Працэс стварэння тэлевізара з падтрымкай HDR10
Тэхналогія тэлевізійных экранаў хутка развівалася ў апошнія гады, асабліва ў плане якасці выявы. Калісьці памер экрана і дазвол (напрыклад, ад HD да 4K) былі асноўнымі прыярытэтамі, то цяпер магчымасць адлюстроўваць больш рэалістычны каляровы дыяпазон і кантраснасць з'яўляецца ключавым фактарам, які вызначае ўражанні ад прагляду. Адным з найбольш распаўсюджаных стандартаў з'яўляецца HDR10. Гэтая тэхналогія дазваляе тэлевізарам адлюстроўваць больш яркія, жывыя светлыя ўчасткі, больш дэталізаваныя цені і больш плаўныя градацыі колераў, чым у стандартных рэжымах (SDR). Але як менавіта распрацоўваецца тэлевізар, каб забяспечыць HDR10? У гэтым артыкуле разглядаюцца ключавыя этапы ад праектавання да канчатковага тэставання.
1) Этап праектавання: вызначэнне мэтаў HDR10 з самага пачатку
Тэлевізары HDR10 — гэта не проста «дадатковыя функцыі» ў канцы вытворчасці. Вытворцы звычайна вызначаюць спецыфікацыі HDR на этапе праектавання. На гэтым этапе групы даследнікаў і распрацоўшчыкаў усталёўваюць ключавыя мэты, такія як:
– Пікавая яркасць, якой вы хочаце дасягнуць (напрыклад, ад сотняў да больш чым тысячы ніт, у залежнасці ад класа прадукту).
– Тып панэлі (ВК/святлодыёдны дысплей з рознымі тэхналогіямі падсветкі або OLED).
– Ахоп каляровай гамы (агульныя мэты, такія як набліжэнне да каляровай прасторы DCI-P3 у кантэйнеры BT.2020).
– Глыбіня колеру (звычайна 10-бітная для HDR10 для плаўных градыцый і мінімальных палос).
– Архітэктура апрацоўкі малюнкаў: SoC (сістэма на чыпе), працэсар апрацоўкі малюнкаў, памяць і відэатракт.
Сам па сабе HDR10 — гэта стандарт HDR, які выкарыстоўвае статычныя метададзеныя (інфармацыю аб узроўнях яркасці і характарыстыках кантэнту, якая распаўсюджваецца на ўсё відэа). Гэта азначае, што тэлевізар павінен мець магчымасць счытваць метададзеныя HDR10 і ствараць каляровую карту дысплея ў адпаведнасці з магчымасцямі панэлі.
2) Выбар панэлі: аснова якасці HDR
Якасць HDR моцна залежыць ад характарыстык панэлі. Вытворцы выбіраюць панэлі, якія адпавядаюць іх мэтавай аўдыторыі і кошту:
а) LCD/LED тэлевізар
На ВК-тэлевізарах якасць HDR залежыць ад сістэмы асвятлення (падсветкі), бо ВК-панэлі не выпраменьваюць уласнае святло. Існуе некалькі падыходаў:
– Падсветка па краях: святлодыёды знаходзяцца на краі; танчэйшыя і таннейшыя, але лакальнае кіраванне кантраснасцю абмежаванае.
– Прамое падсвятленне: святлодыёды размешчаны за панэллю; звычайна больш раўнамерна.
– FALD (Full Array Local Dimming – поўнае лакальнае зацямненне): святлодыёды падзелены на лакальныя зоны, якія можна асобна зацямняць/яскраўляць; гэта значна паляпшае прадукцыйнасць HDR, павялічваючы кантраснасць і памяншаючы «цвіценне».
ВК-панэлі таксама адрозніваюцца, напрыклад, VA (больш высокая кантраснасць, вузейшы кут агляду) і IPS (шырэйшы кут агляду, меншая кантраснасць). Для HDR асноўнымі фактарамі з'яўляюцца кантраснасць панэлі і магчымасці лакальнага зацямнення.
б) OLED-тэлевізар
OLED-дысплеі маюць самападсвечвальныя пікселі, што дазваляе ім ствараць надзвычай глыбокія чорныя колеры. Гэта значна паляпшае кантраснасць і дэталізацыю ценяў. Аднак іх пікавая яркасць можа адрознівацца ад высакаякасных LCD-дысплеяў. Паколькі HDR10 патрабуе шырокага дынамічнага дыяпазону, вытворцам неабходна аптымізаваць танальную карту, каб падтрымліваць моцныя светлыя ўчасткі без шкоды для дэталізацыі.
3) Падсветка і аптычны стэк: дакладнае кіраванне святлом
Для LCD/LED тэлевізараў адным з найважнейшых этапаў з'яўляецца праектаванне модуля падсветкі і аптычнага стэка, а менавіта:
– Рассейвальнік для раўнамернага размеркавання святла.
– Прызматычны ліст для больш эфектыўнага накіравання святла наперад.
– Адбівальнік для адлюстравання страчанага святла.
– У некаторых распрацоўках плёнка з квантавымі кропкамі можа выкарыстоўвацца для пашырэння каляровай гамы і павышэння эфектыўнасці, што дапамагае дасягнуць насычаных колераў, неабходных для HDR.
Тут вытворцы знаходзяць баланс паміж таўшчынёй, энергаспажываннем, награваннем і пікавай яркасцю. HDR10 будзе пераканаўчым, калі тэлевізар зможа адлюстроўваць яркія блікі без шкоды для стабільнасці і аднастайнасці.
4) Зборка модуля панэлі: ад кампанентаў да поўнага экрана
Наступны крок — аб'яднанне панэлі, падсветкі (для ВК-дысплеяў) і аптычнага пласта ў адзіны модуль дысплея. Працэс уключае ў сябе:
– Выраўноўванне і ўстаноўка аптычных слаёў для прадухілення нераўнамернасці асвятлення.
– Усталёўка каркасаў і канструкцыйных армаванняў, каб панэлі не згіналіся лёгка.
– Падключэнне гнуткіх кабеляў і раздымаў ад панэлі да платы кіравання (T-CON або падобны модуль).
Дакладнасць зборкі важная, бо невялікія праблемы, такія як нераўнамерны ціск або пыл на пластах, могуць выклікаць вельмі адцягваючыя візуальныя дэфекты, асабліва калі HDR адлюстроўвае вялікія яркія вобласці.
5) Асноўная электроніка: SoC, працэсар апрацоўкі выяваў і лінія HDMI
Каб тэлевізар мог прайграваць кантэнт HDR10, яму патрабуецца сумяшчальны ланцуг апрацоўкі сігналу. Асноўныя кампаненты ўключаюць:
– Асноўны працэсар, які забяспечвае працу аперацыйнай сістэмы (напрыклад, платформы Smart TV), дэкадавання відэа і апрацоўкі малюнкаў.
– Працэсар малюнкаў, які апрацоўвае маштабаванне, шумапрыглушэнне, паляпшэнне дэталізацыі, інтэрпаляцыю руху і каляровую карэкцыю.
– HDMI з падтрымкай HDR: Тэлевізар павінен мець магчымасць прымаць сігналы HDR10 ад такіх прылад, як Blu-ray-плэеры, кансолі або прыстаўкі для струменевага вяшчання. Звычайна патрабуецца падтрымка адпаведнага стандарту HDMI і пратаколу сігналу HDR.
На гэтым этапе вытворцы праграмуюць прашыўку такім чынам, каб тэлевізар мог распазнаваць кантэнт HDR10, счытваць метададзеныя і аўтаматычна ўключаць рэжым адлюстравання HDR.
6) Каліброўка колераў і танальная картаграфія: ключ да адчуванняў ад HDR10
Пасля ўсталёўкі абсталявання найважнейшым этапам з'яўляецца каліброўка і апрацоўка. HDR10 — гэта не толькі «ярчэй», але і тое, як тэлевізар адлюстроўвае кантэнт з высокім дынамічным дыяпазонам у адпаведнасці з рэальнымі магчымасцямі панэлі.
Некаторыя рэчы, якія былі аптымізаваны:
– EOTF (электрааптычная перадаткавая функцыя): HDR10 звычайна адносіцца да крывой PQ (перцэптуальны квантавальнік). Тэлевізар павінен мець магчымасць прытрымлівацца гэтай крывой, каб дасягнуць стандартных градацыяў яркасці і ўспрымання.
– Танальнае адлюстраванне: калі кантэнт мае вельмі яркія светлыя ўчасткі, якія перавышаюць магчымасці панэлі, тэлевізар павінен «сціскаць» светлыя ўчасткі такім чынам, каб захаваць дэталі і не зрабіць выяву цьмянай.
– Каляровая карта: HDR10 выкарыстоўвае шырокую каляровую прастору, таму тэлевізар павінен дакладна пераўтвараць і адлюстроўваць колеры без празмернага перасычэння.
– Налада лакальнага зацямнення (на ВК-дысплеі): алгарытм вызначае, калі зона падсветкі павялічваецца або зацямняецца, балансуючы кантраснасць і мінімізуючы блюмінг.
На тэлевізарах сярэдняга і высокага класа існуе працэс заводскай каліброўкі для забеспячэння аднастайнага выхаднога сігналу. Часта ёсць заводскі рэжым выявы (напрыклад, падобны да кінатэатра/рэжысёра), прызначаны для таго, каб быць бліжэй да эталоннага.
7) Тэставанне кантролю якасці: забеспячэнне стабільнай працы HDR10
Кожны тэлевізар звычайна праходзіць шэраг выпрабаванняў, такіх як:
– Тэст пікавай яркасці і стабільнасці: гарантуе, што прылада дасягае мэтавай яркасці без празмерных ваганняў.
– Тэст на аднастайнасць: правярае наяўнасць «эфекту бруднага экрана», памутнення або ўцечкі святла на ВК-панэлі.
– 10-бітны градыентны тэст: вызначае, ці з'яўляюцца паласы на плаўных каляровых пераходах — важна для HDR.
– Тэст пакрыцця колеру: пераканайцеся, што каляровая гама дастатковая і не адхіляецца.
– Тэст сумяшчальнасці ўваходных сігналаў: HDR10 павінен распазнавацца і працаваць з некалькіх крыніц (HDMI, унутраная струменевая перадача).
– Тэрмічныя і выгаральныя тэсты (асабліва OLED): тэсты для праверкі стабільнасці пры адлюстраванні яркага кантэнту на працягу пэўнага часу.
Калі будуць выяўленыя адхіленні, прыладу можна перакалібраваць, адкарэктаваць прашыўку або адхіліць, калі яна не адпавядае допускам.
8) Інтэграцыя праграмнага забеспячэння: рэжым HDR, абнаўленні і зручнасць карыстання
Сучасныя тэлевізары выкарыстоўваюць праграмнае забеспячэнне для паляпшэння прадукцыйнасці. Пасля вытворчасці вытворцы звычайна рыхтуюць:
– Спецыяльны рэжым HDR з іншымі параметрамі апрацоўкі, чым SDR.
– Аўтаматычнае кіраванне яркасцю (у тым ліку датчык навакольнага асвятлення на некаторых мадэлях).
– Абнаўленні прашыўкі для паляпшэння выяўлення метададзеных HDR або аптымізацыі танальнай мапіроўкі на аснове водгукаў рынку.
Нават пасля продажу тэлевізара якасць HDR10 можа палепшыцца з дапамогай абнаўленняў, асабліва ў плане апрацоўкі і сумяшчальнасці з праграмамі струменевай перадачы.
9) Упакоўка і распаўсюджванне: бяспека панэляў
Апошні этап — упакоўка. Дысплейныя панэлі вельмі ўспрымальныя да ціску і вібрацыі. Таму вытворцы выкарыстоўваюць:
– Фіксатар з пенапласту і канструкцыя з тоўстага кардона.
– Ахоўная паверхня панэлі.
– Стандарты суднаходства, якія зніжаюць рызыку сутыкненняў.
Добрая якасць HDR10 нічога не значыць, калі тэлевізар пашкоджаны, калі трапляе да спажыўца, таму лагістычны аспект з'яўляецца важнай часткай вытворчага ланцужка.
Закрыццё
Працэс стварэння тэлевізара з падтрымкай HDR10 — гэта складанае спалучэнне дызайну панэлі, кіравання асвятленнем, вылічальнай электронікі і каліброўкі праграмнага забеспячэння. HDR10 патрабуе адэкватнай пікавай яркасці, высокай кантраснасці, шырокага спектру колераў і інтэлектуальнага адлюстравання тонаў, каб ажывіць кантэнт без страты дэталяў. Такім чынам, HDR10 — гэта больш, чым проста маркетынгавы лэйбл, гэта вынік шэрагу тэхнічных рашэнняў, ад дызайну да кантролю якасці. Для спажыўцоў разуменне гэтага працэсу дапамагае зразумець, чаму якасць HDR10 можа адрознівацца ў розных брэндаў і мадэляў, нават тых, якія падтрымліваюць адзін і той жа стандарт HDR10.
