原创 研究人员提出新的动态色调映射方案解决方案，让Mini-LED的阳光可阅读性超过OLED和Micro-LED

CINNO Research产业资讯，环境光对比度一直都是一些户外显示器所极力追求的规格之一，它直接影响用户在户外环境的使用体验，即显示画面的可阅读性。实际上，如果显示器的环境光对比度很低，其在较高强度环境光照射下，所显示画面内容就像被清洗掉一样模糊不清。目前最常见的一种提升环境光对比度的方案是增加显示器亮度，但是显然这种方案会提升产品功耗，产品功耗的增加还会间接带来其他很多问题。

在这样的需求背景下，美国中佛罗里达大学和台湾国立成功大学的研究人员合作，提出了一种新的解决方案。正如他们在其期刊论文上介绍的，他们提出了一种动态色调映射方法，这种映射可以模拟人眼对不同照明环境的响应。

图1. (a)为原始测试图像；(b)对比了12000勒克斯照度下，三种不同亮度显示器使用色调映射和gamma 2.2的测量图像和模拟图像。其中，第一种显示器亮度为188 尼特、第二种显示器亮度为340尼特，第三种显示器亮度为566尼特。另一方面，第一种亮度显示器的色调映射伽马值为1.58，第二种为1.83，第三种为2.07。（来源：MDPI）

在论文中，作者介绍了一种能够根据环境光强度，自动调整显示器伽马值的技术。这种伽马值的调整增可以极大提升低灰度图像的可阅读性，一般这些图像在明亮的条件下特别容易被冲洗掉。通过将显示器的伽马曲线人眼不同照度环境下的响应进行拟合，该方法能够动态优化显示器的可阅读性。和之前提高显示器亮度的简单方案对比，这种方案不会显著增加功耗或牺牲图像质量。

为了支持他们的方法，研究人员专门开发了一种基于Mini-LED背光的LCD样品，并针对不同照明条件下的图像质量进行了优化。该显示器样品在设计时确保了背光均匀性，这对于显示高质量的图像至关重要。使用该样品进行的模拟和优化表明，新方案可以让显示器的可读性显著提高，尤其是对于低灰度内容，在应用色调映射调整后，即使在明亮的环境下，它也能够很清晰。

和目前最火热的Tandem OLED和Micro-LED技术相比，这种技术在环境可阅读性方面也有非常大的优势。Tandem OLED虽然能够提供高峰值亮度和出色的色彩性能，但其在保持高亮度水平时寿命会较大缩短。另一方面，Micro-LED显示器虽然具有精确控制亮度和避免老化的能力，但目前还面临着不均匀性和高制造成本的挑战。

研究人员已经证明，基于Mini-LED背光的LCD可以提供一种平衡的解决方案，它具有高亮度、高温度可靠性和更低的成本等优势。除此以外，搭配上述动态灰阶映射方案，这种显示器还能够实现更好的均匀性和耐用性，非常适合一些需要高阳光可阅读性和长期性能的应用。

研究人员使用商用显示面板进行了实验验证，他们测量了不同环境光强度下的图像质量。这些实验的结果显示，这种色调映射方法非常有效。例如，在明亮的光线条件下，应用色调映射技术后，低灰度区域（如被雪覆盖的山脉）的细节更加清晰可见。

另外，这项研究还解决了诸如剪裁效果和颜色偏移等潜在问题。通过动态优化伽玛值，色调映射方法减少了这些问题，它能够确保图像即使在强烈阳光环境下保持清晰和颜色准确。