动态子像素渲染技术是一种用于提高图像显示质量的技术。它根据源图像生成目标图像,通过计算源图像中与待渲染目标像素的子像素对应的源像素的边缘代码,确定子像素周围的纹理信息,并根据纹理信息和距离计算子像素的像素值。
在计算边缘代码时,需要获取与待渲染目标像素的子像素对应的源像素的源坐标,以及源图像中以该源坐标为中心的视窗的多个像素值。然后,根据视窗的多个像素值计算边缘代码。边缘代码包括多个位,每一位表征一个方向的纹理信息。
当边缘代码不是特定样式时,根据纹理信息并基于距离计算待渲染目标像素的子像素的像素值。如果子像素周围的纹理信息较弱,则在计算像素值时进行平滑处理。
动态子像素渲染技术可以提高图像的清晰度和细节表现,使图像更加真实和自然。它在高分辨率显示设备和对图像质量要求较高的应用中具有重要的应用价值。
在当今这个科技飞速发展、日新月异的时代,各种前沿技术如雨后春笋般不断涌现。近年来,尤其值得关注的是物联网、云计算、人工智能以及元宇宙等产业的强势兴起。这些极具创新性和变革性的产业,正以前所未有的力量推动着各个领域的发展与进步。而在这一背景之下,我国的新型显示产业也乘势而上,呈现出极为显著的高速增长态势。其中,Mini/Micro LED 显示市场更是表现突出,它犹如一颗璀璨的新星,在产业发展的星空中熠熠生辉,已然正式迈入了产业爆发的关键阶段,即将开启一段全新的辉煌旅程。
面对蓬勃发展的MLED市场,业内产品还存在亟待解决的工艺与成本问题。
1、工艺难度问题
LED显示模组要往更小间距发展,其制作过程的难度和复杂度均会增加。例如更小间距的显示屏,单位面积里面的LED发光芯片数量将会成倍增加,这对LED显示模组的PCB钻孔和Layout的制作提出了更高要求。
2、生产成本问题
往更小间距发展,相同尺寸显示屏需要的发光芯片数量会增加,所使用的PCB板的层数也会增多,生产成本也将进一步增加。
为了改善以上问题,LED显示行业引入了虚拟/亚像素屏体设计方案。它可以通过动态子像素渲染技术,实现更高分辨率显示,带来更好的显示效果。
什么是动态子像素渲染技术?
要了解动态子像素渲染技术,首先需要了解什么是子像素。
简单来说,我们将LED屏上每个发光单位叫像素点,它是由RGB三种颜色的发光芯片组合而来,像素点中单个颜色的发光芯片就叫作“子像素”。
普通实像素中,RGB三个子像素一般由上到下呈一字排列。与常规的实像素显示技术不同,虚拟/亚像素屏中的每个像素点只包含一个或两个子像素。通过借用相邻像素点内的子像素,可以合成RGB像素点,从而实现图像的渲染和显示。
目前,LED显示市场主流的虚拟/亚像素屏体排布方式为三灯、四灯及基于其变化的排布。以常见的四灯RGGB、三灯Delta1纵向排布为例,我们来看看采用动态子像素渲染技术的虚拟/亚像素显示屏显示原理。
1、四灯RGGB动态子像素渲染技术原理
如上左图,实像素排列中,每个黑色框内的RGB三个子像素组成一个完整像素进行内容显示。
如上右图,以四灯RGGB排列为例,每个黑色框内只有一个子像素,通过先进的动态子像素渲染技术,可根据图像内容灵活借调周边子像素,使得1个子像素可以实现完整的像素内容显示。对比实像素,在四灯RGGB排列时,每个(RGB)像素只增加一个子像素(G)的情况下,可以实现4倍增的显示效果。
2、三灯Delta1纵向动态子像素渲染技术原理
如上右图,以三灯Delta1纵向排布为例,每个黑色框内有一个或两个子像素,通过动态子像素渲染技术,灵活借调周边子像素,使得一个或两个子像素可以实现对应位置完整的像素内容显示。相比实像素,更改每个(RGB)像素中子像素的相对位置,可以实现横向或纵向2倍增的显示效果。
动态子像素渲染技术有何优势?
1、分辨率倍增
同尺寸下,改变子像素的排列方式及数量,采用动态子像素渲染技术的屏体可以做到更小间距,更大分辨率的显示。
△ 4灯RGGB排布可实现4倍的显示分辨率提升 △
2、工艺简化、功耗降低
以常见的P0.9 COB灯板为例,对比以下四种方案的发光芯片及驱动IC数量情况:
(*数据环境说明 :以上为150*168.75mm、45扫、4组数据的P0.9实像素和动态子像素渲染后P0.9不同排布灯板情况,不同设计下数据可能存在差距)
可以看出,在同等分辨率下,相比实像素,采用动态子像素渲染技术的屏体所用发光芯片及驱动IC数量大幅减少。同时改善了PCB布线及驱动IC排布的复杂程度,有助于提升灯板制造良率、降低生产成本。显示屏的温度和功耗也得到了大幅改善。
3、显示效果提升
虚拟/亚像素屏体虽然减少了发光芯片和驱动IC数量,但依然具有led显示屏宽色域、高亮度、高对比度的优势。配合诺瓦特有的像素增强算法,可以让显示屏达到更好的显示效果。
△ 像素增强前 —— 像素增强后 △
综上,动态子像素渲染技术可以为LED显示屏带来倍增的显示分辨率,配合诺瓦特有的像素增强算法及其他画质算法,能够提升虚拟/亚像素屏体的显示质量。
面向未来,坚持创新
一直以来,诺瓦星云深耕行业,坚持技术创新,只为给客户创造更大价值,助推行业协同发展。
针对动态子像素渲染技术,诺瓦星云经过多年算法研究和技术积淀,现已构建行业领先的多维度、高价值专利组合,实现了图像画质与显示应用的重点突破。
在虚拟/亚像素显示应用领域,诺瓦已拥有全方位的产品布局,打造了适配多元场景的动态子像素渲染解决方案,现已成功批量应用于行业伙伴。