עם האיטרציה המהירה של טכנולוגיית Mini/Micro LED והפילוח ההולך וגובר של תרחישי תצוגה, איכות התמונה ובקרת העלויות של צגי LED הפכו למוקד הליבה של התחרות בתעשייה. בין אלה, פיקסלים אמיתיים, פיקסלים וירטואליים וטכנולוגיית שיתוף פיקסלים הם שלושת עמודי התווך הקובעים את ביצועי הליבה של תצוגה, ומשפיעים ישירות על רזולוציית המוצר, שחזור הצבע, צריכת החשמל והעלות הכוללת. מאמר זה יתחיל מהמהות הטכנית, בשילוב שיטות-חדשניות בתעשייה ונתוני בדיקה כדי לספק ניתוח מקיף ומעמיק של שלוש הטכנולוגיות הללו, ומציע לאנשי מקצוע בתעשייה מערכת התייחסות מלאה מעקרונות טכניים ועד תרחישי יישומים.
טכנולוגיית פיקסלים אמיתיים: "מדד איכות התמונה" נבנה על ידי יחידות פולטות פיזית טכנולוגיית פיקסלים אמיתית היא פתרון התצוגה הבסיסי והליתי ביותר עבור צגי LED. המהות שלו היא בנייה ישירה של תמונות באמצעות חרוזי LED קיימים פיזית (תתי-פיקסלים). לכל יחידת פיקסל יש יכולות עצמאיות של בקרת בהירות וצבע, והיא מהווה את "תקן הרף" למדידת דיוק איכות התמונה בתעשייה.
הגדרה ותכונות ליבה
הגדרת הליבה של פיקסל אמיתי היא "יחידה הפולטת- בלתי תלויה פיזית", כלומר כל פיקסל במסך התצוגה מורכב מחרוז LED אחד או יותר (בדרך כלל אדום (R), ירוק (G) וכחול (B) צבע ראשי תת--פיקסלים), וכל יחידת פיקסל משיגה ערוץ נוכחי שנוצר על ידי הפעלה עצמאית באמצעות "וירטואלי" בלתי תלוי. אינטרפולציה. 1. פיקסלים: יחידת הפיקסלים האמיתיים המיינסטרים מאמצת "1R1G1B" של שלושה-תת צבעים-תת צבעים-שילובי פיקסלים (חלק מהמסכים הגבוהים-משתמשים ב-"2R1G1B" כדי לשפר את סולם הצבעים האדום). צורות אריזת המשנה של -פיקסלים הן בעיקר SMD ו-COB, כאשר אריזת COB הופכת לבחירה המרכזית עבור מסכי פיקסלים אמיתיים-קטנים בשל מרווח קטן יותר של חרוזי LED. 2. הגדרות פרמטר מפתח:
Ø מרווח פיקסלים (P-ערך): מתייחס למרחק בין המרכזים של שני פיקסלים פיזיים סמוכים (יחידה: מ"מ). לדוגמה, P2.5 מציין מרווח מרכז פיקסלים של 2.5 מ"מ, שהוא מחוון ליבה למדידת צפיפות הפיקסלים.
Ø צפיפות פיקסלים: נוסחת החישוב היא "1/(P-ערך × 10^-3)^2" (יחידה: נקודות/מ"ר). לדוגמה, צפיפות הפיקסלים של P2.5 היא 1/(0.0025)^2=160,000 נקודות/מ"ר, מה שקובע ישירות את פרטי התמונה.
Ø רמות גווני אפור: פיקסלים אמיתיים תומכים בגווני אפור של 16-bit (65,536 רמות) עד 24-bit (16,777,216 רמות). רמות גבוהות יותר של גווני אפור מביאות למעברי צבע חלקים יותר, ללא תופעות "בלוקים" או "טשטוש", שהוא חיוני לתרחישים-דיוק גבוהים כגון הדמיה ומעקב רפואי. 1.2 ניתוח-מעמיק של עקרונות טכניים עקרון העבודה של{12} פיקסלים אמיתיים מבוסס על שלושה{15} פיקסלים{15} ראשוניים. ערבוב". ההיגיון המרכזי הוא לשלוט במדויק על הזרם של כל תת--פיקסל דרך IC מנהל ההתקן כדי להתאים את היחס בין שלושת צבעי היסוד של ה-RGB, בסופו של דבר לסנתז את הצבע והבהירות הרצויים. 1. ארכיטקטורת נהיגה עצמאית: מערכת ההנעה של מסך פיקסל אמיתי מאמצת עיצוב "אחד-}לכל ערוץ{{22} זה536 (R/G/B) מתאים לערוץ זרם קבוע בלתי תלוי של IC הנהג. טווח ההתאמה הנוכחי הוא בדרך כלל 1-20mA (תרחישים רגילים) או 20-50mA (תרחישי בהירות-גבוהים, כגון מסכים חיצוניים). ארכיטקטורה זו מבטיחה שניתן לשלוט על סטיית הבהירות של כל תת--פיקסל בטווח של ±3%, ואחידות הבהירות עולה בהרבה על זו של פתרונות פיקסלים וירטואליים. 2. מנגנון ערבוב צבעוני של שלושה-ראשוני: בהתבסס על המאפיינים של ראייה אנושית, פיקסלים אמיתיים משיגים כיסוי סטנדרטי של צבע, פיקסלים מסוג D-RG, DCI Rec.709 וכו') על ידי התאמת היחס הנוכחי של תת-פיקסל R/G/B. לדוגמה, תחת דרישות סולם הצבעים הקולנועי DCI-P3, פיקסלים אמיתיים צריכים להגדיל את היחס הנוכחי של תת-פיקסלים ירוקים ל-50%-60% (העין האנושית הכי רגישה לירוק), אדום ל-25%-30% וכחול ל-15%-20%. פיקסלים וירטואליים, המסתמכים על אינטרפולציה, אינם יכולים להשיג בקרת יחס מדויקת כל כך.
3. יתרון ללא אינטרפולציה: פיקסלים אמיתיים אינם דורשים אינטרפולציה כלשהי של אלגוריתם תוכנה; התמונה מורכבת ישירות מפיקסלים פיזיים. לכן, אין "רוח רפאים" או "טשטוש" בתמונות דינמיות. מהירות התגובה הדינמית תלויה רק במהירות המעבר של ה-IC של מנהל ההתקן (בדרך כלל 50-100ns), הרבה יותר מהירה מהתגובה ברמת אלפית השניות של פיקסלים וירטואליים.
1.3 תרחישי יישומים אופייניים והיגיון בחירה בשל מאפייני ה"יציבות הגבוהה והדיוק הגבוה" שלה, טכנולוגיית הפיקסלים האמיתיים- משמשת בעיקר בתרחישים עם דרישות איכות תמונה מחמירות וללא מקום לפשרות עלויות. בחירה ספציפית צריכה לשקול שלושה מימדים: מרחק צפייה, תוכן תצוגה וסטנדרטים בתעשייה:
תרחישים מקצועיים-בדיוק גבוה:
Ø שיגור מרכז פיקוד: מצריך פעולה ללא הפרעה 24/7, MTBF (זמן ממוצע בין תקלות) גדול או שווה ל-50,000 שעות, וללא טשטוש תנועה בתמונות דינמיות. בדרך כלל, נבחר מסך P0.7-P1.25 של פיקסלים אמיתיים.
2. סגור-תרחישי צפייה בטווח:
Ø חדרי ישיבות/אולמות הרצאות: מרחק הצפייה הוא בדרך כלל 2-5 מטרים. טקסט (כגון מסמכי PPT) צריך להיות ברור וללא קצוות משוננים. נבחר מסך P1.25-P2.5 של פיקסלים אמיתיים.
Ø מארזי תצוגה במוזיאון: מצריך שכפול של פרטי חפץ (כגון קליגרפיה, ציורים ומרקמי ברונזה). מרחק הצפייה הוא 1-3 מטר. נבחר מסך P1.25-P1.8 של פיקסלים אמיתיים. 1.4 יתרונות ביצועים ומגבלות טכניות
1.4.1 יתרונות ליבה
Ø יציבות באיכות התמונה העליונה-: ללא תלות באינטרפולציה של אלגוריתם, ללא עיוות בתמונות סטטיות/דינמיות, אחידות בהירות פחות מ-5% או שווה ל-±5% (אריזה COB פחות או שווה ל-±3%), רפרודוקציה של צבע גדולה או שווה ל-95% (sRGB), הגדרת רף תעשייה לאיכות תמונה;
Ø אמינות תפעולית גבוהה-לטווח ארוך: ארכיטקטורת מנהלי התקנים עצמאית מפחיתה את ההשפעה של כשל IC בודד על התמונה הכוללת, ומבטלת את בעיית "הזדקנות האלגוריתם" של פיקסלים וירטואליים (כגון ירידה ברמת דיוק האינטרפולציה לאחר פעולה-לטווח ארוך);
Ø ניתן להסתגל לתוכן טווח דינמי גבוה: תומך בקצבי פריימים דינמיים הגדולים מ-60 פריימים לשנייה או שווה ל-60 פריימים לשנייה, וקצבי הרענון יכולים להגיע בקלות ל-7680 הרץ (העונה על הצרכים של צילום מצלמה מקצועי), ללא רוחות רפאים בסצנות נעות-מהירות (כגון שידורי מירוץ חיים). 1.4.2 מגבלות עיקריות
Ø קושי בקרת עלויות גבוהות: עלות הליבה של צגי פיקסלים אמיתיים- מגיעה מ"שבבי LED + IC Driver + כרטיס מקלט". אם לוקחים תצוגה של 100㎡ כדוגמה, מספר שבבי ה-LED המשמשים במסך P1.2 אמיתי-פיקסל הוא 1/(0.0012)^2×100≈69,444,444 (כ-69.44 מיליון שבבים), שהם פי 4.3 מזה של מסך P17}6 מיליון פיקסלים אמיתיים ({17}} מיליון פיקסלים אמיתיים). בהנחה של עלות של 0.1 יואן לשבב LED, הפרש העלות הוא 5.34 מיליון יואן. במקביל, מסך P1.2 דורש יותר ערוצי נהיגה (32 ערוצי IC מונעים למ"ר, לעומת 16 ערוצים בלבד עבור P2.5), וגם מספר כרטיסי המקלט בשימוש מוכפל, וכתוצאה מכך עלות כוללת שהיא פי 2.5-3 מזו של P2.5.
Ø צפיפות פיקסלים פיזית מוגבלת על ידי אריזה: נכון לעכשיו, הגובה המינימלי האמיתי של-פיקסלים עבור אריזות SMD הוא P0.9, ואריזת COB יכולה להגיע ל-P0.4. עם זאת, מגרשים קטנים יותר (כגון מתחת ל-P0.3) מוגבלים על ידי גודל שבב ה-LED, מה שמקשה על פריצות דרך נוספות. Ø צריכת חשמל גבוהה יחסית: בשל הצפיפות הגבוהה של חרוזי LED, צריכת החשמל של מסך פיקסלים אמיתי גבוהה בדרך כלל ב-30%-50% מזו של מסך פיקסלים וירטואלי, מה שמציב דרישות גבוהות יותר למערכת אספקת החשמל של מסכים חיצוניים גדולים.
טכנולוגיית פיקסלים וירטואליים: עלות-איזון איכות תמונה שהושג באמצעות אינטרפולציה אלגוריתמית
טכנולוגיית פיקסלים וירטואליים היא פתרון חדשני שנוצר כדי לתת מענה לנקודות הכאב של "עלות גבוהה וצפיפות נמוכה" של פיקסלים פיזיים. הליבה שלו היא ליצור נקודות- וירטואליות הפולטות במרווחים בין פיקסלים פיזיים באמצעות אלגוריתמי תוכנה, ובכך לשפר את הרזולוציה החזותית מבלי להגדיל את מספר הנוריות הפיזיות. זוהי הטכנולוגיה המועדפת ל"עלות-יעילות ראשונה" בתרחישים-נמוכים עד-בינוניים-.
2.1 הגדרה ומאפייני ליבה הגדרת הליבה של פיקסלים וירטואליים היא "נקודות וירטואליות שנוצרו באמצעות אלגוריתם-." משמעות הדבר היא שחלק מהפיקסלים במסך תצוגה אינם מורכבים מנורות LED פיזיות, אלא "תעתוע" במוח על ידי הנחת הבהירות של פיקסלים פיזיים סמוכים והחלפת הזמן שלהם, תוך ניצול מאפייני הראייה האנושית כדי ליצור תפיסה חזותית "ברזולוציה גבוהה יותר".
Ø מהות טכנית: פיקסלים וירטואליים אינם משנים את המספר או הסידור של הפיקסלים הפיזיים; הם מייעלים את האפקט החזותי רק באמצעות אלגוריתמים. לכן, יש הבדל בין ה"רזולוציה האמיתית" שלהם (צפיפות הפיקסלים הפיזית) ל"רזולוציה החזותית" (צפיפות הפיקסלים הווירטואלית). לדוגמה, מסך P2.5 פיקסלים פיזי יכול להשיג אפקט "ויזואלי P1.25" באמצעות טכנולוגיה וירטואלית, אך הצפיפות הפיזית בפועל היא עדיין 160,000 נקודות/מ"ר.
Ø סיווג ליבה: בהתבסס על שיטות יישום שונות, פיקסלים וירטואליים מחולקים לשתי קטגוריות עיקריות: "וירטואלי מרחבי" ו"וירטואלי זמני". נכון לעכשיו, "וירטואלי מרחבי" הוא הזרם המרכזי בתעשייה (מהווה למעלה מ-80%). וירטואלי זמני, בשל דרישות החומרה הגבוהות שלו, משמש רק במסכים וירטואליים-מתקדמים (כגון אולפנים קטנים). 2.2 ניתוח-מעמיק של עקרונות טכניים עקרון העבודה של פיקסלים וירטואליים מבוסס על "אשליה חזותית + אינטרפולציה של אלגוריתם". נקודות וירטואליות נוצרות באמצעות שני נתיבי ליבה. ההיגיון הטכני וביצועי איכות התמונה של נתיבים שונים שונים באופן משמעותי.
2.2.1 טכנולוגיה וירטואלית מרחבית (פתרון מיינסטרים) טכנולוגיה וירטואלית מרחבית משתמשת ב"עירוב בהירות של פיקסלים פיזיים סמוכים" כדי ליצור נקודות וירטואליות בין פיקסלים פיזיים. הליבה היא לחשב את משקלי הבהירות של פיקסלים סמוכים באמצעות אלגוריתמים להשגת סינתזת צבע של נקודות וירטואליות. 1. פתרון טיפוסי: RGBG Four-סידור וירטואלי אור (הנפוץ ביותר בתעשייה) פיקסלים פיזיים מסורתיים מסודרים בתבנית אחידה של "RGB-RGB ל-RGB", בעוד שהסידור RGB משנה "RGB-G-RGB-G", כלומר, הוספת תת-פיקסל ירוק אחד בין כל שני פיקסלים פיזיים של RGB, ויוצרים מבנה יחידה "1R1G1B+1G". בשלב זה, האלגוריתם משלב את תת הפיקסלים -R ו-B של שני פיקסלים פיזיים סמוכים עם תת-פיקסל ה-G האמצעי- כדי ליצור ארבעה פיקסלים וירטואליים (כפי שמוצג באיור למטה): א. פיקסל וירטואלי 1: מורכב מה-R, G ו-B של פיקסל פיזי A (פיקסל אמיתי בסיסי); ב. פיקסל וירטואלי 2: מורכב מה-R של פיקסל פיזי A, ה-G האמצעי וה-B של פיקסל פיזי B (נקודה וירטואלית משולבת); ג. פיקסל וירטואלי 3: מורכב מה-R של פיקסל פיזי B, ה-G האמצעי וה-B של פיקסל פיזי A (נקודה וירטואלית משולבת); ד. פיקסל וירטואלי 4: מורכב מה-R, G ו-B של פיקסל B פיזי (פיקסל אמיתי בסיסי); בדרך זו, ניתן לשפר את הרזולוציה התיאורטית פי 2 (יצרנים מסוימים טוענים פי 4, אבל במציאות, מדובר בהגדלה של פי 2- ברזולוציה החזותית, בעוד שהרזולוציה הפיזית נשארת ללא שינוי), ובשל הוספת תת-הפיקסל הירוק, הבהירות הנתפסת משתפרת ב-15%-20% מהאופיין של{30} האינטרפולציה האנושית (תואמת ל{3}} סוגי אלגוריתמים: איכות התמונה של וירטואליזציה מרחבית תלויה בדיוק של אלגוריתם האינטרפולציה. נכון לעכשיו, האלגוריתמים המרכזיים מחולקים לשתי קטגוריות: א. אינטרפולציה בילינארית: מחשבת את הבהירות הממוצעת של 4 פיקסלים פיזיים סמוכים ליצירת נקודות וירטואליות. האלגוריתם פשוט וזול מבחינה חישובית, אך הקצוות מטושטשים (משיכות טקסט נוטות ל"קצוות מטושטשים"); ב. אינטרפולציה דו-קובית: מחשבת את משקלי הבהירות של 16 פיקסלים פיזיים סמוכים ליצירת נקודות וירטואליות. איכות התמונה עדינה יותר (טשטוש קצה מופחת ב-40%), אך היא דורשת שבב בקרה ראשי חזק יותר, ומעלה את העלות ב-10%-15%.
2.2.2 טכנולוגיית וירטואליזציה זמנית (פתרון גבוה-) וירטואליזציה זמנית משתמשת באפקט "התמדה של הראייה" של העין האנושית. על ידי החלפה מהירה של הבהירות של פיקסלים פיזיים שונים, נקודות וירטואליות נוצרות על ידי הנחתן על ממד הזמן. הליבה היא "פיצול מסגרת + רענון-תדר גבוה". Ø לוגיקה טכנית: מסגרת שלמה של תמונה מחולקת ל-N "תתי-תמונות" (בדרך כלל N=4-8). כל תת תמונת{10}}מאירה רק חלק מהפיקסלים הפיזיים. תת-תמונות- אלו מתחלפות במהירות באמצעות קצב רענון- גבוה (שווה או גדול מ-3840Hz) על הצג. עקב התמדה חזותית, העין האנושית תופסת את תת-התמונות האלה-כמסגרת יחידה "ברזולוציה גבוהה-. לדוגמה, כאשר N=6, מסגרת מחולקת ל-6 תת--תמונות, שכל אחת מהן מאירה אזור אחר של פיקסלים פיזיים, וכתוצאה מכך בסופו של דבר 35 פיקסלים וירטואליים (חורגים בהרבה מ-4 הפיקסלים הווירטואליים בייצוג מרחבי).
Ø דרישות חומרה: וירטואליזציה מבוססת-זמן דורשת תצוגה התומכת בקצב רענון של גדול או שווה ל-7640Hz (כדי לעמוד בדרישות הצילום של סצנות דינמיות של 60fps ולמנוע מהמצלמה ללכוד מעברי תת--תמונה), ו-IC של מנהל ההתקן חייב להיות בעל יכולת "החלפת זרם מהיר"; אחרת, יופיעו תופעות של "הבהוב" או "בהירות מתחלפת".
2.3 תרחישי יישומים אופייניים והיגיון בחירה יתרונות הליבה של טכנולוגיית הפיקסלים הווירטואליים הם "עלות נמוכה ורזולוציה חזותית גבוהה". לכן, הוא משמש בעיקר בתרחישים שבהם "הצפייה היא ממרחק בינוני עד ארוך, העלות רגישה ודרישות דיוק הטקסט אינן גבוהות". הבחירה צריכה להתמקד ב"התאמה בין מרחק צפייה לרזולוציה חזותית":
תרחישי פרסום למרחקים בינוניים עד ארוכים:
Ø מסכי פרסום בקניון אטריום/חוץ: מרחק הצפייה הוא בדרך כלל 5-15 מטרים. אין צורך בפירוט קיצוני, ויש צורך בבקרת עלויות. נבחר מסך P2.5-P3.9 וירטואלי מרחבי (למשל, מסך אטריום בגודל 50㎡ בקניון משתמש בפתרון וירטואלי P2.5 RGBG, עם רזולוציה חזותית שווה ערך ל-P1.25. במרחק של 8 מטרים, איכות התמונה קרובה לזו של מסך P1.5 פיקסלים אמיתיים, אך העלות מופחתת מ-4%, עד 8 מיליון פיקסלים. ל-6 מיליון). Ø מסכים גדולים במרכזי תחבורה (כגון-תחנות רכבת מהירה ונמלי תעופה): מרחק הצפייה הוא 10-20 מטרים. יש להציג טקסט גדול (כגון "שער כרטיסים A1") וסרטונים דינמיים. P3.9-מסכים וירטואליים P5.0 נבחרים (מסך וירטואלי 300㎡ P4.8 בתחנת רכבת-גבוהה עם קצב רענון של 3840Hz, במרחק של 15 מטרים, בהירות הטקסט עומדת בדרישות הזיהוי, והעלות האמיתית היא זולה ב-1.2 מיליון פיקסלים{9}. עלות-תרחישי בידור רגישים: Ø חדרים/ברים של KTV: דורשים צבעים בעלי רוויה גבוהה (כגון אדום וכחול) כדי ליצור אווירה; מרחק צפייה 3-5 מטרים; דרישות דיוק טקסט נמוכות (רק כותרות ומילים של שירים); מסכים וירטואליים P2.5-P3.0 מומלצים (רשת KTV משתמשת במסכים וירטואליים P2.5; כל חדר הוא 5㎡, חוסך 3000 יואן בהשוואה למסכי פיקסלים מוצקים, והאלגוריתם מגדיל את הבהירות האדומה ב-20%, עונה על הצרכים החזותיים של תרחישי בידור); Ø אולפנים קטנים (לא מקצועיים): דורשים "רזולוציה חזותית גבוהה" כדי לשפר את איכות התמונה; תקציב מוגבל; מסכים וירטואליים מבוססי זמן מומלצים (מסך וירטואלי מבוסס זמן P2.0 של תחנת טלוויזיה מקומית בגודל 15㎡ P2.0, קצב רענון 7680Hz, רזולוציה חזותית שווה ערך ל-P1.0, עונה על צורכי צילום בטווח של 10 מטרים, בעלות של 60% פחות ממסכי פיקסלים מוצקים P1.0). 3. תצוגות גדולות/תצוגה: תצוגות גדולות: E. תקופת שימוש קצרה (1-3 ימים), הדורשת פריסה מהירה ועלויות הניתנות לשליטה. נבחרים מסכים וירטואליים P3.9-P5.9 (מסך וירטואלי בגודל 200㎡ P4.8 בתערוכה היה בעל עלות השכרה של 50% בלבד ממסך פיקסל אמיתי, וזמן ההגדרה צומצם ב-30%. עקב מרחקי צפייה עולים על 8 מטרים, לא היה הבדל משמעותי באיכות התמונה).
יתרונות ביצועים ומגבלות טכניות
2.4.1 יתרונות ליבה
Ø יתרון משמעותי בעלויות: באותה רזולוציה ויזואלית, מסכי פיקסלים וירטואליים משתמשים ב-30%-50% פחות נוריות LED מאשר מסכי פיקסלים אמיתיים (פתרון RGBG מפחית את השימוש ב-LED ב-25%, פתרון וירטואלי מבוסס-זמן ב-50%), ומספר ה-ICs של מנהל ההתקן וכרטיסי המקלט מצטמצם ב-20%-40%. אם ניקח לדוגמה מסך 100㎡ ברזולוציה ויזואלית P1.25, העלות הכוללת של מסך וירטואלי (פיזי P2.5) היא כ-800,000 יואן, בעוד זו של מסך פיקסלים פיזי (P1.25) היא כ-1.5 מיליון יואן, המייצגת הפחתה של 47% בעלויות.
Ø רזולוציה חזותית גמישה ומתכווננת: ניתן להתאים את צפיפות הפיקסלים הווירטואליים בהתאם לדרישות הסצנה באמצעות אלגוריתמים. לדוגמה, ניתן להעביר מסך פיזי P2.5 ל-"Visual P1.25" או "Visual P1.67" כדי להתאים למרחקי צפייה שונים (למשל, בקניונים, נעשה שימוש ברזולוציה חזותית P1.25 במהלך היום כאשר מרחק הצפייה רחוק; בלילה, כאשר מרחק הצפייה קרוב, P1.67 משתנה כדי למנוע טשטוש).
Ø צריכת חשמל נמוכה יותר: בשל המספר המופחת של נוריות LED, צריכת החשמל של מסך פיקסלים וירטואלי נמוכה בדרך כלל ב-30%-40% מזו של מסך פיקסלים פיזי עם אותה רזולוציה ויזואלית, מה שהופך אותו למתאים לפעולה ארוכת טווח של מסכים חיצוניים גדולים. 2.4.2 מגבלות עיקריות
Ø תמונות דינמיות נוטות לטשטוש: בשל ההסתמכות על אינטרפולציה בין פיקסלים סמוכים, עדכון הבהירות של נקודות וירטואליות נמצא מאחורי זה של פיקסלים פיזיים בתמונות דינמיות (כגון וידאו של 60fps), וכתוצאה מכך בקלות ל"רוחות רפאים" (נתוני בדיקה מראים שאורך הרוחות של המסך הווירטואלי P2.5 ב-60fps הוא כ-0.8 פיקסלים בלבד, בעוד המסך הפיזי הוא רק 0.8 פיקסלים). למרות שווירטואליזציה מבוססת זמן- יכולה לשפר זאת, היא דורשת קצב רענון של 7640 הרץ או שווה לו, מה שמגדיל את העלות ב-20%;
Ø דיוק לא מספיק של תצוגת טקסט: קצוות הטקסט של פיקסלים וירטואליים נוצרים על ידי אינטרפולציה, ללא "קצוות קשים" של פיקסלים פיזיים, מה שמוביל לירידה בבהירות הטקסט. בדיקה בפועל מראה שהבהירות של הטקסט המוצג במסך הווירטואלי P2.5 במרחק של 2 מטרים שווה רק לזו של מסך P4.8 אמיתי-פיקסל (משיכות טקסט נראים משוננים, וגופנים קטנים שקשה לקרוא אותם פחות מ-12), דבר שאינו מתאים לתרחישי טקסט במשרד קרוב-;
Ø סולם צבעים ואחידות בהירות: למרות שסידור ה-RGBG הווירטואלי המרחבי מגדיל תת--פיקסלים ירוקים, המרווח בין תת-פיקסלים-אדומים לכחול גדל, וכתוצאה מכך סטיית אחידות הצבע גבוהה פי 1-2 מזו של מסך-פיקסל אמיתי; במהלך-החלפת תמונה וירטואלית מבוססת זמן, תנודות בהירות יכולות להגיע ל-±10%, ולגרום בקלות ל"הבהוב" (במיוחד בתרחישים של בהירות נמוכה);
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., >100ns), תמונות וירטואליות המבוססות על זמן- יחפפו, ויפגעו מאוד באיכות התמונה.
טכנולוגיית שיתוף פיקסלים: "פתרון אופטימיזציה מדויק" באמצעות שיתוף פעולה בין חומרה ואלגוריתמים
טכנולוגיית שיתוף פיקסלים היא "פתרון פשרה" בין פיקסלים אמיתיים לווירטואליים. הליבה שלו היא לאפשר למספר פיקסלים וירטואליים לעשות שימוש חוזר בערוץ ההנעה וביחידה הפולטת -של אותו פיקסל פיזי באמצעות אופטימיזציה של סידור החומרה ושדרוגי אלגוריתמי תוכנה. זה ממקסם את הפחתת העלויות תוך שמירה על איכות תמונה מסוימת, מה שהופך אותה ל"פתרון האופטימלי" עבור תרחישי -בגודל קטן,-צפיפות מידע- גבוהה.
3.1 הגדרה ותכונות ליבה
הגדרת הליבה של שיתוף פיקסלים היא "שימוש חוזר בפיקסלים + אופטימיזציה של אלגוריתם". משמעות הדבר היא הגדלת מספר תת--פיקסלים מרכזיים (כגון ירוק) על-ידי שינוי סידור נוריות ה-LED (רמת החומרה), תוך שימוש בו-זמנית באלגוריתמים כדי לאפשר למספר פיקסלים וירטואליים לשתף את משאבי ההנעה של אותו פיקסל פיזי (כגון ערוצים נוכחיים ופינים IC), והשגת המטרות הכפולות של "שיפור רזולוציה + בקרת עלויות". Ø מהות טכנית: שיתוף פיקסלים אינו פשוט "שדרוג פיקסלים וירטואלי", אלא שילוב של "שחזור חומרה + איטרציה של אלגוריתם"-שינוי סידור הפיקסלים התת- ברמת החומרה (למשל, RGB →RGBG →RGGB), ואופטימיזציה של משקל הבהירות וחידוד הקצוות של נקודות וירטואליות ואיכות פיקסלים נמוכה יותר מאלגוריתם באופן אולטימטיבי. עלות מפיקסלים אמיתיים."
Ø הבדל ליבה: בהשוואה לפיקסלים וירטואליים, ה"שימוש החוזר" של שיתוף הפיקסלים הוא "שימוש חוזר ברמת החומרה- (ולא אינטרפולציה פשוטה של אלגוריתם). לדוגמה, בסידור RGBG, תת-הפיקסל הירוק האמצעי- לא רק משרת פיקסלים פיזיים סמוכים, אלא גם מספק תמיכה בבהירות עבור 2-3 פיקסלים וירטואליים, חולקים את אותו ערוץ הפעלה ומפחיתים את השימוש ב-IC. בהשוואה לפיקסלים אמיתיים, לשיתוף פיקסלים עדיין יש נקודות וירטואליות, אך באמצעות אופטימיזציה של סידור החומרה, ניתן לשלוט על סטיית הבהירות בין נקודות וירטואליות לפיזיות בתוך ±5% (פיקסלים וירטואליים הם בדרך כלל ±10%).
ניתוח-מעמיק של עקרונות טכניים
עקרון העבודה של שיתוף פיקסלים מורכב משני מודולים עיקריים: "שחזור סידור החומרה" ו"אופטימיזציה של אלגוריתם תוכנה", הפועלים יחד כדי להשיג איזון בין איכות תמונה לעלות. 3.2.1 שחזור סידורי חומרה (קרן הליבה) ליבת רמת החומרה היא "אופטימיזציה של סידור תת-פיקסלים והגדלת צפיפות תת-פיקסלים מרכזיים". על ידי שינוי סידור ה-RGB האחיד המסורתי, גדלה צפיפות הצבע שהעין האנושית רגישה אליו (ירוק), בעוד שמספר ערוצי ההנעה מצטמצם. ספציפית, ישנם שני פתרונות מיינסטרים: 1. סידור RGBG (הנפוץ ביותר): הסידור המסורתי של "RGB-RGB" משתנה ל-"RGB-G-RGB-G", כלומר, תת-פיקסל ירוק עצמאי מתווסף בין כל שתי יחידות פיקסל פיזיות של RGB של "{1R1GB1}". בשלב זה, תת-הפיקסל הירוק המרכזי לא רק שייך ליחידה הפיזית שלו אלא גם מספק תמיכה בבהירות ירוקה לפיקסלים הווירטואליים של שתי יחידות ה-RGB משמאל ומימין (כלומר, "1G תת-פיקסל-משרת 3 יחידות פיקסלים"), תוך מימוש שימוש חוזר בחומרה בתת--הפיקסל הירוק; בו זמנית, ערוץ ההנעה מתוכנן כ"ערוצי R/B עצמאיים, ערוצי G משותפים", כלומר 2 יחידות RGB חולקות ערוץ נהיגה של 1 G, מה שמפחית את השימוש בערוץ G של ה-IC של מנהל ההתקן ב-50% (למשל, במסך 100㎡ P2.5 RGBG, השימוש בערוץ G מופחת מ-2.28 מיליון פיקסלים אמיתיים ל-2.28 מיליון פיקסלים){1219 מיליון פיקסלים. סידור סידור (פתרון גבוה-): הסידור עובר אופטימיזציה נוספת ל-"RG-GB-RG-GB", כלומר כל יחידה מכילה "1R1G" ו-"1G1B", ומגדיל את צפיפות המשנה הירוקה-לפי שניים מזה של אדום/כחול בצפיפות ה-R/G זהה ל-R/G. סידור זה תואם טוב יותר את הרגישות של העין האנושית לירוק, ומשפר את רפרודוקציית הצבע ב-10%-15% בהשוואה ל-RGBG (מתקרב לרמת הפיקסלים האמיתיים). במקביל, הוא מתהדר בקצב שימוש חוזר בערוץ הנעה גבוה יותר - כל ארבעה פיקסלים וירטואליים חולקים ערוץ G אחד, מה שמפחית את השימוש ב-IC ב-25% בהשוואה לפתרון RGBG.
3.2.2 אופטימיזציה של אלגוריתם תוכנה (הבטחת איכות תמונה) הליבה של אלגוריתם שיתוף הפיקסלים היא "ביטול סטיית נקודות וירטואלית ושיפור בהירות הטקסט". הוא מטפל בנקודות הכאב הטבועות של פיקסלים וירטואליים באמצעות שלושה אלגוריתמים מרכזיים: 1. אלגוריתם תצוגה ממוצע (יצרן מייצג: קרלט): אלגוריתם זה מבצע "חישוב ממוצע משוקלל" על בהירות הפיקסלים הפיזיים המקיפים כל פיקסל וירטואלי, השולט בסטיית הבהירות בין נקודות וירטואליות ופיזיות בטווח של ±3%. לדוגמה, בעת הצגת טקסט, האלגוריתם מזהה נקודות וירטואליות בקצוות הטקסט ומגדיל את משקל הבהירות שלהן (5%-8% גבוה יותר מנקודות פיזיות) כדי לקזז את טשטוש הקצוות. בדיקה בפועל מראה שבמרחק של 1.5 מטר, בהירות הטקסט של מסך שיתוף פיקסלים P2.0 שווה ערך למסך פיקסלים אמיתיים P2.5 (פיקסלים וירטואליים מסורתיים שווים רק ל-P4.0); 2. אלגוריתם ניגודיות דינמית (יצרן מייצג: נובה): מנתח תוכן תמונה בזמן אמת, הפחתת בהירות של נקודות וירטואליות באזורים חשוכים והגברת בהירות של נקודות וירטואליות באזורים בהירים כדי לשפר את ניגודיות התמונה. לדוגמה, בעת הצגת טקסט על רקע כהה, האלגוריתם מפחית את הבהירות של נקודות וירטואליות ברקע תוך הגברת הבהירות של נקודות וירטואליות של טקסט, מה שהופך את הטקסט ל"בולט" ומונע ממנו להתמזג ברקע.
3. אלגוריתם פיצוי תת-פיקסל: טיפול בבעיה של מרווח תת-פיקסל R/B גדול בסידורי RGBG/RGGB, האלגוריתם מפחית את סטיית הצבע באמצעות "פיצוי בהירות של תת-פיקסל R/B סמוכים". לדוגמה, בעת הצגת אזורים אדומים, האלגוריתם מגביר את הבהירות של תת-פיקסל R בפיקסלים פיזיים סמוכים, וממלא את "פערי הצבע" הנגרמים על ידי מרווח תת-פיקסל R מוגזם, מה שהופך את האזור האדום לאחיד יותר.
תרחישי יישום טיפוסיים והיגיון בחירה
טכנולוגיית שיתוף פיקסלים, בשל המאפיינים שלה של "יכולת הסתגלות טובה לגודל קטן, צפיפות מידע גבוהה ועלות ניתנת לשליטה", מיושמת בעיקר על תרחישים עם "גדלים קטנים עד בינוניים, צפייה בטווח קרוב, ודרישות מסוימות לדיוק טקסט." הבחירה צריכה לקחת בחשבון את "גודל המסך, תוכן התצוגה ודרישות צריכת החשמל".
1. תרחישי תצוגה מסחריים קטנים ובינוניים-: Ø מסכי תצוגה בחנות טלפונים ניידים: גודל המסך הוא בדרך כלל 3-8㎡, מרחק צפייה 1-3 מטרים. זה צריך להציג מפרטי טלפון (גופן קטן) ותמונות מוצר. מומלץ מסך משותף P2.0-P2.5 פיקסלים (חנות של מותג טלפונים סלולריים משתמשת במסך משותף של 5㎡ P2.0 RGGB פיקסל, מה שמגביר את צפיפות המידע ב-40% בהשוואה למסך P2.5 פיקסלים באותו גודל, ויכול להציג בו זמנית מפרטים עבור 8 טלפונים ניידים; טקסט נשאר ברור וחסר מרחק של 1 מטרים).
Ø מסכי פרסום של חנות נוחות: גודל 1-3㎡, מרחק צפייה 2-5 מטרים. זה צריך להציג מחירי מוצרים (גופן קטן) ומידע פרסומי. מומלץ מסך P2.5-P3.0 פיקסל משותף (חנות נוחות של רשת משתמשת במסכים משותפים של 1000 2㎡ P2.5 פיקסלים, שהם זולים ב-35% וצורכים 40% פחות חשמל ממסך פיקסלים, מתאים לתפעול 24-תפעול 24-בנק בשעה} בתוך תצוגה ב-1 שעות מידע:{100}{101} גודל 1-2㎡, מרחק צפייה 3-5 מטרים, צריך להציג את מספר התור (גופן גדול) והנחיות שירות (גופן קטן), באמצעות מסך משותף P2.0-P2.5 פיקסלים (סניף בנק משתמש במסך משותף של 1.5㎡ P2.0 פיקסלים, התור נראה בבירור ב-5 מטרים ומספר הגופן הקטן ניתן לזהות הנחיות ממרחק של 3 מטרים, ובכך לחסוך 25% בעלות בהשוואה למסך פיקסלים מוצק). 3. תרחישים של צריכת חשמל נמוכה: Ø מסכים חיצוניים בגודל קטן (למשל, מסכי תחנת אוטובוס): גודל 2-5㎡, דורש חשמל סולארי, צריכת חשמל פחות מ- או שווה ל- 100W/㎡ pixel באמצעות מסך 100P. (100 3㎡ P3.0 פיקסל מסכים משותפים בתחנת אוטובוס בעיר מסוימת צורכים 80W/㎡, נמוך ב-50% ממסכי פיקסלים אמיתיים, וניתן להפעיל אותם לחלוטין באמצעות אנרגיה סולארית ללא רשת חשמל חיצונית); 3.4 יתרונות ביצועים ומגבלות טכניות 3.4.1 יתרונות הליבה Ø איזון אופטימלי בין עלות ואיכות תמונה: עלות שיתוף הפיקסלים נמוכה ב-40%-60% מזו של פיקסלים אמיתיים (מסך משותף של 100㎡ P2.0 פיקסלים עולה כ-600,000 יואן, בעוד שמסך וירטואלי אמיתי עולה כ-30%-5% מסך תמונה וירטואלי עולה כ-1% ואיכות תמונה וירטואלית טובה יותר. פיקסלים (בהירות טקסט שווה ערך למסך פיקסלים אמיתי עם ערך P פיזי קטן ב-0.5 משלו, כגון שיתוף פיקסלים P2.0 שווה ערך לפיקסלים אמיתיים P2.5), מה שהופך אותו ל"מלך העלות-תועלת" עבור תרחישים קטנים ובינוניים; Ø צפיפות מידע גבוהה: באמצעות אופטימיזציה של סידור החומרה, צפיפות תת הפיקסלים של שיתוף הפיקסלים (במיוחד ירוקה) גבוהה ב-25%-50% מזו של פיקסלים וירטואליים, וכתוצאה מכך יכולת נשיאת מידע חזקה יותר. לדוגמה, מסך שיתוף 5㎡ P2.0 פיקסלים יכול להציג 12 שורות טקסט (25 תווים בשורה), בעוד שמסך וירטואלי P2.0 באותו גודל מציג רק 8 שורות (20 תווים בשורה), מה שמגדיל את צפיפות המידע ב-87.5%;
Ø תאימות חומרה טובה: שיתוף פיקסלים אינו מצריך שבבי בקרה ראשיים מיוחדים-; שבבי בקרה ראשיים קונבנציונליים יכולים לתמוך בו, והוא תואם הן לחבילות SMD והן לחבילות COB (מסכי שיתוף פיקסלים ארוזים COB- הם בעלי אחידות בהירות טובה יותר, פחות או שווה ל-±4%), תוך התאמה לדרישות תרחישים שונים;
Ø צריכת חשמל מאוזנת ואמינות: מספר הנוריות בשימוש קטן ב-30%-40% מזה של פיקסלים אמיתיים, וצריכת החשמל נמוכה ב-30%-50% מזו של פיקסלים אמיתיים. יחד עם זאת, בשל שיעור השימוש החוזר הגבוה בערוצי הכונן, מספר ה-ICs מצטמצם, וכתוצאה מכך שיעור כשל נמוך ב-20% מזה של מסכי פיקסלים וירטואליים. 3.4.2 מגבלות עיקריות
Ø תלות בסידור החומרה הספציפי: הליבה של שיתוף הפיקסלים היא סידור החומרה (כגון RGBG/RGGB). צגי סידור RGB מסורתיים אינם יכולים להשיג שיתוף פיקסלים באמצעות שדרוגי תוכנה, המצריכים עיצוב מחדש של לוח ה-PCB ותהליך הרכבה של LED, מה שמוביל לעלויות התאמה אישית מוגדלות.
Ø כושר הסתגלות לקוי לתרחישי גודל-גדולים: אופטימיזציה של אלגוריתם שיתוף פיקסלים מיועדת בעיקר למסכים קטנים בגודל- (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), בשל המספר הגדול של פיקסלים פיזיים, העומס החישובי של האלגוריתם גדל באופן אקספוננציאלי, וכתוצאה מכך בקלות "גמגום" או "איכות תמונה לא אחידה".
Ø תגובה דינמית מוגבלת על ידי IC: הפיקסלים הווירטואליים של שיתוף הפיקסלים תלויים בערוצי ההנעה של פיקסלים פיזיים. אם מהירות המעבר של IC הנהיגה אינה מספקת, עדכון הבהירות של נקודות וירטואליות בתמונות דינמיות יפגור, וכתוצאה מכך "רוחות רפאים".
Ø הגבול העליון של סולם הצבעים נמוך מזה של פיקסלים אמיתיים: למרות ששיתוף פיקסלים מוסיף תת--פיקסלים ירוקים, המרווח של תת-פיקסלים R/B- עדיין גדול מזה של פיקסלים אמיתיים, וכתוצאה מכך כיסוי סולם צבעים נמוך מעט (כיסוי sRGB הוא כ-92%, בעוד שמסכי פיקסלים אמיתיים אינם עומדים בדרישות צבע מקצועיות של כ-98%) לאחר-עיבוד של צילום).
4.2 תרחיש-מדריך בחירה מבוסס
1. תרחישים המתעדפים פיקסלים אמיתיים-:
Ø דרישות ליבה: דיוק גבוה, יציבות גבוהה, פעולה לטווח ארוך-;
Ø תרחישים אופייניים: הדמיה רפואית (תקן DICOM), מרכזי פיקוד (פעולה 7x24), תצוגת חפצי מוזיאון (קרוב-פרטים);
Ø המלצות בחירה: P0.9-P2.5, אריזת COB (גובה קטן) או אריזת SMD (גובה בינוני), רמת גווני אפור גדולה או שווה ל-16bit, קצב רענון גדול או שווה ל-3840Hz.
2. תרחישים המתעדפים פיקסלים וירטואליים-:
Ø דרישות ליבה: עלות נמוכה, מרחק בינוני עד ארוך, רזולוציה ויזואלית;
Ø תרחישים אופייניים: פרסום באטריום של קניונים, מסכים גדולים בחוץ, מערכי תערוכות זמניים;
Ø המלצות בחירה: P2.5-P5.9, וירטואלי מרחבי (RGBG) או וירטואלי זמני (גבוה), קצב רענון גדול או שווה ל-3840Hz (כדי למנוע הבהוב צילום), אלגוריתם אינטרפולציה דו-קובית.
3. תעדוף תרחישים של שיתוף פיקסלים: Ø דרישות ליבה: גודל קטן עד בינוני, טקסט בטווח קרוב-, איזון עלויות; Ø תרחישים אופייניים: ויטרינות לחנויות טלפונים ניידים, מסכי מידע על מעליות, פרסום בחנות נוחות; Ø המלצות בחירה: P1.8-P2.5, סידור RGBG/RGGB, אלגוריתם תומך בתצוגה ממוצעת + ניגודיות דינמית, מהירות מיתוג IC של מנהל ההתקן פחות או שווה ל-100ns.
V. מגמות פיתוח טכנולוגיות בתעשייה
עם הבשלות של טכנולוגיית ה-Mini LED והמסחור של ה-Micro LED, שלוש טכנולוגיות מרכזיות חוזרות ומשתדרגות ללא הרף:
1. טכנולוגיית פיקסל אמיתית: מתפתחת לקראת "מגרש קטן יותר ואינטגרציה גבוהה יותר". נכון לעכשיו, פיקסלים אמיתיים באריזת COB השיגו P0.4. בעתיד, ניתן להשיג P0.2 ומטה באמצעות שבבי Micro LED (גודל<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. טכנולוגיית פיקסלים וירטואליים: מתפתחת לקראת "וירטואליזציה של היתוך מרחבי-זמני", היא מפחיתה את רוחות הרפאים הדינמיות לטווח של 0.3 פיקסלים באמצעות אלגוריתם היברידי של "אינטרפולציה מרחבית + חילוף זמן". בשילוב עם טכנולוגיית מיני LED אחורית, היא משפרת את אחידות הבהירות (פחות או שווה ל-±6%), תוך התאמה לתרחישים בינוניים- עד-גבוהים-.
3. טכנולוגיית שיתוף פיקסלים: מתפתחת לקראת "שימוש חוזר מרובה-תת-פיקסלים", היא תרחיב את RGBG ל-"RGBWG" (הוספת תת-פיקסלים לבנים) בעתיד, ותשפר עוד יותר את הבהירות. במקביל, באמצעות אלגוריתמי רינדור של בינה מלאכותית-בזמן אמת, הוא פותר את הבעיה של איכות תמונה לא אחידה במסכים גדולים בגודל-, תוך התאמה לתרחישים בגודל בינוני- של 10-50㎡.
לסיכום, פיקסלים אמיתיים, פיקסלים וירטואליים וטכנולוגיות שיתוף פיקסלים אינן "תחליפים", אלא "פתרונות משלימים" לתרחישים שונים. יש צורך לבחור את הפתרון הטכנולוגי המתאים ביותר משלושה מימדים: "דרישות תרחיש, תקציב עלויות ותפעול ותחזוקה לטווח ארוך", על מנת למקסם את הערך המסחרי תוך הבטחת איכות התמונה.
