技术帖丨ATOMOS 怎么做到让LCD监视器拥有媲美OLED屏的暗部表现

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2019年NAB展会上一次次让我们感觉眼前一亮的ATOMOS公司,为我们带来了一款终极的集HDR监看、录制、切换于一体的专业电影和影视制作工具--SHOGUN 7.

为什么说是终极?我们来看下它的性能!


1,000,000:1动态对比度

105% DCI-P3色域

杜比视界HDR标准视频输出

直下式LED

360区域控制背光

1500尼特超高亮度屏

10比特处理&显示技术

4路高清同时录制

全面丰富的信号接口




从来自NAB现场采访的视频中可以看到,当屏幕变黑之后SHOGUN 7的图像明显比上一代的 SHOGUN INFERNO 的暗部更黑,更干净。让SHOGUN 7有了如此优异表现的、如此神奇的高科技就是动态背光控制技术(Dynamic Backlight Control)。


在了解动态背光控制技术之前,我们首先需要明白背光源对于液晶显示设备的意义:


由于液晶屏幕本身没有自发光特性,必须借助背光源来显示图像。早期的LCD屏幕的背光光源是大部分是 Cold Cathode Fluorescent Lamp 简称CCFL,中文译名为冷阴极荧光灯管,类似我们办公室用照明用的荧光灯光管。从液晶面板侧面发光,通过导光板将整个LCD背光组件点亮。 后来随着LED技术不断成熟,逐渐将CCFL灯管替换成了LED灯条,LED的好处是可以将背光的亮度提高的更多并且体积更加轻便小巧。(如今使用最广泛的背光类型是LED)。LED背光灯条发出的单一颜色背光(一般是白光)在穿过液晶面板时,会被由覆盖了R、G、B三原色滤镜的液晶像素控制输出亮度、切换、组合成任何人眼能够看到的色彩。也就是说,液晶分子负责图像、视频的颜色(色相、色彩饱和度),而背光源则决定了图像、视频的明暗程度(亮度、对比度)。


液晶屏幕的结构


早期的液晶显示设备,只能做到统一调整背光亮度(灯管或者灯条的发光亮度),这就直接导致了亮度不足时图像对比度的严重不足—— 图像颜色始终不够鲜艳、细节不够丰富。亮度过高时黑色图像部分不够黑(过多的背光从液晶像素的缝隙透过来,灰蒙蒙的一片或者大面积泛白)。


动态背光控制技术是将原有的背光灯管,LED灯条的模式变成了铺满整个LED背光板的直下式显示方式,并且把背光模组分成多个区域,并为每个区域配备独立的控制电路。

可以使每个区域都能发出明亮程度不一的背光,背光的亮度可以根据现实图像的不同而调整不同区域的明暗,使得需要暗的地方降低背光亮度,需要高亮的地方提高背光亮度,从而大幅提升对比度。就好比在彩色幻灯片后面加了一层图案相同的黑白的底片。使得黑色部分不会显得灰蒙蒙的,更接近OLED的显示效果。需要高亮度的图像部分背光区域提高背光亮度,更多的光线使得图像的色彩饱和度更高,颜色更加绚丽。从而动态的增加了显示屏幕的对比度,和动态范围。


64区域的动态背光控制示意图


256区域动态背光控制示意图


动态背光控制的区域越多,显示出来的图像亮度细节表现越好,当然对于控制电路的设计和控制难度也就越大。ATOMOS 的 SHOGUN 7 所配备的360个区域控制背光,1500尼特超高亮度屏就可以实现了高达15档的真实动态范围。使得SHOGUN 7 将是一款挑战极限的高对比度、宽色域和高精确度的监视器。


动态背光控制技术还有一个好处就是可以节省电能,LCD显示技术的的功耗主要是在背光灯的驱动上,动态的控制背光灯的亮度,当显示黑色或者灰色图像的时候就不需要将背光亮度打亮,相当于节省了电量,控制功耗。

来自圈子

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