虛擬像素改善Mini/Micro LED工藝與成本問題痛點(diǎn)，揭秘動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)如何讓LED屏分辨率倍增

    近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、元宇宙等產(chǎn)業(yè)興起，我國新型顯示產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，Mini/Micro LED顯示市場正式邁入產(chǎn)業(yè)爆發(fā)階段。

    面對蓬勃發(fā)展的MLED市場，業(yè)內(nèi)產(chǎn)品還存在亟待解決的工藝與成本問題。

    1、工藝難度問題

    LED顯示模組要往更小間距發(fā)展，其制作過程的難度和復(fù)雜度均會(huì)增加。例如更小間距的顯示屏，單位面積里面的LED發(fā)光芯片數(shù)量將會(huì)成倍增加，這對LED顯示模組的PCB鉆孔和Layout的制作提出了更高要求。

    2、生產(chǎn)成本問題

    往更小間距發(fā)展，相同尺寸顯示屏需要的發(fā)光芯片數(shù)量會(huì)增加，所使用的PCB板的層數(shù)也會(huì)增多，生產(chǎn)成本也將進(jìn)一步增加。

    為了改善以上問題，LED顯示行業(yè)引入了虛擬/亞像素屏體設(shè)計(jì)方案。它可以通過動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高分辨率顯示，帶來更好的顯示效果。

    什么是動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)？

    要了解動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)，首先需要了解什么是子像素。

    簡單來說，我們將LED屏上每個(gè)發(fā)光單位叫像素點(diǎn)，它是由RGB三種顏色的發(fā)光芯片組合而來，像素點(diǎn)中單個(gè)顏色的發(fā)光芯片就叫作“子像素”。

    普通實(shí)像素中，RGB三個(gè)子像素一般由上到下呈一字排列。與常規(guī)的實(shí)像素顯示技術(shù)不同，虛擬/亞像素屏中的每個(gè)像素點(diǎn)只包含一個(gè)或兩個(gè)子像素。通過借用相鄰像素點(diǎn)內(nèi)的子像素，可以合成RGB像素點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)圖像的渲染和顯示。

    目前，LED顯示市場主流的虛擬/亞像素屏體排布方式為三燈、四燈及基于其變化的排布。以常見的四燈RGGB、三燈Delta1縱向排布為例，我們來看看采用動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)的虛擬/亞像素顯示屏顯示原理。

    1、四燈RGGB動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)原理

    如上左圖，實(shí)像素排列中，每個(gè)黑色框內(nèi)的RGB三個(gè)子像素組成一個(gè)完整像素進(jìn)行內(nèi)容顯示。

    如上右圖，以四燈RGGB排列為例，每個(gè)黑色框內(nèi)只有一個(gè)子像素，通過先進(jìn)的動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)，可根據(jù)圖像內(nèi)容靈活借調(diào)周邊子像素，使得1個(gè)子像素可以實(shí)現(xiàn)完整的像素內(nèi)容顯示。對比實(shí)像素，在四燈RGGB排列時(shí)，每個(gè)（RGB）像素只增加一個(gè)子像素（G）的情況下，可以實(shí)現(xiàn)4倍增的顯示效果。

    2、三燈Delta1縱向動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)原理

    如上右圖，以三燈Delta1縱向排布為例，每個(gè)黑色框內(nèi)有一個(gè)或兩個(gè)子像素，通過動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)，靈活借調(diào)周邊子像素，使得一個(gè)或兩個(gè)子像素可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)位置完整的像素內(nèi)容顯示。相比實(shí)像素，更改每個(gè)（RGB）像素中子像素的相對位置，可以實(shí)現(xiàn)橫向或縱向2倍增的顯示效果。

    動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)有何優(yōu)勢？

    1、分辨率倍增

    同尺寸下，改變子像素的排列方式及數(shù)量，采用動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)的屏體可以做到更小間距，更大分辨率的顯示。

△ 4燈RGGB排布可實(shí)現(xiàn)4倍的顯示分辨率提升 △

    2、工藝簡化、功耗降低

    以常見的P0.9 COB燈板為例，對比以下四種方案的發(fā)光芯片及驅(qū)動(dòng)IC數(shù)量情況：

    （*數(shù)據(jù)環(huán)境說明：以上為150*168.75mm、45掃、4組數(shù)據(jù)的P0.9實(shí)像素和動(dòng)態(tài)子像素渲染后P0.9不同排布燈板情況，不同設(shè)計(jì)下數(shù)據(jù)可能存在差距）可以看出，在同等分辨率下，相比實(shí)像素，采用動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)的屏體所用發(fā)光芯片及驅(qū)動(dòng)IC數(shù)量大幅減少。同時(shí)改善了PCB布線及驅(qū)動(dòng)IC排布的復(fù)雜程度，有助于提升燈板制造良率、降低生產(chǎn)成本。顯示屏的溫度和功耗也得到了大幅改善。

    3、顯示效果提升

    虛擬/亞像素屏體雖然減少了發(fā)光芯片和驅(qū)動(dòng)IC數(shù)量，但依然具有LED顯示屏寬色域、高亮度、高對比度的優(yōu)勢。配合諾瓦特有的像素增強(qiáng)算法，可以讓顯示屏達(dá)到更好的顯示效果。

△ 像素增強(qiáng)前 —— 像素增強(qiáng)后 △

    綜上，動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)可以為LED顯示屏帶來倍增的顯示分辨率，配合諾瓦特有的像素增強(qiáng)算法及其他畫質(zhì)算法，能夠提升虛擬/亞像素屏體的顯示質(zhì)量。

面向未來，堅(jiān)持創(chuàng)新

    一直以來，諾瓦星云深耕行業(yè)，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，只為給客戶創(chuàng)造更大價(jià)值，助推行業(yè)協(xié)同發(fā)展。

    針對動(dòng)態(tài)子像素渲染技術(shù)，諾瓦星云經(jīng)過多年算法研究和技術(shù)積淀，現(xiàn)已構(gòu)建行業(yè)領(lǐng)先的多維度、高價(jià)值專利組合，實(shí)現(xiàn)了圖像畫質(zhì)與顯示應(yīng)用的重點(diǎn)突破。

    在虛擬/亞像素顯示應(yīng)用領(lǐng)域，諾瓦已擁有全方位的產(chǎn)品布局，打造了適配多元場景的動(dòng)態(tài)子像素渲染解決方案，現(xiàn)已成功批量應(yīng)用于行業(yè)伙伴。