Con la rapida iterazione della tecnologia Mini/Micro LED e la crescente segmentazione degli scenari di visualizzazione, la qualità delle immagini e il controllo dei costi dei display LED sono diventati il fulcro della concorrenza del settore. Tra questi, i pixel reali, i pixel virtuali e la tecnologia di condivisione dei pixel sono i tre pilastri che determinano le prestazioni principali di un display, incidendo direttamente sulla risoluzione del prodotto, sulla riproduzione dei colori, sul consumo energetico e sul costo complessivo. Questo articolo partirà dall'essenza tecnica, combinando-pratiche di settore all'avanguardia e dati di test per fornire un'analisi completa e approfondita-di queste tre tecnologie, offrendo ai professionisti del settore un sistema di riferimento completo dai principi tecnici agli scenari applicativi.
Tecnologia Real Pixel: il "benchmark della qualità dell'immagine" costruito da unità di emissione fisica La tecnologia Real Pixel è la soluzione di visualizzazione più basilare e fondamentale per i display a LED. La sua essenza è costruire direttamente immagini attraverso perline LED fisicamente esistenti (sub-pixel). Ciascuna unità pixel ha funzionalità indipendenti di controllo della luminosità e del colore ed è lo "standard di riferimento" per misurare l'accuratezza della qualità delle immagini nel settore.
Definizione e caratteristiche principali
La definizione principale di pixel reale è "unità di emissione di luce- indipendente fisicamente visibile", il che significa che ogni pixel sullo schermo del display è composto da uno o più LED (solitamente sub-pixel di colore primario rosso (R), verde (G) e blu (B) e ciascuna unità pixel raggiunge la regolazione della corrente attraverso un canale di guida indipendente, senza alcun "punto virtuale" generato dall'interpolazione algoritmica.. 1. Composizione dei pixel: l'unità pixel reale tradizionale adotta un Combinazione di tre-sub{8}}pixel di colore-primari-(alcuni schermi-di fascia alta utilizzano "2R1G1B" per migliorare la gamma di colori del rosso). Le forme di packaging sub-pixel sono principalmente SMD e COB, con il packaging COB che sta diventando la scelta principale per gli schermi a pixel reali con passo ridotto-grazie alla minore spaziatura tra le sfere LED.. 2. Definizioni dei parametri chiave:
Ø Spaziatura pixel (valore P-): si riferisce alla distanza tra i centri di due pixel fisici adiacenti (unità: mm). Ad esempio, P2.5 indica una spaziatura centrale dei pixel di 2,5 mm, che è un indicatore fondamentale per misurare la densità dei pixel.
Ø Densità pixel: la formula di calcolo è "1/(P-valore × 10^-3)^2" (unità: punti/m²). Ad esempio, la densità di pixel di P2.5 è 1/(0,0025)^2=160.000 punti/m², determinando direttamente i dettagli dell'immagine.
Ø Livelli di scala di grigi: i pixel reali supportano la scala di grigi da 16-bit (65.536 livelli) a 24-bit (16.777.216 livelli). Livelli di scala di grigio più elevati determinano transizioni di colore più uniformi, senza "blocchi di colore" o fenomeni di "sfocatura", il che è fondamentale per scenari ad alta-precisione come l'imaging medico e la sorveglianza. 1.2 Analisi approfondita dei principi tecnici Il principio di funzionamento dei pixel reali si basa sulla "guida indipendente + miscelazione di tre colori-primari-". La logica di base è controllare con precisione la corrente di ciascun sub-pixel attraverso l'IC del driver per regolare il rapporto dei tre colori primari RGB, sintetizzando infine il colore e la luminosità desiderati.. 1. Architettura di guida indipendente: il sistema di guida di uno schermo a pixel reali adotta un design del canale "uno-a-uno", il che significa che ciascun sub-pixel (R/G/B) corrisponde a un canale di corrente costante indipendente del driver IC. L'intervallo di regolazione corrente è in genere 1-20 mA (scenari normali) o 20-50 mA (scenari ad alta-luminosità, come schermi esterni). Questa architettura garantisce che la deviazione della luminosità di ciascun sub-pixel possa essere controllata entro ±3% e che l'uniformità della luminosità superi di gran lunga quella delle soluzioni di pixel virtuali. 2. Tre-Meccanismo di miscelazione dei colori primari: in base alle caratteristiche della visione umana, i pixel reali raggiungono la copertura di diversi standard di gamma di colori (come sRGB, DCI-P3, Rec.709, ecc.) regolando il rapporto corrente del Sottopixel R/G/B. Ad esempio, in base ai requisiti della gamma cromatica cinematografica DCI-P3, i pixel reali devono aumentare il rapporto attuale dei subpixel verdi al 50%-60% (l'occhio umano è più sensibile al verde), rosso al 25%-30% e blu al 15%-20%. I pixel virtuali, basandosi sull'interpolazione, non possono ottenere un controllo del rapporto così preciso.
3. Vantaggio dell'assenza di interpolazione: i pixel reali non richiedono alcuna interpolazione di algoritmi software; l'immagine è composta direttamente da pixel fisici. Pertanto, nelle immagini dinamiche non sono presenti "ghosting" o "sfocatura". La velocità di risposta dinamica dipende solo dalla velocità di commutazione del circuito integrato del driver (tipicamente 50-100 ns), molto più veloce della risposta a livello di millisecondo dei pixel virtuali.
1.3 Scenari applicativi tipici e logica di selezione Grazie alle sue caratteristiche di "elevata stabilità e alta precisione", la tecnologia real-pixel viene utilizzata principalmente in scenari con rigorosi requisiti di qualità dell'immagine e senza spazio per compromessi sui costi. La selezione specifica dovrebbe considerare tre dimensioni: distanza di visione, contenuto visualizzato e standard di settore:
Scenari professionali ad alta-precisione:
Ø Invio del centro di comando: richiede funzionamento ininterrotto 24 ore su 24, 7 giorni su 7, MTBF (tempo medio tra guasti) maggiore o uguale a 50.000 ore e assenza di motion blur nelle immagini dinamiche. In genere, viene selezionato uno schermo con pixel reali P0,7-P1,25.
2. Scenari di visualizzazione-ravvicinati:
Ø Sale conferenze/aule: la distanza di visualizzazione è generalmente di 2-5 metri. Il testo (come i documenti PPT) deve essere chiaro e privo di bordi frastagliati. È selezionato uno schermo con pixel reali P1.25-P2.5.
Ø Vetrine del museo: richiede la riproduzione dei dettagli degli artefatti (come calligrafia, dipinti e trame di bronzo). La distanza di visualizzazione è di 1-3 metri. È stato selezionato uno schermo con pixel reali P1.25-P1.8. 1.4 Vantaggi prestazionali e limitazioni tecniche
1.4.1 Vantaggi principali
Ø Stabilità della qualità dell'immagine-di livello superiore: nessuna dipendenza dall'interpolazione dell'algoritmo, nessuna distorsione nelle immagini statiche/dinamiche, uniformità della luminosità inferiore o uguale a ±5% (confezione COB inferiore o uguale a ±3%), riproduzione del colore superiore o uguale al 95% (sRGB), stabilendo un punto di riferimento del settore per la qualità dell'immagine;
Ø Elevata affidabilità operativa a lungo-termine: l'architettura del driver indipendente riduce l'impatto del guasto di un singolo circuito integrato sull'immagine complessiva ed elimina il problema dell'"invecchiamento dell'algoritmo" dei pixel virtuali (come la diminuzione della precisione dell'interpolazione dopo operazioni a lungo-termine);
Ø Adattabile a contenuti ad alta gamma dinamica: supporta frame rate dinamici superiori o uguali a 60 fps e le frequenze di aggiornamento possono facilmente raggiungere 7680 Hz (soddisfacendo le esigenze delle riprese con fotocamere professionali), senza immagini fantasma nelle scene-in rapido movimento (come le trasmissioni di corse in diretta). 1.4.2 Limitazioni principali
Ø Difficoltà di controllo dei costi elevati: il costo principale dei display con pixel reali- deriva da "chip LED + driver IC + scheda ricevitore". Prendendo come esempio un display da 100㎡, il numero di chip LED utilizzati in uno schermo con pixel reali P1.2 è 1/(0,0012)^2×100≈69.444.444 (circa 69,44 milioni di chip), ovvero 4,3 volte quello di uno schermo con pixel reali P2.5 (16 milioni di chip). Supponendo un costo di 0,1 yuan per chip LED, la differenza di costo è di 5,34 milioni di yuan. Allo stesso tempo, lo schermo P1.2 richiede più canali di pilotaggio (32 canali IC di pilotaggio per metro quadrato, rispetto ai soli 16 canali per P2.5) e anche il numero di schede riceventi utilizzate è raddoppiato, con un conseguente costo complessivo pari a 2,5-3 volte quello di P2.5.
Ø Densità fisica dei pixel limitata dall'imballaggio: attualmente, il passo reale minimo-pixel per l'imballaggio SMD è P0,9 e l'imballaggio COB può raggiungere P0,4. Tuttavia, i passi più piccoli (come quelli inferiori a P0.3) sono limitati dalle dimensioni del chip LED, rendendo difficili ulteriori progressi. Ø Consumo energetico relativamente elevato: a causa dell'elevata densità delle sfere LED, il consumo energetico di uno schermo a pixel reale è solitamente superiore del 30% -50% rispetto a quello di uno schermo a pixel virtuale, il che pone requisiti più elevati al sistema di alimentazione di grandi schermi esterni.
Tecnologia Pixel Virtuale: un equilibrio tra costi-qualità dell'immagine ottenuto attraverso l'interpolazione di algoritmi
La tecnologia dei pixel virtuali è una soluzione innovativa creata per affrontare i punti critici legati al "costo elevato e alla bassa densità" dei pixel fisici. Il suo scopo principale è generare punti di emissione di luce virtuale-negli spazi tra i pixel fisici tramite algoritmi software, migliorando così la risoluzione visiva senza aumentare il numero di LED fisici. È la tecnologia preferita per "l'economicità-prima" negli scenari di fascia bassa-e-media-.
2.1 Definizione e caratteristiche principali La definizione principale di pixel virtuali è "punti virtuali visivi generati da un algoritmo". Ciò significa che alcuni pixel su uno schermo non sono composti da LED fisici, ma piuttosto "ingannano" il cervello sovrapponendo la luminosità dei pixel fisici adiacenti e alternando il loro tempo, utilizzando le caratteristiche della visione umana per creare una percezione visiva a "risoluzione più elevata".
Ø Essenza tecnica: i pixel virtuali non modificano il numero o la disposizione dei pixel fisici; ottimizzano solo l'effetto visivo attraverso algoritmi. Pertanto, esiste una differenza tra la loro "risoluzione effettiva" (densità di pixel fisici) e "risoluzione visiva" (densità di pixel virtuali). Ad esempio, uno schermo fisico con pixel P2.5 può ottenere un effetto "visivo P1.25" attraverso la tecnologia virtuale, ma la densità fisica effettiva è ancora di 160.000 punti/m².
Ø Classificazione principale: in base a diversi metodi di implementazione, i pixel virtuali sono divisi in due categorie principali: "virtuale spaziale" e "virtuale temporale". Attualmente, il "virtuale spaziale" è il mainstream nel settore (rappresentando oltre l'80%). Il virtuale temporale, a causa dei suoi elevati requisiti hardware, viene utilizzato solo in-schermi virtuali di fascia alta (come piccoli studi). 2.2 Analisi approfondita dei principi tecnici-Il principio di funzionamento dei pixel virtuali si basa su "illusione visiva + interpolazione di algoritmi". I punti virtuali vengono generati attraverso due percorsi principali. La logica tecnica e le prestazioni della qualità dell'immagine dei diversi percorsi sono significativamente diverse.
2.2.1 Tecnologia virtuale spaziale (soluzione mainstream) La tecnologia virtuale spaziale utilizza la "miscelazione della luminosità di pixel fisici adiacenti" per generare punti virtuali tra pixel fisici. Il nocciolo della questione è calcolare i pesi di luminosità dei pixel adiacenti utilizzando algoritmi per ottenere la sintesi cromatica dei punti virtuali. 1. Soluzione tipica: disposizione virtuale a quattro luci RGBG- (più ampiamente utilizzata nel settore) I pixel fisici tradizionali sono disposti in uno schema uniforme "RGB-RGB", mentre la soluzione virtuale RGBG modifica la disposizione in "RGB-G-RGB-G", ovvero aggiungendo un verde sub-pixel tra ogni due pixel fisici RGB, formando una struttura di unità "1R1G1B+1G". A questo punto, l'algoritmo combina i sub-pixel R e B di due pixel fisici adiacenti con il sub-pixel centrale G per generare quattro pixel virtuali (come mostrato nella figura seguente): a. Pixel virtuale 1: composto da R, G e B del pixel fisico A (pixel reale di base); B. Pixel virtuale 2: composto dalla R del pixel fisico A, dalla G centrale e dalla B del pixel fisico B (punto virtuale interpolato); C. Pixel virtuale 3: composto dalla R del pixel fisico B, dalla G centrale e dalla B del pixel fisico A (punto virtuale interpolato); D. Pixel virtuale 4: composto da R, G e B del pixel fisico B (pixel reale di base); In questo modo, la risoluzione teorica può essere migliorata di 2 volte (alcuni produttori affermano 4 volte, ma in realtà si tratta di un aumento di 2-volte nella risoluzione visiva, mentre la risoluzione fisica rimane invariata) e, grazie all'aggiunta del sub-pixel verde, la luminosità percepita è migliorata del 15%-20% (coerentemente con le caratteristiche della visione umana). 2. Tipi di algoritmi di interpolazione: la qualità dell'immagine della virtualizzazione spaziale dipende dalla precisione del algoritmo di interpolazione. Attualmente, gli algoritmi tradizionali sono divisi in due categorie: a. Interpolazione bilineare: calcola la luminosità media di 4 pixel fisici adiacenti per generare punti virtuali. L'algoritmo è semplice e poco costoso dal punto di vista computazionale, ma i bordi sono sfocati (i tratti del testo tendono a "bordi sfocati"); B. Interpolazione bicubica: calcola i pesi di luminosità di 16 pixel fisici adiacenti per generare punti virtuali. La qualità dell'immagine è più delicata (la sfocatura dei bordi è ridotta del 40%), ma richiede un chip di controllo principale più potente, aumentando il costo del 10%-15%.
2.2.2 Tecnologia di virtualizzazione temporale (soluzione-di fascia alta) La virtualizzazione temporale utilizza l'effetto di "persistenza della visione" dell'occhio umano. Cambiando rapidamente la luminosità di diversi pixel fisici, vengono generati punti virtuali sovrapponendoli nella dimensione temporale. Il nucleo è "suddivisione dei frame + aggiornamento ad alta-frequenza". Ø Logica tecnica: un fotogramma completo di un'immagine è diviso in N "sotto-immagini" (tipicamente N=4-8). Ciascuna immagine secondaria-illumina solo una parte dei pixel fisici. Queste immagini secondarie-vengono alternate rapidamente tramite una frequenza di aggiornamento ad alta-frequenza (maggiore o uguale a 3840 Hz) sul display. A causa della persistenza visiva, l'occhio umano percepisce queste sub-immagini come un singolo fotogramma ad "alta-risoluzione". Ad esempio, quando N=6, un fotogramma viene diviso in 6 sotto-immagini, ciascuna delle quali illumina un'area diversa di pixel fisici, risultando infine in 35 pixel virtuali (superando di gran lunga i 4 pixel virtuali nella rappresentazione spaziale).
Ø Requisiti hardware: la virtualizzazione basata sul tempo- richiede un display che supporti una frequenza di aggiornamento maggiore o uguale a 7640 Hz (per soddisfare i requisiti di ripresa di scene dinamiche a 60 fps e impedire alla fotocamera di acquisire transizioni di sub-immagine) e l'IC del driver deve avere la capacità di "commutazione rapida della corrente"; in caso contrario si verificheranno fenomeni di "sfarfallio" o di "luminosità alternata".
2.3 Scenari applicativi tipici e logica di selezione I vantaggi principali della tecnologia dei pixel virtuali sono "basso costo e alta risoluzione visiva". Pertanto, viene utilizzato principalmente in scenari in cui "la visualizzazione avviene a una distanza medio-lunga, i costi sono sensibili e i requisiti di precisione del testo non sono elevati". La selezione dovrebbe concentrarsi sulla "corrispondenza tra distanza di visione e risoluzione visiva":
Scenari pubblicitari a media e lunga distanza:
Ø Atrio del centro commerciale/schermi pubblicitari esterni: la distanza di visione è solitamente di 5-15 metri. Non sono richiesti dettagli estremi ed è necessario il controllo dei costi. Viene selezionato uno schermo virtuale spaziale P2.5-P3.9 (ad esempio, uno schermo dell'atrio da 50㎡ in un centro commerciale utilizza una soluzione virtuale RGBG P2.5, con una risoluzione visiva equivalente a P1.25. A una distanza di 8 metri, la qualità dell'immagine è vicina a quella di uno schermo con pixel reali P1.5, ma il costo è ridotto del 40% e il numero di sfere LED è ridotto da 8 milioni a 6 milioni). Ø Schermi di grandi dimensioni negli snodi dei trasporti (come-stazioni ferroviarie ad alta velocità e aeroporti): la distanza di visualizzazione è di 10-20 metri. È necessario visualizzare testo di grandi dimensioni (come "Ticket Gate A1") e video dinamici. Sono selezionati schermi virtuali P3.9-P5.0 (uno schermo virtuale P4.8 da 300㎡ in una stazione ferroviaria ad alta-velocità con una frequenza di aggiornamento di 3840 Hz, a una distanza di 15 metri, la chiarezza del testo soddisfa i requisiti di riconoscimento e il costo è di 1,2 milioni di yuan in meno rispetto agli schermi pixel reali). 2. Costo-Scenari di intrattenimento sensibili: Ø KTV Camere/bar: richiedono colori ad alta saturazione (come il rosso e il blu) per creare atmosfera; distanza di visione 3-5 metri; requisiti di bassa precisione del testo (solo titoli e testi delle canzoni); Si consigliano schermi virtuali P2.5-P3.0 (una catena KTV utilizza schermi virtuali P2.5; ogni stanza è 5㎡, risparmiando 3000 yuan rispetto agli schermi a pixel solidi e l'algoritmo aumenta la luminosità del rosso del 20%, soddisfacendo le esigenze visive degli scenari di intrattenimento); Ø Piccoli studi (non professionali): richiedono "alta risoluzione visiva" per migliorare la qualità dell'immagine; budget limitato; Si consigliano schermi virtuali basati sul tempo P2.0 (schermo virtuale basato sul tempo da 15㎡ P2.0 di una stazione TV locale, frequenza di aggiornamento 7680 Hz, risoluzione visiva equivalente a P1.0, che soddisfa le esigenze di ripresa entro 10 metri, costa il 60% in meno rispetto agli schermi a pixel solidi P1.0). 3. Scenari di installazione temporanea: Ø Schermi di grandi dimensioni per mostre/eventi: breve periodo di utilizzo (1-3 giorni), che richiedono una rapida implementazione e costi controllabili. Sono stati selezionati gli schermi virtuali P3.9-P5.9 (uno schermo virtuale P4.8 da 200㎡ in una mostra aveva un costo di noleggio pari solo al 50% di uno schermo pixel reale e il tempo di installazione è stato ridotto del 30%. A causa delle distanze di visualizzazione superiori a 8 metri, non c'era alcuna differenza significativa nella qualità dell'immagine).
Vantaggi prestazionali e limiti tecnici
2.4.1 Vantaggi principali
Ø Significativo vantaggio in termini di costi: alla stessa risoluzione visiva, gli schermi pixel virtuali utilizzano il 30%-50% di LED in meno rispetto agli schermi pixel reali (la soluzione RGBG riduce l'utilizzo dei LED del 25%, la soluzione virtuale basata sul tempo del 50%) e il numero di circuiti integrati driver e schede riceventi è ridotto del 20%-40%. Prendendo come esempio uno schermo da 100㎡ con una risoluzione visiva P1.25, il costo complessivo di uno schermo virtuale (P2.5 fisico) è di circa 800.000 yuan, mentre quello di uno schermo pixel fisico (P1.25) è di circa 1,5 milioni di yuan, con una riduzione dei costi del 47%.
Ø Risoluzione visiva flessibile e regolabile: la densità dei pixel virtuali può essere regolata in base ai requisiti della scena tramite algoritmi. Ad esempio, uno schermo fisico P2.5 può essere impostato su "visivo P1.25" o "visivo P1.67" per adattarsi a diverse distanze di visione (ad esempio, nei centri commerciali, la risoluzione visiva P1.25 viene utilizzata durante il giorno quando la distanza di visione è lontana; di notte, quando la distanza di visione è vicina, P1.67 viene cambiata per evitare sfocature).
Ø Consumo energetico inferiore: a causa del numero ridotto di LED, il consumo energetico di uno schermo di pixel virtuale è in genere inferiore del 30%-40% rispetto a quello di uno schermo di pixel fisico con la stessa risoluzione visiva, rendendolo adatto per il funzionamento a lungo termine di grandi schermi esterni. 2.4.2 Limitazioni principali
Ø Le immagini dinamiche tendono a sfocarsi: a causa della dipendenza dall'interpolazione tra pixel adiacenti, l'aggiornamento della luminosità dei punti virtuali è in ritardo rispetto a quello dei pixel fisici nelle immagini dinamiche (come i video a 60 fps), risultando facilmente in "ghosting" (i dati dei test mostrano che la lunghezza dell'effetto ghosting dello schermo virtuale P2.5 a 60 fps è di circa 0,8 pixel, mentre quella dello schermo con pixel fisici è solo 0,1 pixel); sebbene la virtualizzazione basata sul tempo- possa migliorare questo aspetto, richiede una frequenza di aggiornamento maggiore o uguale a 7640 Hz, aumentando il costo del 20%;
Ø Precisione di visualizzazione del testo insufficiente: i bordi del testo dei pixel virtuali sono generati mediante interpolazione, mancano i "bordi netti" dei pixel fisici, portando a una diminuzione della chiarezza del testo. I test effettivi mostrano che la chiarezza del testo visualizzato sullo schermo virtuale P2.5 a una distanza di 2 metri è equivalente solo a quella di uno schermo con pixel reali P4.8 (i tratti del testo appaiono frastagliati e i caratteri piccoli inferiori o uguali a 12 sono difficili da leggere), il che non è adatto per scenari di ufficio basati su testo a distanza ravvicinata--;
Ø Deviazione della gamma di colori e dell'uniformità della luminosità: sebbene la disposizione spaziale virtuale RGBG aumenti i sub-pixel verdi, la spaziatura tra i sub-pixel rossi e blu aumenta, con conseguente deviazione dell'uniformità del colore che è 1-2 volte superiore a quella di uno schermo con-pixel reali; durante la commutazione dell'immagine con fattore virtuale-basato sul tempo, le fluttuazioni di luminosità possono raggiungere il ±10%, causando facilmente "sfarfallio" (soprattutto in scenari di scarsa luminosità);
Ø Dependence on algorithm and hardware matching: The image quality of virtual pixels is highly dependent on the collaboration of "interpolation algorithm + driver IC + main control chip," otherwise the algorithm cannot run in real time, resulting in "lag"; if the driver IC switching speed is insufficient (e.g., >100 ns), le immagini virtuali-basate sul tempo si sovrapporranno, riducendo gravemente la qualità dell'immagine.
Tecnologia di condivisione pixel: una "soluzione di ottimizzazione precisa" attraverso la collaborazione di hardware e algoritmi
La tecnologia di condivisione dei pixel è una "soluzione di compromesso" tra pixel reali e virtuali. Il suo scopo principale è consentire a più pixel virtuali di riutilizzare il canale di guida e l'unità di emissione della luce-dello stesso pixel fisico attraverso l'ottimizzazione della disposizione hardware e gli aggiornamenti dell'algoritmo software. Ciò massimizza la riduzione dei costi mantenendo una determinata qualità dell'immagine, rendendola la "soluzione ottimale" per scenari di piccole-dimensioni e ad alta-densità di{5}}informazioni.
3.1 Definizione e caratteristiche principali
La definizione principale di condivisione dei pixel è "riutilizzo fisico dei pixel + ottimizzazione dell'algoritmo". Ciò significa aumentare il numero di sub-pixel chiave (come il verde) modificando la disposizione dei LED (a livello hardware), utilizzando contemporaneamente algoritmi per consentire a più pixel virtuali di condividere le risorse di guida dello stesso pixel fisico (come canali attuali e pin IC), raggiungendo il duplice obiettivo di "miglioramento della risoluzione + controllo dei costi". Ø Essenza tecnica: la condivisione dei pixel non è semplicemente un "aggiornamento dei pixel virtuali", ma una combinazione di "ricostruzione hardware + iterazione dell'algoritmo"-modifica della disposizione dei sub-pixel a livello hardware (ad esempio, RGB→RGBG→RGGB) e ottimizzazione del peso della luminosità e della nitidezza dei bordi dei punti virtuali a livello di algoritmo, ottenendo in definitiva "una migliore qualità dell'immagine rispetto ai pixel virtuali e un costo inferiore rispetto ai pixel reali".
Ø Differenza fondamentale: rispetto ai pixel virtuali, il "riutilizzo" della condivisione dei pixel è un "riutilizzo a livello di hardware-" (piuttosto che una semplice interpolazione di algoritmi). Ad esempio, in una disposizione RGBG, il sub-pixel verde centrale non solo serve i pixel fisici adiacenti ma fornisce anche il supporto della luminosità per 2-3 pixel virtuali, condividendo lo stesso canale di guida e riducendo l'utilizzo dell'IC. Rispetto ai pixel reali, la condivisione dei pixel ha ancora punti virtuali, ma attraverso l'ottimizzazione della disposizione hardware, la deviazione della luminosità tra i punti virtuali e fisici può essere controllata entro ±5% (i pixel virtuali sono tipicamente ±10%).
-Analisi approfondita dei principi tecnici
Il principio di funzionamento della condivisione dei pixel è costituito da due moduli principali: "ricostruzione della disposizione hardware" e "ottimizzazione dell'algoritmo software", che lavorano insieme per raggiungere un equilibrio tra qualità dell'immagine e costo.. 3.2.1 Ricostruzione della disposizione hardware (fondamento principale) Il nucleo del livello hardware è "l'ottimizzazione della disposizione dei subpixel e l'aumento della densità dei subpixel chiave". Modificando la tradizionale disposizione RGB uniforme, la densità del colore a cui l'occhio umano è sensibile (verde) aumenta, mentre il numero di canali di guida viene ridotto. Nello specifico, esistono due soluzioni tradizionali: 1. Schema di disposizione RGBG (il più utilizzato): la tradizionale disposizione "RGB-RGB" viene modificata in "RGB-G-RGB-G", ovvero un subpixel verde indipendente viene aggiunto tra ogni due unità di pixel fisici RGB per formare un'unità ripetitiva di "1R1G1B+1G". A questo punto, il sub-pixel verde centrale non solo appartiene alla propria unità fisica, ma fornisce anche il supporto della luminosità verde per i pixel virtuali delle due unità RGB a sinistra e a destra (ovvero, "1 G sub-pixel serve 3 unità pixel"), realizzando il riutilizzo hardware del sub-pixel verde; contemporaneamente, il canale di pilotaggio è progettato come "canali R/B indipendenti, canali G condivisi", il che significa che 2 unità RGB condividono 1 canale di pilotaggio G, riducendo l'utilizzo del canale G dell'IC del driver del 50% (ad esempio, in uno schermo RGBG P2.5 da 100㎡, l'utilizzo del canale G è ridotto da 2,28 milioni di pixel reali a 1,14 milioni). 2. Schema di disposizione RGGB (soluzione- di fascia alta): il la disposizione è ulteriormente ottimizzata su "RG-GB-RG-GB", il che significa che ogni unità contiene "1R1G" e "1G1B", aumentando la densità dei sub-pixel verdi al doppio di quella del rosso/blu (la densità R/G/B è la stessa nei pixel reali). Questa disposizione si adatta meglio alla sensibilità dell'occhio umano al verde, migliorando la riproduzione del colore del 10%-15% rispetto a RGBG (avvicinandosi al livello dei pixel reali). Allo stesso tempo, vanta un tasso di riutilizzo dei canali più elevato: ogni quattro pixel virtuali condividono un canale G, riducendo l'utilizzo dell'IC del 25% rispetto alla soluzione RGBG.
3.2.2 Ottimizzazione dell'algoritmo software (garanzia della qualità dell'immagine) Il nucleo dell'algoritmo di condivisione dei pixel è "l'eliminazione della deviazione del punto virtuale e il miglioramento della chiarezza del testo". Affronta i punti critici intrinseci dei pixel virtuali attraverso tre algoritmi chiave: 1. Algoritmo di visualizzazione media (produttore rappresentativo: Carlette): questo algoritmo esegue un "calcolo medio ponderato" sulla luminosità dei pixel fisici che circondano ciascun pixel virtuale, controllando la deviazione della luminosità tra i punti virtuali e fisici entro ±3%. Ad esempio, durante la visualizzazione del testo, l'algoritmo identifica i punti virtuali sui bordi del testo e aumenta il peso della loro luminosità (5%-8% in più rispetto ai punti fisici) per compensare la sfocatura dei bordi. I test effettivi mostrano che a una distanza di 1,5 metri, la chiarezza del testo di uno schermo con condivisione di pixel P2.0 è equivalente a uno schermo con pixel reali P2.5 (i pixel virtuali tradizionali equivalgono solo a P4.0); 2. Algoritmo di contrasto dinamico (produttore rappresentativo: Nova): analizza il contenuto dell'immagine in tempo reale, riducendo la luminosità dei punti virtuali nelle aree scure e aumentando la luminosità dei punti virtuali nelle aree luminose per migliorare il contrasto dell'immagine. Ad esempio, quando si visualizza il testo su uno sfondo scuro, l'algoritmo riduce la luminosità dei punti virtuali dello sfondo mentre aumenta la luminosità dei punti virtuali del testo, facendo "risaltare" il testo e impedendogli di confondersi con lo sfondo.
3. Algoritmo di compensazione dei subpixel: affrontando il problema dell'ampia spaziatura dei subpixel R/B nelle disposizioni RGBG/RGGB, l'algoritmo riduce la deviazione del colore attraverso la "compensazione della luminosità dei subpixel R/B adiacenti". Ad esempio, quando si visualizzano aree rosse, l'algoritmo aumenta la luminosità dei subpixel R nei pixel fisici adiacenti, riempiendo i "gap di colore" causati dall'eccessiva spaziatura dei subpixel R, rendendo l'area rossa più uniforme.
Scenari applicativi tipici e logica di selezione
La tecnologia di condivisione dei pixel, grazie alle sue caratteristiche di "buona adattabilità alle dimensioni ridotte-, elevata densità di informazioni e costi controllabili", viene applicata principalmente a scenari con "dimensioni da piccole a medie, visualizzazione a distanza ravvicinata-e determinati requisiti di accuratezza del testo". La selezione dovrebbe considerare "dimensioni dello schermo, contenuto visualizzato e requisiti di consumo energetico".
1. Scenari di display commerciali di piccole e medie- dimensioni: Ø Schermi di negozi di telefoni cellulari: le dimensioni dello schermo sono in genere 3-8㎡, distanza di visualizzazione 1-3 metri. Deve visualizzare le specifiche del telefono (caratteri piccoli) e le immagini dei prodotti. Si consiglia uno schermo condiviso con pixel P2.0-P2.5 (un negozio di una marca di telefoni cellulari utilizza uno schermo condiviso con pixel RGGB P2.0 da 5㎡, che aumenta la densità delle informazioni del 40% rispetto a uno schermo con pixel P2.5 della stessa dimensione e può visualizzare contemporaneamente le specifiche per 8 telefoni cellulari; il testo rimane chiaro e non sfocato a una distanza di 1,5 metri).
Ø Schermi pubblicitari di minimarket: dimensioni 1-3㎡, distanza di visualizzazione 2-5 metri. Deve visualizzare i prezzi dei prodotti (caratteri piccoli) e informazioni promozionali. Si consiglia uno schermo condiviso pixel P2,5-P3,0 (una catena di minimarket utilizza schermi condivisi pixel 1000 2㎡ P2,5, che costano il 35% in meno e consumano il 40% in meno di energia rispetto a uno schermo pixel, adatto per un funzionamento 24-ore). 2. Scenari di visualizzazione delle informazioni per interni: Ø Display coda banca: dimensione 1-2㎡, distanza di visualizzazione 3-5 metri, deve visualizzare il numero della coda (carattere grande) e le richieste di servizio (carattere piccolo), utilizzando uno schermo condiviso P2.0-P2.5 pixel (una filiale bancaria utilizza uno schermo condiviso da 1.5㎡ P2.0 pixel, il numero della coda è chiaramente visibile a una distanza di 5 metri e le richieste di servizio con caratteri piccoli possono essere riconosciute a una distanza di 3 metri, risparmiando il 25% sui costi rispetto a uno schermo a pixel solidi). 3. Scenari a basso consumo energetico: Ø All'aperto schermi di piccole dimensioni (ad es. schermi alle fermate dell'autobus): dimensioni 2-5㎡, richiedono energia solare, consumo energetico inferiore o uguale a 100 W/㎡, utilizzando schermi condivisi con pixel P2,5-P3,9 (100 3㎡ gli schermi condivisi con pixel P3.0 alla fermata dell'autobus in una determinata città consumano 80 W/㎡, il 50% in meno rispetto agli schermi pixel reali e possono essere completamente alimentati da energia solare senza rete elettrica esterna); 3.4 Vantaggi prestazionali e limitazioni tecniche 3.4.1 Vantaggi principali Ø Equilibrio ottimale tra costi e qualità dell'immagine: il costo della condivisione dei pixel è inferiore del 40%-60% rispetto a quello dei pixel reali (lo schermo condiviso con pixel P2.0 da 100㎡ costa circa 600.000 yuan, mentre lo schermo con pixel reali costa circa 1 milione di yuan) e la qualità dell'immagine è migliore del 30%-50% rispetto ai pixel virtuali (la chiarezza del testo è equivalente a uno schermo con pixel reali con una P fisica valore 0,5 più piccolo del suo, ad esempio la condivisione dei pixel P2.0 equivale a P2.5 pixel reali), rendendolo il "re dell'economicità" per scenari di piccole e medie dimensioni; Ø Elevata densità di informazioni: attraverso l'ottimizzazione della disposizione hardware, la densità sub-pixel della condivisione dei pixel (soprattutto verde) è superiore del 25%-50% rispetto a quella dei pixel virtuali, con conseguente maggiore capacità di trasporto delle informazioni. Ad esempio, uno schermo di condivisione pixel da 5㎡ P2.0 può visualizzare 12 righe di testo (25 caratteri per riga), mentre uno schermo virtuale P2.0 della stessa dimensione visualizza solo 8 righe (20 caratteri per riga), aumentando la densità delle informazioni dell'87,5%;
Ø Buona compatibilità hardware: la condivisione dei pixel non richiede speciali chip di controllo principale di fascia alta-; i chip di controllo principale convenzionali possono supportarlo ed è compatibile sia con i pacchetti SMD che COB (gli schermi di condivisione pixel nei pacchetti COB-hanno una migliore uniformità di luminosità, inferiore o uguale a ±4%), adattandosi ai diversi requisiti dello scenario;
Ø Consumo energetico e affidabilità bilanciati: il numero di LED utilizzati è inferiore del 30% -40% rispetto a quello dei pixel reali e il consumo energetico è inferiore del 30% -50% rispetto a quello dei pixel reali. Allo stesso tempo, a causa dell'elevato tasso di riutilizzo dei canali di unità, il numero di circuiti integrati è ridotto, con un conseguente tasso di guasto inferiore del 20% rispetto a quello degli schermi di pixel virtuali. 3.4.2 Limitazioni principali
Ø Dipendenza dalla disposizione hardware specifica: il nucleo della condivisione dei pixel è la disposizione hardware (come RGBG/RGGB). I tradizionali display con disposizione RGB non possono raggiungere la condivisione dei pixel tramite aggiornamenti software, richiedendo la riprogettazione della scheda PCB e del processo di montaggio dei LED, con conseguente aumento dei costi di personalizzazione.
Ø Scarsa adattabilità a scenari di grandi-dimensioni: l'ottimizzazione dell'algoritmo di condivisione dei pixel è principalmente per schermi di piccole-dimensioni (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), a causa dell'elevato numero di pixel fisici, il carico computazionale dell'algoritmo aumenta in modo esponenziale, provocando facilmente "stuttering" o "qualità dell'immagine non uniforme".
Ø Risposta dinamica limitata dall'IC: i pixel virtuali della condivisione dei pixel dipendono dai canali di guida dei pixel fisici. Se la velocità di commutazione dell'IC di pilotaggio è insufficiente, l'aggiornamento della luminosità dei punti virtuali nelle immagini dinamiche risulterà ritardato, provocando l'effetto "ghosting".
Ø Il limite superiore della gamma di colori è inferiore a quello dei pixel reali: sebbene la condivisione dei pixel aggiunga sub-pixel verdi, la spaziatura dei sub-pixel R/B è ancora maggiore di quella dei pixel reali, risultando in una copertura della gamma di colori leggermente inferiore (la copertura sRGB è di circa il 92%, mentre gli schermi con pixel reali sono di circa il 98%), che non può soddisfare i requisiti di gamma di colori delle immagini professionali (come la post-elaborazione della fotografia).
4.2 Guida alla selezione-basata sullo scenario
1. Scenari che danno priorità ai-pixel reali:
Ø Requisiti principali: alta precisione, elevata stabilità, funzionamento a lungo-termine;
Ø Scenari tipici: imaging medico (standard DICOM), centri di comando (funzionamento 7x24), esposizione di artefatti museali (dettagli ravvicinati-);
Ø Raccomandazioni per la selezione: P0.9-P2.5, confezione COB (passo piccolo) o confezione SMD (passo medio), livello di scala di grigi maggiore o uguale a 16 bit, frequenza di aggiornamento maggiore o uguale a 3840 Hz.
2. Scenari che danno priorità ai-pixel virtuali:
Ø Requisiti fondamentali: basso costo, media e lunga distanza, risoluzione visiva;
Ø Scenari tipici: pubblicità nell'atrio di un centro commerciale, grandi schermi all'aperto, allestimenti di mostre temporanee;
Ø Raccomandazioni per la selezione: P2.5-P5.9, virtuale spaziale (RGBG) o virtuale temporale (di fascia alta), frequenza di aggiornamento maggiore o uguale a 3840 Hz (per evitare sfarfallio), algoritmo di interpolazione bicubica.
3. Dare priorità agli scenari di condivisione dei pixel: Ø Requisiti principali: dimensioni da piccole a medie, testo a distanza ravvicinata, equilibrio dei costi; Ø Scenari tipici: vetrine di negozi di telefoni cellulari, schermi informativi di ascensori, pubblicità di minimarket; Ø Raccomandazioni per la selezione: P1.8-P2.5, disposizione RGBG/RGGB, l'algoritmo supporta la visualizzazione media + contrasto dinamico, velocità di commutazione del driver IC inferiore o uguale a 100 ns.
V. Tendenze dello sviluppo tecnologico del settore
Con la maturità della tecnologia Mini LED e la commercializzazione di Micro LED, tre tecnologie principali sono in costante iterazione e aggiornamento:
1. Tecnologia Real Pixel: sviluppo verso "passo più piccolo e maggiore integrazione". Attualmente, i pixel reali impaccati COB hanno raggiunto P0.4. In futuro, P0.2 o inferiore potrà essere raggiunto tramite chip Micro LED (dimensioni<50μm). Combined with AI image quality optimization algorithms (such as dynamic color gamut adjustment), the image quality performance in professional scenarios will be further improved;
2. Tecnologia dei pixel virtuali: sviluppandosi verso la "virtualizzazione della fusione temporale-spaziale", riduce il ghosting dinamico entro 0,3 pixel attraverso un algoritmo ibrido di "interpolazione spaziale + alternanza temporale". In combinazione con la tecnologia di retroilluminazione Mini LED, migliora l'uniformità della luminosità (inferiore o uguale a ±6%), adattandosi a scenari di fascia medio-e-alta-.
3. Tecnologia di condivisione dei pixel: sviluppandosi verso il "riutilizzo multi-subpixel", in futuro espanderà l'RGGG a "RGBWG" (aggiungendo subpixel bianchi), migliorando ulteriormente la luminosità. Allo stesso tempo, attraverso gli algoritmi di rendering in tempo reale- dell'AI, risolve il problema della qualità dell'immagine non uniforme su schermi di grandi-dimensioni, adattandosi a scenari di medie-dimensioni di 10-50㎡.
In sintesi, i pixel reali, i pixel virtuali e le tecnologie di condivisione dei pixel non sono "sostituti", ma piuttosto "soluzioni complementari" per diversi scenari. È necessario selezionare la soluzione tecnologica più adatta tra tre dimensioni: "requisiti dello scenario, budget di costo e funzionamento e manutenzione a lungo-termine", al fine di massimizzare il valore commerciale garantendo al tempo stesso la qualità dell'immagine.
