Подробности блога

Среди основных параметров светодиодных дисплеев яркость является важнейшим показателем, определяющим производительность дисплея, адаптируемость к сцене и срок службы устройства, напрямую влияя на четкость изображения и визуальное восприятие пользователя. В отличие от интуитивно понятных параметров, таких как разрешение и частота обновления, выбор и интерпретация яркости требуют учета физических принципов, сценариев использования и технических характеристик. Многие пользователи при покупке или использовании светодиодных дисплеев впадают в заблуждение, что «чем выше яркость, тем лучше». Начиная с основного определения яркости, в этой статье подробно разбирается логика расчета яркости, различия в яркости между продуктами для внутреннего и наружного применения, а также многомерное влияние яркости на светодиодные дисплеи. Его цель – помочь специалистам отрасли и обычным пользователям выработать научное и рациональное понимание яркости.

I. Основное определение яркости светодиодного дисплея

Яркость светодиодного дисплея — это плотность светового потока, излучаемого на единицу площади экрана при нормальном угле обзора. Стандартной отраслевой единицей является кандела на квадратный метр (кд/м², также известная как нит), которая физически представляет силу света поверхности дисплея в стандартном направлении просмотра. Основное значение яркости заключается в балансировании окружающего освещения и отображаемого контента — яркость экрана должна соответствовать интенсивности окружающего света, чтобы обеспечить четкое и комфортное визуальное восприятие, а не просто стремиться к более высокому числовому значению. Ключевые связанные определения следующие:

1. Яркость (Л): Яркость светодиодного дисплея — это максимальная сила света на единицу площади экрана в нормальном направлении. Для полноцветных дисплеев он конкретно обозначает яркость полностью белого экрана, когда все каналы R, G и B имеют максимальную шкалу серого.
2. Единица: 1 нит = 1 кд/м² (кандела на квадратный метр).
3. Номинальная яркость (Максимальная яркость): Пиковая яркость измерена в стандартных условиях (25°C, полностью белый экран, стандартное напряжение), как указано в технических характеристиках продукта.
4. Средняя яркость: средняя яркость равномерно освещенного полноэкранного режима, на которую больше ориентируются в инженерных приложениях.
5. Равномерность яркости: постоянство яркости в различных областях экрана, выраженное в процентах от «максимального отклонения/средней яркости»: меньшее значение указывает на лучшую производительность (отраслевой стандарт: ≤5%).

II. Расчет яркости светодиодного дисплея (подробный пример наружного дисплея)

Яркость светодиодного дисплея соответствует логике вывода:яркость одного светодиода → яркость одного пикселя → теоретическая полноэкранная яркость → фактическая коррекция яркости. Наружные дисплеи требуют высокой яркости и используют специальные характеристики ламповых шариков, что делает их расчетную логику более соответствующей реальным инженерным сценариям. Ниже приведено подробное описание всего процесса расчета на примере обычного полноцветного дисплея P5 для наружного применения.

(I) Основные основные параметры (Наружный полноцветный дисплей P5)

Перед расчетом необходимо уточнить четыре категории основных параметров наружного дисплея (все стандартные характеристики, предоставленные производителями):

1.  Яркость одиночной светодиодной лампы: Наружные полноцветные дисплеи имеют гораздо более яркие шарики ламп, чем внутренние, с типичными характеристиками: красный 1100 мкд, зеленый 1400 мкд, синий 180 мкд (единица измерения: милликандела, мкд; 1 кд = 1000 мкд).
2. Конфигурация пикселей: В обычных уличных дисплеях используется конфигурация 1R1G1B (1 красный, 1 зеленый, 1 синий), при этом соотношение яркости красного, зеленого и синего цветов соответствует требованиям к балансу белого.
3. Плотность пикселей: Уличный дисплей P5 имеет шаг пикселя 5 мм и плотность пикселей 40 000 точек/м² на квадратный метр.
4. Режим сканирования: Наружные дисплеи обычно используют статическое сканирование (1/1S) или низкие коэффициенты сканирования (например, 1/4S). В этом примере используется сканирование 1/8 (низкие коэффициенты сканирования для наружных дисплеев повышают яркость и стабильность).
5. Скорость затухания света: В зависимости от технологии упаковки, пылезащитных масок, окружающей среды, пыли и старения под воздействием солнечного света степень ослабления света наружных дисплеев составляет примерно 18–22 % (в этом примере для расчета используется 20 %).

(II) Пошаговая формула расчета и практический расчет

1. Формула расчета яркости баланса белого

Коэффициент баланса белого: Яркость красного : Яркость зеленого : Яркость синего = 3:6:1

Формула яркости баланса белого(рассчитывается пропорционально минимальному значению яркости):

Яркость одного пикселя (кд) = (яркость синего светодиода × 10) ÷ 1000

Практический расчет:

Яркость одного пикселя = (180 × 10) мкд ÷ 1000 = 1800 мкд ÷ 1000 = 1,8 кд

2. Теоретический расчет полноэкранной яркости

Теоретическая яркость относится к максимальной яркости в идеальных условиях (нет ослабления света, лампы работают при полной нагрузке).

Формула:

Теоретическая полноэкранная яркость (кд/м²) = яркость одного пикселя (кд) × плотность пикселей (DOT/м²) ÷ коэффициент сканирования

Практический расчет:

Теоретическая яркость = 1,8 кд × 40 000 DOT/м² ÷ 8 = 9 000 кд/м²

3. Коррекция фактической яркости (вычет ослабления света)

Под фактической яркостью понимается эффективная яркость света экрана в реальной среде с вычетом потерь света, вызванных упаковкой, масками, пылью и т. д.

Формула:

Фактическая яркость (кд/м²) = Теоретическая яркость × (1 – коэффициент ослабления света)

Практический расчет:

Фактическая яркость = 9000 кд/м² × (1–20%) = 7200 кд/м².

4. Обратный вывод (проверка выбора яркости шарика лампы)

Учитывая целевую яркость наружного дисплея, требуемую яркость одного шарика лампы можно получить обратно для проверки модели:

Формула:

Яркость одиночного шарика лампы (мкд) = заданная яркость (кд/м²) ÷ (1 – коэффициент ослабления света) × коэффициент сканирования ÷ плотность пикселей (точек/м²) × 1000 (1 кд = 1000 мкд) ÷ 10 (коэффициент баланса белого 3:6:1, в качестве единицы измерения используется синий цвет)

Пример: Если фактическая яркость наружного дисплея P5 должна быть ≥7200 кд/м², яркость одиночного шарика лампы рассчитывается в обратном порядке:

Яркость одиночного шарика лампы = 7200 ÷ 0,8 × 8 ÷ 40000 × 1000 ÷ 10 = 180 мкд

Общая яркость светодиодного дисплея не является простой суперпозицией яркости одной светодиодной лампы. Вместо этого требуется комплексный расчет, основанный на характеристиках шариков лампы, конфигурации пикселей, режиме сканирования, площади экрана и других параметрах, который разделен на два основных этапа: расчет теоретической яркости и фактическая коррекция яркости. Ниже приводится подробное объяснение логики расчета с использованием стандартных отраслевых формул и практических примеров.