Table des matières
Qu'est-ce que l'échelle de gris d'un écran LED ?
L'échelle de gris est la capacité d'afficher le nombre de degrés de l'affichage LED, de l'obscurité à la luminosité.
Si l'écran LED peut avoir 16 484 nuances de luminosité différentes, il possède alors 214 niveaux de gris et nous l'appelons 14 bits. (214=16 484)
Si l'écran LED peut avoir 65 536 nuances de luminosité différentes, il possède alors 216 niveaux de gris et nous l'appelons 16 bits. (216=65 536)
Si l'écran LED est capable d'avoir 30 000 nuances de luminosité différentes, cela signifie que l'échelle de gris de cet écran LED est supérieure à 14 bits, mais inférieure à 15 bits.
Dans les spécifications de l'écran LED, nous pouvons toujours voir 14-22 bits, ce qui signifie la plage de niveaux de gris que l'écran LED peut atteindre.
Pourquoi l’affichage LED a-t-il besoin d’un niveau de gris élevé ?
Pour l'affichage du contenu SDR (le contenu affiché provenant de l'ordinateur), la profondeur de couleur est normalement de 8 bits, ce qui signifie que l'échelle de gris du contenu affiché n'a que 2^8 = 256 nuances différentes. Théoriquement, l'écran LED avec une échelle de gris de 8 bits est suffisant pour présenter le contenu affiché. Alors pourquoi avons-nous besoin d'une échelle de gris élevée ?
La raison est que la couleur différente de l'affichage LED est déterminée par la luminosité de la lampe LED (niveaux de gris), et la luminosité de la lampe LED est contrôlée par la PMW (modulation de largeur d'impulsion).
1 impulsion de largeur signifie qu'elle a une échelle de gris de 1,
2 impulsion de largeur signifie qu'elle a une échelle de gris de 2,
Sensibilité de l'œil humain à la luminosité
La sensibilité de l'œil humain à la luminosité n'est pas linéaire, elle est exponentielle. Par exemple, si la luminosité d'une zone est de 10 nits, si nous voulons que notre œil ressente la luminosité d'une autre zone comme étant deux fois plus lumineuse, cet endroit doit être de 100 nits.
Ainsi, pour l'affichage LED, s'il n'est qu'en niveaux de gris 8 bits, la luminosité de l'affichage LED est divisée en 256 nuances différentes et la relation de réactivité est linéaire. De la même manière, le niveau de gris 1 du contenu affiché est mappé au niveau de gris 1 de l'affichage LED. Le niveau de gris 2 du contenu affiché est mappé au niveau de gris 2 de l'affichage LED.
Si l'échelle de gris de l'écran LED est de 14 bits, cela signifie que l'échelle de gris 256 du contenu affiché serait dans l'échelle de gris 2^14= 16384. L'échelle de gris 128 du contenu affiché serait l'échelle de gris 5000 de l'écran LED. Et la relation de réactivité serait plus similaire à la relation de réactivité de notre œil à la luminosité. Ce qui peut donner à l'écran LED un meilleur effet visuel, comme un dégradé plus lisse dans les zones de changement de couleur.
Par conséquent, normalement, plus l'échelle de gris est élevée, meilleur sera l'effet visuel.
Qu'est-ce qui détermine l'échelle de gris de l'écran LED
Comme nous l'avons appris ci-dessus, l'échelle de gris de l'affichage LED est déterminée par le PMW. Le signal PMW est fourni par le CI, et tout le signal PMW combiné en une seconde est appelé GCLK. La capacité GCLK est déterminée par le CI. La relation entre le GCLK et l'échelle de gris est la suivante
GCLK = niveaux de gris * fréquence de balayage * fréquence d'images
Comme la capacité du GCLK est déterminée par le CI, à partir de la formule ci-dessus, nous savons que pour un CI particulier, si vous souhaitez augmenter l'échelle de gris, vous pouvez diminuer la vitesse de balayage de l'affichage LED lors de la conception. Ou vous pouvez utiliser un bon CI.
Quel est le taux de rafraîchissement de l'affichage LED
Le taux de rafraîchissement désigne la fréquence à laquelle le contenu affiché sur l'écran LED s'affiche en une seconde, l'unité est Hz. Normalement, plus le taux de rafraîchissement de l'écran LED est élevé, moins l'écran LED scintille et plus l'effet visuel est stable.
Pourquoi l'affichage LED a-t-il besoin d'un taux de rafraîchissement élevé ?
En ce qui concerne les spécifications de taux de rafraîchissement des écrans LED, nous trouvons normalement 1920 Hz, 3840 Hz ou 7680 Hz, mais lorsque nous essayons d'acheter un écran LCD, le taux de rafraîchissement est normalement de 60 Hz et 120 Hz. Alors pourquoi un écran LED a-t-il besoin d'un taux de rafraîchissement aussi élevé ?
La raison est que dans l'écran LCD, le rétroéclairage est toujours allumé, il change uniquement la porte R, G, B pour contrôler la lumière qui passe à nos yeux, la lumière est cohérente.
tandis que pour l'affichage LED, l'échelle de gris de l'affichage LED est obtenue par PMW, ce qui signifie que la lampe LED s'allumerait et s'éteindrait en permanence.
Par exemple (la fréquence d’image de l’affichage LED est de 60 Hz, l’échelle de gris est de 13 bits)
Si le taux de rafraîchissement de l'écran LED est de 60 Hz, cela signifie que la durée de chaque image est de 1000/60 = 16,67 ms. Dans cette image, la lampe LED ne s'allume et ne s'éteint qu'une seule fois. Pour atteindre une échelle de gris de 13 bits, cela signifie qu'il faudrait 2^13 = 8192 nuances de gris différentes. Pour les niveaux de gris 1 et 2000, le PMW serait le suivant :
Et comme vous pouvez le constater, lorsqu'il n'y a qu'une seule fois que la lampe LED s'allume et s'éteint, la durée d'allumage de la lampe LED n'est pas répartie uniformément sur toute la durée de l'image. Et lorsque le temps d'allumage est trop court, la luminosité de la lampe LED pendant l'image n'est pas non plus uniforme. Pour que le PMW (niveaux de gris) soit réparti uniformément sur toute l'image. Nous pouvons faire en sorte qu'une certaine quantité de niveaux de gris soit répartie sur une session, puis que le PMW soit divisé uniformément en ces sessions, et la lampe LED s'allumera et s'éteindra une fois au cours d'une session. Nous connaîtrons le taux de rafraîchissement = la quantité de sessions * la fréquence d'images.
Les quantités de niveaux de gris dans une session sont déterminées par le CI, et nous savons que les niveaux de gris = quantité de sessions * quantités de niveaux de gris dans une session. D'après ce qui précède, nous savons que plus le taux de rafraîchissement est élevé, plus le PMW est réparti uniformément dans le GCLK, ce qui signifie une qualité d'image plus stable.
Faible luminosité, niveaux de gris élevés
Comme nous l'avons vu ci-dessus, dans les niveaux de gris bas, le taux de rafraîchissement n'est pas élevé. Pour pouvoir obtenir un bon effet visuel dans des niveaux de gris bas, le courant de sortie du circuit intégré doit être précis, car une faible précision ou un scintillement du courant entraînerait une uniformité des couleurs de l'affichage LED dans des niveaux de gris bas.
Si vous souhaitez obtenir une faible luminosité de l'écran LED, nous aurons besoin que le circuit intégré ait une sortie de courant plus faible. Par exemple, le courant de sortie du circuit intégré est de 4 à 25 mA, normalement le circuit intégré fonctionne sous un courant de 15 mA et il est normal d'avoir une différence de courant de 5 % entre les différents circuits intégrés. Par conséquent, le courant de sortie serait d'environ 14,25 à 15,75 mA, par exemple, la luminosité de la lampe LED serait de 900 à 1 000 nits. Alors que si nous voulons créer une faible luminosité, disons 300 nits, le courant serait d'environ 5 mA et le courant de sortie serait d'environ 4,75 à 5,25 mA, tandis que la luminosité serait de 280 à 320 nits. Comme notre œil est plus sensible à une faible luminosité, la différence de 40 nits dans une faible luminosité est donc très facile à détecter.
Par conséquent, pour obtenir une faible luminosité et des niveaux de gris élevés, nous devons utiliser un circuit intégré haut de gamme et la conception du PCB est également différente, car nous devons nous assurer que le courant de sortie du circuit intégré est très précis et exact.
Nous, Tepixel, proposons des solutions clés en main personnalisées pour différents projets d'affichage LED. De l'affichage LED pour studio de télévision, à l'affichage LED pour salle de conférence, à l'affichage LED pour centre commercial, en passant par d'autres types d'affichage LED créatifs. N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations
