Konsep Dasar Piksel Nyata dan Piksel Virtual
Dalam teknologi tampilan LED, "piksel nyata" dan "piksel virtual" adalah dua teknologi tampilan piksel inti. Melalui logika komposisi piksel dan metode penggerak yang berbeda, keduanya memengaruhi resolusi, biaya, dan skenario tampilan layar yang berlaku. Perbedaan dan karakteristik keduanya dianalisis secara rinci di bawah ini.
Definisi dan karakteristik piksel nyata
Piksel nyata adalah piksel aktual yang dapat dihitung secara fisik pada tampilan layar LED. Setiap piksel nyata dapat secara mandiri mengontrol kecerahan dan warnanya, secara kolektif membentuk gambar di layar. Dalam tampilan piksel nyata, terdapat korespondensi 1:1 antara piksel fisik dan piksel sebenarnya yang ditampilkan; jumlah piksel pada layar menentukan banyaknya informasi gambar yang dapat ditampilkan.
Titik pancaran cahaya-dari piksel sebenarnya terletak pada tabung LED, sehingga menunjukkan karakteristik kohesif. Dari perspektif implementasi teknis, masing-masing LED merah, hijau, dan biru dalam tampilan piksel nyata pada akhirnya hanya berpartisipasi dalam pencitraan satu piksel untuk mencapai kecerahan yang memadai. Desain ini memastikan independensi dan integritas setiap piksel, menjadikan efek tampilan lebih stabil dan andal.
Keunggulan tampilan piksel nyata terletak pada stabilitas dan konsistensi efek tampilannya. Karena setiap piksel dikontrol secara independen, tidak ada masalah pencampuran warna yang disebabkan oleh pembagian piksel, sehingga sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan tampilan-presisi tinggi, seperti produksi film dan televisi profesional serta tampilan-komersial kelas atas.
Definisi dan karakteristik piksel virtual
Piksel virtual adalah teknik tampilan yang diterapkan menggunakan algoritme dan teknologi kontrol tertentu, yang memungkinkan layar tampilan menampilkan secara visual efek resolusi lebih tinggi daripada piksel fisik sebenarnya. Sederhananya, ini "mensimulasikan" lebih banyak piksel menggunakan cara teknis.
Tampilan piksel virtual menggunakan teknologi multiplexing LED. Satu LED dapat digabungkan dengan LED yang berdekatan hingga empat kali (atas, bawah, kiri, dan kanan), sehingga LED yang lebih sedikit dapat menampilkan lebih banyak informasi gambar dan mencapai resolusi lebih tinggi. Piksel virtual tersebar, dengan-titik pancaran cahaya di antara LED, membentuk titik gambar virtual melalui pencampuran sub-piksel merah, hijau, dan biru yang berdekatan.
Inti dari piksel virtual terletak pada kombinasi dan distribusi piksel fisik, memungkinkan tampilan layar menampilkan lebih banyak detail dan efek gambar daripada piksel sebenarnya. Ini dapat menampilkan piksel gambar dua atau empat kali lebih banyak daripada piksel sebenarnya di layar. Misalnya, ketika R, G, B didistribusikan dalam rasio 2:1:1, satu piksel terdiri dari dua LED merah, satu LED hijau, dan satu LED biru, sehingga membuat gambar yang ditampilkan empat kali lipat dari aslinya.
Prinsip Teknis dan Metode Implementasi
Prinsip Implementasi Teknis Piksel Nyata
Teknologi tampilan LED-piksel nyata didasarkan pada metode kontrol tampilan tradisional, dengan fitur intinya adalah korespondensi 1:1 antara piksel fisik dan piksel tampilan. Dari perspektif perangkat keras, tampilan LED terdiri dari piksel yang terdiri dari dioda LED dan sirkuit kontrol terkait, memungkinkan kontrol yang tepat atas kecerahan dan kegelapan setiap piksel untuk menampilkan informasi yang kaya.
Inti LED (Light Emitting Diode) adalah sambungan PN yang terdiri dari semikonduktor tipe P-dan N-tipe. Ketika tegangan maju diterapkan ke sambungan PN, elektron dan lubang bergabung kembali di sambungan tersebut, melepaskan energi sebagai foton, sehingga memancarkan cahaya. LED yang terbuat dari bahan berbeda memancarkan warna cahaya berbeda; misalnya, LED galium fosfida (GaP) biasanya memancarkan lampu hijau, sedangkan LED galium arsenida (GaAs) memancarkan lampu merah.
Dalam tampilan LED{0}}penuh warna, setiap piksel terdiri dari tiga LED: merah, hijau, dan biru. Dengan mengontrol kecerahan dan kegelapan LED dengan warna berbeda di setiap piksel, gambar dan video yang kaya dan beragam dapat dibuat. Untuk mengontrol kecerahan dan warna setiap piksel pada layar LED secara tepat, diperlukan sirkuit penggerak yang sesuai. Metode mengemudi yang umum mencakup mengemudi statis dan mengemudi dinamis. Penggerak statis mengacu pada setiap piksel yang memiliki chip driver independen untuk kontrol. Metode ini memberikan hasil tampilan yang bagus dan kecerahan yang seragam, namun sirkuitnya rumit dan biayanya tinggi. Biasanya digunakan dalam aplikasi dengan jumlah piksel kecil dan persyaratan kualitas tampilan yang sangat tinggi. Sebaliknya, mengemudi dinamis menggunakan metode pemindaian, menerangi baris dan kolom piksel yang berbeda secara bergantian, memanfaatkan kegigihan penglihatan di mata manusia untuk mencapai tampilan gambar yang lengkap.
Prinsip Implementasi Teknis Piksel Virtual
Teknologi piksel virtual adalah skema kontrol tampilan yang mencapai peningkatan resolusi setara dengan memetakan piksel fisik ke piksel tampilan (N=2 atau 4). Teknologi intinya terletak pada penataan ulang tabung LED antara piksel fisik untuk membentuk kombinasi piksel virtual. Piksel virtual menggunakan struktur-pemancar cahaya terdistribusi, membentuk piksel virtual dengan mencampurkan sub-piksel merah, hijau, dan biru yang berdekatan.
Dalam implementasi spesifiknya, teknologi piksel virtual memiliki beberapa solusi. Dengan mengambil contoh teknologi rendering sub-piksel dinamis RGGB empat lampu, dalam susunan piksel fisik, tiga sub-piksel RGB dalam setiap bingkai hitam membentuk piksel lengkap untuk tampilan konten. Namun, dalam pengaturan empat-lampu RGGB, setiap bingkai hitam hanya berisi satu sub-piksel. Melalui teknologi rendering sub-piksel dinamis yang canggih, sub-piksel di sekitarnya dapat dipinjam secara fleksibel sesuai dengan konten gambar, sehingga satu sub-piksel dapat mencapai tampilan konten piksel yang lengkap.
Dibandingkan dengan piksel fisik, dalam susunan RGGB empat-lampu, setiap piksel (RGB) hanya perlu menambahkan satu sub-piksel (G) untuk mencapai peningkatan efek tampilan sebesar 4-kali lipat. Demikian pula, teknologi rendering sub-piksel dinamis vertikal tiga-lampu Delta1 juga menghasilkan tampilan-resolusi tinggi dengan secara fleksibel meminjam subpiksel di sekitarnya.
Piksel virtual dapat dikategorikan berdasarkan metode kontrolnya (virtual perangkat lunak vs. virtual perangkat keras), pengalinya (virtual 2x vs. 4x virtual), dan susunan LEDnya (virtual 1R1G1B vs. 2virtual R1G1B). Dalam skema piksel virtual 2R1G1B, setiap dioda dapat berbagi empat piksel, sehingga meningkatkan resolusi tampilan secara signifikan.
Analisis Perbandingan Karakteristik Teknis
Perbandingan efek tampilan
Karena setiap piksel dalam tampilan-piksel sebenarnya dikontrol secara independen, efek tampilan menjadi lebih stabil dan akurat. Saat menampilkan teks-guratan tunggal, tampilan-piksel nyata dapat menyajikan teks yang jelas, sedangkan tampilan-piksel virtual dapat menampilkan teks yang tidak jelas. Hal ini karena piksel virtual menggunakan multiplexing pembagian waktu, yang secara siklis memindai informasi dari empat piksel yang berdekatan, yang dapat menghasilkan detail tepi yang kurang tajam.
Dalam hal performa warna, tampilan-piksel nyata memiliki warna yang lebih akurat dan konsisten karena setiap subpiksel RGB piksel didedikasikan untuk piksel tersebut. Tampilan-piksel virtual memperoleh warna dengan mencampurkan subpiksel piksel yang berdekatan, yang dapat menyebabkan penyimpangan warna atau saturasi rendah dalam kondisi tertentu.
Dari perspektif pengalaman menonton, tampilan-piksel nyata mempertahankan kualitas tampilan yang baik pada jarak pandang berapa pun, sedangkan jarak pandang optimal untuk tampilan-piksel virtual harus lebih besar dari 2048 kali jarak piksel fisik layar monitor. Pada jarak pandang-dekat, gambar-piksel virtual mungkin tampak berbintik, terutama di sekitar teks statis dengan tepi bergerigi.
Keseimbangan biaya dan kinerja
Tampilan-piksel sebenarnya relatif mahal karena memerlukan lebih banyak LED fisik dan sirkuit driver. Khususnya pada aplikasi-resolusi tinggi, biaya solusi-piksel nyata meningkat secara eksponensial. Teknologi piksel virtual, dengan menggunakan kembali LED, dapat memberikan resolusi lebih tinggi dan kualitas gambar lebih jernih dengan sedikit atau tanpa peningkatan jumlah LED, sehingga mengurangi biaya secara signifikan.
Dari perspektif kinerja, teknologi piksel virtual mencapai resolusi lebih tinggi dan efek visual lebih jelas dengan biaya lebih rendah. Bagi pelanggan yang mencari tampilan LED-resolusi tinggi,-definisi tinggi, dan-hemat biaya, tampilan piksel virtual adalah solusi terbaik. Khususnya pada aplikasi dengan jarak pandang yang lebih jauh, efek tampilan piksel virtual dapat mendekati piksel sebenarnya, namun dengan biaya yang jauh lebih rendah.
Namun, teknologi piksel virtual memiliki keterbatasan dalam kualitas gambar; pada jarak pandang yang sesuai, efek tampilannya dapat diterima. Produsen yang sudah ada memiliki produk yang mencapai efek tampilan piksel yang hampir-nyata, terutama dalam skenario seperti ruang konferensi, kantor, dan aplikasi komersial yang persyaratan kualitas tampilan-tampilannya dekat tidak tinggi, di mana teknologi piksel virtual memiliki keunggulan yang jelas.
Skenario Aplikasi dan Kasus Khas
Skenario Aplikasi Tampilan-Piksel Nyata
Tampilan-piksel nyata, karena efek tampilan yang stabil dan warna yang akurat, banyak digunakan di bidang profesional dengan persyaratan kualitas gambar yang tinggi:
Layar Komersial-kelas atas:** Di ritel mewah,-hotel kelas atas, dan tempat lainnya, layar LED-piksel nyata dapat menghadirkan warna yang akurat dan gambar yang halus, sehingga meningkatkan citra merek dan pengalaman pelanggan. Misalnya, layar LED melengkung luar ruangan sepanjang 440-meter-yang dibuat oleh Visionox di Dubai, menggunakan teknologi piksel nyata, menjadi layar LED tetap luar ruangan terpanjang di Timur Tengah dan bahkan secara global.
Produksi Film dan Pengambilan Gambar Virtual:** Industri film dan televisi memiliki persyaratan yang sangat tinggi terhadap presisi tampilan, sehingga tampilan-piksel nyata menjadi pilihan utama. Misalnya, dalam "Seni Kehidupan-Pameran Digital Imersif Budaya Dinasti Mawangdui Han" di Museum Provinsi Hunan, Teknologi Unilumin menyesuaikan ruang kubah imersif transparan akustik LED berdiameter 15-meter-dengan menggunakan teknologi piksel nyata, sehingga menghasilkan gambar yang jernih dan halus serta warna yang kaya dan cerah.
Tempat Acara-Berskala Besar:** Pada acara-berskala besar seperti acara olahraga dan konser, penonton memerlukan gambar yang jelas dan stabil di layar besar. Tampilan-piksel nyata dapat memenuhi kebutuhan definisi tinggi bahkan ketika dilihat dari jarak jauh, seperti layar berukuran 490+ meter persegi yang dipasang oleh Absen di Jingshan International Tennis Center.
Skenario Aplikasi Tampilan Piksel Virtual
Teknologi piksel virtual, dengan efektivitas-biayanya yang tinggi, telah diterapkan secara luas di bidang berikut:
Pemotretan Virtual dan Teknologi XR: Teknologi piksel virtual secara signifikan menurunkan hambatan biaya untuk pengambilan gambar virtual. Misalnya, studio virtual LED-unit tunggal terbesar di dunia, yang dibangun bersama oleh Absen dan Bocai Media, memiliki total luas layar sekitar 1700 meter persegi dan menggunakan teknologi piksel virtual untuk memecahkan rekor global untuk jumlah piksel pada satu layar dengan 600 juta piksel. Teknologi ini memungkinkan produksi film dan televisi mencapai pengalaman revolusioner "zero post-produksi" dan "apa yang Anda lihat adalah apa yang Anda dapatkan".
Tampilan Komersial-kelas menengah: Di pusat perbelanjaan, ruang pameran, dan acara lain yang memerlukan area tampilan besar namun dengan anggaran terbatas, tampilan piksel virtual dapat mencapai efek-resolusi tinggi dengan biaya lebih rendah. Misalnya, sistem dan solusi pengambilan gambar virtual Unilumin Technology telah diterapkan di beberapa proyek seperti Hengdian Studio No. 1 dan Beijing Starlight VP Virtual Studio.
* **Pendidikan dan Pelatihan: Teknologi piksel virtual juga banyak digunakan di sektor pendidikan. Misalnya, Aoto Electronics membangun studio pengambilan gambar virtual untuk universitas seperti Perguruan Tinggi Industri Seni Digital Universitas Teknologi Hubei dan Akademi Film Beijing, memberikan kemudahan bagi guru dan siswa untuk belajar dan menguasai teknologi pengambilan gambar virtual.
Parameter Teknis dan Indikator Kinerja
Parameter teknis tampilan piksel nyata
Parameter teknis tampilan-piksel nyata biasanya mencakup aspek berikut:
Kepadatan Piksel: Ini mengacu pada jumlah piksel per satuan luas, biasanya dinyatakan dalam titik per meter persegi (dD/m²). Misalnya, tampilan-piksel nyata dengan jarak titik fisik 10 mm memiliki kepadatan fisik 10.000 titik per meter persegi (m²). Kepadatan piksel yang lebih tinggi menghasilkan tampilan gambar yang lebih halus, namun membutuhkan lebih banyak LED, sehingga meningkatkan biaya produksi.
Kecerahan: Tampilan-piksel sebenarnya biasanya memiliki kecerahan tinggi. Layar dalam ruangan memiliki diameter titik 3-8mm, sedangkan layar luar ruangan memiliki rentang titik pitch PH10-PH37.5. Kecerahan perlu disesuaikan dengan lingkungan; sumber cahaya luar ruangan kuat, membutuhkan lebih dari 5000 cd/m²; cahaya dalam ruangan lebih lemah, hanya membutuhkan 1800 cd/m².
Tingkat Skala Abu-abu: Ini mencerminkan kemampuan layar untuk mengontrol tingkat kecerahan. Skala abu-abu tinggi banyak digunakan dalam pemrosesan gambar, pencitraan medis, dan bidang lainnya. Tampilan 14-bit pada umumnya menyediakan 16384 tingkat skala abu-abu (2^14), membagi tampilan dari paling gelap ke paling terang menjadi 16384 bagian. Tingkat skala abu-abu yang lebih tinggi menghasilkan warna yang lebih kaya. Rasio kontras: Ini mengacu pada rasio kecerahan maksimum tampilan layar LED dengan kecerahan latar belakang pada tingkat cahaya sekitar tertentu. Untuk tampilan LED, disarankan rasio kontras 5000:1 atau lebih tinggi untuk performa optimal. Rasio kontras yang tinggi dapat membuat gambar lebih jelas, namun rasio kontras yang terlalu tinggi dapat menyebabkan hilangnya detail gambar.
Parameter teknis dari tampilan layar piksel virtual
Tampilan piksel virtual, dengan tetap mempertahankan parameter inti, mencapai peningkatan kinerja melalui optimalisasi teknologi:
Resolusi Setara: Jumlah piksel fisik pada tampilan piksel virtual kira-kira 1 (N=2, 4) kali jumlah piksel sebenarnya yang ditampilkan, artinya layar dapat menampilkan piksel 2 hingga 4 kali lebih banyak daripada piksel sebenarnya. Misalnya, dalam solusi piksel virtual 2R1G1B, setiap dioda dapat berbagi 4 piksel.
Refresh Rate: Refresh rate yang tinggi mempersingkat waktu frame dan meningkatkan frekuensi refresh, sehingga menghasilkan tampilan yang lebih halus. Tampilan piksel virtual biasanya menggunakan kecepatan refresh ultra-tinggi 7680Hz dan 1/8 kecepatan pemindaian untuk secara efektif menghilangkan kedipan dan jitter dalam fotografi tradisional.
Performa Warna: Tampilan piksel virtual menghasilkan tampilan-warna penuh melalui kombinasi tiga warna primer (merah, hijau, dan biru). Teknologi kontrol penggunaan kembali piksel mempertahankan frekuensi pemindaian di atas 240Hz untuk menghilangkan kedipan layar sekaligus mengurangi konsumsi energi dan biaya, beradaptasi dengan skenario rentang dinamis tinggi seperti siaran televisi.
Kontrol Konsumsi Daya: Teknologi piksel virtual mengoptimalkan konsumsi daya dengan mengurangi jumlah LED fisik. Konsumsi daya rata-rata layar piksel virtual tertentu adalah sekitar 600W/m2, dan konsumsi daya maksimum kurang dari atau sama dengan 1000W/m2, yang jauh lebih rendah dibandingkan layar piksel sebenarnya.
Evaluasi Industri dan Tren Perkembangan
Evaluasi Pakar Kedua Teknologi
Pakar industri menawarkan penilaian obyektif terhadap teknologi-piksel dan-piksel virtual: Carlette menyatakan, "Dengan pesatnya perkembangan teknologi tampilan, permintaan pengguna akan produk-definisi lebih tinggi meningkat setiap hari. Munculnya piksel virtual dapat meningkatkan resolusi produk tanpa meningkatkan biaya, yang bermanfaat untuk mendorong pengembangan-definisi tinggi di industri." Piksel virtual adalah metode penggunaan kembali piksel yang dapat memberikan resolusi lebih tinggi dan kualitas gambar lebih jernih tanpa menambah atau hanya dengan sejumlah kecil LED.
Namun, para ahli juga menunjukkan keterbatasan teknologi piksel virtual. Karena pembagian piksel, efek tampilan sebenarnya dari piksel virtual menurun seiring dengan meningkatnya pembesaran virtual. Pada jarak pandang dekat-, gambar akan tampak berbintik, terutama teks statis, yang akan memperlihatkan tepi bergerigi. Artinya teknologi piksel virtual tidak dapat sepenuhnya menggantikan piksel nyata dalam aplikasi profesional.
Mengenai teknologi-piksel sebenarnya, para ahli yakin keunggulannya dalam kualitas tampilan tidak dapat disangkal, terutama pada-aplikasi kelas atas. Namun, dengan optimalisasi teknologi piksel virtual yang berkelanjutan, kesenjangan antara keduanya semakin menyempit. Pada jarak pandang dan skenario aplikasi yang sesuai, piksel virtual sudah dapat memberikan pengalaman visual yang mendekati piksel sebenarnya.
Tren Perkembangan Masa Depan
Perkembangan teknologi tampilan LED menunjukkan tren berikut:
Pengoptimalan Teknologi Piksel Virtual yang Berkelanjutan: Dalam beberapa tahun terakhir, skema piksel virtual empat lampu menjadi semakin umum. Dalam skema empat lampu hijau virtual-, setiap piksel terdiri dari empat LED: merah, hijau, biru, dan hijau virtual. Dalam siklus tampilan lengkap, setiap LED merah/biru digunakan kembali empat kali, dan setiap LED hijau/hijau virtual digunakan kembali dua kali. Dikombinasikan dengan sistem kontrol presisi tinggi 14-bit, kualitas tampilan piksel virtual akan lebih ditingkatkan.
Memperluas Skenario Aplikasi: Jumlah studio pemotretan virtual LED meningkat pesat, mencapai 41 secara nasional, tersebar di berbagai provinsi dan kota termasuk Beijing, Shanghai, dan Guangdong. Dengan mempopulerkan produksi virtual dan video 8K, tampilan LED ditingkatkan dari fungsi tampilan tunggal menjadi solusi yang "ramah pengambilan gambar".
Integrasi dan Inovasi Teknologi: Inovasi seperti teknologi sinkronisasi cerdas, optimalisasi struktur optik, dan sistem kontrol adaptif terus bermunculan. Mengembangkan sistem penyesuaian kecepatan refresh yang secara dinamis sesuai dengan kecepatan bingkai peralatan pengambilan gambar mengurangi kedipan yang disebabkan oleh perbedaan frekuensi; dan penggunaan teknologi seperti film difusi dan perawatan permukaan struktur mikro mengurangi kemungkinan pola moiré.
Inovasi Lebih Lanjut: Pasar terus berkembang: Riset pasar menunjukkan bahwa ukuran pasar Mikro LED global diproyeksikan akan tumbuh dari sekitar $100 juta pada tahun 2020 menjadi lebih dari $1 miliar pada tahun 2025, mewakili tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) lebih dari 30%. Teknologi piksel virtual akan menjadi pendorong signifikan pertumbuhan ini, khususnya di pasar konsumen.
