Osnovni koncepti stvarnih i virtualnih piksela
U tehnologiji LED zaslona, "stvarni pikseli" i "virtualni pikseli" dvije su osnovne tehnologije prikaza piksela. Kroz različite logike sastava piksela i metode pokretanja, oni utječu na razlučivost, cijenu i primjenjive scenarije zaslona. Razlike i karakteristike ta dva su detaljno analizirane u nastavku.
Definicija i karakteristike pravih piksela
Pravi piksel je fizički izbrojiv, stvarni piksel na LED zaslonu. Svaki pravi piksel može neovisno kontrolirati svoju svjetlinu i boju, zajednički konstruirajući sliku na zaslonu. U stvarnom pikselnom zaslonu, postoji korespondencija 1:1 između fizičkih piksela i stvarno prikazanih piksela; broj piksela na zaslonu određuje količinu slikovnih informacija koje se mogu prikazati.
Točke-emitiranja svjetlosti pravog piksela nalaze se na LED cijevima, pokazujući kohezivnu karakteristiku. Iz perspektive tehničke implementacije, svaka od crvene, zelene i plave LED diode u stvarnom pikselnom zaslonu u konačnici sudjeluje samo u prikazivanju jednog piksela kako bi se postigla dovoljna svjetlina. Ovaj dizajn osigurava neovisnost i cjelovitost svakog piksela, čineći učinak prikaza stabilnijim i pouzdanijim.
Prednost pravog pikselnog zaslona leži u stabilnosti i dosljednosti njegovog učinka prikaza. Budući da se svaki piksel neovisno kontrolira, nema problema s miješanjem boja uzrokovanih dijeljenjem piksela, što ga čini posebno prikladnim za aplikacije koje zahtijevaju visoko{1}}precizan prikaz, kao što su profesionalna filmska i televizijska produkcija i vrhunski-komercijalni zasloni.
Definicija i karakteristike virtualnih piksela
Virtualni piksel je tehnika prikaza implementirana korištenjem specifičnih algoritama i kontrolnih tehnologija, omogućujući zaslonu zaslona da vizualno predstavi efekt više razlučivosti od stvarnih fizičkih piksela. Jednostavno rečeno, tehničkim sredstvima "simulira" više piksela.
Virtualni pikselni zasloni koriste LED tehnologiju multipleksiranja. Jedna LED dioda može se kombinirati sa susjednom LED diodom do četiri puta (gore, dolje, lijevo i desno), što omogućuje manjem broju LED dioda za prikaz više informacija o slici i postizanje veće rezolucije. Virtualni pikseli su raspršeni, s točkama-emitiranja svjetla između LED dioda, tvoreći virtualne točke slike kroz miješanje susjednih crvenih, zelenih i plavih pod-piksela.
Srž virtualnih piksela leži u kombinaciji i distribuciji fizičkih piksela, omogućujući zaslonu da prikaže više detalja slike i efekata od stvarnih piksela. Može prikazati dva ili četiri puta više piksela slike od stvarnih piksela na zaslonu. Na primjer, kada su R, G, B raspoređeni u omjeru 2:1:1, jedan piksel se sastoji od dva crvena LED-a, jednog zelenog LED-a i jednog plavog LED-a, čime je prikazana slika četiri puta veća od izvorne.
Tehnički principi i metode implementacije
Princip tehničke implementacije pravih piksela
Tehnologija pravih-pikselnih LED zaslona temelji se na tradicionalnim metodama upravljanja zaslonom, a njezina temeljna značajka je korespondencija 1:1 između fizičkih piksela i piksela zaslona. Iz perspektive hardvera, LED zaslon sastoji se od piksela koji se sastoje od LED dioda i povezanog upravljačkog sklopa, što omogućuje preciznu kontrolu nad svjetlinom i tamom svakog piksela za prikaz bogatih informacija.
Jezgra LED-a (Light Emitting Diode) je PN spoj sastavljen od poluvodiča tipa P- i N-tipa. Kada se na PN spoj primijeni napon naprijed, elektroni i šupljine se rekombiniraju na spoju, oslobađajući energiju kao fotone, emitirajući tako svjetlost. LED diode izrađene od različitih materijala emitiraju različite boje svjetlosti; na primjer, LED diode od galijevog fosfida (GaP) obično emitiraju zeleno svjetlo, dok LED diode od galijevog arsenida (GaAs) emitiraju crveno svjetlo.
Kod punog{0}}LED zaslona u boji, svaki piksel se sastoji od tri LED diode: crvene, zelene i plave. Kontroliranjem svjetline i tame LED dioda različitih boja u svakom pikselu mogu se stvoriti bogate i raznolike slike i videozapisi. Za preciznu kontrolu svjetline i boje svakog piksela na LED zaslonu potreban je odgovarajući pogonski krug. Uobičajene metode vožnje uključuju statičnu i dinamičnu vožnju. Statički pogon se odnosi na to da svaki piksel ima svoj neovisni upravljački čip za kontrolu. Ova metoda daje dobre rezultate prikaza i ujednačenu svjetlinu, ali sklop je složen i cijena visoka. Općenito se koristi u aplikacijama s malim brojem piksela i iznimno visokim zahtjevima za kvalitetu prikaza. Dinamična vožnja, s druge strane, koristi metodu skeniranja, redom osvjetljavajući različite retke i stupce piksela, koristeći postojanost vida u ljudskom oku kako bi se postigao prikaz cjelovite slike.
Načela tehničke implementacije virtualnih piksela
Tehnologija virtualnih piksela shema je kontrole prikaza koja postiže ekvivalentno povećanje razlučivosti mapiranjem fizičkih piksela u piksele zaslona (N=2 ili 4). Njegova temeljna tehnologija leži u preslagivanju LED cijevi između fizičkih piksela kako bi se stvorila kombinacija virtualnih piksela. Virtualni pikseli koriste raspodijeljenu strukturu-emitiranja svjetla, tvoreći virtualne piksele miješanjem susjednih crvenih, zelenih i plavih pod-piksela.
U konkretnoj implementaciji, tehnologija virtualnih piksela ima nekoliko rješenja. Uzimajući RGGB tehnologiju dinamičkog prikazivanja pod-piksela s četiri-lampom kao primjer, u fizičkom rasporedu piksela, tri RGB pod-piksela unutar svakog crnog okvira čine potpuni piksel za prikaz sadržaja. Međutim, u rasporedu RGGB s četiri-lampe, svaki crni okvir sadrži samo jedan pod-piksel. Kroz naprednu dinamičku tehnologiju iscrtavanja pod-piksela, okolni pod-pikseli mogu se fleksibilno posuditi u skladu sa sadržajem slike, dopuštajući jednom pod-pikselu postizanje potpunog prikaza sadržaja piksela.
U usporedbi s fizičkim pikselima, u rasporedu RGGB s četiri-lampe, svaki (RGB) piksel treba dodati samo jedan pod-piksel (G) kako bi se postigao 4-struki porast efekta prikaza. Slično tome, tehnologija vertikalnog dinamičkog renderiranja pod-piksela Delta1 s tri-lampe također postiže prikaz visoke-razlučivosti fleksibilnim posuđivanjem okolnih podpiksela.
Virtualni pikseli mogu se kategorizirati prema njihovoj metodi upravljanja (softverski virtualni u odnosu na hardverski virtualni), njihovom množitelju (2x virtualni u odnosu na . 4x virtualni) i njihovom LED rasporedu (1R1G1B virtualni u odnosu na . 2R1G1B virtualni). U shemi virtualnih piksela 2R1G1B, svaka dioda može dijeliti četiri piksela, značajno poboljšavajući rezoluciju zaslona.
Usporedna analiza tehničkih karakteristika
Usporedba učinaka prikaza
Budući da se svaki piksel u pravom-zaslonu piksela neovisno kontrolira, učinak prikaza je stabilniji i precizniji. Kada prikazuje-tekst s jednim potezom, pravi-pikselni zaslon može prikazati jasan tekst, dok virtualni-pikselni zaslon može prikazati nejasan tekst. To je zato što virtualni pikseli koriste vremensko-multipleksiranje, ciklički skenirajući informacije četiri susjedna piksela, što može rezultirati manje oštrim rubnim detaljima.
Što se tiče izvedbe boja, zasloni sa stvarnim-pikselima imaju preciznije i dosljednije boje jer je RGB podpiksel svakog piksela posvećen tom pikselu. Virtualni-pikselni zasloni postižu boju miješanjem subpiksela susjednih piksela, što može dovesti do odstupanja ili nezasićenosti boja pod određenim uvjetima.
Iz perspektive doživljaja gledanja, zasloni sa stvarnim-pikselima održavaju dobru kvalitetu prikaza na bilo kojoj udaljenosti gledanja, dok optimalna udaljenost gledanja za zaslone s virtualnim-pikselima mora biti veća od 2048 puta fizičkog razmaka piksela zaslona monitora. Pri-gledanoj udaljenosti izbliza, slike virtualnih-piksela mogu izgledati zrnato, posebno oko statičnog teksta gdje se mogu pojaviti nazubljeni rubovi.
Ravnoteža troškova i performansi
Zasloni s pravim-pikselima relativno su skupi zbog potrebe za više fizičkih LED dioda i upravljačkog sklopa. Osobito u aplikacijama visoke-razlučivosti, cijena pravih-pikselnih rješenja raste eksponencijalno. Tehnologija virtualnih piksela, ponovnim korištenjem LED dioda, može pružiti veću rezoluciju i jasniju kvalitetu slike s malim ili nikakvim povećanjem broja LED dioda, značajno smanjujući troškove.
Iz perspektive performansi, tehnologija virtualnih piksela postiže veću rezoluciju i jasnije vizualne efekte po nižoj cijeni. Za kupce koji traže visoku-razlučivost, visoku-definiciju i-cijenovno učinkovite LED zaslone, zasloni s virtualnim pikselima izvrsno su rješenje. Osobito u aplikacijama s većim udaljenostima gledanja, učinak prikaza virtualnih piksela može se približiti stvarnom pikselu, ali uz znatno nižu cijenu.
Međutim, tehnologija virtualnih piksela ima svojstvena ograničenja u kvaliteti slike; na odgovarajućim udaljenostima gledanja, njegov učinak prikaza je prihvatljiv. Postojeći proizvođači imaju proizvode koji postižu gotovo{1}}stvarne-učinke prikaza piksela, posebno u scenarijima kao što su konferencijske sobe, uredi i komercijalne aplikacije gdje zahtjevi za kvalitetom prikaza blizu-gleda nisu visoki, gdje tehnologija virtualnih piksela ima jasnu prednost.
Scenariji primjene i tipični slučajevi
Scenariji primjene stvarnih-pikselnih zaslona
Zasloni s pravim-pikselima, zbog svog stabilnog učinka prikaza i točne boje, naširoko se koriste u profesionalnim područjima s visokim zahtjevima za kvalitetom slike:
Vrhunski-komercijalni zasloni:** U luksuznim trgovinama, vrhunskim-hotelima i drugim mjestima, pravi-pikselni LED zasloni mogu prikazati točne boje i delikatne slike, poboljšavajući imidž robne marke i korisničko iskustvo. Na primjer, 440-metara-dugi vanjski zakrivljeni LED zaslon koji je napravio Visionox u Dubaiju, koristeći tehnologiju pravih piksela, postao je najduži vanjski fiksni LED zaslon na Bliskom istoku, pa čak i globalno.
Filmska produkcija i virtualno snimanje:** Filmska i televizijska industrija ima iznimno visoke zahtjeve za preciznošću prikaza, zbog čega su stvarni-pikselni zasloni preferirani izbor. Na primjer, u "Life Art-imerzivnoj digitalnoj izložbi kulture dinastije Mawangdui Han" u Muzeju provincije Hunan, Unilumin Technology prilagodila je LED akustično prozirnu imerzivnu kupolu promjera 15-metara- koristeći tehnologiju pravih piksela, što je rezultiralo jasnim, delikatnim slikama i bogatim, živopisnim bojama.
Prostori-velikih događaja:** Na velikim-događajima kao što su sportski događaji i koncerti, publika treba jasne i stabilne slike na velikim ekranima. Zasloni s pravim-pikselima mogu zadovoljiti potrebu za visokom rezolucijom čak i kada se gledaju iz daljine, poput zaslona od 490+ kvadratnih metara koji je instalirao Absen u Jingshan International Tennis Center.
Scenariji primjene virtualnih piksela zaslona
Tehnologija virtualnih piksela, sa svojom visokom{0}}isplativošću, naširoko se primjenjuje u sljedećim područjima:
Virtualno snimanje i XR tehnologija: tehnologija virtualnih piksela značajno smanjuje troškovne barijere za virtualno snimanje. Na primjer, najveći LED virtualni studio s jednom-jedinicom na svijetu, koji su zajednički izgradili Absen i Bocai Media, ima ukupnu površinu zaslona od približno 1700 kvadratnih metara i koristi tehnologiju virtualnih piksela za obaranje globalnog rekorda u broju piksela na jednom ekranu sa 600 milijuna piksela. Ova tehnologija omogućuje filmskoj i televizijskoj produkciji postizanje revolucionarnog iskustva "nulte post-produkcije" i "ono što vidite to i dobijete".
Komercijalni-zaslon srednjeg ranga: u trgovačkim centrima, izložbenim dvoranama i drugim prilikama koje zahtijevaju velike zaslonske površine, ali s ograničenim proračunima, virtualni pikselni zasloni mogu postići efekte visoke-razlučivosti po nižoj cijeni. Na primjer, virtualni sustav snimanja i rješenja tvrtke Unilumin Technology primijenjeni su u više projekata kao što su Hengdian Studio No. 1 i Beijing Starlight VP Virtual Studio.
* **Obrazovanje i obuka: Tehnologija virtualnih piksela također se široko koristi u obrazovnom sektoru. Na primjer, Aoto Electronics izgradio je virtualne snimateljske studije za sveučilišta kao što je Hubei University of Technology's Digital Art Industry College i Beijing Film Academy, pružajući pogodnost za nastavnike i studente da uče i ovladaju tehnologijom virtualnog snimanja.
Tehnički parametri i pokazatelji učinka
Tehnički parametri prikaza stvarnog piksela
Tehnički parametri pravog-pikselnog zaslona obično uključuju sljedeće aspekte:
Gustoća piksela: Odnosi se na broj piksela po jedinici površine, obično izražen u točkama po kvadratnom metru (dD/m²). Na primjer, pravi-pikselni zaslon s fizičkim razmakom točaka od 10 mm ima fizičku gustoću od 10 000 točaka po kvadratnom metru (m²). Veća gustoća piksela rezultira finijim prikazom slike, ali zahtijeva više LED dioda, povećavajući troškove proizvodnje.
Svjetlina: Zasloni sa stvarnim-pikselima obično imaju visoku svjetlinu. Zasloni za unutarnju upotrebu imaju promjer točke od 3-8 mm, dok zasloni za vanjsku upotrebu imaju raspon razmaka od PH10-PH37,5. Svjetlinu je potrebno prilagoditi prema okolini; vanjski izvori svjetla su jaki, zahtijevaju preko 5000 cd/m²; unutarnje svjetlo je slabije, zahtijeva samo 1800 cd/m².
Razina sivih tonova: Ovo odražava sposobnost zaslona da kontrolira razine svjetline. Visoke sive nijanse naširoko se koriste u obradi slika, medicinskim slikama i drugim područjima. Tipičan 14-bitni zaslon nudi 16384 razine sivih tonova (2^14), dijeleći zaslon od najtamnijeg do najsvjetlijeg na 16384 dijela. Više razine sivih tonova rezultiraju bogatijim bojama. Omjer kontrasta: Ovo se odnosi na omjer maksimalne svjetline LED zaslona i svjetline pozadine pod određenom razinom ambijentalnog osvjetljenja. Za LED zaslone preporučuje se omjer kontrasta od 5000:1 ili veći za optimalnu izvedbu. Visoki omjer kontrasta može učiniti slike živopisnijima, ali pretjerano visoki omjeri kontrasta mogu dovesti do gubitka detalja slike.
Tehnički parametri zaslona virtualnog piksela
Virtualni pikselni zasloni, uz zadržavanje osnovnih parametara, postižu poboljšanja performansi kroz tehnološku optimizaciju:
Ekvivalentna razlučivost: Broj fizičkih piksela na zaslonu virtualnih piksela približno je 1 (N=2, 4) puta broj stvarno prikazanih piksela, što znači da može prikazati 2 do 4 puta više piksela od stvarnih piksela. Na primjer, u rješenju virtualnih piksela 2R1G1B, svaka dioda može dijeliti 4 piksela.
Brzina osvježavanja: visoke stope osvježavanja skraćuju vrijeme kadra i povećavaju učestalost osvježavanja, što rezultira glatkijim prikazom. Zasloni s virtualnim pikselima obično koriste ultra-visoke stope osvježavanja od 7680 Hz i 1/8 brzine skeniranja za učinkovito uklanjanje titranja i podrhtavanja u tradicionalnoj fotografiji.
Performanse boja: Virtualni pikselni zasloni postižu puni-prikaz u boji kombinacijom tri primarne boje (crvena, zelena i plava). Tehnologija kontrole ponovne upotrebe piksela održava frekvenciju skeniranja iznad 240 Hz kako bi se uklonilo titranje zaslona uz istovremeno smanjenje potrošnje energije i troškova, prilagođavajući se scenarijima visokog dinamičkog raspona kao što je televizijsko emitiranje.
Kontrola potrošnje energije: Tehnologija virtualnih piksela optimizira potrošnju energije smanjenjem broja fizičkih LED dioda. Prosječna potrošnja energije određenog virtualnog zaslona s pikselima je oko 600 W/m2, a maksimalna potrošnja energije je manja ili jednaka 1000 W/m2, što je znatno niže od potrošnje stvarnog zaslona s pikselima.
Procjena industrije i razvojni trendovi
Stručna procjena dviju tehnologija
Stručnjaci iz industrije nude objektivne procjene tehnologija stvarnih-piksela i virtualnih-piksela: Carlette je izjavila: "S brzim razvojem tehnologije zaslona, potražnja korisnika za proizvodima više-razlučivosti svakodnevno raste. Pojava virtualnih piksela može povećati razlučivost proizvoda bez povećanja troškova, što je korisno za promicanje razvoja industrije visoke-razlučivosti." Virtualni pikseli su metoda ponovne upotrebe piksela koja može pružiti veću rezoluciju i jasniju kvalitetu slike bez povećanja ili samo s malim brojem LED dioda.
Međutim, stručnjaci ističu i ograničenja tehnologije virtualnih piksela. Zbog dijeljenja piksela, stvarni učinak prikaza virtualnih piksela pogoršava se s povećanjem virtualnog povećanja. Pri gledanju iz-blizine, slika će izgledati zrnato, osobito statični tekst, koji će pokazivati nazubljene rubove. To znači da tehnologija virtualnih piksela ne može u potpunosti zamijeniti stvarne piksele u profesionalnim aplikacijama.
Što se tiče tehnologije stvarnih-piksela, stručnjaci vjeruju da su njene prednosti u kvaliteti prikaza neosporne, posebno u-hitnim aplikacijama. Međutim, uz stalnu optimizaciju tehnologije virtualnih piksela, jaz između njih se smanjuje. Na odgovarajućim udaljenostima gledanja i scenarijima primjene, virtualni pikseli već mogu pružiti vizualni doživljaj blizak stvarnom pikselu.
Trendovi budućeg razvoja
Razvoj tehnologije LED zaslona pokazuje sljedeće trendove:
Kontinuirana optimizacija tehnologije virtualnih piksela: posljednjih godina shema virtualnih piksela s četiri-lampe postala je sve češća. U shemi virtualnih zelenih četiri-lampe, svaki piksel se sastoji od četiri LED diode: crvene, zelene, plave i virtualne zelene. U kompletnom ciklusu prikaza, svaki crveni/plavi LED se ponovno koristi četiri puta, a svaki zeleni/virtualni zeleni LED se ponovno koristi dva puta. U kombinaciji s 14-bitnim kontrolnim sustavom visoke preciznosti, kvaliteta prikaza virtualnih piksela bit će dodatno poboljšana.
Širenje scenarija primjene: Broj LED virtualnih studija za snimanje brzo raste, dosežući 41 širom zemlje, raspoređenih u više provincija i gradova uključujući Peking, Šangaj i Guangdong. S popularizacijom virtualne produkcije i 8K videa, LED zasloni se nadograđuju s funkcije jednog zaslona na rješenje "-prijateljsko za snimanje".
Tehnološka integracija i inovacija: Inovacije kao što su tehnologija inteligentne sinkronizacije, optimizacija optičke strukture i prilagodljivi sustavi upravljanja stalno se pojavljuju. Razvijanje sustava za prilagodbu brzine osvježavanja koji dinamički odgovaraju brzini slike opreme za snimanje smanjuje titranje uzrokovano razlikama u frekvenciji; a korištenjem tehnologija kao što su difuzijski filmovi i mikrostrukturne površinske obrade smanjuje se vjerojatnost moiré uzoraka.
Daljnje inovacije: Tržište se nastavlja širiti: Istraživanje tržišta pokazuje da se predviđa da će veličina globalnog Micro LED tržišta porasti s približno 100 milijuna dolara u 2020. na preko 1 milijardu dolara u 2025., što predstavlja ukupnu godišnju stopu rasta (CAGR) od preko 30%. Tehnologija virtualnih piksela bit će značajan pokretač ovog rasta, osobito na potrošačkom tržištu.
