混色設(shè)計(jì)科學(xué)
三基色混色原理
各種光源發(fā)出的光，由于光譜功率分布的差異，進(jìn)入人眼后顯現(xiàn)出各種不同的顏色。顏色可從感覺(jué)的觀點(diǎn)和物理上的觀點(diǎn)來(lái)看，前者抓住色的視感覺(jué)屬性，與此有關(guān)的概念稱作色的心理概念；后者注意到引起色的光性質(zhì)，用稱作三刺激值的量來(lái)表示。為了把心理概念上的色與物理概念上的色區(qū)別開(kāi)來(lái)，把前者稱作知覺(jué)色，后者稱作心理物理色。
顏色的心理概念術(shù)語(yǔ)和數(shù)量，用來(lái)表示人眼的彩色視覺(jué)，主要包括明度、色調(diào)、飽和度。顏色的物理概念認(rèn)為任何一種顏色光，都可以由3種相互立的單色光按一定的比例混合得到，選作3種單色光的條件是其中任一種單色光不能由其余兩種單色光相加混合得到，即它們是線性無(wú)關(guān)的。目前所使用絕大多數(shù)彩色顯示器，不管是CRT、LCD、PDP、DLP還是其他，都是基于三原色成像。
以下列出常見(jiàn)顯示面板的顏色構(gòu)成，其中的四色面板，將黃色作為藍(lán)色的補(bǔ)色被增強(qiáng)后，對(duì)藍(lán)色的表現(xiàn)力會(huì)起到很好的提升作用，還提高了黃色的表現(xiàn)力。
iphone4面板 夏普液晶四色 直插型LED面板 表貼型LED面板
LED顯示屏的混色設(shè)計(jì)包含LED排列設(shè)計(jì)以及控制驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。
LED排列設(shè)計(jì)屬于在面板上對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行規(guī)則物理排布，也出于對(duì)LED各色燈分散性的考慮，以及為了能達(dá)到的亮度需求，將對(duì)一個(gè)基本像素內(nèi)的LED進(jìn)行多種排列，以實(shí)現(xiàn)佳混色和白平衡下的高亮度。
為了獲得比較大的色彩范圍，在LED 顯示屏面板的混色設(shè)計(jì)中，采用PWM脈寬調(diào)節(jié)控制各色LED的發(fā)光亮度和色調(diào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)顏色。LED混色設(shè)計(jì)面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題是，構(gòu)成顯示屏的各個(gè)LED參數(shù)的不一致性，這就要求在LED混色設(shè)計(jì)中考慮LED型號(hào)的品牌，規(guī)格，分檔和批次情況。僅僅做到這些還不能屏幕成像顯色的一致性，這就用到了LED顯示屏系統(tǒng)的核心內(nèi)容，單點(diǎn)亮度校正及單點(diǎn)顏色校正技術(shù)。

單點(diǎn)亮度校正
每個(gè)LED顯示屏由很多個(gè)顯示單元以及成千上萬(wàn)顆LED燈構(gòu)成，三種顏色LED燈組合成為一個(gè)像素。由于LED的離散性，同一種顏色每顆LED的亮度都不同，導(dǎo)致其每個(gè)像素的亮度有很大的差異。在同檔同批篩選后的產(chǎn)品中，亮和暗LED之間的亮度差有時(shí)甚至能高達(dá)10%～15%。
即便是使用同一批次同一檔次的LED燈，恒流驅(qū)動(dòng)電路也存在著較大的差異，并呈離散性分布，驅(qū)動(dòng)電路的差異也導(dǎo)致LED像素的亮度差達(dá)到6%，不進(jìn)行修正也將影響到整屏亮度一致性。
為彌補(bǔ)這種差異滿足屏幕的觀看效果，除使用經(jīng)過(guò)仔細(xì)分檔篩選的LED燈以及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片外，采用單點(diǎn)亮度校正技術(shù)，即通過(guò)調(diào)整流入每個(gè)LED的電流來(lái)控制像素亮度。終實(shí)現(xiàn)整屏LED一致的亮度。
單點(diǎn)校正工作是從顯示單元組裝完成后開(kāi)始的，通過(guò)光感照相設(shè)備測(cè)量每顆LED的亮度，整個(gè)系統(tǒng)中亮度值暗的像素為基本LED點(diǎn)，其他所有像素均與其進(jìn)行對(duì)比，改變輸入電流實(shí)現(xiàn)改變亮度，同時(shí)達(dá)到整屏亮度一致目的。

廣播級(jí)灰度處理
灰度也就是所謂的色階或灰階，是指亮度的明暗程度。對(duì)于數(shù)字化的顯示技術(shù)而言，灰度是顯示色彩數(shù)的決定因素。一般而言灰度越高，顯示的色彩越豐富，畫(huà)面也越細(xì)膩，更易表現(xiàn)豐富的細(xì)節(jié)。
灰度等級(jí)主要取決于系統(tǒng)的視頻處理芯片、存儲(chǔ)器和傳輸系統(tǒng)性能，目前國(guó)內(nèi)主流顯示屏采用8位處理系統(tǒng)256級(jí)灰度，從黑到白共有256種亮度變化，共有0.167億種顏色。我公司采用臺(tái)灣驅(qū)動(dòng)芯片，16bit處理系統(tǒng)達(dá)到65536級(jí)灰度，可構(gòu)成281萬(wàn)億色。
不同灰度等級(jí)圖像差別 電視系統(tǒng)校正圖像灰度及顏色圖案
在黑色灰階寬容度測(cè)試中，在木炭的背光位處，可以比較清楚地看到木炭的線條紋路；在木炭的向光位處，能夠很好地呈現(xiàn)木炭的質(zhì)感。在控制噪點(diǎn)方面，LED新技術(shù)表現(xiàn)很好，畫(huà)面噪點(diǎn)并不明顯。
作為畫(huà)面灰次對(duì)比的兩極，黑、白兩色對(duì)比是顯示屏幕對(duì)比度直接的表現(xiàn)?；掖尾糠植捎玫氖呛诎妆尘芭c黑白衣服的對(duì)比，當(dāng)然中間色彩如酒杯、頭發(fā)、人物膚色都也起到了很好對(duì)比效果。
從人的視覺(jué)生理學(xué)出發(fā)，人的眼睛對(duì)于高亮度和低亮度的灰度分辨力都較差，而對(duì)中等亮度的分辨力高。顯示屏的灰度表現(xiàn)越出色，特別是在低亮度下顯示屏灰度表現(xiàn)越完整，其顯示的畫(huà)面層次感和鮮艷度比傳統(tǒng)顯示屏越高，能表現(xiàn)出的圖像細(xì)節(jié)更多，無(wú)信息損失。


刷新速率
LED顯示屏刷新率即為圖像每秒鐘顯示數(shù)據(jù)被重復(fù)的次數(shù)，高速的刷新頻率可完全適應(yīng)高速攝影機(jī)和高清電視轉(zhuǎn)播需要，顯示屏達(dá)到3840赫茲以上時(shí)，攝取畫(huà)面穩(wěn)定無(wú)波紋無(wú)黑屏，應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)顯示畫(huà)面，圖像邊緣清晰，將圖像信息準(zhǔn)確真實(shí)地還原。
為了讓客戶更加直觀的了解我司產(chǎn)品的刷新頻率，我們現(xiàn)在利用高速相機(jī)對(duì)全白場(chǎng)的LED模組進(jìn)行拍照。其原理是通過(guò)調(diào)整相機(jī)快門速度對(duì)產(chǎn)品成像進(jìn)行抓拍，當(dāng)快門速度低于模組刷新率時(shí)，觀測(cè)到模組呈現(xiàn)的是完整的白場(chǎng)，當(dāng)快門速度模組刷新率時(shí)照出的照片上模組呈現(xiàn)的是不完整的白場(chǎng)（明顯的黑白間隔線），從而可以定性的判斷一款產(chǎn)品的刷新頻率高低的影響。
對(duì)一塊顯示屏用單反數(shù)碼照相機(jī)進(jìn)行屏攝，可以模擬人眼接受圖像的實(shí)際效果，我們對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的火車影像的屏攝，需要注意的圖片表現(xiàn)包括火車頭、車窗、火車背后的景物等等。
由上圖示意所示，截取對(duì)比的是火車頭部分，需要注意的是此部分是否有重影，虛化，如果拖尾現(xiàn)象嚴(yán)重，都可以從這張屏攝圖中大致表現(xiàn)出來(lái)。刷新速率越高，動(dòng)態(tài)表現(xiàn)越好，這些負(fù)面現(xiàn)象越小。