Ухаалаг гар утсанд зориулсан HDR дэлгэц хийх технологи
Сүүлийн арван жилд ухаалаг гар утасны дэлгэцийн хувьсал нь зөвхөн хэмжээг нэмэгдүүлэх эсвэл илүү тод нягтралтай холбоотой биш юм. Хамгийн чухал дэвшлүүдийн нэг бол HDR (Өндөр динамик хүрээ) технологи гарч ирсэн явдал бөгөөд энэ нь дэлгэцэнд илүү өргөн хүрээний гэрэл болон бараан өнгө, илүү баялаг өнгө, сүүдэр болон тодруулсан хэсэгт харагдахуйц нарийн ширийн зүйлийг харуулах боломжийг олгодог. Гэхдээ ухаалаг гар утасны дэлгэц дээрх "HDR" нь зөвхөн маркетингийн шошго биш бөгөөд үүний цаана материалын технологи, үйлдвэрлэлийн процесс, тохируулга, туршилтын стандартын цогц багц оршино. Энэ нийтлэлд самбарын төрлөөс эхлээд үйлдвэрийн тохиргоо хүртэл HDR дэлгэцийг хэрхэн хийдэг талаар авч үзэх болно.
Ухаалаг гар утасны дэлгэц дээр HDR гэж юу вэ?
Энгийнээр хэлбэл, HDR гэдэг нь дэлгэцийн хамгийн тод болон хамгийн бараан хэсгүүдийн хоорондох гэрэлтэлт (гэрэлтэлт)-ийн ялгааг харуулах чадвар бөгөөд нарийвчлал болон өнгөний нарийвчлалыг хадгалах явдал юм. Сайн HDR дэлгэц нь ихэвчлэн дараахь шинж чанартай байдаг:
1. Ялангуяа тод гэрэлд (жишээлбэл, нарны тусгал, неон гэрэл) хамгийн өндөр оргил гэрэлтэй.
2. Хар өнгөний гүн түвшин, тиймээс контраст нэмэгдэнэ.
3. Өргөн өнгөний хамрах хүрээ, ерөнхийдөө DCI-P3 буюу түүнээс дээш.
4. Хангалттай өнгөний гүн, хамгийн тохиромжтой нь 10 бит (эсвэл дизеринг техник ашиглан түүнд ойрхон).
5. Ухаалаг өнгөний зураглал болон гэрэлтүүлгийн хяналт, ингэснээр контент нь янз бүрийн нөхцөлд байгалийн харагдана.
Хавтангийн төрлүүд: OLED ба LCD ба тэдгээрийн HDR-д үзүүлэх нөлөө
1) OLED (AMOLED)
Дунд болон өндөр зэрэглэлийн HDR ухаалаг гар утасны дийлэнх нь одоо OLED ашигладаг. HDR-д зориулсан OLED-ийн гол давуу тал нь пиксел бүр өөрийн гэсэн гэрэл ялгаруулдаг явдал юм. Хар өнгийг харуулах үед пикселийг унтрааж, "жинхэнэ хар" болон маш өндөр контраст харьцааг бий болгодог. Энэ нь HDR эффектийг гайхалтай харагдуулдаг, ялангуяа тод гэрэлтэй харанхуй үзэгдлүүдэд.
Бэрхшээлүүд: OLED дэлгэцүүд нь шатах эрсдэл, нас ахих тусам гэрэлтэлт буурах, мөн өндөр оргил гэрэлтэлт нь үрэлгэн байж, самбарыг халааж болзошгүй тул эрчим хүчний менежментийн хэрэгцээг зохицуулдаг.
2) LCD (IPS, LTPS гэх мэт)
LCD дэлгэцүүд арын гэрлээс хамаардаг. LCD дэлгэц дээрх HDR нь арын гэрлийн чанар болон тодорхой хэсгийг бүдгэрүүлэх чадвараас ихээхэн хамаардаг. Зурагт дээр үүнийг орон нутгийн бүдгэрүүлэлтээр хийдэг. LCD ухаалаг гар утсанд зай хязгаарлагдмал тул орон нутгийн бүдгэрүүлэлт нь зурагттай адил үр дүнтэй байдаггүй. Үүний үр дүнд LCD дэлгэц дээрх HDR нь OLED дэлгэцтэй харьцуулахад гүн хар өнгө, тодосголтын хувьд ерөнхийдөө дутмаг байдаг ч LCD дэлгэцүүд нь тодорхой өнгөний тогтвортой байдал, шатах эрсдэлийг бууруулдаг.
HDR түлхүүр: хамгийн их тод байдал болон дулааны удирдлага
HDR-ийг "мэдрэхийн" тулд дэлгэц нь хамгийн өндөр тод байдалд хүрэх шаардлагатай. Олон гэрчилгээ нь энэхүү хамгийн дээд тод байдлыг жижиг цонхоор (жишээлбэл, дэлгэцийн талбайн 1-10%) хэмждэг, учир нь HDR контентэд тодруулга нь ихэвчлэн зургийн зөвхөн багахан хэсэг байдаг.
Энэ зорилгод хүрэхийн тулд үйлдвэр хэд хэдэн зүйлийг оновчтой болгодог:
– Ялгаруулагч материалууд (OLED дээр): улаан/ногоон/цэнхэр материалын үр ашиг болон дэд пикселийн архитектур нь маш чухал юм.
– Самбарын бүтэц: зарим хавтангууд нь үр ашиг болон ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэхийн тулд олон давхар бүтэц (жишээ нь, тандем) ашигладаг боловч энэ нь илүү төвөгтэй бөгөөд үнэтэй байдаг.
– Жолоочийн хэлхээ: самбарыг гэмтээх эсвэл жигд бус гэрэлтүүлэг үүсгэхгүйгээр өндөр гүйдлийг тогтвортой хангах чадвартай транзистор болон нөхөн олговор шаардлагатай.
– Дулааны дизайн: Өндөр оргил гэрэл нь дулаан үүсгэдэг. Үйлдвэрлэгчид дулаан тараагч давхарга, бал чулуун хуудас, автомат гэрэл хязгаарлагч (ABL) нэмдэг. ABL нь HDR гэрэл хэдхэн секундын дараа буурдаг шалтгаан болдог.
Өнгөний гүн: 10 бит, 8 бит + дитеринг болон дамжуулах хоолой
HDR нь өнгөний суваг бүрт 10 бит ашигладаг тул градиент шилжилтүүд (жишээлбэл, нар жаргах тэнгэр) жигд, жигд харагддаг. Гэсэн хэдий ч бүх ухаалаг гар утасны самбарууд үнэхээр 10 битийн уугуул биш юм. Зарим нь 10 битийг дуурайлгахын тулд 8 бит + FRC (Frame Rate Control) эсвэл түр зуурын дитеринг ашигладаг.
Самбараас гадна дэлгэцийн дамжуулах хоолой нь HDR-г дэмжих ёстой:
– GPU/ISP нь HDR кодчилол (PQ/HLG) ашиглан фрэймүүдийг үүсгэдэг.
– Дэлгэцийн хянагч нь өгөгдлийг зохих форматаар илгээдэг.
– Самбарын драйверын IC (DDIC) нь пиксел рүү чиглэсэн хүчдэл/гүйдлийг нарийвчлалтайгаар зохицуулдаг.
Хэрэв бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэг нь зохих дизеринггүйгээр зөвхөн 8 битийн байвал HDR үр дүн нь судалтай эсвэл "тасархай" өнгөөр харагдаж магадгүй.
Өнгөний гамма ба шүүлтүүрүүд: материалаас оптик бүрхүүл хүртэл
HDR нь зөвхөн тод байдлын тухай биш, мөн өнгөний тухай юм. HDR контентын ихэнх хэсгийг DCI-P3 эсвэл BT.2020 өнгөний орон зайд эзэмшдэг (гэхдээ бүрэн BT.2020 нь хэрэглэгчийн төхөөрөмж дээр ховор тохиолддог).
OLED дэлгэцийн хувьд цар хүрээ нь органик материалын ялгаралтын спектрээс хамаардаг бол LCD дэлгэцийн хувьд цар хүрээ нь арын гэрэлтүүлэг болон өнгөний шүүлтүүрээс хамаардаг. Гамманы цар хүрээг өргөжүүлэхийн тулд үйлдвэрлэгчид дараахь зүйлийг хийж чадна.
– Илүү нарийн спектртэй ялгаралтын материал (OLED) ашиглах,
– Квант цэг эсвэл нарийн спектрийн арын гэрэлтүүлэг ашиглах (том дэлгэцэнд илүү түгээмэл боловч энэ ойлголт нь хамааралтай),
– Оновчтой өнгөний шүүлтүүр болон туйлшралын давхаргууд.
Ухаалаг гар утас дээрх HDR туршлагыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой бусад оптик давхаргууд нь:
– Гадаа өндөр тодосгогчийг хадгалахын тулд гэрэл тусгалын эсрэг бүрхүүл болон оптик холболт.
– Ойлтыг багасгаж, хар өнгөний мэдрэмжийг сайжруулахын тулд дугуй туйлшруулагч (OLED дэлгэцүүд дээр түгээмэл байдаг).
HDR дэлгэцийн OLED үйлдвэрлэлийн процесс (авсаархан боловч цөмтэй)
Ухаалаг гар утасны OLED хавтанг үйлдвэрлэх нь ерөнхийдөө хэд хэдэн үндсэн үе шаттайгаар явагддаг.
1. TFT арын хэсэг
Энэ бол дэд пиксел бүрийг хянадаг транзисторын "матриц" юм. LTPS эсвэл LTPO зэрэг арын хавтангийн технологиуд нь эрчим хүчний үр ашиг болон дасан зохицох сэргээх хурдны чадавхид нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эцсийн дүнд HDR удирдлагад нөлөөлдөг (жишээлбэл, HDR видео тоглуулах эсвэл гүйлгэх үед).
2. Органик давхаргын тунадасжилт
Арын самбар дээр гэрэл ялгаруулдаг органик давхарга байрлуулсан. Түгээмэл аргуудад олон ухаалаг гар утасны самбар дээр RGB хээг гаргахын тулд нарийн металл маск (FMM) ашиглан вакуум дулааны ууршилт хийх орно.
3. Капсулжуулалт (битүүмжлэл)
OLED нь хүчилтөрөгч болон усны ууранд маш мэдрэмтгий байдаг. Капсулжуулалт - ихэвчлэн нимгэн хальсан бүрхүүл - нь органик давхаргыг хамгаалдаг. Битүүмжлэлийн чанар нь хавтангийн ашиглалтын хугацаанд, түүний дотор хамгийн дээд гэрэлтэлтийг хадгалах чадварт нөлөөлдөг.
4. Драйверын интеграци ба жигд байдлын туршилт
Хавтанг жигд байдал, толбоны согог, гэрэлтэлтийн хариу урвалыг шалгадаг. HDR нь гэрэлтэлтийг бусад хэсэгт толбо үүсэхээс сэргийлж, градиент нь долгионтой болохоос сэргийлж илүү чанга хяналт шаарддаг.
HDR стандартууд: HDR10, HDR10+, болон Dolby Vision
Ухаалаг гар утас дээрх HDR шошго нь ихэвчлэн дараах стандартуудтай холбоотой байдаг.
– HDR10: статик мета өгөгдөл болон PQ дамжуулалтын функцийг ашигладаг хамгийн түгээмэл формат.
– HDR10+: динамик мета өгөгдөл нь үзэгдэл/кадр бүрт өнгөний зураглалыг тохируулах боломжийг олгодог.
– Dolby Vision: мөн динамик мета өгөгдөл, хатуу чанд баталгаажуулалтын экосистем болон нэгдсэн дамжуулах хоолойтой.
Анхаарах нь чухал: форматыг дэмжсэн нь HDR дэлгэцийн чанар автоматаар ижил байна гэсэн үг биш юм. Ижил "HDR10" үнэлгээтэй хоёр утас нь оргил гэрэлтэлт, өнгөний тохируулга болон өнгөний нарийвчлалаас шалтгаалан мэдэгдэхүйц ялгаатай байж болно.
Өнгөний зураглал болон үйлдвэрийн тохируулга: HDR-ийн онцлог шинж чанар
HDR контентыг тодорхой лавлах дэлгэцэд зориулж эзэмшдэг. Ухаалаг гар утаснууд нь хязгаарлалттай (хэмжээ, дулаан, цахилгаан зарцуулалт) тул өнгөний зураглал зайлшгүй шаардлагатай: чухал мэдээллийг алдалгүйгээр контентын гэрэлтүүлгийн хүрээг дэлгэцийн чадавхид тохируулан өөрчлөх.
Үйлдвэрт үйлдвэрлэгчид дараахь зүйлийг хийдэг.
– Цагаан цэгийн тохируулга (жишээ нь D65-тай ойролцоо),
– Гэрэлтүүлгийн хариу үйлдэл нь зорилтот түвшинд байхын тулд Гамма/EOTF (PQ/HLG) тохируулга хийх,
– Алдааг багасгахын тулд өнгөний тохируулга (Delta E),
– Төрөл бүрийн горим (Байгалийн, Тод, Кино) болон гэрэлтүүлгийн нөхцөлд зориулсан профайлууд.
Алгоритм нь температур болон хавтангийн ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд оргил гэрэлтэлтийг хэзээ идэвхжүүлэх (HDR гэрэлтүүлгийн хувьд) болон хэзээ хойшлуулахаа шийддэг.
Ухаалаг гар утасны HDR сорилт: өдөр тутмын хэрэглээний бодит байдал
HDR дэлгэц бүтээх нь зөвхөн лабораторид өндөр тоо гаргах тухай биш юм. Гол бэрхшээлүүд нь:
– Гэрэлтүүлгийн тогтвортой байдал: ABL болон дулааны тохируулгын улмаас өндөр оргилууд нь ихэвчлэн богино хугацаанд үргэлжилдэг.
– Гадна талын уншигдах байдал: тусгал болон нарны гэрэл HDR-ийн тодосгогч байдлыг “давж” чадна.
– Цахилгаан зарцуулалт: HDR видео, ялангуяа өндөр гэрэлтэлттэй OLED дэлгэцүүд дээр батерейг хурдан дуусгадаг.
– Нэгжийн хэлбэлзэл: үйлдвэрлэлийн хүлцэл нь самбар бүрийг арай өөр болгодог тул тохируулга болон чанарын хяналт (чанарын хяналт) үйл явц маш чухал юм.
Хаах
Ухаалаг гар утасны HDR дэлгэцийн технологи нь орчин үеийн HDR стандартад суурилсан дэвшилтэт материал, нарийн үйлдвэрлэл, хэлхээний дизайн, дулааны менежмент, дүрс боловсруулалтын хослол юм. OLED нь төгс хар өнгө, өндөр тодосгогч гаргах чадварынхаа ачаар одоогоор давамгайлах сонголт болж байгаа боловч HDR-ийн эцсийн чанар нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг: бодит оргил тод байдал, өнгөний гүн, гамма, тусгалгүй оптик бүрхүүл, нарийн өнгөний зураглал, тохируулга. Эцсийн эцэст сайн HDR нь зөвхөн "илүү тод" байхаас гадна харанхуй өрөөнд болон хурц нарны гэрэлд аль алинд нь нарийн ширийн зүйл, өнгийг итгэл үнэмшилтэйгээр харуулах чадвар юм.
