Què és l'escala de grisos en una pantalla LED?
L'escala de grisos fa referència al nombre de passos de luminància diferents que un únic LED pot reproduir entre la seva brillantor mínima i màxima. Una pantalla ambEscala de grisos de 8 bitspot representar 256 nivells (2⁸) per canal de color. A16 bitssistema arriba als 65.536 nivells per canal.
Els tres canals de color primari-vermell, verd i blau-cadascun tenen la seva pròpia escala de grisos. En conjunt, una pantalla de 8-bit{-per canal pot representar teòricament uns 16,7 milions de colors, mentre que un sistema de 16 bits arriba als 281 bilions. A la pràctica, la diferència visible és més notable en els degradats: fons de cel suaus, tons de pell o efectes de llum que s'esvaeixen lentament.
Com es controla l'escala de grisos
Els controladors LED moderns utilitzen dos mètodes principals per controlar la brillantor per-LED:
1. Modulació d'amplada de pols (PWM)El LED s'encén i s'apaga molt ràpidament. La relació entre "temps d'encesa" i temps de cicle total-anomenat cicle de treball-determina la brillantor aparent. Un cicle de treball més llarg significa un aspecte més brillant. El nombre de passos de cicle de treball-discrets que admet l'IC del controlador defineix la profunditat de bits de l'escala de grisos.
2. Modulació d'amplitud de corrent (CAM)En lloc de canviar el LED, el controlador ajusta el corrent real que hi circula. El corrent variable produeix una brillantor variable. Alguns circuits integrats del controlador combinen ambdós mètodes per ampliar el rang efectiu d'escala de grisos alhora que mantenen estable el consum d'energia.
El controlador IC és el component de maquinari que determina el sostre de la capacitat d'escala de grisos. Aquesta és una de les raons per les quals la qualitat de l'IC del controlador es considera un factor important en el rendiment general de la pantalla.
Per què la profunditat de bits és important per a diferents casos d'ús
No totes les aplicacions requereixen la mateixa profunditat d'escala de grisos. Aquí teniu un desglossament pràctic:
| Aplicació | Requisit típic d'escala de grisos |
|---|---|
| Cartells publicitaris exteriors | 12-14 bits (efectiu) |
| Expositors fixos d'interior/venda al detall | 14-16 bits |
| Estudis de difusió / producció virtual | 16 bits o superior |
| Instal·lacions esportives (alta llum ambiental) | 12-14 bits |
| Lloguer / muntatge d'esdeveniments | 12-16 bits segons el contingut |
El termeprofunditat de bits efectivaimporta aquí. Un controlador IC pot anunciar una capacitat de 16 bits, però si la freqüència PWM és baixa en relació amb la velocitat de l'obturador de la càmera que s'utilitza per capturar la pantalla, es pot produir parpelleig o bandes visibles a les imatges gravades. Per a aplicacions de difusió i pel·lícules, val la pena verificar l'escala de grisos efectiva en condicions de càmera.
Escala de grisos i rendiment de-lluminositat
El rendiment en escala de grisos és més exigent a l'extrem baix del rang de brillantor. A mesura que disminueix la brillantor-ja sigui a causa de l'enfosquiment del funcionament nocturn o dels requisits de contingut-, el nombre de passos de luminància utilitzables es redueix de manera efectiva. Això de vegades és visible comcol·lapse en escala de grisos: les zones fosques d'una imatge comencen a mostrar-se com a negre sòlid en lloc de detalls d'ombra subtils.
Els CI de controladors d'-alta qualitat solucionen això amb tècniques com ara:
- S-PWM (PWM codificat): redistribueix el temps de pols al llarg del període de fotogrames per estendre l'efecte visual d'un funcionament de baix -cicle de treball-.
- Compartició de corrent multi-xip: equilibra el micro-corrent a través de diversos LED per mantenir un comportament constant de baixa-lluminositat.
Per a les instal·lacions on s'espera una atenuació inferior al 10 %-com ara les pantalles permanents d'interior en entorns amb il·luminació controlada-que confirmi el rendiment d'escala de grisos-de gamma baixa amb el fabricant.
Una nota sobre l'escala de grisos i la taxa d'actualització
La profunditat de bits de l'escala de grisos i la freqüència de refresc estan relacionades però amb especificacions separades. La freqüència d'actualització descriu quantes vegades per segon es torna a dibuixar tota la pantalla. La profunditat de bits de l'escala de grisos descriu quants nivells de brillantor hi ha disponibles dins de cada fotograma. Augmentar la profunditat de bits sense un augment corresponent de la freqüència de refresc pot reduir l'estabilitat visual; una visualització-ben especificada els equilibra.
Resum
La profunditat de bits de l'escala de grisos és un paràmetre fonamental que afecta la fluïdesa amb què una pantalla LED pot representar degradats de color, detalls d'ombra i contingut de transició. Tot i que generalment és preferible una profunditat de bits més alta, la qüestió rellevant és si la profunditat de bits efectiva en condicions de funcionament reals-incloent el rang d'enfosquiment, la compatibilitat de la càmera i l'entorn ambiental-coincideix amb els requisits de l'aplicació prevista. La confirmació d'aquests detalls durant l'etapa d'especificació evita desajustos entre la qualitat de la imatge esperada i la real.