揭秘MiniLED:下一代显示技术的“霸主”!

电脑天呐好棒 2024-05-20 10:21:33

随着各大品牌在今年纷纷推出更加廉价的miniLED显示器,可以说在中高端游戏电竞显示器领域,已经形成了miniLED和OLED争霸的局面!但是,你可能连它的核心理念都不完全清楚吧?

1、为什么有不同的调光?

“调光”,对于液晶显示器来说,其实是有两种含义的。一种是“显示器光源亮与灭”的方式,主要目的是调节屏幕亮度,以适应不同的观看环境和用户需求,决定了对于眼睛观感及对健康的影响,尤其是在闪烁感和一致性方面。

目前在这个定义层面的显示器调光技术主要包括DC调光和PWM调光两种方式。

DC调光技术基于改变电路功率来调节屏幕亮度,其原理是“功率=电压×电流”。通过调整电流或电压的大小,可以改变屏幕的亮度。优点是不会产生屏幕闪烁,对眼睛较为友好。缺点是在低亮度下可能会出现色彩不均的问题。

PWM调光通过控制屏幕在极短时间内进行亮灭交替,调节亮屏和灭屏的时间比例来实现亮度的调节。简单来说,就是通过快速闪烁来调节亮度,利用人眼的视觉暂留现象,使人感觉屏幕变亮或变暗。它结构简单,省电且发热低,不会出现色彩不均的问题。缺点是在低亮度下可能会产生可察觉的频闪,对某些用户可能造成视觉疲劳。

在选择显示器(以及手机屏幕)时,用户往往更倾向于选择DC调光技术,因为这种技术对眼睛更为友好,尤其是在长时间使用电脑的情况下。当然,一些显示器采用了PWM和DC结合的调光方式,例如在20%以上亮度时使用DC调光,而在20%以下亮度时使用高频PWM调光,以结合两者的优点。

选择合适的调光技术可以减少眼睛疲劳,提高观看舒适度。在购买显示器时,建议关注其调光技术,以及是否支持最新的HDR等功能。

而miniLED所涉及的调光技术,其实是“分区控光技术”更为准确。

2、分区调光,决定显示品质的关键

而显示器对于面板区域的光线调节控制,就是分区调光技术,也是决定显示器色准、对比度、综合亮度以及HDR效果的重要因素之一。

目前调光技术主要分为这么几个:

全局调光:

背光由液晶面板一侧边缘上的一串 LED 灯组成,被视为一个单独的 "区域",在黑暗场景中会变暗,在明亮场景中会变亮。这是成本最低的一种调光方式,也是传统液晶面板的调光方式,它功耗低、发热小,缺点是同步对比度太低,通常仅为 1000:1。

局部调光:

在局部调光中,屏幕的背光被分成若干段,可以独立调节。调光区域越多,则色彩、对比度、HDR显示效果越好。有如下多种具体局部调光方式。

传统调光vs 1D局部调光 VS 2D局部调光

1D 局部调光:

这种设计也使用 "边缘发光 "的 LED 灯串,但灯串上的 LED 组可独立控制。对于大多数显示屏来说,LED 灯串位于面板底部,从而在显示屏的水平边缘形成若干等间距的垂直区域。边缘发光的 LED 灯串通常包含八到十六个 LED 组,从而形成八到十六个调光区。这种设计可同时实现 6,000:1 至 100,000:1 的对比度。1D 局部调光是目前 HDR 电视和显示器中最常见的设计。

1.5D 局部调光:

与 1D 局部调光类似,使用边缘照明。但在这种设计中,LED 灯串存在于面板的两侧,通常是顶部和底部,但也有左右设计。这种设计的优点是,它通常有 2×16 个区域,因此区域数量是 1D 的两倍,但更重要的是,屏幕的顶部和底部是独立控制的,而 1D 设计的每个区域通常是屏幕的整个垂直高度。

2D或全阵列局部调光(FALD):

在这种设计中,背光 LED 从面板边缘移到面板后部,并排列成一个二维 LED 矩阵。每个 LED 都是独立控制的,只调节显示屏上一个 "棋盘格 "的亮度,尽管它们通常是矩形而不是完美的正方形。如今的 HDR 显示器和电视通常有 384 到 1152 个区域。

由于电路的复杂性和所需的处理要求,这些设计最为昂贵,能产生最好的图像质量,同时对比度可达 20,000:1 至 500,000:1。由于这种设计成本高昂,这些显示器的价格也最高。

目前最火的miniLED显示器是其中的代表,大部分都能达到1152个控光分区。

主动调光:

这是因应目前HDR的流行而重新定义的一种调光方式。

在电影或游戏中,HDR10 的元数据通常不会发生变化,但每一帧的峰值亮度可能与前一帧不同,因此可以相应地调整背光。这将带来更好的省电效果和更佳的 HDR 黑色效果。

例如,在VESA对HDR的认证标准CTS v1.1 中的新测试,就确保在不改变信号元数据的情况下,测试峰值亮度从全白棋盘格大幅降低到白框只有 5 cd/m 2 的棋盘格,这为调光算法降低背光功率提供了充分的机会。当降低背光功率时,棋盘上黑色部分的黑度也会降低,这就是我们在计算主动调光停止点时所测量和使用的结果(对于技术人员来说,摄影中最初使用的 "停止点 "是一个 2 次方的对数函数)。

毫无疑问,主动调光目前完全实现的是OLED面板的显示器,因为它可以单独控制单个像素的亮度。而在LCD液晶显示器中,也有部分mini-LED显示器在驱动电路的支持下,实现了这样的效果,但肯定效果逊色于OLED。

到这里,你大概也通过效果的对比,知道miniLED为啥这么火了:2D FALD调光+主动调光,让它在microLED完全小型化商业化前,成为了目前唯一可以和OLED掰掰手腕的显示技术,代表了液晶显示器技术的商业化实用最高水平。

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