LED顯示面板，以長壽命、高動態(tài)范圍、廣色域著稱。其中，高動態(tài)范圍，代表著在亮度層次維度的高性能顯示能力，是保障畫面層次分明、細節(jié)清楚、色彩絢爛的基礎。

　　一直以來，行業(yè)為達到更高的動態(tài)范圍，致力于讓亮度不斷突破。在室內(nèi)LED顯示領域，亮度從1000nit到2000nit甚至更高，以實現(xiàn)高對比度的畫面呈現(xiàn)。然而，卻忽視了另一個維度：把“黑”做好。

　　其實，“黑”和“亮”對顯示屏同樣重要!

　　接下來，我們將從真實世界和人眼特性出發(fā)，拆解動態(tài)范圍的本質(zhì)以及“黑的價值”。

走進 "黑的藝術"

PART 1：“黑”為什么重要?

　　人眼看到的真實世界是什么樣的?

　　真實世界從微弱的星光到刺眼的陽光，亮度范圍高達10^(-9) nit~10^(9) nit，其中人眼可感知的范圍為10^(-3) nit~10^(6) nit。

　　之所以如此強大，與人眼視覺系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)有關，視桿細胞在弱光條件下起主要作用，而視錐細胞則在強光條件下工作，視桿細胞和視錐細胞對弱光和強光的自適應調(diào)節(jié)，使人眼瞬間可感知的亮暗差異比高達10^(5):1。

　　顯示屏要達到真實世界在人眼中的表現(xiàn)力，需要足夠高的動態(tài)范圍能力(夠“亮”且夠“黑”) 。

　　當然，除了感知高動態(tài)范圍，人眼還有幾個關鍵特性：

　　1、 人眼非線性

　　據(jù)韋伯-費希納定律(Weber-Fechner Law)，人眼對低亮度下的顯示效果天然更敏感。

　　2、 馬赫帶效應

　　人眼對邊緣和輪廓更為敏感，對低灰跳變的感知更明顯。

　　綜上，從人眼特性維度可以看出，做好“黑”的價值在于：符合人眼高動態(tài)范圍要求、人眼低灰敏感特性、人眼跳變感知特性，可以讓人眼感知更自然、更準確、更舒適。

PART 2：什么樣的“黑”更好?

　　“黑”對于顯示性能的直接影響，就是可以提高LED屏的動態(tài)范圍。

　　動態(tài)范圍是顯示屏所能表現(xiàn)的亮度范圍，它決定了顯示屏能否保留高光和陰影中的細節(jié)。

　　如下圖，動態(tài)范圍高的顯示屏(右)，其亮暗細節(jié)更豐富，給人的真實感和舒適度更好。

　　那什么樣的“黑”才算好呢?

　　結合行業(yè)普遍的工藝水平和人眼真實需求，室內(nèi)LED顯示屏的動態(tài)范圍指標應盡可能達到：在10lux環(huán)境光下，最暗:0灰階亮度≤0.05nit，最亮:局部峰值亮度≥600nit，并可實現(xiàn)低灰到高亮間0.01nit的精確控制、不同灰階200K以內(nèi)的色溫偏差。

　　未來，室內(nèi)LED顯示屏還應向更高動態(tài)范圍沖擊，例如，10lux環(huán)境光下的0灰階亮度≤0.03nit、局部峰值亮度≥1200nit，亮度控制精度0.001nit，色溫偏差≤100K……

如何把"黑"做好?

PART 1：工藝制程維度

　　工藝制程決定了LED面板“黑”的極限表現(xiàn)，主要有如下三種提升途徑：

PART 2：顯控維度

　　好的顯控技術能夠讓LED面板在低灰下有更優(yōu)的“黑”色表現(xiàn)，體現(xiàn)在三個關鍵因素：起灰亮度、灰階過渡、感知舒適度 。這對LED顯控提出了“細膩、精準、舒適”的技術效果要求。

　　1、“黑”得細膩

　　硬件自身性能的局限性會限制顯示的灰階等級，令顯示不夠細膩，存在灰階偏色。

　　通過諾瓦22bit+技術，在空間和時間上的雙重疊加處理，可增加LED可顯示的灰階數(shù)，讓起灰亮度更低、顯示更細膩。

　　2、“黑”得精準

　　LED顯示面板，在低灰時容易出現(xiàn)灰階耦合現(xiàn)象，如低灰合并、反跳、過渡不均等。

　　可通過算法補償校準，將原本偏離的灰階-亮度關系進行修正，實現(xiàn)預設的起灰亮度和精準灰階過渡，可參考諾瓦的精細灰度技術。

　　3、“黑”得舒適

　　低灰時的刷新率不足會令人眼感知到明顯的刷新紋，嚴重影響觀看舒適度。

　　可通過諾瓦的PAM+PWM的混合驅(qū)動技術來提高視覺刷新率，即在一個灰度調(diào)制周期內(nèi)，通過降低電流幅值(PAM)、增加PWM打開的次數(shù)，有效提升LED低灰刷新率。

　　綜上，高動態(tài)范圍是衡量顯示屏的關鍵指標之一，在行業(yè)內(nèi)以沖刺高亮度來提升LED顯示面板動態(tài)范圍的現(xiàn)狀下，我們應當同步關注“黑”的能力。工藝制程和顯示控制，是做好“黑”的核心技術維度。

　　多年來，諾瓦星云深耕行業(yè)，致力于用技術創(chuàng)新突破顯示邊界，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來也將通過持續(xù)剖析行業(yè)痛點、詮釋行業(yè)關鍵技術，期望與行業(yè)伙伴，一同共筑真實、創(chuàng)造美好。

　　撰稿人：劉昕(諾瓦星云)肖博士(艾比森)