яркости
ЖК-экраны без локальной регулировки яркости не требуют соответствующих интеллектуальных алгоритмов, поэтому они являются самым недорогим вариантом среди всех технологий регулировки яркости. Как правило, от локального затемнения отказываются только бюджетные или старые ЖК-экраны, и цены на них самые низкие. Например, телевизоры TCL Smart TV начального уровня стоят $129,99.
Локальная регулировка яркости в нижней зоне
По сравнению с традиционными экранами с глобальной регулировкой яркости дисплеи с зонированной регулировкой яркости требуют дополнительных затрат на модули подсветки, микросхемы драйверов и управление подсветкой. Однако, поскольку количество зон невелико, число светодиодов и сложность драйверов остаются низкими, поэтому общая стоимость не слишком высока.
FALD и Mini LED
По сравнению с базовыми низкозональными ШИМ-алгоритмами, FALD требует высокоскоростных алгоритмов динамического локального затемнения и множества ИС драйверов светодиодов, что увеличивает стоимость. Хотя в Mini LED используются крошечные светодиоды диаметром 10-100 мкм для достижения тысяч зон, их стоимость значительно выше, чем у стандартных FALD.
OLED и микросветодиоды
Как уже упоминалось, для каждого пикселя в технологиях OLED и Micro LED требуется ИС драйвера, что обеспечивает чрезвычайно высокую точность управления. Особенно дороги микросветодиоды в дисплеях Micro LED, а в сочетании с высокоточными процессами и сложными системами управления Micro LED становится самой дорогой технологией дисплеев на рынке.
Сценарии применения локального затемнения
Телевизоры и мобильные устройства
В телевизорах можно встретить практически все типы локального затемнения, от глобального до Mini LED и самого современного Micro LED. Количество зон также определяет производительность HDR. Как правило, чем больше зон у системы локального затемнения, тем лучше цветопередача телевизора.
В телефонах локальное затемнение предназначено для поддержания хорошей детализации в темноте при снижении яркости экрана или воспроизведении видео. Однако из-за небольшого размера экрана ЖК-дисплеи телефонов имеют меньшее количество зон подсветки, обычно всего 2-16 зон, в то время как в некоторых телефонах используется технология OLED, например в iPhone 12 и более поздних моделях, которая позволяет добиться лучшего зонирования и сохранения темных деталей по сравнению с ЖК-дисплеями.
Профессиональное использование
Как правило, в таких профессиональных областях, как кинопроизводство, медицинская визуализация и системы видеонаблюдения, требуется высокая точность рендеринга темных областей, что делает локальное затемнение более важным. Например, при постпроизводстве фильмов требуется коррекция HDR и восстановление аутентичности изображения. Поэтому требования к локальному затемнению и интеллектуальным алгоритмам чрезвычайно высоки.
Открытый коммерческий дисплей
Для наружная реклама, Окружающее освещение постоянно меняется. Поэтому для поддержания оптимальных визуальных характеристик экран должен регулировать свою яркость в зависимости от цикла "день-ночь". Как правило, дисплеи для наружной рекламы не требуют высокой детализации изображения, как телевизоры или мобильные устройства; обычно они включают менее 20 зон регулировки яркости, а некоторые используют только глобальную регулировку яркости.
Недостатки локального затемнения
Цветущий
Поскольку светодиоды подсветки унифицированы, локальное затемнение может привести к тому, что светлые области будут переливаться светом в более темные, из-за чего тени будут выглядеть грязными или размытыми, что приведет к появлению видимых ореолов. Эффект ореола обычно наиболее заметен на телевизорах с относительно небольшим количеством зон регулировки яркости, например, менее 100.
Недостаточно плавный переход
Когда количество разделов особенно мало или алгоритм особенно груб, изменение яркости от одного раздела к другому часто становится неравномерным, а на стыках возникают неоправданные перепады яркости. В частности, этой проблеме больше всего подвержены дисплеи, использующие локальное затемнение по краям.
Незрелый программный алгоритм
Алгоритм должен не только справляться с регулировкой яркости по зонам, но и требовать мощной технической поддержки для обеспечения своевременного реагирования и плавного перехода. Если алгоритм недостаточно совершенен, но при этом должен контролировать слишком большое количество зон затемнения, дисплей может страдать от цветности, экранных призраков, плохого воспроизведения деталей и нестабильной яркости во время работы.
Сложно добиться разделения на уровне пикселей
Большее количество зон диммирования также увеличивает нагрузку на алгоритмы, включая частоту обновления для расчета яркости зон, компенсацию межзонной засветки и подавление мерцания. В отличие от OLED и Micro LED, которые могут индивидуально управлять каждым пикселем с завода, добиться зонирования на уровне пикселей на ЖК-панели крайне сложно и практически невозможно.
Часто задаваемые вопросы
Может ли локальное затемнение повлиять на напряжение глаз?
Если в зонах подсветки наблюдается неравномерная яркость, колебания яркости или явления ореола, это с большой вероятностью вызовет усталость глаз. Однако при наличии большего количества зон и более интеллектуальных алгоритмов утомляемость глаз в значительной степени исключается. Более того, самоизлучающие дисплеи, такие как OLED и Micro LED, редко сталкиваются с подобными проблемами.
Увеличивается ли энергопотребление экрана при увеличении количества зон регулировки яркости?
Расчет энергопотребления - сложный процесс. Энергопотребление дисплеев с локальной регулировкой яркости зависит от типа контента, количества зон регулировки яркости и эффективности алгоритма регулировки яркости. Снижение яркости темных областей действительно позволяет экономить энергию. Однако большее количество зон регулировки яркости означает более сложные схемы управления подсветкой и микросхемы драйверов, которые, в свою очередь, потребляют больше энергии.
Используются ли технологии локального затемнения в проекторах, AR или VR?
Да. В отличие от ЖК-экранов, в проекторах локальное управление яркостью обычно достигается за счет управляемых источников света в сочетании с цифровыми микрозеркалами или жидкокристаллическими световыми клапанами, тогда как в устройствах VR и AR обычно используются OLED- или Micro LED-дисплеи, которые позволяют регулировать яркость каждого пикселя независимо.
Заключительные размышления: Сотрудничество с опытным производителем
Если вы хотите настроить дисплей с возможностью локального затемнения, ИванLED это ваш идеальный выбор. Мы являемся экспертами в технологии локального затемнения светодиодных экранов, способной создавать точные зоны затемнения для повышения детализации изображения, а также можем предоставить вам экраны для различных приложений, размеров и разрешений. Не стесняйтесь обращаться к нам, если хотите узнать что-нибудь о локальном затемнении!
