Mini/Mikro LED teknolojisinin hızlı bir şekilde yenilenmesi ve ekran senaryolarının artan segmentasyonuyla birlikte, LED ekranların görüntü kalitesi ve maliyet kontrolü sektördeki rekabetin temel odak noktası haline geldi. Bunlar arasında gerçek pikseller, sanal pikseller ve piksel paylaşım teknolojisi, bir ekranın çekirdek performansını belirleyen ve ürünün çözünürlüğünü, renk üretimini, güç tüketimini ve genel maliyeti doğrudan etkileyen üç temel unsurdur. Bu makale teknik açıdan başlayacak, en son endüstri uygulamalarını ve test verilerini birleştirerek bu üç teknolojinin kapsamlı ve derinlemesine-analizini sağlayacak ve sektör profesyonellerine teknik ilkelerden uygulama senaryolarına kadar eksiksiz bir referans sistemi sunacaktır.
Gerçek Piksel Teknolojisi: Fiziksel Yayan Birimler Tarafından Oluşturulan "Resim Kalitesi Karşılaştırması" Gerçek piksel teknolojisi, LED ekranlar için en temel ve temel ekran çözümüdür. Bunun özü, fiziksel olarak mevcut LED boncuklar (alt-pikseller) aracılığıyla görüntüleri doğrudan oluşturmaktır. Her piksel birimi bağımsız parlaklık ve renk kontrol yeteneklerine sahiptir ve bu, sektördeki resim kalitesi doğruluğunun ölçülmesinde "karşılaştırma standardıdır".
Tanım ve Temel Özellikler
Gerçek bir pikselin temel tanımı "fiziksel olarak görülebilen bağımsız bir ışık{0}}yayan birimdir"; bu, görüntü ekranındaki her pikselin bir veya daha fazla LED boncuktan (genellikle kırmızı (R), yeşil (G) ve mavi (B) ana renk alt-pikselleri) oluştuğu ve her piksel biriminin mevcut düzenlemeyi algoritmik enterpolasyon tarafından oluşturulan herhangi bir "sanal nokta" olmaksızın bağımsız bir sürüş kanalı aracılığıyla sağladığı anlamına gelir. 1. Piksel Kompozisyonu: Ana akım gerçek piksel birimi, bir "1R1G1B" üç-birincil-renk alt-piksel kombinasyonu (bazı üst-son ekranlar kırmızı renk gamını geliştirmek için "2R1G1B" kullanır). Alt-piksel paketleme formları çoğunlukla SMD ve COB'dir; COB paketleme, daha küçük LED boncuk aralığı nedeniyle küçük-aralıklı gerçek piksel ekranlar için ana tercih haline gelir. 2. Temel Parametre Tanımları:
Ø Piksel Aralığı (P-değeri): İki bitişik fiziksel pikselin merkezleri arasındaki mesafeyi ifade eder (birim: mm). Örneğin P2.5, piksel yoğunluğunu ölçmek için temel bir gösterge olan 2,5 mm'lik piksel merkez aralığını belirtir.
Ø Piksel Yoğunluğu: Hesaplama formülü "1/(P-değer × 10^-3)^2" (birim: nokta/m²) şeklindedir. Örneğin, P2.5'in piksel yoğunluğu 1/(0,0025)^2=160,000 nokta/m²'dir ve doğrudan görüntünün ayrıntısını belirler.
Ø Gri Tonlama Düzeyleri: Gerçek pikseller 16-bit (65,536 düzey) ila 24-bit (16,777,216 düzey) gri tonlamayı destekler. Daha yüksek gri tonlama seviyeleri, "renk blokları" veya "bulanıklık" olgusu olmadan daha yumuşak renk geçişleriyle sonuçlanır; bu, tıbbi görüntüleme ve gözetleme gibi yüksek-hassas senaryolar için çok önemlidir. 1.2 Teknik Prensiplerin-Derinlemesine Analizi Gerçek piksellerin çalışma prensibi, "bağımsız sürüş + üç-birincil-renk karışımına" dayanır. Temel mantık, RGB üç ana rengin oranını ayarlamak için sürücü IC aracılığıyla her bir alt-pikselin akımını hassas bir şekilde kontrol etmek ve sonuçta istenen renk ve parlaklığı sentezlemektir. 1. Bağımsız Sürüş Mimarisi: Gerçek bir piksel ekranın sürüş sistemi "bire-bir" kanal tasarımını benimser; bu, her alt-pikselin (R/G/B), ekranın bağımsız bir sabit akım kanalına karşılık geldiği anlamına gelir sürücü IC'si. Mevcut ayar aralığı genellikle 1-20 mA (normal senaryolar) veya 20-50 mA'dır (dış mekan ekranları gibi yüksek-parlaklık senaryoları). Bu mimari, her bir alt{34}}pikselin parlaklık sapmasının ±%3 dahilinde kontrol edilebilmesini ve parlaklık tekdüzeliğinin sanal piksel çözümlerininkini çok aşmasını sağlar. 2. Üç-Birincil Renk Karıştırma Mekanizması: İnsan görüşünün özelliklerine bağlı olarak, gerçek pikseller, ekranın mevcut oranını ayarlayarak farklı renk gamı standartlarını (sRGB, DCI-P3, Rec.709 vb. gibi) kapsamayı başarır. R/G/B alt pikselleri. Örneğin, DCI-P3 sinematik renk gamı gereksinimleri kapsamında, gerçek piksellerin yeşil alt piksellerin mevcut oranını %50-%60'a (insan gözü en çok yeşile duyarlıdır), kırmızıyı %25-%30'a ve maviyi %15-%20'ye yükseltmesi gerekir. Enterpolasyona dayanan sanal pikseller bu kadar hassas oran kontrolü sağlayamaz.
3. Enterpolasyon yapılmamasının avantajı: Gerçek pikseller herhangi bir yazılım algoritması enterpolasyonu gerektirmez; görüntü doğrudan fiziksel piksellerden oluşur. Bu nedenle dinamik görüntülerde "gölgelenme" veya "bulanıklaşma" olmaz. Dinamik yanıt hızı yalnızca sürücü IC'sinin anahtarlama hızına bağlıdır (tipik olarak 50-100ns), sanal piksellerin milisaniye düzeyindeki yanıtından çok daha hızlıdır.
1.3 Tipik Uygulama Senaryoları ve Seçim Mantığı "Yüksek kararlılık ve yüksek hassasiyet" özellikleri nedeniyle, gerçek-piksel teknolojisi esas olarak katı görüntü kalitesi gereksinimleri olan ve maliyetten ödün vermeye yer olmayan senaryolarda kullanılır. Özel seçimde üç boyut dikkate alınmalıdır: izleme mesafesi, görüntü içeriği ve endüstri standartları:
Yüksek-Hassasiyetli Profesyonel Senaryolar:
Ø Komuta Merkezi Gönderimi: 7/24 kesintisiz çalışma, MTBF (Arızalar Arasındaki Ortalama Süre) 50.000 saate eşit veya daha fazla ve dinamik görüntülerde hareket bulanıklığının olmaması gerekir. Genellikle P0.7-P1.25 gerçek piksel ekranı seçilir.
2.-Aralık Görüntüleme Senaryolarını Kapatın:
Ø Konferans Odaları/Ders Salonları: Görüş mesafesi genellikle 2-5 metredir. Metnin (PPT belgeleri gibi) net olması ve kenarlarının pürüzlü olmaması gerekir. P1.25-P2.5 gerçek piksel ekranı seçilir.
Ø Müze Vitrinleri: Eser ayrıntılarının (kaligrafi, tablolar ve bronz dokular gibi) çoğaltılmasını gerektirir. Görüş mesafesi 1-3 metredir. P1.25-P1.8 gerçek piksel ekranı seçilir. 1.4 Performans Avantajları ve Teknik Sınırlamalar
1.4.1 Temel Avantajlar
Ø Üst-kademe görüntü kalitesi kararlılığı: Algoritma enterpolasyonu bağımlılığı yok, statik/dinamik görüntülerde bozulma yok, parlaklık tekdüzeliği ±%5'e eşit veya daha az (COB ambalajı ±%3'e eşit veya daha az), renk üretimi %95'e eşit veya daha fazla (sRGB), görüntü kalitesi için endüstri referansını belirliyor;
Ø Yüksek-dönem operasyonel güvenilirlik: Bağımsız sürücü mimarisi, tek IC arızasının genel görüntü üzerindeki etkisini azaltır ve sanal piksellerin "algoritma eskimesi" sorununu ortadan kaldırır (uzun-dönemli çalışma sonrasında enterpolasyon doğruluğunun azalması gibi);
Ø Yüksek dinamik aralık içeriğine uyarlanabilir: 60 fps'den büyük veya ona eşit dinamik kare hızlarını destekler ve yenileme hızları, hızlı-hareket eden sahnelerde (canlı yarış yayınları gibi) gölgelenme olmadan kolayca 7680Hz'e ulaşabilir (profesyonel kamera çekiminin ihtiyaçlarını karşılar). 1.4.2 Önemli Sınırlamalar
Ø Yüksek Maliyetli Kontrol Zorluğu: Gerçek-piksel ekranların temel maliyeti "LED çipleri + sürücü entegre devresi + alıcı kartı"ndan gelir. Örnek olarak 100㎡ ekranı ele alırsak, P1.2 gerçek-piksel ekranda kullanılan LED çiplerinin sayısı 1/(0,0012)^2×100≈69,444,444'tür (yaklaşık 69,44 milyon çip), bu da P2,5 gerçek-piksel ekranın (16 milyon çip) 4,3 katıdır. LED çip başına maliyetin 0,1 yuan olduğunu varsayarsak, maliyet farkı 5,34 milyon yuan olur. Eş zamanlı olarak, P1.2 ekranı daha fazla sürüş kanalı gerektirir (P2.5 için yalnızca 16 kanala kıyasla metrekare başına 32 sürüş IC kanalı) ve kullanılan alıcı kartlarının sayısı da iki katına çıkar, bu da P2.5'in 2,5-3 katı kadar kapsamlı bir maliyetle sonuçlanır.
Ø Paketlemeyle Sınırlı Fiziksel Piksel Yoğunluğu: Şu anda, SMD paketleme için minimum gerçek-piksel aralığı P0,9'dur ve COB paketleme P0,4'e ulaşabilir. Bununla birlikte, daha küçük aralıklar (P0.3'ün altı gibi) LED çipinin boyutuyla sınırlıdır ve bu da daha fazla ilerlemeyi zorlaştırır. Ø Nispeten yüksek güç tüketimi: LED boncukların yüksek yoğunluğu nedeniyle, gerçek piksel ekranın güç tüketimi genellikle sanal piksel ekranınkinden %30-%50 daha yüksektir, bu da büyük dış mekan ekranlarının güç kaynağı sistemine daha yüksek talepler getirir.
Sanal Piksel Teknolojisi: Algoritma Enterpolasyonu Yoluyla Elde Edilen-Maliyet Görüntü Kalitesi Dengesi
Sanal piksel teknolojisi, fiziksel piksellerin "yüksek maliyeti ve düşük yoğunluğu" nedeniyle oluşan sıkıntılı noktaları gidermek için oluşturulmuş yenilikçi bir çözümdür. Temeli, yazılım algoritmaları aracılığıyla fiziksel pikseller arasındaki boşluklarda sanal ışık-yayan noktalar oluşturmak, böylece fiziksel LED'lerin sayısını artırmadan görsel çözünürlüğü iyileştirmektir. Düşük-orta-orta aralık senaryolarında "önce maliyet-etkinliği" açısından tercih edilen teknolojidir.
2.1 Tanım ve Temel Özellikler Sanal piksellerin temel tanımı "algoritmayla-oluşturulan görsel sanal noktalardır." Bu, bir görüntü ekranındaki bazı piksellerin fiziksel LED'lerden oluşmadığı, bunun yerine bitişik fiziksel piksellerin parlaklığını üst üste getirerek ve zamanlarını değiştirerek, "daha yüksek çözünürlüklü" bir görsel algı oluşturmak için insan görüşünün özelliklerini kullanarak beyni "kandırdığı" anlamına gelir.
Ø Teknik Öz: Sanal pikseller, fiziksel piksellerin sayısını veya düzenini değiştirmez; yalnızca görsel efekti algoritmalar aracılığıyla optimize ederler. Bu nedenle "gerçek çözünürlükleri" (fiziksel piksel yoğunluğu) ile "görsel çözünürlükleri" (sanal piksel yoğunluğu) arasında bir fark vardır. Örneğin, bir P2.5 fiziksel piksel ekranı, sanal teknoloji aracılığıyla "görsel P1.25" efekti elde edebilir ancak gerçek fiziksel yoğunluk hâlâ 160.000 nokta/m²'dir.
Ø Temel Sınıflandırma: Farklı uygulama yöntemlerine dayanarak, sanal pikseller iki ana kategoriye ayrılır: "uzaysal sanal" ve "zamansal sanal". Şu anda "uzaysal sanal" sektördeki ana akımdır (%80'in üzerinde bir paya sahiptir). Geçici sanal, yüksek donanım gereksinimleri nedeniyle yalnızca üst düzey sanal ekranlarda (küçük stüdyolar gibi)- kullanılır. 2.2 Teknik ilkelerin-derinlemesine analizi Sanal piksellerin çalışma prensibi "görsel yanılsama + algoritma enterpolasyonu"na dayanır. Sanal noktalar iki temel yol aracılığıyla oluşturulur. Farklı yolların teknik mantığı ve görüntü kalitesi performansı önemli ölçüde farklıdır.
2.2.1 Uzamsal Sanal Teknoloji (Ana Akım Çözüm) Uzamsal sanal teknoloji, fiziksel pikseller arasında sanal noktalar oluşturmak için "bitişik fiziksel piksellerin parlaklık karışımını" kullanır. Temel nokta, sanal noktaların renk sentezini elde etmek için algoritmalar kullanarak bitişik piksellerin parlaklık ağırlıklarını hesaplamaktır. 1. Tipik Çözüm: RGBG Dört-Hafif Sanal Düzenleme (Sektörde En Yaygın Olarak Kullanılan) Geleneksel fiziksel pikseller tek tip bir "RGB-RGB" deseninde düzenlenirken, RGBG sanal çözümü düzenlemeyi "RGB-G-RGB-G" olarak değiştirir, yani ekleme her iki RGB fiziksel pikseli arasında bir yeşil alt-piksel olup, bir "1R1G1B+1G" birim yapısı oluşturur. Bu noktada algoritma, dört sanal piksel oluşturmak için iki bitişik fiziksel pikselin R ve B alt-piksellerini ortadaki G alt-pikseliyle birleştirir (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi): a. Sanal piksel 1: Fiziksel piksel A'nın (temel gerçek piksel) R, G ve B'sinden oluşur; B. Sanal piksel 2: Fiziksel piksel A'nın R'si, orta G ve fiziksel piksel B'nin B'sinden (enterpolasyonlu sanal nokta) oluşur; C. Sanal piksel 3: Fiziksel piksel B'nin R'si, orta G ve fiziksel piksel A'nın B'sinden (enterpolasyonlu sanal nokta) oluşur; D. Sanal piksel 4: Fiziksel piksel B'nin (temel gerçek piksel) R, G ve B'sinden oluşur; Bu şekilde teorik çözünürlük 2 kat artırılabilir (bazı üreticiler 4 kat iddia eder, ancak gerçekte görsel çözünürlükte 2-kat artış vardır, fiziksel çözünürlük değişmeden kalır) ve yeşil alt pikselin eklenmesi nedeniyle algılanan parlaklık %15 - %20 oranında artırılır (insan görüşünün özelliklerine uygun olarak). 2. Enterpolasyon Algoritması Türleri: Uzamsal sanallaştırmanın görüntü kalitesi, doğruluğa bağlıdır enterpolasyon algoritması. Şu anda ana akım algoritmalar iki kategoriye ayrılmıştır: a. Çift Doğrusal İnterpolasyon: Sanal noktalar oluşturmak için 4 bitişik fiziksel pikselin ortalama parlaklığını hesaplar. Algoritma basit ve hesaplama açısından ucuzdur, ancak kenarlar bulanıktır (metin vuruşları "bulanık kenarlara" eğilimlidir); B. Bikübik İnterpolasyon: Sanal noktalar oluşturmak için 16 bitişik fiziksel pikselin parlaklık ağırlıklarını hesaplar. Görüntü kalitesi daha hassastır (kenar bulanıklığı %40 oranında azalır), ancak daha güçlü bir ana kontrol çipi gerektirir, bu da maliyeti %10-%15 oranında artırır.
2.2.2 Geçici Sanallaştırma Teknolojisi (Üst-En Son Çözüm) Geçici sanallaştırma, insan gözünün "görüş kalıcılığı" etkisinden yararlanır. Farklı fiziksel piksellerin parlaklıkları hızla değiştirilerek, zaman boyutunda üst üste bindirilerek sanal noktalar oluşturulur. İşin özü "kare bölme + yüksek-frekans yenilemedir". Ø Teknik Mantık: Tam bir görüntü çerçevesi N "alt-görüntüye" (tipik olarak N=4-8) bölünür. Her alt görüntü-fiziksel piksellerin yalnızca bir kısmını aydınlatır. Bu alt görüntüler, ekranda yüksek-frekans yenileme hızıyla (3840 Hz'den büyük veya ona eşit) hızla değiştirilir. Görsel kalıcılık nedeniyle insan gözü bu alt görüntüleri tek bir "yüksek-çözünürlüklü" çerçeve olarak algılar. Örneğin, N=6 olduğunda, bir çerçeve her biri fiziksel piksellerin farklı bir alanını aydınlatan 6 alt-görüntüye bölünür ve sonuçta 35 sanal piksel elde edilir (uzaysal temsildeki 4 sanal pikseli çok aşar).
Ø Donanım Gereksinimleri: Zaman-tabanlı sanallaştırma, 7640 Hz'den büyük veya ona eşit yenileme hızını destekleyen bir ekran gerektirir (60 fps dinamik sahnelerin çekim gereksinimlerini karşılamak ve kameranın alt-görüntü geçişlerini yakalamasını önlemek için) ve sürücü IC'sinin "hızlı akım değiştirme" özelliğine sahip olması gerekir; aksi takdirde "titreşim" veya "değişen parlaklık" olgusu meydana gelecektir.
2.3 Tipik Uygulama Senaryoları ve Seçim Mantığı Sanal piksel teknolojisinin temel avantajları "düşük maliyet ve yüksek görsel çözünürlüktür." Bu nedenle, esas olarak "görüntülemenin orta ila uzun mesafe olduğu, maliyetin hassas olduğu ve metin hassasiyeti gereksinimlerinin yüksek olmadığı" senaryolarda kullanılır. Seçim "görüntüleme mesafesi ile görsel çözünürlük arasındaki eşleşmeye" odaklanmalıdır:
Orta ve uzun mesafeli reklam senaryoları:
Ø Alışveriş merkezi avlusu/açık hava reklam ekranları: Görüş mesafesi genellikle 5-15 metredir. Aşırı ayrıntıya gerek yoktur ve maliyet kontrolü gereklidir. Bir P2.5-P3.9 uzamsal sanal ekran seçilir (örneğin, bir alışveriş merkezindeki 50㎡ atriyum ekranı, P1.25'e eşdeğer görsel çözünürlüğe sahip bir P2.5 RGBG sanal çözümü kullanır. 8 metre mesafede, görüntü kalitesi P1.5 gerçek piksel ekranınkine yakındır, ancak maliyet %40 oranında azalır ve LED boncuk sayısı 8 milyondan 6 milyona düşer). Ø Ulaşım merkezlerinde (yüksek-hızlı tren istasyonları ve havaalanları gibi) büyük ekranlar: Görüntüleme mesafesi 10-20 metredir. Büyük metinlerin ("Ticket Gate A1" gibi) ve dinamik videoların görüntülenmesi gerekir. P3.9-P5.0 sanal ekranlar seçilmiştir (yüksek-hızlı bir tren istasyonunda, 3840 Hz yenileme hızına sahip, 15 metre mesafedeki 300㎡ P4.8 sanal ekran, metin netliği tanıma gereksinimlerini karşılar ve maliyeti gerçek piksel ekranlardan 1,2 milyon yuan daha ucuzdur). 2. Maliyet-Hassas Eğlence Senaryoları: Ø KTV Odaları/Barları: Atmosfer yaratmak için yüksek doygunluğa sahip renkler (kırmızı ve mavi gibi) gerekir; görüş mesafesi 3-5 metre; düşük metin hassasiyeti gereksinimleri (yalnızca şarkı adları ve şarkı sözleri); P2.5-P3.0 sanal ekranlar önerilir (bir KTV zinciri P2.5 sanal ekranlar kullanır; her oda 5㎡ olup katı piksel ekranlara kıyasla 3000 yuan tasarruf sağlar ve algoritma kırmızı parlaklığı %20 artırarak eğlence senaryolarının görsel ihtiyaçlarını karşılar); Ø Küçük Stüdyolar (Profesyonel Olmayan): Görüntü kalitesini artırmak için "yüksek görsel çözünürlük" gerektirir; sınırlı bütçe; P2.0 zaman tabanlı sanal ekranlar önerilir (yerel bir TV istasyonunun 15㎡ P2.0 zaman tabanlı sanal ekranı, yenileme hızı 7680Hz, P1.0'a eşdeğer görsel çözünürlük, 10 metre içindeki çekim ihtiyaçlarını karşılar, P1.0 katı piksel ekranlardan %60 daha düşük maliyetlidir). 3. Geçici Kurulum Senaryoları: Ø Sergiler/Etkinlikler için Büyük Ekranlar: Kısa kullanım süresi (1-3 gün), hızlı dağıtım ve kontrol edilebilir maliyetler. P3.9-P5.9 sanal ekranlar seçildi (bir sergideki 200㎡ P4.8 sanal ekranın kiralama maliyeti, gerçek piksel ekranın yalnızca %50'si kadardı ve kurulum süresi %30 azaldı. 8 metreyi aşan izleme mesafeleri nedeniyle görüntü kalitesinde önemli bir fark olmadı).
Performans Avantajları ve Teknik Sınırlamalar
2.4.1 Temel Avantajlar
Ø Önemli Maliyet Avantajı: Aynı görsel çözünürlükte sanal piksel ekranlar, gerçek piksel ekranlara göre %30-%50 daha az LED kullanır (RGBG çözümü LED kullanımını %25, zamana dayalı sanal çözüm %50 azaltır), sürücü IC'leri ve alıcı kartlarının sayısı ise %20-%40 azalır. Örnek olarak P1.25 görsel çözünürlüğe sahip 100㎡ ekran alındığında, sanal ekranın (fiziksel P2.5) toplam maliyeti yaklaşık 800.000 yuan iken fiziksel piksel ekranın (P1.25) maliyeti yaklaşık 1,5 milyon yuan olup, bu da %47'lik bir maliyet düşüşünü temsil eder.
Ø Esnek ve ayarlanabilir görsel çözünürlük: Sanal piksel yoğunluğu, algoritmalar aracılığıyla sahne gereksinimlerine göre ayarlanabilir. Örneğin, bir P2.5 fiziksel ekranı, farklı izleme mesafelerine uyum sağlamak için "görsel P1.25" veya "görsel P1.67" olarak değiştirilebilir (örneğin, alışveriş merkezlerinde, gündüzleri izleme mesafesi uzak olduğunda P1.25 görsel çözünürlüğü kullanılır; geceleri, izleme mesafesi yakın olduğunda, bulanıklığı önlemek için P1.67 değiştirilir).
Ø Daha düşük güç tüketimi: LED sayısının azalması nedeniyle, sanal piksel ekranın güç tüketimi genellikle aynı görsel çözünürlüğe sahip fiziksel piksel ekranınkinden %30-%40 daha düşüktür, bu da onu büyük dış mekan ekranlarının uzun süreli çalışması için uygun kılar. 2.4.2 Ana Sınırlamalar
Ø Dinamik görüntüler bulanıklaşmaya eğilimlidir: Bitişik pikseller arasındaki enterpolasyona güven nedeniyle, sanal noktaların parlaklık güncellemesi, dinamik görüntülerdeki (60 fps video gibi) fiziksel piksellerin gerisinde kalır ve bu da kolayca "gölgelenme" ile sonuçlanır (test verileri, P2.5 sanal ekranın 60 fps'deki gölgelenme uzunluğunun yaklaşık 0,8 piksel olduğunu, fiziksel piksel ekranının ise yalnızca 0,1 piksel olduğunu gösterir); Zaman-tabanlı sanallaştırma bunu iyileştirebilse de, 7640 Hz'den büyük veya ona eşit bir yenileme hızı gerektirir, bu da maliyeti %20 artırır;
Ø Yetersiz metin görüntüleme hassasiyeti: Sanal piksellerin metin kenarları enterpolasyonla oluşturulur, fiziksel piksellerin "sert kenarları" eksiktir ve bu da metin netliğinin azalmasına yol açar. Gerçek testler, P2.5 sanal ekranında 2 metre mesafede görüntülenen metnin netliğinin yalnızca P4.8 gerçek-piksel ekrana eşdeğer olduğunu (metin vuruşları pürüzlü görünür ve 12'den küçük veya ona eşit küçük yazı tiplerinin okunması zordur) gösterir; bu, yakın-metin-tabanlı ofis senaryoları için uygun değildir;
Ø Renk gamı ve parlaklık tekdüzelik sapması: Uzamsal sanal RGBG düzenlemesi yeşil alt-pikselleri artırsa da, kırmızı ve mavi alt-pikseller arasındaki aralık artar, bu da gerçek bir-piksel ekranınkinden 1-2 kat daha yüksek renk bütünlüğü sapmasına neden olur; zaman-tabanlı sanal faktörlü görüntü değiştirme sırasında parlaklık dalgalanmaları ±%10'a ulaşabilir ve kolayca "titremeye" neden olabilir (özellikle düşük parlaklık senaryolarında);
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), zaman-tabanlı sanal görüntüler üst üste gelecek ve görüntü kalitesi ciddi biçimde düşecektir.
Piksel Paylaşım Teknolojisi: Donanım ve Algoritma İşbirliğiyle "Hassas Optimizasyon Çözümü"
Piksel paylaşım teknolojisi, gerçek ve sanal pikseller arasında bir "uzlaşma çözümüdür". Bunun özü, birden fazla sanal pikselin, donanım düzenlemesi optimizasyonu ve yazılım algoritması yükseltmeleri yoluyla aynı fiziksel pikselin sürüş kanalını ve ışık-yayan birimini yeniden kullanmasına izin vermektir. Bu, belirli bir görüntü kalitesini korurken maliyet düşüşünü en üst düzeye çıkarır; bu da onu küçük-boyutlu, yüksek-bilgi-yoğunluk senaryoları için "en uygun çözüm" haline getirir.
3.1 Tanım ve Temel Özellikler
Piksel paylaşımının temel tanımı "fiziksel piksel yeniden kullanımı + algoritma optimizasyonu"dur. Bu, LED'lerin düzenini (donanım düzeyi) değiştirerek anahtar alt-piksellerin (yeşil gibi) sayısını artırmak, aynı anda birden fazla sanal pikselin aynı fiziksel pikselin (mevcut kanallar ve IC pinleri gibi) sürüş kaynaklarını paylaşmasına izin veren algoritmaları kullanarak "çözünürlük iyileştirme + maliyet kontrolü" şeklindeki ikili hedefe ulaşmak anlamına gelir. Ø Teknik Öz: Piksel paylaşımı yalnızca bir "sanal piksel yükseltmesi" değildir; donanım düzeyinde alt-piksel düzenlemesini değiştiren (örneğin, RGB→RGBG→RGGB) "donanım yeniden yapılandırma + algoritma yinelemesi"nin-bir kombinasyonudur (örneğin, RGB→RGBG→RGGB) ve algoritma düzeyinde sanal noktaların parlaklık ağırlığını ve kenar keskinleştirmesini optimize ederek sonuçta "sanal piksellerden daha iyi görüntü kalitesi ve gerçek piksellerden daha düşük maliyet" elde eder.
Ø Temel Fark: Sanal piksellerle karşılaştırıldığında, piksel paylaşımının "yeniden kullanımı", "donanım-düzeyinde yeniden kullanımdır" (basit algoritma enterpolasyonu yerine). Örneğin, bir RGBG düzenlemesinde, ortadaki yeşil alt-piksel yalnızca bitişik fiziksel piksellere hizmet vermekle kalmaz, aynı zamanda 2-3 sanal piksel için parlaklık desteği de sağlayarak aynı sürüş kanalını paylaşır ve IC kullanımını azaltır. Gerçek piksellerle karşılaştırıldığında, piksel paylaşımında hala sanal noktalar bulunur, ancak donanım düzenleme optimizasyonu yoluyla sanal ve fiziksel noktalar arasındaki parlaklık sapması ±%5 dahilinde kontrol edilebilir (sanal pikseller genellikle ±%10'dur).
Teknik Prensiplerin-Derinlemesine Analizi
Piksel paylaşımının çalışma prensibi iki ana modülden oluşur: görüntü kalitesi ve maliyet arasında bir denge sağlamak için birlikte çalışan "donanım düzenlemesi yeniden yapılandırması" ve "yazılım algoritması optimizasyonu". 3.2.1 Donanım Düzenlemesi Yeniden Yapılandırması (Çekirdek Temeli) Donanım düzeyinin özü, "alt piksel düzenlemesinin optimize edilmesi ve anahtar alt piksellerin yoğunluğunun artırılmasıdır". Geleneksel tekdüze RGB düzeni değiştirilerek insan gözünün duyarlı olduğu rengin (yeşil) yoğunluğu artırılırken, sürüş kanallarının sayısı da azaltılıyor. Spesifik olarak, iki ana çözüm vardır: 1. RGBG Düzenleme Şeması (en yaygın olarak kullanılır): Geleneksel "RGB-RGB" düzenlemesi, "RGB-G-RGB-G" olarak değiştirilir, yani, "1R1G1B+1G" tekrarlayan birimini oluşturmak için her iki RGB fiziksel piksel birimi arasına bağımsız bir yeşil alt piksel eklenir. Bu noktada, merkezi yeşil alt-piksel yalnızca kendi fiziksel birimine ait olmakla kalmaz, aynı zamanda sol ve sağdaki iki RGB biriminin sanal pikselleri için yeşil parlaklık desteği de sağlar (yani, "1 G alt-piksel 3 piksel birimine hizmet eder"), yeşil alt{19}}pikselin donanımsal olarak yeniden kullanımını gerçekleştirir; eşzamanlı olarak, sürüş kanalı "bağımsız R/B kanalları, paylaşılan G kanalları" olarak tasarlanmıştır; bu, 2 RGB ünitesinin 1 G sürüş kanalını paylaşması anlamına gelir; bu, sürücü IC'sinin G kanalı kullanımını %50 azaltır (örneğin, 100㎡ P2.5 RGBG ekranda G kanalı kullanımı 2,28 milyon gerçek pikselden 1,14 milyona düşürülür). 2. RGGB Düzenleme Şeması (Üst-Çözüm): Düzenleme "RG-GB-RG-GB" olarak daha da optimize edilmiştir; bu, her birimin "1R1G" ve "1G1B" içerdiği anlamına gelir; yeşil alt-piksel yoğunluğunu kırmızı/mavinin iki katına çıkarır (R/G/B yoğunluğu gerçek piksellerde aynıdır). Bu düzenleme, insan gözünün yeşile duyarlılığını daha iyi eşleştirerek renk üretimini RGBG'ye kıyasla %10-%15 oranında artırır (gerçek piksel düzeyine yaklaşır). Aynı zamanda, daha yüksek bir sürüş kanalı yeniden kullanım oranına sahiptir; her dört sanal piksel bir G kanalını paylaşır ve IC kullanımını RGBG çözümüne kıyasla %25 azaltır.
3.2.2 Yazılım Algoritması Optimizasyonu (Görüntü Kalitesi Güvencesi) Piksel paylaşım algoritmasının özü, "sanal nokta sapmasını ortadan kaldırmak ve metin netliğini iyileştirmektir." Üç temel algoritma aracılığıyla sanal piksellerin doğal sorun noktalarını ele alır: 1. Ortalama Görüntüleme Algoritması (Temsilci Üretici: Carlette): Bu algoritma, sanal ve fiziksel noktalar arasındaki parlaklık sapmasını ±%3 dahilinde kontrol ederek, her bir sanal pikseli çevreleyen fiziksel piksellerin parlaklığı üzerinde bir "ağırlıklı ortalama hesaplama" gerçekleştirir. Örneğin, metni görüntülerken algoritma, metin kenarlarındaki sanal noktaları tanımlar ve kenar bulanıklığını dengelemek için bunların parlaklık ağırlığını artırır (fiziksel noktalardan %5-%8 daha yüksek). Gerçek testler, 1,5 metre mesafede P2.0 piksel paylaşımlı ekranın metin netliğinin P2.5 gerçek piksel ekrana eşdeğer olduğunu göstermektedir (geleneksel sanal pikseller yalnızca P4.0'a eşdeğerdir); 2. Dinamik Kontrast Algoritması (Temsilci Üretici: Nova): Görüntü içeriğini gerçek zamanlı olarak analiz eder, görüntü kontrastını geliştirmek için karanlık alanlardaki sanal noktaların parlaklığını azaltır ve parlak alanlardaki sanal noktaların parlaklığını artırır. Örneğin, metni koyu bir arka planda görüntülerken, algoritma arka plandaki sanal noktaların parlaklığını azaltırken metindeki sanal noktaların parlaklığını artırarak metnin "öne çıkmasını" sağlar ve arka planla karışmasını engeller.
3. Alt Piksel Telafisi Algoritması: RGBG/RGGB düzenlemelerinde büyük R/B alt piksel aralığı sorununu ele alan algoritma, "bitişik R/B alt piksellerinin parlaklık telafisi" yoluyla renk sapmasını azaltır. Örneğin, kırmızı alanlar görüntülenirken algoritma, bitişik fiziksel piksellerdeki R alt piksellerinin parlaklığını artırır, aşırı R alt piksel aralığının neden olduğu "renk boşluklarını" doldurarak kırmızı alanı daha tekdüze hale getirir.
Tipik Uygulama Senaryoları ve Seçim Mantığı
Piksel paylaşım teknolojisi, "iyi küçük- boyuta uyarlanabilirlik, yüksek bilgi yoğunluğu ve kontrol edilebilir maliyet" özellikleri nedeniyle, esas olarak "küçük ve orta boyutlara, yakın-mesafeden görüntülemeye ve metin doğruluğu için belirli gereksinimlere" sahip senaryolara uygulanır. Seçimde "ekran boyutu, görüntü içeriği ve güç tüketimi gereksinimleri" dikkate alınmalıdır.
1. Küçük ve Orta-Boyutlu Ticari Teşhir Senaryoları: Ø Cep Telefonu Mağazası Görüntüleme Ekranları: Ekran boyutu genellikle 3-8㎡, görüş mesafesi 1-3 metredir. Telefon özelliklerini (küçük yazı tipi) ve ürün resimlerini göstermesi gerekir. P2.0-P2.5 piksel paylaşımlı ekran önerilir (bir cep telefonu markası mağazası, aynı boyuttaki P2.5 piksel ekrana kıyasla bilgi yoğunluğunu %40 artıran ve aynı anda 8 cep telefonunun teknik özelliklerini görüntüleyebilen 5㎡ P2.0 RGGB piksel paylaşımlı ekran kullanır; metin 1,5 metre mesafede net ve bulanık kalmaz).
Ø Market Reklam Ekranları: Boyut 1-3㎡, görüş mesafesi 2-5 metre. Ürün fiyatlarını (küçük yazı tipi) ve promosyon bilgilerini göstermesi gerekir. P2.5-P3.0 piksel paylaşılan ekran önerilir (bir market zinciri, bir piksel ekrandan %35 daha ucuz olan ve %40 daha az güç tüketen, 24-saatlik çalışmaya uygun 1000 2㎡ P2.5 piksel paylaşılan ekranlar kullanır). 2. İç Mekan Bilgi Ekranı Senaryoları: Ø Banka Sırası Ekranı: Boyut 1-2㎡, izleme mesafesi 3-5 metre, P2.0-P2.5 piksel paylaşımlı ekran kullanarak kuyruk numarasını (büyük yazı tipi) ve hizmet istemlerini (küçük yazı tipi) görüntülemesi gerekir (bir banka şubesi 1,5㎡ P2.0 piksel paylaşımlı ekran kullanır, sıra numarası 5 metre mesafeden net bir şekilde görülebilir ve küçük yazı tipi hizmet istemleri 3 metre mesafeden tanınabilir, bu da katı piksel ekrana kıyasla %25 maliyet tasarrufu sağlar). 3. Düşük güç tüketimi senaryolar: Ø Dış mekan küçük boyutlu ekranlar (örneğin, otobüs durağı ekranları): Boyut 2-5㎡, güneş enerjisi gerektirir, güç tüketimi 100W/㎡'den az veya eşit, P2.5-P3.9 piksel paylaşımlı ekranlar kullanılır (100 3㎡ Belirli bir şehirdeki bir otobüs durağındaki P3.0 piksel paylaşımlı ekranlar 80W/㎡ tüketir, gerçek piksel ekranlardan %50 daha düşüktür ve tamamen güç kaynağı tarafından sağlanabilir) harici güç şebekesi olmadan güneş enerjisi); 3.4 Performans avantajları ve teknik sınırlamalar 3.4.1 Temel avantajlar Ø Maliyet ve görüntü kalitesi arasında optimum denge: Piksel paylaşımının maliyeti gerçek piksellerden %40-%60 daha düşüktür (100㎡ P2.0 piksel paylaşımlı ekranın maliyeti yaklaşık 600.000 yuan iken gerçek piksel ekranın maliyeti yaklaşık 1 milyon yuandır) ve görüntü kalitesi sanal piksellerden %30-%50 daha iyidir (metin netliği gerçek piksel ekranına eşdeğerdir) P2.0 piksel paylaşımının P2.5 gerçek piksele eşdeğer olması gibi fiziksel P değeri kendisinden 0,5 daha küçüktür ve bu da onu küçük ve orta ölçekli senaryolar için "maliyet verimliliğinin kralı" yapar; Ø Yüksek Bilgi Yoğunluğu: Donanım düzenleme optimizasyonu sayesinde, piksel paylaşımının (özellikle yeşil) alt piksel yoğunluğu sanal piksellerinkinden %25-%50 daha yüksektir, bu da daha güçlü bilgi taşıma kapasitesi sağlar. Örneğin, 5㎡ P2.0 piksel paylaşım ekranı 12 satırlık metin (satır başına 25 karakter) görüntüleyebilirken, aynı boyuttaki bir P2.0 sanal ekranı yalnızca 8 satır (satır başına 20 karakter) görüntüleyerek bilgi yoğunluğunu %87,5 oranında artırır;
Ø İyi Donanım Uyumluluğu: Piksel paylaşımı, özel üst düzey ana kontrol yongaları gerektirmez; geleneksel ana kontrol yongaları bunu destekleyebilir ve hem SMD hem de COB paketleriyle uyumludur (COB-paketlenmiş piksel paylaşım ekranları daha iyi parlaklık bütünlüğüne sahiptir, ±%4'ten az veya eşittir), farklı senaryo gereksinimlerine uyum sağlar;
Ø Dengeli Güç Tüketimi ve Güvenilirlik: Kullanılan LED sayısı gerçek piksellere göre %30-%40, güç tüketimi ise gerçek piksellere göre %30-%50 daha azdır. Aynı zamanda, sürücü kanallarının yeniden kullanım oranının yüksek olması nedeniyle IC sayısı azalır, bu da sanal piksel ekranlara göre %20 daha düşük bir arıza oranına neden olur. 3.4.2 Ana Sınırlamalar
Ø Belirli donanım düzenlemesine bağımlılık: Piksel paylaşımının özü donanım düzenlemesidir (RGBG/RGGB gibi). Geleneksel RGB düzenlemeli ekranlar, yazılım yükseltmeleri yoluyla piksel paylaşımını sağlayamaz, bu da PCB kartının ve LED montaj işleminin yeniden tasarlanmasını gerektirir ve bu da özelleştirme maliyetlerinin artmasına neden olur.
Ø Büyük-boyutlu senaryolara zayıf uyarlanabilirlik: Piksel paylaşım algoritması optimizasyonu esas olarak küçük-boyutlu ekranlar içindir (<10㎡). For large-size screens (>10㎡), çok sayıda fiziksel piksel nedeniyle, algoritmanın hesaplama yükü katlanarak artar, bu da kolaylıkla "takılma" veya "düzensiz görüntü kalitesi" ile sonuçlanır.
Ø IC ile sınırlı dinamik yanıt: Piksel paylaşımının sanal pikselleri, fiziksel piksellerin sürüş kanallarına bağlıdır. Sürüş IC'sinin geçiş hızı yetersizse, dinamik görüntülerdeki sanal noktaların parlaklık güncellemesi gecikecek ve "gölgelenme" ile sonuçlanacaktır.
Ø Renk gamı üst sınırı gerçek piksellerinkinden daha düşüktür: Piksel paylaşımı yeşil alt-pikseller eklese de, R/B alt-piksellerinin aralığı hala gerçek piksellerinkinden daha büyüktür, bu da biraz daha düşük bir renk gamı kapsamına neden olur (sRGB kapsamı yaklaşık %92, gerçek piksel ekranları ise yaklaşık %98), bu da profesyonel görüntülerin renk gamı gereksinimlerini (son-işleme gibi) karşılayamaz. fotoğrafçılık).
4.2 Senaryo-Tabanlı Seçim Kılavuzu
1. Gerçek-Piksel Piksellere Öncelik Veren Senaryolar:
Ø Temel Gereksinimler: Yüksek hassasiyet, yüksek stabilite, uzun-süreli çalışma;
Ø Tipik Senaryolar: Tıbbi görüntüleme (DICOM standardı), komuta merkezleri (7x24 operasyon), müzede eser gösterimi (yakın-ayrıntı);
Ø Seçim Önerileri: P0.9-P2.5, COB paketleme (küçük aralık) veya SMD paketleme (orta aralık), gri tonlama düzeyi 16bit'ten büyük veya ona eşit, yenileme hızı 3840Hz'den büyük veya eşit.
2. Sanal-Piksel Piksellere Öncelik Veren Senaryolar:
Ø Temel Gereksinimler: Düşük maliyet, orta ila uzun mesafe, görsel çözünürlük;
Ø Tipik Senaryolar: Alışveriş merkezi atrium reklamları, dış mekan büyük ekranları, geçici sergi kurguları;
Ø Seçim Önerileri: P2.5-P5.9, uzamsal sanal (RGBG) veya geçici sanal (üst düzey), yenileme hızı 3840 Hz'den büyük veya ona eşit (çekim titremesini önlemek için), bikübik enterpolasyon algoritması.
3. Piksel Paylaşımı Senaryolarına Öncelik Verin: Ø Temel Gereksinimler: Küçük ila orta boyut, yakın-aralıklı metin, maliyet dengesi; Ø Tipik Senaryolar: Cep telefonu mağazası vitrinleri, asansör bilgi ekranları, market reklamları; Ø Seçim Önerileri: P1.8-P2.5, RGBG/RGGB düzenlemesi, algoritma ortalama ekranı + dinamik kontrastı destekler, sürücü IC değiştirme hızı 100ns'den az veya ona eşittir.
V. Endüstri Teknoloji Geliştirme Eğilimleri
Mini LED teknolojisinin olgunlaşması ve Mikro LED'in ticarileşmesiyle birlikte üç ana teknoloji sürekli olarak yenileniyor ve geliştiriliyor:
1. Gerçek Piksel Teknolojisi: "Daha küçük aralık ve daha yüksek entegrasyon"a doğru gelişiyor. Şu anda COB paketli gerçek pikseller P0.4'e ulaştı. Gelecekte, Mikro LED çipleri (boyut) aracılığıyla P0.2 veya daha düşük değerlere ulaşılabilir.<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. Sanal piksel teknolojisi: "Zamansal-uzaysal füzyon sanallaştırmasına" doğru gelişen bu teknoloji, "uzaysal enterpolasyon + zamansal değişim"den oluşan hibrit bir algoritma aracılığıyla dinamik gölgelenmeyi 0,3 piksele kadar azaltır. Mini LED arkadan aydınlatma teknolojisiyle birleştiğinde, daha orta-ila-yüksek-son senaryolara uyum sağlayarak parlaklık tutarlılığını artırır (±%6'dan az veya eşit).
3. Piksel paylaşım teknolojisi: "Çoklu-alt piksel yeniden kullanımına" yönelik olarak gelişen bu teknoloji, gelecekte RGBG'yi "RGBWG" (beyaz alt pikseller ekleyerek) olarak genişletecek ve parlaklığı daha da artıracaktır. Eş zamanlı olarak, yapay zeka gerçek-zamanlı görüntü oluşturma algoritmaları aracılığıyla, 10-50㎡'lik orta-boyutlu senaryolara uyum sağlayarak büyük-boyutlu ekranlardaki eşit olmayan görüntü kalitesi sorununu çözer.
Özetle, gerçek pikseller, sanal pikseller ve piksel paylaşım teknolojileri farklı senaryolar için "ikame" değil, "tamamlayıcı çözümlerdir". Görüntü kalitesini sağlarken ticari değeri en üst düzeye çıkarmak için üç boyuttan en uygun teknoloji çözümünü seçmek gerekir: "senaryo gereksinimleri, maliyet bütçesi ve uzun-vadeli işletme ve bakım".
