Peruskäsitteet todellisista pikseleistä ja virtuaalisista pikseleistä
LED-näyttötekniikassa "todelliset pikselit" ja "virtuaalipikselit" ovat kaksi pikselinäyttötekniikkaa. Erilaisten pikselikokoonpanologiikkojen ja ajomenetelmien kautta ne vaikuttavat näytön resoluutioon, kustannuksiin ja soveltuviin skenaarioihin. Näiden kahden eroja ja ominaisuuksia analysoidaan yksityiskohtaisesti alla.
Todellisten pikselien määritelmä ja ominaisuudet
Todellinen pikseli on fyysisesti laskettava, todellinen pikseli LED-näytöllä. Jokainen todellinen pikseli voi itsenäisesti ohjata kirkkautta ja väriä ja rakentaa yhdessä kuvan näytölle. Oikeassa pikselinäytössä fyysisten pikselien ja todellisten näytettyjen pikselien välinen vastaavuus on 1:1; ruudun pikselien määrä määrittää näytettävän kuvainformaation määrän.
Todellisen pikselin valoa emittoivat{0}}pisteet sijaitsevat LED-putkissa, ja niillä on yhtenäinen ominaisuus. Teknisen toteutuksen näkökulmasta jokainen todellisen pikselinäytön punainen, vihreä ja sininen LED osallistuu lopulta vain yhden pikselin kuvaamiseen riittävän kirkkauden saavuttamiseksi. Tämä muotoilu varmistaa jokaisen pikselin riippumattomuuden ja eheyden, mikä tekee näyttövaikutuksesta vakaamman ja luotettavamman.
Todellisen pikselinäytön etuna on sen näyttövaikutuksen stabiilisuus ja johdonmukaisuus. Koska jokaista pikseliä ohjataan itsenäisesti, pikselien jakamisesta ei aiheudu värien sekoitusongelmia, joten se sopii erityisen hyvin{1}}tarkkuutta vaativiin sovelluksiin, kuten ammattimaiseen elokuva- ja televisiotuotantoon sekä huippuluokan kaupallisiin näytöihin.
Virtuaalipikseleiden määritelmä ja ominaisuudet
Virtuaalinen pikseli on näyttötekniikka, joka on toteutettu käyttämällä tiettyjä algoritmeja ja ohjausteknologioita ja jonka avulla näyttöruutu voi näyttää visuaalisesti paremman resoluution kuin todelliset fyysiset pikselit. Yksinkertaisesti sanottuna se "simuloi" enemmän pikseleitä teknisin keinoin.
Virtuaaliset pikselinäytöt käyttävät LED-multipleksointitekniikkaa. Yksi LED voidaan yhdistää viereisten LEDien kanssa jopa neljä kertaa (ylhäällä, alhaalla, vasemmalla ja oikealla), jolloin harvemmat LEDit voivat näyttää enemmän kuvatietoja ja saavuttaa korkeamman resoluution. Virtuaaliset pikselit ovat hajallaan, ja valo-säteilee pisteitä LED-valojen välissä muodostaen virtuaalisia kuvapisteitä sekoittamalla vierekkäisiä punaisia, vihreitä ja sinisiä ali{3}}pikseleitä.
Virtuaalipikseleiden ydin piilee fyysisten pikselien yhdistämisessä ja jakamisessa, jolloin näyttöruudussa näkyy enemmän kuvan yksityiskohtia ja tehosteita kuin todelliset pikselit. Se voi näyttää kaksi tai neljä kertaa enemmän kuvapikseleitä kuin näytön todelliset pikselit. Esimerkiksi kun R, G, B jaetaan suhteessa 2:1:1, yksi pikseli koostuu kahdesta punaisesta LEDistä, yhdestä vihreästä LEDistä ja yhdestä sinisestä LEDistä, mikä tekee näytetystä kuvasta neljä kertaa alkuperäisen.
Tekniset periaatteet ja toteutusmenetelmät
Oikeiden pikselien tekninen toteutusperiaate
Oikean{0}}pikselin LED-näyttöjen tekniikka perustuu perinteisiin näytön ohjausmenetelmiin, ja sen ydinominaisuus on fyysisten pikselien ja näytön pikselien välinen 1:1 vastaavuus. Laitteiston näkökulmasta LED-näyttö koostuu pikseleistä, jotka koostuvat LED-diodeista ja niihin liittyvistä ohjauspiireistä, mikä mahdollistaa kunkin pikselin kirkkauden ja tummuuden tarkan hallinnan monipuolisen tiedon näyttämiseksi.
LEDin (Light Emitting Diode) ydin on PN-liitos, joka koostuu P--tyypin ja N--tyypin puolijohteista. Kun eteenpäin suunnattu jännite syötetään PN-liitokseen, elektronit ja reiät yhdistyvät risteyksessä, vapauttaen energiaa fotoneina, mikä säteilee valoa. Eri materiaaleista valmistetut LEDit lähettävät erivärisiä valoja; esimerkiksi galliumfosfidi (GaP) -LEDit säteilevät tyypillisesti vihreää valoa, kun taas galliumarsenidi (GaAs) -LED säteilevät punaista valoa.
Täys{0}}väri-LED-näytössä jokainen pikseli koostuu kolmesta LEDistä: punainen, vihreä ja sininen. Säätämällä kunkin pikselin eriväristen LEDien kirkkautta ja tummuutta voidaan luoda täyteläisiä ja monipuolisia kuvia ja videoita. Jotta LED-näytön kunkin pikselin kirkkautta ja väriä voidaan ohjata tarkasti, tarvitaan vastaava ohjauspiiri. Yleisiä ajomenetelmiä ovat staattinen ajo ja dynaaminen ajo. Staattisella ajolla tarkoitetaan sitä, että jokaisella pikselillä on oma itsenäinen ohjauspiirinsä ohjaamista varten. Tämä menetelmä tuottaa hyvät näyttötulokset ja tasaisen kirkkauden, mutta piiri on monimutkainen ja kustannukset korkeat. Sitä käytetään yleensä sovelluksissa, joissa on pieni määrä pikseleitä ja erittäin korkeat näytön laatuvaatimukset. Dynaamisessa ajossa puolestaan käytetään skannausmenetelmää, joka valaisee vuorotellen eri pikselin rivejä ja sarakkeita ja hyödyntää ihmisen silmän näön pysyvyyttä kokonaiskuvan näyttämiseksi.
Virtuaalipikseleiden tekniset toteutusperiaatteet
Virtuaalinen pikselitekniikka on näytön ohjausjärjestelmä, joka saavuttaa vastaavan tarkkuuden lisäämisen yhdistämällä fyysiset pikselit näytön pikseleiksi (N=2 tai 4). Sen ydintekniikka on LED-putkien uudelleenjärjestely fyysisten pikselien välillä virtuaalisten pikselien yhdistelmäksi. Virtuaalipikselit käyttävät hajautettua valoa lähettävää-rakennetta muodostaen virtuaalisia pikseleitä sekoittamalla vierekkäisiä punaisia, vihreitä ja sinisiä ali
Spesifisessä toteutuksessa virtuaalipikseliteknologialla on useita ratkaisuja. Esimerkkinä neljän-lampun RGGB dynaamisen ali-pikselin renderöintitekniikka, fyysisessä pikselijärjestelyssä kunkin mustan kehyksen kolme RGB-ali-pikseliä muodostavat täydellisen pikselin sisällön näyttämistä varten. Kuitenkin neljän-lampun RGGB-järjestelyssä jokainen musta kehys sisältää vain yhden ali-pikselin. Edistyneen dynaamisen ali-pikselintoistoteknologian ansiosta ympäröivät osa-pikselit voidaan lainata joustavasti kuvan sisällön mukaan, jolloin yksi ali{10}}pikseli voi näyttää täydellisen pikselisisällön.
Fyysisiin pikseleihin verrattuna neljän-lamppuisen RGGB-järjestelyssä kuhunkin (RGB) pikseliin tarvitsee lisätä vain yksi ali-piksel (G), jotta näyttötehostettavuus kasvaisi 4--kertaiseksi. Samoin kolmen-lamppuisen Delta1 pystysuoran dynaamisen alipikselin{7}}renderöintitekniikka saavuttaa myös korkean-resoluution näytön lainaamalla joustavasti ympäröiviä osapikseleitä.
Virtuaaliset pikselit voidaan luokitella niiden ohjausmenetelmän (virtuaalinen ohjelmisto vs. hardware virtual), kertoimen (2x virtuaalinen vs. 4x virtuaalinen) ja LED-järjestelyn (1R1G1B virtuaalinen vs 2R1G1B-virtuaalipikselijärjestelmässä jokainen diodi voi jakaa neljä pikseliä, mikä parantaa merkittävästi näytön resoluutiota.
Teknisten ominaisuuksien vertaileva analyysi
Näyttötehosteiden vertailu
Koska jokaista pikseliä todellisessa{0}}pikselinäytössä ohjataan itsenäisesti, näyttötehoste on vakaampi ja tarkempi. Kun näytetään yksi-tekstiä, todellinen-pikselinäyttö voi näyttää selkeää tekstiä, kun taas virtuaalinen-pikselinäyttö voi näyttää epäselvää tekstiä. Tämä johtuu siitä, että virtuaaliset pikselit käyttävät aikajakomultipleksointia ja skannaavat syklisesti neljän vierekkäisen pikselin tiedot, mikä voi johtaa vähemmän teräviin reunayksityiskohtiin.
Mitä tulee värien suorituskykyyn, todellisissa{0}}pikselinäytöissä on tarkemmat ja yhdenmukaisemmat värit, koska kunkin pikselin RGB-alipikseli on omistettu kyseiselle pikselille. Virtuaaliset-pikselinäytöt saavat väriä sekoittamalla vierekkäisten pikselien alipikseleitä, mikä voi johtaa värin poikkeamiin tai alikylläisyyteen tietyissä olosuhteissa.
Katselukokemuksen näkökulmasta todelliset{0}}pikselinäytöt säilyttävät hyvän näytönlaadun kaikilla katseluetäisyyksillä, kun taas virtuaalisten-pikselinäyttöjen optimaalisen katseluetäisyyden on oltava suurempi kuin 2 048 kertaa näytön fyysinen pikseliväli. Lähi-katseluetäisyyksillä virtuaaliset-pikselikuvat voivat näyttää rakeisilta, etenkin staattisen tekstin ympärillä, jossa saattaa näkyä rosoisia reunoja.
Kustannusten ja suorituskyvyn tasapaino
Oikeat{0}}pikselinäytöt ovat suhteellisen kalliita, koska tarvitaan enemmän fyysisiä LEDejä ja ohjainpiirejä. Varsinkin korkean resoluution-sovelluksissa todellisten-pikseliratkaisujen hinta nousee eksponentiaalisesti. Virtuaalinen pikselitekniikka LED-valoja uudelleen käyttämällä voi tarjota korkeamman resoluution ja selkeämmän kuvanlaadun, mutta LED-valojen lukumäärä kasvaa vain vähän tai ei ollenkaan, mikä vähentää merkittävästi kustannuksia.
Suorituskyvyn näkökulmasta virtuaalinen pikselitekniikka saavuttaa korkeamman resoluution ja selkeämpiä visuaalisia tehosteita pienemmillä kustannuksilla. Asiakkaille, jotka haluavat korkean-resoluution, terävä-tarkkuuden ja kustannustehokkaita-LED-näyttöjä, virtuaaliset pikselinäytöt ovat erinomainen ratkaisu. Varsinkin sovelluksissa, joissa katseluetäisyydet ovat pidempiä, virtuaalisten pikselien näyttövaikutus voi lähestyä todellisia pikseleitä, mutta huomattavasti halvemmalla.
Virtuaalipikselitekniikalla on kuitenkin luontaisia rajoituksia kuvanlaadussa; sopivilla katseluetäisyyksillä sen näyttövaikutus on hyväksyttävä. Nykyisillä valmistajilla on tuotteita, jotka saavuttavat lähes -todellisen-pikselinäyttötehosteet, erityisesti sellaisissa tilanteissa, kuten kokoushuoneissa, toimistoissa ja kaupallisissa sovelluksissa, joissa läheisen-näkymän näytön laatuvaatimukset eivät ole korkeat, ja joissa virtuaalipikselitekniikalla on selkeä etu.
Sovellusskenaariot ja tyypilliset tapaukset
Oikeiden{0}}pikselinäyttöjen sovellusskenaariot
Aidot{0}}pikselinäyttöjä käytetään vakaan näyttövaikutuksensa ja tarkan värinsä ansiosta laajalti ammattialoilla, joilla on korkeat kuvanlaatuvaatimukset:
Huippuluokan-kaupalliset näytöt:** Ylellisissä vähittäiskaupoissa, korkeatasoisissa-hotelleissa ja muissa paikoissa aidot-pikselin LED-näytöt voivat näyttää tarkkoja värejä ja herkkiä kuvia, mikä parantaa tuotekuvaa ja asiakaskokemusta. Esimerkiksi 440 -metristä- pitkästä ulkona kaarevasta LED-näytöstä, jonka Visionox on valmistanut Dubaissa käyttämällä todellista pikselitekniikkaa, tuli Lähi-idän ja jopa maailmanlaajuisesti pisin ulkona toimiva kiinteä LED-näyttö.
Elokuvatuotanto ja virtuaalikuvaus:** Elokuva- ja televisioteollisuudella on erittäin korkeat vaatimukset näytön tarkkuudelle, joten oikea{0}}pikselinäyttö on ensisijainen valinta. Esimerkiksi "Life Art-Immersive Digital Exhibition of Mawangdui Han Dynasty Culture" Hunanin maakuntamuseossa Unilumin Technology räätälöi halkaisijaltaan 15 -metrin- LED-akustisesti läpinäkyvän immersiivisen kuputilan käyttämällä todellista pikselitekniikkaa, mikä tuotti selkeitä, herkkiä värejä ja värejä.
Suuret{0}}tapahtumapaikat:** Laajamittainen-tapahtumissa, kuten urheilutapahtumissa ja konserteissa, yleisö tarvitsee selkeää ja vakaata kuvaa suurilla näytöillä. Oikeat-pikselinäytöt voivat täyttää teräväpiirtotarpeen myös kaukaa katsottuna, kuten 490+ neliömetrin näyttö, jonka Absen on asentanut Jingshan International Tennis Centeriin.
Virtuaalisen pikselinäytön sovellusskenaariot
Virtuaalipikselitekniikkaa ja sen korkeaa kustannustehokkuutta{0}} on käytetty laajalti seuraavilla aloilla:
Virtuaalikuvaus ja XR-tekniikka: Virtuaalinen pikselitekniikka alentaa merkittävästi virtuaalisen kuvauksen kustannusesteitä. Esimerkiksi Absenin ja Bocai Median yhdessä rakentamassa maailman suurimmassa-yksikössä sijaitsevassa LED-virtuaalistudiossa on yhteensä noin 1 700 neliömetriä näyttöalaa, ja se käyttää virtuaalipikselitekniikkaa rikkoakseen maailmanlaajuisen ennätyksen yhden näytön pikselien määrästä 600 miljoonalla pikselillä. Tämän tekniikan avulla elokuva- ja televisiotuotannon avulla voidaan saavuttaa vallankumouksellinen kokemus "nolla jälkituotannosta" ja "mitä näet, sen saat".
Keskitason -kaupallinen näyttö: ostoskeskuksissa, messuhalleissa ja muissa tilaisuuksissa, joissa tarvitaan suuria näyttöalueita mutta rajoitetuilla budjeteilla, virtuaalisilla pikselinäytöillä voidaan saavuttaa korkean-resoluutiotehosteet pienemmillä kustannuksilla. Esimerkiksi Unilumin Technologyn virtuaalikuvausjärjestelmää ja -ratkaisuja on sovellettu useissa projekteissa, kuten Hengdian Studio No. 1 ja Beijing Starlight VP Virtual Studio.
* **Koulutus ja koulutus: Virtuaalipikselitekniikkaa käytetään laajalti myös koulutussektorilla. Esimerkiksi Aoto Electronics rakensi virtuaalisia kuvausstudioita yliopistoille, kuten Hubein teknillisen yliopiston Digital Art Industry Collegelle ja Beijing Film Academylle, tarjoten opettajille ja opiskelijoille kätevää oppia ja hallita virtuaalista kuvaustekniikkaa.
Tekniset parametrit ja suorituskykyindikaattorit
Todellisen pikselinäytön tekniset parametrit
Oikean{0}}pikselinäytön tekniset parametrit sisältävät yleensä seuraavat seikat:
Pikselitiheys: Tämä viittaa pikselien määrään pinta-alayksikköä kohti, yleensä pisteinä neliömetriä kohti (dD/m²). Esimerkiksi todellisen-pikselinäytön, jonka fyysinen pisteväli on 10 mm, fyysinen tiheys on 10 000 pistettä neliömetrillä (m²). Suurempi pikselitiheys johtaa hienompaan kuvanäyttöön, mutta vaatii enemmän LEDejä, mikä lisää valmistuskustannuksia.
Kirkkaus: Oikean{0}}pikselinäytön kirkkaus on yleensä korkea. Sisäseinien pistehalkaisija on 3-8 mm, kun taas ulkoseinien pisteväli on PH10-PH37,5. Kirkkaus on säädettävä ympäristön mukaan; ulkovalonlähteet ovat vahvoja ja vaativat yli 5000 cd/m²; sisävalo on heikompaa ja vaatii vain 1800 cd/m².
Harmaasävytaso: Tämä kuvastaa näytön kykyä säätää kirkkaustasoja. Korkeaa harmaasävyä käytetään laajalti kuvankäsittelyssä, lääketieteellisessä kuvantamisessa ja muilla aloilla. Tyypillinen 14-bittinen näyttö tarjoaa 16384 harmaasävytasoa (2^14), mikä jakaa näytön tummimmasta kirkkaimpaan 16384 osaan. Korkeammat harmaasävytasot johtavat rikkaampiin väreihin. Kontrastisuhde: Tämä tarkoittaa LED-näytön suurimman kirkkauden suhdetta taustan kirkkauteen tietyllä ympäristön valaistustasolla. LED-näytöille suositellaan 5000:1 tai korkeampaa kontrastisuhdetta optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Korkea kontrastisuhde voi tehdä kuvista eloisampia, mutta liian korkea kontrastisuhde voi johtaa kuvan yksityiskohtien menettämiseen.
Virtuaalipikselinäytön tekniset parametrit
Virtuaaliset pikselinäytöt säilyttävät ydinparametrit ja parantavat suorituskykyä teknologisen optimoinnin avulla:
Vastaava resoluutio: Fyysisten pikselien määrä virtuaalipikselin näytössä on noin 1 (N=2, 4) kertaa todellisuudessa näytettyjen pikselien määrä, mikä tarkoittaa, että se voi näyttää 2–4 kertaa enemmän pikseleitä kuin todelliset pikselit. Esimerkiksi 2R1G1B-virtuaalipikseliratkaisussa jokainen diodi voi jakaa 4 pikseliä.
Virkistystaajuus: Suuret virkistystaajuudet lyhentävät kuva-aikaa ja lisäävät virkistystaajuutta, mikä johtaa tasaisempaan näyttöön. Virtuaaliset pikselinäytöt käyttävät tyypillisesti erittäin-korkeaa 7 680 Hz:n virkistystaajuutta ja 1/8-skannaustaajuutta, jotka poistavat tehokkaasti välkyntä ja värinää perinteisessä valokuvauksessa.
Värien suorituskyky: Virtuaaliset pikselinäytöt saavuttavat täyden{0}}värinäytön yhdistämällä kolme pääväriä (punainen, vihreä ja sininen). Pikselien uudelleenkäytön ohjaustekniikka ylläpitää pyyhkäisytaajuutta yli 240 Hz:n ruudun välkkymisen eliminoimiseksi samalla, kun se vähentää energiankulutusta ja kustannuksia, mukautuen laajan dynaamisen alueen skenaarioihin, kuten televisiolähetyksiin.
Virrankulutuksen hallinta: Virtuaalinen pikselitekniikka optimoi virrankulutuksen vähentämällä fyysisten LEDien määrää. Tietyn virtuaalisen pikselinäytön keskimääräinen virrankulutus on noin 600 W/m2 ja maksimi virrankulutus on Alle tai yhtä suuri kuin 1000 W/m2, mikä on huomattavasti pienempi kuin todellisen pikselinäytön.
Toimialan arviointi ja kehitystrendit
Kahden teknologian asiantuntija-arvio
Alan asiantuntijat tarjoavat objektiivisia arvioita todellisista-pikseli-pikselitekniikoista: Carlette totesi: "Näyttötekniikan nopean kehityksen myötä käyttäjien tarve korkeamman-tarkkuuden tuotteille kasvaa päivittäin. Virtuaalipikseleiden ilmaantuminen voi lisätä tuotteen resoluutiota kustannuksia lisäämättä, mikä on hyödyllistä alan teräväpiirtokehityksen edistämisessä." Virtuaalipikselit ovat pikselien uudelleenkäyttömenetelmä, joka voi tarjota korkeamman resoluution ja selkeämmän kuvanlaadun ilman, että se kasvaa tai vain pienellä määrällä LED-valoja.
Asiantuntijat huomauttavat kuitenkin myös virtuaalisen pikselitekniikan rajoituksista. Pikselien jakamisesta johtuen virtuaalisten pikselien todellinen näyttövaikutus heikkenee virtuaalisen suurennuksen kasvaessa. Lähi-katseluetäisyyksillä kuva näyttää rakeiselta, erityisesti staattiselta tekstiltä, jonka reunat ovat rosoiset. Tämä tarkoittaa, että virtuaalinen pikselitekniikka ei voi täysin korvata todellisia pikseleitä ammattikäyttöön tarkoitetuissa sovelluksissa.
Asiantuntijat uskovat, että oikean{0}}pikseliteknologian edut näytön laadussa ovat kiistattomat, erityisesti huippuluokan sovelluksissa. Kuitenkin virtuaalisen pikselitekniikan jatkuvan optimoinnin myötä kuilu näiden kahden välillä kavenee. Sopivilla katseluetäisyyksillä ja sovellusskenaarioilla virtuaaliset pikselit voivat jo tarjota visuaalisen kokemuksen, joka on lähellä todellisia pikseleitä.
Tulevaisuuden kehitystrendit
LED-näyttötekniikan kehitys osoittaa seuraavat suuntaukset:
Virtuaalipikselitekniikan jatkuva optimointi: Viime vuosina neljän{0}}lampun virtuaalipikselin järjestelmä on yleistynyt. Virtuaalivihreässä neljän{2}}lampun mallissa jokainen pikseli koostuu neljästä LEDistä: punainen, vihreä, sininen ja virtuaalinen vihreä. Täydellisen näyttöjakson aikana jokaista punaista/sinistä LEDiä käytetään uudelleen neljä kertaa ja jokaista vihreää/virtuaalivihreää LEDiä kahdesti. Yhdessä 14{6}}bitin erittäin tarkan ohjausjärjestelmän kanssa virtuaalisten pikselien näytön laatu paranee entisestään.
Laajentuvat sovellusskenaariot: LED-virtuaaliammuntastudioiden määrä kasvaa nopeasti ja on 41 valtakunnallisesti, ja ne jakautuvat useisiin provinsseihin ja kaupunkeihin, mukaan lukien Peking, Shanghai ja Guangdong. Virtuaalituotannon ja 8K-videon yleistymisen myötä LED-näytöt päivittyvät yhdestä näyttötoiminnosta "ammunta-ystävälliseksi" ratkaisuksi.
Teknologinen integraatio ja innovaatiot: Innovaatioita, kuten älykäs synkronointitekniikka, optisen rakenteen optimointi ja mukautuvat ohjausjärjestelmät, tulee jatkuvasti esiin. Kehittämällä virkistystaajuuden säätöjärjestelmiä, jotka vastaavat dynaamisesti kuvauslaitteiden kuvataajuutta, vähentää taajuuserojen aiheuttamaa välkkymistä; ja käyttämällä tekniikoita, kuten diffuusiokalvoja ja mikrorakennepintakäsittelyjä, vähennetään moiré-kuvioiden todennäköisyyttä.
Lisäinnovaatioita: Markkinat kasvavat edelleen: Markkinatutkimukset osoittavat, että maailmanlaajuisten Micro LED -markkinoiden koon ennustetaan kasvavan noin 100 miljoonasta dollarista vuonna 2020 yli 1 miljardiin dollariin vuonna 2025, mikä edustaa yli 30 %:n vuosikasvua (CAGR). Virtuaalinen pikseliteknologia tulee olemaan merkittävä kasvun veturi erityisesti kuluttajamarkkinoilla.
