極低灰如何準確認證？聚積科技給出答案

文章轉載自：行家說Talk

隨著近些年LED顯示屏的普及化應用，越來越多的觀眾享受到LED顯示屏呈現的精彩畫面，同時也在期待著更高的畫面質量。為了滿足觀眾的體驗需求，除了把LED顯示屏的點間距縮小，還需要從其他方面提升LED顯示屏的顯示質量。聚積科技在今年年初提出了評判顯示效果的六大“芯指標”：高畫面質量、極低灰、卓越級HDR、64掃、低功耗、高集成。其中極低灰是聚積科技率先提出的概念，定義為：在最低亮度畫面時，實現精準灰階漸層表現。

上圖是極低灰與無極低灰的對比。兩條黃色虛線分別標識出了灰階亮度一樣的位置，可以明顯看到，極低灰的灰階寬度更長。那么對于具體的LED顯示屏產品，應該如何進行極低灰認證呢？

極低灰顯示認證方式有兩種，這兩種方式均要求比較基準處于相同條件下的顯示模塊。認證方法一是比較相同亮度條件下的畫面質量。下圖左側照片是極低灰，右側照片是對照組，可以看到，相同亮度下，左側照片色彩深度與細節相比右側更為生動細膩。

另一種極低灰的認證方式是：決定可接受的的灰階顯示效果后，測量對應的亮度值做為“對比度”的相對基準點。繪出所測LED顯示屏產品的Gamma曲線。

在此先普及一下Gamma曲線這一概念。Gamma曲線是描述信號輸入和顯示設備的信號輸出之間關系的數值表達式。如下圖所示，Gamma2.0到Gamma2.8的曲線斜率各不同，但輸入和輸出之間均是一一對應的關系。零輸入會產生零輸出（實際上，由于顯示器殘留的黑色電平，實際上顯示器會產生很少光量，而不是零），最大輸入會產生最大輸出。但是，隨著輸入信號強度的增加，顯示屏的光信號輸出不會線性增長，即信號輸入和視頻輸出之間的關系是非線性的。

具有較低Gamma值的顯示器會隨著信號輸入的增加更快地增加其光輸出。例如10％的輸入，會發現Gamma2.8僅產生Gamma2.0光輸出的16％。這顯然是巨大的差異。隨著輸入的增加，差異變得越來越小，因此在輸入信號為90%時，Gamma2.0與Gamma2.8產生的輸出信號約在75%~80%左右，差異明顯縮小。

因此，不同的Gamma曲線在低信號輸入產生的輸出有明顯的差異。Gamma2.8在低信號輸入部分可以產生更加細膩的光輸出，因此Gamma2.8表示了畫面在低灰顯示效果更為細膩。

上述便是Gamma曲線所傳遞的信息。不過值得一提的是，目前各家顯示屏制造商在測試顯示屏的灰階手法差異非常大，雖然可以繪出Gamma曲線，但顯示屏實際的輸出可能與所繪Gamma曲線大相徑庭。

這是因為普遍的測試手法采用的是帶握把式量測儀器，儀器的開關在握把上，量測時扣動握把儀器會有震動，加上每次手動取樣的距離不一樣，所取像素點無法完全一致，導致讀值跳動，有時差異會達到10%左右。此外，帶握把式量測儀器槍口沒有完全貼合顯示屏幕，讀值時尤其是極低灰的測試容易受到環境光的影響，對測試環境的要求較高。

針對于此，需要對極低灰的認證手法需要作出改進。聚積科技采用的量測儀器是接觸式光槍CA-VP427，該儀器不帶握把，而是通過傳輸線與電腦連接，槍口帶有軟性接頭，可以完全與顯示屏接觸，量測時安放在顯示屏幕前，開關通過電腦操作實現。對比前者，這樣操作的好處在于：一是穩定度非常高，每次測試時被測像素點均是一樣的，讀值不會跳動，減少了量測誤差；二是接觸式量測不會受到環境光的影響，驗證時一般環境就可以了，對低灰量測不會有影響。在環境光很亮的情況下，可以量到灰階0的絕對0。通過此認證手法，低灰時讀值可精確到小數點后四位。

通過科學的方法認證，將光槍所測得到的精準讀值繪制到坐標軸上，便可得到準確的Gamma曲線。所得的Gamma曲線與Gamma2.8越接近，意味著在低亮度畫面時，灰階漸層表現的實現約精準，即極低灰。