研究人員提出動態(tài)色調映射解決方案 提高MiniLED的陽光可閱讀性

環(huán)境光對比度一直都是一些戶外顯示器所極力追求的規(guī)格之一，它直接影響用戶在戶外環(huán)境的使用體驗，即顯示畫面的可閱讀性。實際上，如果顯示器的環(huán)境光對比度很低，其在較高強度環(huán)境光照射下，所顯示畫面內容就像被清洗掉一樣模糊不清。目前最常見的一種提升環(huán)境光對比度的方案是增加顯示器亮度，但是顯然這種方案會提升產(chǎn)品功耗，產(chǎn)品功耗的增加還會間接帶來其他很多問題。

在這樣的需求背景下，美國中佛羅里達大學和臺灣國立成功大學的研究人員合作，提出了一種新的解決方案。正如他們在其期刊論文上介紹的，他們提出了一種動態(tài)色調映射方法，這種映射可以模擬人眼對不同照明環(huán)境的響應。

在論文中，作者介紹了一種能夠根據(jù)環(huán)境光強度，自動調整顯示器伽馬值的技術。這種伽馬值的調整增可以極大提升低灰度圖像的可閱讀性，一般這些圖像在明亮的條件下特別容易被沖洗掉。通過將顯示器的伽馬曲線人眼不同照度環(huán)境下的響應進行擬合，該方法能夠動態(tài)優(yōu)化顯示器的可閱讀性。和之前提高顯示器亮度的簡單方案對比，這種方案不會顯著增加功耗或犧牲圖像質量。

為了支持他們的方法，研究人員專門開發(fā)了一種基于Mini-LED背光的LCD樣品，并針對不同照明條件下的圖像質量進行了優(yōu)化。該顯示器樣品在設計時確保了背光均勻性，這對于顯示高質量的圖像至關重要。使用該樣品進行的模擬和優(yōu)化表明，新方案可以讓顯示器的可讀性顯著提高，尤其是對于低灰度內容，在應用色調映射調整后，即使在明亮的環(huán)境下，它也能夠很清晰。

和目前最火熱的Tandem OLED和Micro-LED技術相比，這種技術在環(huán)境可閱讀性方面也有非常大的優(yōu)勢。Tandem OLED雖然能夠提供高峰值亮度和出色的色彩性能，但其在保持高亮度水平時壽命會較大縮短。另一方面，Micro-LED顯示器雖然具有精確控制亮度和避免老化的能力，但目前還面臨著不均勻性和高制造成本的挑戰(zhàn)。

研究人員已經(jīng)證明，基于Mini-LED背光的LCD可以提供一種平衡的解決方案，它具有高亮度、高溫度可靠性和更低的成本等優(yōu)勢。除此以外，搭配上述動態(tài)灰階映射方案，這種顯示器還能夠實現(xiàn)更好的均勻性和耐用性，非常適合一些需要高陽光可閱讀性和長期性能的應用。

研究人員使用商用顯示面板進行了實驗驗證，他們測量了不同環(huán)境光強度下的圖像質量。這些實驗的結果顯示，這種色調映射方法非常有效。例如，在明亮的光線條件下，應用色調映射技術后，低灰度區(qū)域（如被雪覆蓋的山脈）的細節(jié)更加清晰可見。

另外，這項研究還解決了諸如剪裁效果和顏色偏移等潛在問題。通過動態(tài)優(yōu)化伽瑪值，色調映射方法減少了這些問題，它能夠確保圖像即使在強烈陽光環(huán)境下保持清晰和顏色準確。