ஸ்மார்ட்போன்களுக்கான HDR திரை உருவாக்கும் தொழில்நுட்பம்

ஸ்மார்ட்போன்களுக்கான HDR திரை உருவாக்கும் தொழில்நுட்பம்

கடந்த பத்தாண்டுகளில் ஸ்மார்ட்போன் திரைகளின் பரிணாம வளர்ச்சி என்பது, அளவை அதிகரிப்பது அல்லது தெளிவுத்திறனைக் கூர்மைப்படுத்துவது மட்டுமல்ல. மிக முக்கியமான முன்னேற்றங்களில் ஒன்று HDR (ஹை டைனமிக் ரேஞ்ச்) தொழில்நுட்பத்தின் வருகையாகும். இந்தத் தொழில்நுட்பம், திரைகளில் மிக விரிவான ஒளி மற்றும் இருள் வரம்புகளையும், செழுமையான வண்ணங்களையும், நிழல் மற்றும் ஒளி மிகுந்த பகுதிகளில்கூடத் தெளிவாகத் தெரியும் விவரங்களையும் காண்பிக்க அனுமதிக்கிறது. ஆனால், ஒரு ஸ்மார்ட்போன் திரையில் உள்ள "HDR" என்பது வெறும் சந்தைப்படுத்தல் முத்திரை மட்டுமல்ல—அதன் பின்னால் சிக்கலான மூலப்பொருள் தொழில்நுட்பங்கள், உற்பத்தி செயல்முறைகள், அளவுத்திருத்தங்கள் மற்றும் சோதனைத் தரநிலைகள் உள்ளன. பேனல் வகைகள் முதல் தொழிற்சாலை சரிசெய்தல் வரை, HDR திரைகள் எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகின்றன என்பதை இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறது.

ஸ்மார்ட்போன் திரையில் HDR என்றால் என்ன?

சுருக்கமாகச் சொன்னால், HDR என்பது ஒரு காட்சியின் மிகப்பிரகாசமான மற்றும் மிக இருண்ட பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள ஒளியளவில் (பிரகாசத்தில்) ஒரு பெரிய வேறுபாட்டை, நுணுக்கம் மற்றும் வண்ணத் துல்லியத்தைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் காண்பிக்கும் ஒரு திரையின் திறனாகும். ஒரு நல்ல HDR திரையில் பொதுவாகக் காணப்படும் அம்சங்கள்:

1. அதிகபட்ச பிரகாசம், குறிப்பாக ஒளிப் பரப்புகளுக்கு (எ.கா. சூரியனின் பிரதிபலிப்புகள், நியான் விளக்குகள்).
2. அடர் கருப்பு நிலைகள், அதனால் மாறுபாடு அதிகரிக்கிறது.
3. பரந்த வண்ண வரம்பு பாதுகாப்பு, பொதுவாக DCI-P3 அல்லது அதற்கு மேற்பட்டது.
4. போதுமான வண்ண ஆழம், குறிப்பாக 10-பிட் (அல்லது டிதரிங் நுட்பங்கள் மூலம் அதற்கு நெருக்கமான அளவு).
5. நுட்பமான வண்ண அமைப்பு மற்றும் ஒளிர்வு கட்டுப்பாடு, அதனால் உள்ளடக்கம் பல்வேறு சூழ்நிலைகளிலும் இயல்பாகத் தோன்றும்.

திரை வகைகள்: OLED மற்றும் LCD, HDR மீதான அவற்றின் தாக்கம்

1) OLED (AMOLED)
பெரும்பாலான நடுத்தர மற்றும் உயர் ரக HDR ஸ்மார்ட்போன்கள் இப்போது OLED-ஐப் பயன்படுத்துகின்றன. HDR-க்கு OLED-இன் முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், ஒவ்வொரு பிக்சலும் தனக்கென ஒரு ஒளியை வெளியிடுகிறது. கருப்பு நிறத்தைக் காண்பிக்கும்போது, ​​பிக்சல்களை அணைத்துவிட முடியும். இதன் விளைவாக, "உண்மையான கருப்பு" மற்றும் மிக உயர்ந்த கான்ட்ராஸ்ட் விகிதம் கிடைக்கிறது. இது, குறிப்பாக பிரகாசமான ஒளிப் பகுதிகள் கொண்ட இருண்ட காட்சிகளில், HDR விளைவை மிகவும் பிரம்மாண்டமாகத் தோன்றச் செய்கிறது.

சவால்கள்: OLED-கள், காலப்போக்கில் பிரகாசம் குறையும் 'பர்ன்-இன்' எனப்படும் அபாயத்தையும், அத்துடன் மின்சார மேலாண்மையின் தேவையையும் எதிர்கொள்கின்றன; ஏனெனில் அதிகபட்ச உச்சபட்ச பிரகாசம் மின்சாரத்தை வீணாக்குவதோடு, பேனலையும் சூடாக்கிவிடும்.

2) எல்சிடி (ஐபிஎஸ், எல்டிபிஎஸ், முதலியன)
எல்சிடி-கள் பின்னொளிகளைச் சார்ந்துள்ளன. எல்சிடி-களில் உள்ள HDR, பின்னொளியின் தரம் மற்றும் குறிப்பிட்ட பகுதிகளை மங்கச் செய்யும் திறனைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. தொலைக்காட்சிகளில், இது பகுதி மங்கச் செய்தல் (local dimming) மூலம் அடையப்படுகிறது. எல்சிடி ஸ்மார்ட்போன்களில் இடம் குறைவாக இருப்பதால், பகுதி மங்கச் செய்தல் என்பது தொலைக்காட்சிகளில் உள்ளது போல் அரிதாகவே திறம்படச் செயல்படுகிறது. இதன் விளைவாக, ஓஎல்இடி-களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அடர் கருமை மற்றும் கான்ட்ராஸ்ட் ஆகியவற்றில் எல்சிடி-களில் உள்ள HDR பொதுவாகப் பின்தங்கியுள்ளது. இருப்பினும், சில வண்ண நிலைத்தன்மை மற்றும் பர்ன்-இன் ஏற்படும் குறைந்த அபாயம் ஆகியவற்றில் எல்சிடி-கள் சிறந்து விளங்கக்கூடும்.

HDR குறிப்பு: உச்சபட்ச பிரகாசம் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை

HDR போன்ற உணர்வைத் தருவதற்கு, திரை அதிகபட்ச பிரகாசத்தை அடைய வேண்டும். பல சான்றிதழ்கள் இந்த அதிகபட்ச பிரகாசத்தை ஒரு சிறிய காலப்பகுதியில் (எ.கா., திரைப்பரப்பில் 1–10%) அளவிடுகின்றன, ஏனெனில் HDR உள்ளடக்கத்தில், பிரகாசமான பகுதிகள் பொதுவாகப் படத்தின் ஒரு சிறிய பகுதியாக மட்டுமே இருக்கும்.

இந்த இலக்கை அடைவதற்காக, தொழிற்சாலை பல விஷயங்களை மேம்படுத்துகிறது:

– ஒளியை உமிழும் பொருட்கள் (OLED-இல்): சிவப்பு/பச்சை/நீலப் பொருட்களின் செயல்திறனும், துணைப் பிக்சல் கட்டமைப்பும் மிகவும் முக்கியமானவை.
– அடுக்குக் கட்டமைப்பு: சில பேனல்கள் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் அதிகரிப்பதற்காகப் பல அடுக்குக் கட்டமைப்பைப் (எ.கா. டேன்டம்) பயன்படுத்துகின்றன, இருப்பினும் இது மிகவும் சிக்கலானதாகவும் விலை உயர்ந்ததாகவும் உள்ளது.
– இயக்கிச் சுற்று: பேனலைச் சேதப்படுத்தாமலும், சீரற்ற ஒளியளவை உருவாக்காமலும், அதிக மின்னோட்டத்தை நிலையாக வழங்கக்கூடிய டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் ஈடுசெய்விகள் தேவைப்படுகின்றன.
– வெப்ப வடிவமைப்பு: அதிகபட்ச உச்ச பிரகாசம் வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது. உற்பத்தியாளர்கள் வெப்பப் பரப்பி அடுக்குகள், கிராஃபைட் தாள்கள் மற்றும் தானியங்கி பிரகாசக் கட்டுப்படுத்தி (ABL) ஆகியவற்றைச் சேர்க்கின்றனர். சில வினாடிகளுக்குப் பிறகு HDR பிரகாசம் குறைவதற்கு பெரும்பாலும் ABL தான் காரணமாக அமைகிறது.

வண்ண ஆழம்: 10-பிட், 8-பிட் + டிதரிங், மற்றும் பைப்லைன்

HDR ஆனது, ஒவ்வொரு வண்ண சேனலுக்கும் 10 பிட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இதன்மூலம், வண்ணச் சரிவு மாற்றங்கள் (உதாரணமாக, சூரியன் மறையும் வானம்) மிகவும் தடையின்றித் தோன்றும். இருப்பினும், எல்லா ஸ்மார்ட்போன் பேனல்களும் உண்மையாகவே 10-பிட் நேட்டிவ் கொண்டவை அல்ல. சில பேனல்கள், 10-பிட் செயல்பாட்டைப் போலக் காட்டுவதற்காக 8-பிட் + FRC (ஃபிரேம் ரேட் கண்ட்ரோல்) அல்லது டெம்போரல் டிதரிங்கைப் பயன்படுத்துகின்றன.

பேனலுடன் கூடுதலாக, டிஸ்ப்ளே பைப்லைனும் HDR-ஐ ஆதரிக்க வேண்டும்:
– GPU/ISP ஆனது HDR குறியாக்கத்துடன் (PQ/HLG) பிரேம்களை உருவாக்குகிறது.
– காட்சி கட்டுப்படுத்தி பொருத்தமான வடிவத்தில் தரவை அனுப்புகிறது.
– பேனல் டிரைவர் ஐசி (DDIC) பிக்சல்களுக்கான மின்னழுத்தம்/மின்னோட்டத்தை துல்லியமாக ஒழுங்குபடுத்துகிறது.

கூறுகளில் ஒன்று முறையான டிதரிங் இல்லாமல் 8-பிட் ஆக மட்டுமே இருந்தால், HDR விளைவில் கோடுகள் போன்ற தோற்றமோ அல்லது சிதைந்த வண்ணங்களோ தோன்றக்கூடும்.

வண்ண வரம்பு மற்றும் வடிப்பான்கள்: மூலப்பொருட்கள் முதல் ஒளியியல் பூச்சுகள் வரை

HDR என்பது பிரகாசம் பற்றியது மட்டுமல்ல, அது நிறம் பற்றியதும் கூட. பெரும்பாலான HDR உள்ளடக்கங்கள் DCI-P3 அல்லது BT.2020 வண்ண வெளியில் செம்மைப்படுத்தப்படுகின்றன (இருப்பினும், நுகர்வோர் சாதனங்களில் முழுமையான BT.2020 அடையப்படுவது அரிது).

OLED-களில், வண்ண வரம்பு கரிமப் பொருளின் உமிழ்வு நிறமாலையால் பாதிக்கப்படுகிறது. LCD-களில், வண்ண வரம்பு பின்னொளி மற்றும் வண்ண வடிகட்டிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது. வண்ண வரம்பை விரிவுபடுத்த, உற்பத்தியாளர்கள் பின்வருவனவற்றைச் செய்யலாம்:
– குறுகிய நிறமாலை உமிழ்வுப் பொருட்களை (OLED) பயன்படுத்துதல்,
– குவாண்டம் டாட் அல்லது குறுகிய நிறமாலை பின்னொளியைப் பயன்படுத்துதல் (இது பெரிய திரைகளில் மிகவும் பொதுவானது, ஆனால் இந்தக் கருத்தும் பொருத்தமானது),
– மேம்படுத்தப்பட்ட வண்ண வடிகட்டிகள் மற்றும் துருவமுனைப்பு அடுக்குகள்.

ஸ்மார்ட்போன்களில் HDR அனுபவத்திற்கு முக்கியமான மற்ற ஒளியியல் அடுக்குகளாவன:
– வெளிப்புறங்களில் ஒளி வேறுபாட்டை உயர்வாக வைத்திருக்க, எதிரொளிப்புத் தடுப்புப் பூச்சு மற்றும் ஒளியியல் பிணைப்பு.
– பிரதிபலிப்புகளைக் குறைத்து, கருமைத் தோற்றத்தை மேம்படுத்துவதற்கான வட்ட வடிவ போலரைசர் (OLED-களில் பொதுவாகக் காணப்படுவது).

HDR டிஸ்ப்ளேக்களுக்கான OLED உற்பத்தி செயல்முறை (சிறியது, ஆனாலும் மையமானது)

ஸ்மார்ட்போன் OLED பேனல்களின் உற்பத்தி பொதுவாக பல முக்கிய கட்டங்களைக் கடந்து செல்கிறது:

1. TFT பேக்பிளேன்
ஒவ்வொரு துணைப் பிக்சலையும் கட்டுப்படுத்தும் டிரான்சிஸ்டர்களின் "அணி" இதுதான். LTPS அல்லது LTPO போன்ற பேக்பிளேன் தொழில்நுட்பங்கள், மின்சாரத் திறன் மற்றும் தகவமைப்புப் புதுப்பிப்பு வீதத் திறன்களைப் பாதிக்கின்றன. இவை இறுதியில் HDR மேலாண்மையில் (உதாரணமாக, HDR வீடியோவை இயக்கும்போதும் ஸ்க்ரோல் செய்யும்போதும்) தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

2. கரிம அடுக்குகளின் படிவு
பின்புறத் தகட்டின் மீது ஒளி உமிழும் ஒரு கரிம அடுக்கு இடப்படுகிறது. பல ஸ்மார்ட்போன் பேனல்களில் உள்ள RGB வடிவமைப்புக்காக, நுண்ணிய உலோக முகமூடியுடன் (FMM) கூடிய வெற்றிட வெப்ப ஆவியாக்கம் போன்ற பொதுவான முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3. உறையிடுதல் (சீல் வைத்தல்)
OLED-கள் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீராவிக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை. பெரும்பாலும் மெல்லிய படலமாக இருக்கும் உறையானது, அதன் கரிம அடுக்குகளைப் பாதுகாக்கிறது. இந்த உறையின் தரம், பேனலின் ஆயுட்காலத்தையும், அதன் உச்சபட்ச பிரகாசத்தைத் தக்கவைக்கும் திறனையும் பாதிக்கிறது.

4. இயக்கி ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் சீரான தன்மை சோதனை
பேனல்கள் சீரான தன்மை, சிறு குறைபாடுகள் மற்றும் ஒளிர்வுத் துலங்கல் ஆகியவற்றிற்காகச் சோதிக்கப்படுகின்றன. ஒளிப் பரப்புகள் மற்றப் பகுதிகளில் பரவுவதைத் தடுக்கவும், ஒளிப் படிநிலைகள் அலை அலையாக மாறுவதைத் தடுக்கவும் HDR-க்குக் கடுமையான கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது.

HDR தரநிலைகள்: HDR10, HDR10+, மற்றும் டால்பி விஷன்

ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள HDR குறியீடு பொதுவாக பின்வரும் தரநிலைகளுடன் தொடர்புடையது:

– HDR10: இது மிகவும் பொதுவான வடிவமைப்பு ஆகும், இது நிலையான மெட்டாடேட்டா மற்றும் படத் தரப் பரிமாற்றச் செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது.
– HDR10+ : டைனமிக் மெட்டாடேட்டா, ஒவ்வொரு காட்சிக்கும்/ஃபிரேமுக்கும் ஏற்ப டோன் மேப்பிங்கை சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது.
– டால்பி விஷன்: கடுமையான சான்றிதழ் சூழலமைப்பு மற்றும் ஒருங்கிணைந்த செயல்முறையுடன் கூடிய டைனமிக் மெட்டாடேட்டாவையும் வழங்குகிறது.

கவனிக்க வேண்டிய முக்கிய விஷயம்: ஃபார்மேட் ஆதரவு இருப்பது, தானாகவே அதே HDR காட்சித் தரத்தைக் குறிக்கும் என்று அர்த்தமல்ல. ஒரே "HDR10" மதிப்பீட்டைக் கொண்ட இரண்டு தொலைபேசிகள், உச்சபட்ச பிரகாசம், டோன் மேப்பிங் மற்றும் வண்ணத் துல்லியம் ஆகியவற்றின் காரணமாக கணிசமாக வேறுபடலாம்.

டோன் மேப்பிங் மற்றும் ஃபேக்டரி அளவுத்திருத்தம்: HDR-இன் வரையறுக்கும் “சாராம்சம்”

HDR உள்ளடக்கம் ஒரு குறிப்பிட்ட குறிப்புத் திரைக்கு ஏற்றவாறு செம்மைப்படுத்தப்படுகிறது. ஸ்மார்ட்போன்களுக்கு வரம்புகள் (அளவு, வெப்பம், மின் நுகர்வு) இருப்பதால், டோன் மேப்பிங் அவசியமாகிறது: அதாவது, முக்கியமான விவரங்களை இழக்காமல், திரையின் திறன்களுக்கு ஏற்ப உள்ளடக்கத்தின் ஒளிர்வு வரம்பை மாற்றுவதாகும்.

தொழிற்சாலையில், உற்பத்தியாளர்கள் பின்வருவனவற்றைச் செய்கிறார்கள்:
– வெண்புள்ளி அளவுத்திருத்தம் (எ.கா. D65-க்கு நெருக்கமானது),
– ஒளிர்வுத் துலங்கல் இலக்கை அடையும் வகையில் காமா/EOTF (PQ/HLG) அளவுத்திருத்தம்,
– பிழையைக் குறைப்பதற்கான வண்ண அளவுத்திருத்தம் (டெல்டா E),
– வெவ்வேறு முறைகள் (இயற்கை, தெளிவு, சினிமா) மற்றும் ஒளி நிலைகளுக்கான சுயவிவரங்கள்.

HDR ஹைலைட்டுகளுக்காக உச்சபட்ச பிரகாசத்தை எப்போது செயல்படுத்த வேண்டும், வெப்பநிலை மற்றும் பேனலின் ஆயுட்காலத்தைக் கருத்தில் கொண்டு எப்போது அதைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும் என்பதையும் இந்த அல்காரிதம் தீர்மானிக்கிறது.

ஸ்மார்ட்போன்களில் HDR சவால்: அன்றாடப் பயன்பாட்டின் யதார்த்தம்

ஒரு HDR திரையை உருவாக்குவது என்பது ஆய்வகத்தில் அதிக எண்களை அடைவது மட்டுமல்ல. அதன் முக்கிய சவால்கள் பின்வருமாறு:
– பிரகாசத்தின் நிலைத்தன்மை: ABL மற்றும் வெப்பக் கட்டுப்பாடு காரணமாக, உயர் உச்சங்கள் பெரும்பாலும் குறுகிய நேரத்திற்கே நீடிக்கும்.
– வெளிப்புறத்தில் தெளிவாகத் தெரிதல்: பிரதிபலிப்புகளும் சூரிய ஒளியும் HDR கான்ட்ராஸ்ட்டை மிஞ்சிவிடக்கூடும்.
– மின் நுகர்வு: HDR வீடியோ, குறிப்பாக அதிக ஒளிர்வு கொண்ட OLED திரைகளில், பேட்டரியை வேகமாகத் தீர்த்துவிடும்.
– அலகு வேறுபாடு: உற்பத்தி சகிப்புத்தன்மை காரணமாக ஒவ்வொரு பேனலும் சற்றே மாறுபடுவதால், அளவுத்திருத்தம் மற்றும் தரக்கட்டுப்பாட்டு (QC) செயல்முறைகள் மிகவும் முக்கியமானவை.

மூடுகிறது

ஸ்மார்ட்போன்களுக்கான HDR காட்சித் தொழில்நுட்பம் என்பது, நவீன HDR தரநிலைகளின் அடிப்படையில் அமைந்த மேம்பட்ட பொருட்கள், துல்லியமான உற்பத்தி, மின்சுற்று வடிவமைப்பு, வெப்ப மேலாண்மை மற்றும் படச் செயலாக்கம் ஆகியவற்றின் ஒரு கலவையாகும். OLED ஆனது, கச்சிதமான கருமையையும் அதிக மாறுபாட்டையும் உருவாக்கும் திறனின் காரணமாக தற்போது முதன்மையான தேர்வாக உள்ளது. இருப்பினும், இறுதி HDR தரம் என்பது யதார்த்தமான உச்ச பிரகாசம், வண்ண ஆழம், வண்ண வரம்பு, எதிரொளிப்புத் தடுப்பு ஒளியியல் பூச்சுகள், மற்றும் துல்லியமான வண்ண வரைபடம் மற்றும் அளவுத்திருத்தம் போன்ற பல காரணிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இறுதியில், ஒரு நல்ல HDR என்பது வெறும் "பிரகாசமாக" இருப்பது மட்டுமல்ல, அது ஒரு இருண்ட அறையிலும் பிரகாசமான சூரிய ஒளியின் கீழும் விவரங்களையும் வண்ணத்தையும் நம்பத்தகுந்த வகையில் காண்பிக்கும் திறனைக் கொண்டிருப்பதாகும்.