翼之彩:LED显示产业10大技术进展(上)

更新时间:17/01/24 16:31:01     来源:www.sdyizhicai.com关闭分    享:

 

 

回首2016年,得益于技术的积累与发展,小间距LED显示屏市场呈现出一片火热的景象, 主导创新显示的异形屏、透明屏等新兴细分市场亦呈现出一片好景象,市场的火爆得益于技术的创新发展, 随着智能时代的来临,LED显示屏亦开始向着更高清,更稳定,低耗能,更加人性化的方向发展,AR/VR、裸眼3D等新兴技术势必成为与LED显示屏技术相结合的新方向,另外随着Micro LED等新型LED显示技术持续发酵,或将引起LED显示屏技术革新,未来LED显示屏将又是什么一番景象?我们将在接下来的篇幅里回眸2016LED显示屏技术方面的一些热点。


4K元年,LED显示屏更清更真


近年来小间距屏在室内运用大受欢迎,4K LED显示屏也顺势而出,成为行业关注的热点。小间距LED屏具有宽色域、高亮度等优势,而4K超高清显示屏拥有更广阔的色域,更明朗的对比度以及更完美的可视角度,能满足企业办公及用户家用对色彩、亮度、清晰度的高标准要求,成为企业和用户购买选择时的应用首选。


以前4K图像处理的最大难题是CPU无法满足快速处理、存储4K画面所拥有的庞大数据。现在图像的分辨率越来越高,之前都是1080P画面,速率是148.5MHZ,但是达到4K2K的时候,速率达到297MHZ,数据带宽也会成倍增加1080P的时候是3G,达到4K2K的时候是6G,芯片处理数据的时候就会变的非常慢,这种情况下单芯片无法处理这么大的数据量,当前市场上LED视频处理技术虽然可以切入4K2K信号,但是后端输出大多仍然是2K1K输出,数据在传输到LED显示屏端呈现的时候图像会被压缩,从而产生失真的现象。


为了做到4K超高清显示,对显示屏周边的设备要求也很高,尤其是其核心的视频处理器对各类信号快速便捷的处理以及切换,对画面截取缩放、多画面显示等功能。


4K LED显示屏虽然经历了近两年的发展,但是2016才能称得上是真正的4K LED元年。虽然以前也有一部分企业声称能批量生产4K LED显示屏,但那只是“假4K”,其后端输出和芯片处理能力远远达不到4K的要求,显示效果也不能达到4K所应有的清晰度,现在随着技术进步和更加清晰的观感体验,2016年4K LED显示屏已经实现了技术上的重大突破。


分辨率


分辨率这个参数对于显示设备而言拥有非常重要的意义,在同尺寸屏幕大小的情况下,分辨率越高意味着屏幕画面更加细腻,即能够将画面的细节呈现得更加清晰,如图像以及文字等等,能大大增加用户的视觉体验。在Rec.2020标准中,单个像素的宽高比为1:1,按照从左往右、从上至下的顺序进行像素寻址。


① 超高清4K:水平清晰度3840,垂直清晰度2160,宽高比16:9,总约830万像素


②超高清8K:水平清晰度7680,垂直清晰度4320,宽高比16:9,总约3320万像素


而在目前国内的LED显示屏技术中,暂未出现超高清8K LED显示屏,8K 显示屏输出技术还远远没有成熟。


数字量化


超高清LED电视量化水平有整型10-bit和整型12-bit两种,分别对应超高清4K和超高清8K 。


① 10-bit:在10位二进制数中(对应十进制数0~1023),额定黑位64,额定峰值940;当黑位溢出时,利用4~63进行延拓;峰值溢出时,利用941~1019进行延拓;0~3和1020~1023作为时间参考数。量化颜色数约10.7亿。


② 12-bit:在12位二进制数中(对应十进制数0~4095),额定黑位256,额定峰值3760;当黑位溢出时,利用16~255进行延拓;峰值溢出时,利用3761~4079进行延拓;0~15和4080~4095作为时间参考数。量化颜色数约687亿。


LED显示屏目前正在针对4K进行深层次的探究和创新,未来随着LED显示屏技术的不断提高和创新,4K LED产品也将给观众带来更清更真的观感体验。至于方兴未艾的8K技术,国内还没有到达相应的技术水平和配套设施,但是可以相信的是,随着对于更清更真观感体验的不断追求,8K显示技术未来可期。


    快门式3D技术突破“视点”局限


随着LED显示屏的间距越来越小,分辨率越来越高,使得屏幕的功能和应用领域不断丰富和拓展。因此,在这其中对于色彩、亮度、对比度要求更高的4K、3D等概念也应运而生。如今,3D高清LED屏就已经走进公众视野。


与其他的3D屏幕相比,3D LED显示屏像素可自身发光,具备亮度更高、色彩更鲜艳、对比度更高、超轻薄等特点,拥有自然舒适的视野和更为宽广的可视角度,在很多特定场所前景广阔。到了今天,小间距屏幕加上3D技术,实现了更好的显示效果,同时伴随3D技术革新,现如今已在逐步弥补裸眼3D技术在LED显示屏运用的缺点,也为3D LED市场的推广开启了更大的潜力。


目前的3D技术可以分为眼镜式和裸眼式两种,眼镜式3D技术可分为色差式、快门式和偏光式(也叫色分法、时分法、光分法)三种,而裸眼式3D技术可分为透镜阵列、屏障栅栏和指向光源三种,每种技术的原理和成像效果都有一定的差别。


快门式3D 技术,效果出众


3D显示控制方案具有许多独特的优势,它采用最适合LED显示屏的快门式3D技术,采用主动式成像模式,无需复杂的周边设备即可拥有最出色的3D显示效果,支持高显示分辨率的特点,同时资源相对较多,厂商也大力宣传推广,是目前国际领导品牌普遍采用的主流技术。


快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术很轻松地让用户享受到真正的完美的3D效果。


打破偏光式局限,实现高清显示


目前3D影院多采用的是一种偏光式3D,其主要原理就是利用光线造成的视觉差,而LED显示屏厂家在大力研发的裸眼3D显示屏大部分成品都会有视角限制的缺陷,这影响了观众的观影体验,削弱了观影的真实代入感。


如今多家企业都在研发、生产裸眼3D LED显示屏,在这个过程中最关键的技术点在于“多视点”的设计,它使得观众无论站在哪个位置都能看到3D的效果。


偏光式3D技术受偏光原理的影响,很难实现真正的全高清分辨率3D影像。快门式3D技术能够保持画面的原始分辨率,支持高清分辨率的显示画面,可完美呈现真正的全高清3D显示效果。与偏光式3D不同,快门式3D技术能够还原画面的原有分辨率,可轻松享受全高清3D影像,突破原来的裸眼的“多视点”站位的局限。


3D显示技术在LED显示屏的应用大大改变了人们视觉体验,同时也给LED显示屏市场产生了巨大冲击,面对3D技术的冲击,传统2D LED拼接屏供应商的生存空间将被进一步压缩,同时各商家为了维持销售额,无可避免的需要采用降低2D LED显示屏售价的手段,来延续自身的竞争力,但是这也并非是坏的,这将促使一些LED显示屏厂商专注于细分市场,有助于整个行业的进一步细分与扩大,同时也能促进3D LED技术的推广和突破。


异形屏软模组随心所塑


LED电子显示屏正处在一个高速发展与成长崛起的阶段,现如今LED显示屏市场呈现出巨大的变化,除了传统的信息展示等作用外,在外形上的要求也进一步提升,为了更好的满足外形美观多样化和使用要求,随之产生了LED异形显示屏。


LED异形屏是在LED电子显示屏的基础上改造成的特殊形状的LED电子显示屏,不同于常规LED电子显示屏矩形、平面板状的外形,它的形状各异,有圆弧、曲面、四方六面体、字母以及其他不规则的造型。以形状区分,LED异形屏大致有以下几类:


一、LED异形显示屏——球形屏


LED球形屏360度全可视角度,全方位播放视频,任何角度都能感受到良好的视觉效果,无平面视角问题。同时它也可以根据需要把球形物体如地球,足球等直接影射到显示屏上,让人感觉惟妙惟肖,广泛应用于博物馆、科技馆、展览馆。


二、LED异形显示屏——LED视频标识


LED视频标识采用不同规格的特制的LED模组组装而成,不受屏体大小限制,可以灵活拼装成客户任意需要的文字、图形及LOGO等,应用于大楼楼顶、知名企业、银行证券、市政建设、地标建筑等,可提升企业的商业价值。



三、LED异形显示屏——LED魔方


LED魔方通常由六个LED面组合成立方体,也可以异形拼接为几何造型,面与面之间实现了最小缝隙化完美连接。可以在周围任何角度进行观看,摆脱了传统平面显示屏的观感,适合安装在酒吧、酒店或者商业地产的中庭位置,能够给观众全新视觉体验。


四、LED异形显示屏——圆弧形LED显示屏


显示屏显示面为圆柱曲面的一部分,其展开图为矩形。


LED异形显示屏的出现,打破了大屏幕拼接系统只能拼接为单一的矩形形状,它可以随意拼接成各种不规则形状来显示一些极具创意的内容,不但能第一时间吸引受众者的眼球,从而达到更好地宣传效果,同时也更好地拓展了LED显示屏拼接的应用范围。


LED异形屏对研发能力和生产工艺要求较高


相比常规的LED电子显示屏,LED异形显示屏更注重结构上的突破。目前LED异形屏模组主要有扇形、弧形、圆形和圆柱形、三角形等结构形式。相比常规 LED显示屏,LED异形屏偏向于有特殊需求的用户,目前主要应用在演艺场所、户外传媒、展馆广场等环境。由于LED异形屏外观各异,结构互不相同,因而 对生产厂商的技术要求也更为严苛。如果厂商技术不过关,拼接出来的LED屏幕会因拼缝间隙过大、拼接面不连续而造成的外观不平整等诸多问题,从而影响观看效果,破坏整体设计的美感。而更重要的是,LED异形屏的电路和结构的设计复杂,对生产厂家的研发能力提出了很高的要求。


软模组的出现让LED异形屏拥有了更好的造型能力


在之前较长一段时间内,LED异形屏都是传统矩形平面模组拼装或者包边来实现,最常见的LED异形屏就是大弧度的弧形屏和平面圆形屏。在显示屏弧度很小、显示形态更复杂的情况下,则不能很好的解决拼缝和平整度,造成显示屏显示不一致、马赛克等问题,使得显示屏整体效果不佳。


软模组LED显示屏具有薄型、轻量、体积极小、高像素密度、可显示弯曲面、安装成本低等特性,可实现各种屏幕形状的显示需求,提供多种屏幕尺寸、清晰度,此外还可以按照用途设计出重视特性(对比度、色斑、混色性等)的色排列。


目前性能最佳的360度软模组显示屏,具有传统平板型的LED显示屏无法比拟的优势,采用旋转扫描机制和精密的时空结合控制技术,有效扩展视角空间,多画面同步显示,彻底消除观赏死区,可满足360度全范围内完整图像内容的展示,是展览场馆、室内外广告屏、机场车站及其它公众场合等众多媒体发布展示场所的新宠。在技术方面,由于是动态地扫描刷新屏幕,使用了较少的发光器件,寿命相应得到延长,成本也大幅度降低。


随着异形屏和软模组技术的不断突破,以及企业制造工艺的不断进步,目前基本可以满足客户对于多种形状显示屏和不同场景下的不同需求,可以称得上随心所塑。今后,相信未来城市景和观娱乐设施等会随着异形屏和软模组技术的使用而变得更加多姿多彩。


OLED显示屏尚难飞入百姓家


OLED显示屏由于同时具备自发光,不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性,成为目前备受追捧的产品。


事实上,OLED屏已经走进现实,并得到商业应用。有手机巨头推出OLED曲面屏手机,收获不少粉丝,取得良好的市场反应。也有电视巨头推出OLED屏电视,画质更好,引领着彩电的高端市场。


近期,柔性OLED显示屏也步入人们的视野,最近来自韩国科学技术院国(KAIST)和材料技术公司 Kolon Glotech 所组成的研究团队在柔性OLED显示屏上取得了相关突破,他们开发出了一种“新的”能像衣服穿在身上的OLED显示屏。


此前柔性OLED技术存在显示屏容易受到磨损的缺点,但是KAIST和Kolon Glotech 的研究团队就找到了解决上述问题的办法。他们研发了一种新技术,就是将 OLED 屏幕附在一种类似玻璃的材料上面,这样既保持了其像布料般的柔韧性,又不容易变形,从而解决了柔性OLED显示屏的持久性问题。