虛擬像素技術(shù)：LED直顯的新法寶嗎

    “LED直顯已經(jīng)可以批量制造P0.4間距，乃至更小間距的產(chǎn)品。但是，成本卻成為這些產(chǎn)品‘應(yīng)用落地’的障礙！”面對(duì)這樣的“技術(shù)捅破天花板、成本也飛上天花板的現(xiàn)實(shí)”，行業(yè)有哪些解決方案呢？

    11月16日，全球頂級(jí)LED光顯大廠洲明召開年度新品發(fā)布會(huì)，一口氣推出一系列嶄新的COB、MiP、AM驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)像素（即虛擬像素）等新技術(shù)產(chǎn)品，幾乎以行業(yè)曠古絕今的規(guī)模，全力推動(dòng)P0.7-p1.5市場(chǎng)主力需求規(guī)格的小間距、微間距LED顯示產(chǎn)品“應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)”和“供給多樣性”的大升級(jí)。

    其中，虛擬像素（動(dòng)態(tài)像素）技術(shù)的廣泛引入，更是引發(fā)了行業(yè)對(duì)LED直顯未來發(fā)展趨勢(shì)的重新審視：對(duì)此，行業(yè)專家表示，LED微間距直顯的性能、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性“不可能三角”的破解，似乎找到了新方向。

    LED微間距的“不可能三角”

    LED直顯產(chǎn)業(yè)發(fā)展有兩個(gè)主要趨勢(shì)。其一是，適應(yīng)超清顯示需求，向更小間距指標(biāo)進(jìn)化。例如，4K/8K級(jí)別分辨率的顯示一體機(jī)、micro LED直顯彩電等，都需要將像素的間距壓縮到P0.5級(jí)別，或者更低。在一些工程大屏顯示應(yīng)用中，如虛擬仿真、工業(yè)設(shè)計(jì)等，也需要顯示系統(tǒng)擁有更為精細(xì)的分辨率。

    其二是，顯示核心工藝技術(shù)以巨量轉(zhuǎn)移為核心的進(jìn)步。不僅是采用mini/micro LED技術(shù)的COB直顯超微間距產(chǎn)品需要“巨量轉(zhuǎn)移工藝”。在P0.9/p1.2這樣的今天高端主流分辨率應(yīng)用上，MiP封裝結(jié)構(gòu)，也需要巨量轉(zhuǎn)移工藝——只不過后者是以“像素為基本單元”的巨量轉(zhuǎn)移工藝�？梢哉f，巨量轉(zhuǎn)移是小間距向極限化、微間距發(fā)展的必然“核心工藝”要求。

    在以上兩大方面的共同支持下，目前行業(yè)能夠提供“差異化”的高端直顯LED產(chǎn)品供給：如P0.9產(chǎn)品，就既有PM驅(qū)動(dòng)也有AM驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品；既有COB/IMD等傳統(tǒng)封裝產(chǎn)品，也有MiP新興封裝技術(shù)產(chǎn)品�？芍^供給非常多樣化。但是，這些產(chǎn)品雖然在成本上有些差異，卻基本都屬于“高價(jià)位”產(chǎn)品。

    即，巨量轉(zhuǎn)移、mini/micro LED、各種新興封裝和驅(qū)動(dòng)，與超高清需求的結(jié)合、更低間距的要求碰撞，形成的火花就是“高成本”：如何既滿足超高清需求、又充分利用現(xiàn)有成熟技術(shù)、還保障一定的經(jīng)濟(jì)性；或者說是讓具有一定經(jīng)濟(jì)性的產(chǎn)品也能更好的滿足超高清的未來顯示需求，就成了行業(yè)供給側(cè)的“核心矛盾”之一。

    虛擬像素：低成本、成熟工藝和更高清晰度的“神功”

    11月16日的發(fā)布會(huì)上，洲明現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布了UMiniP 0.93/1.2等兩款虛擬像素產(chǎn)品。不過，洲明PPT介紹稱，虛擬像素技術(shù)將應(yīng)用在從P0.9到P3.1間距的寬闊產(chǎn)品線上。

    同時(shí)，洲明介紹稱其虛擬像素包括“三燈虛擬像素”、“四等燈虛擬像素”兩種規(guī)格。其中，三燈虛擬像素兩個(gè)邏輯像素點(diǎn)采用一組RGB物理燈珠，不會(huì)增加燈珠成本、也不會(huì)增加微工藝集成的難度，但是可以提升一倍的邏輯像素量。

    而四燈虛擬像素技術(shù)，采用一組RGGB的四顆物理燈珠實(shí)現(xiàn)四個(gè)邏輯像素。雖然物理燈珠增加四分之一、集成工藝精度等級(jí)相應(yīng)提升，但是按單一邏輯像素的物理投入成本看，比三燈虛擬像素還要更小一些。無論是三燈還是四燈虛擬像素技術(shù)，基本都能實(shí)現(xiàn)“邏輯間距只有物理間距的一半”左右。這將帶給行業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)巨大的“體驗(yàn)升級(jí)”空間。

    例如，在LED一體機(jī)市場(chǎng)最火的136英寸尺寸上，采用P1.56間距工藝和燈珠是“成本上最優(yōu)的方案”。但是，這一5平米面積的顯示大屏，分辨率只有2K級(jí)別，不僅不適配4K等高質(zhì)量信號(hào)顯示，而且可能在合理觀看距離上有較為明顯的“畫面顆粒化”問題。

    洲明這一物理規(guī)格的產(chǎn)品，采用虛擬像素技術(shù)后，在有限的成本增加下，分辨率上的邏輯像素量能提升到4K分辨率。雖然邏輯像素的清晰度依然不能完全取代物理4K像素的“視覺清晰度”效果，但是依然成倍的提升了畫面可感知的視覺清晰度，為L(zhǎng)ED直顯大屏在“成本可控、可靠成熟工藝下，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的畫質(zhì)”提供了強(qiáng)有力武器。

    “幾乎不變的成本，多一倍、乃至多兩倍的視覺清晰度，虛擬像素技術(shù)將是LED顯示不可多得的‘高質(zhì)量普及’法寶！”行業(yè)專家表示，虛擬像素技術(shù)對(duì)于LED直顯這種在微間距時(shí)代工藝難度和成本幾何級(jí)數(shù)增加的顯示門類，有著巨大的戰(zhàn)略意義。

    不僅是LED顯示鐘愛，虛擬像素技術(shù)是“超清顯示主流”路線

    “投機(jī)取巧、還是技術(shù)進(jìn)步？”這是關(guān)于虛擬像素產(chǎn)品一經(jīng)推出，就引發(fā)的很多業(yè)內(nèi)外人士的共同“疑問”。對(duì)此問題，至少有兩個(gè)角度可以給出“科學(xué)答案”：

    第一，   虛擬像素是一個(gè)普遍的、高標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用技術(shù)。例如，在投影機(jī)和激光電視顯示上，4K產(chǎn)品超過95%采用虛擬像素技術(shù)、8K產(chǎn)品更是基本都采用虛擬像素技術(shù)。同時(shí)，亦有大量的2K智能投影機(jī)是采用了虛擬像素技術(shù)。目前，投影機(jī)的虛擬像素技術(shù)主要有2倍和4倍的邏輯像素提升方案。

    例如，液晶顯示產(chǎn)品上RGBW四色4K屏幕是一種比較普遍的，也更適合于中等尺寸屏幕的4K顯示技術(shù)——不過，以白色子像素為虛擬像素元素之一的做法，雖然能實(shí)現(xiàn)更好的成本性，卻在清晰度提升上不如直接使用三原色像素點(diǎn)作為虛擬像素子像素的技術(shù)。這種技術(shù)還受到液晶分子刷速度的拖累，導(dǎo)致其邏輯像素較物理像素的提升量只有三分之一。

    再例如，在手機(jī)使用的OLED顯示面板上，更是存在著鉆石排列、類鉆石排列、P排、delta排列、珍珠排列、藍(lán)鉆排列、蜂巢排列等等多種不同的RGGB像素技術(shù)在應(yīng)用。其中，鉆石排列是成本與分辨率、斜線鋸齒抑制等顯示效果的“理想組合”，也是三星OLED顯示的“最核心”的專利武器。圍繞該專利技術(shù)，三星已經(jīng)發(fā)起多起針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的訴訟請(qǐng)求。

    OLED屏幕上這種子像素排列技巧，不僅通過像素算法提升分辨率，更是實(shí)現(xiàn)了對(duì)OLED子像素的“灼屏（即屏幕色調(diào)黃化問題）”保護(hù)：這是亮度、壽命、成本的平衡技術(shù)。據(jù)悉，鉆石排列能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯像素等效80%物理像素的PPI視覺清晰度效果。另據(jù)媒體報(bào)道稱，京東方蜂巢排列的邏輯PPI密度據(jù)稱可高達(dá)700PPI，將超越三星鉆石排列。

    由以上分析可以看出，虛擬像素這種技術(shù)思路是現(xiàn)代顯示產(chǎn)業(yè)廣泛使用的一種“普適性”技術(shù)。得到如此大范圍的支持，這絕不是簡(jiǎn)單用“取巧”可以解釋的。虛擬像素技術(shù)本質(zhì)是對(duì)人眼視覺暫留性的科學(xué)利用，是充分利用工藝技術(shù)進(jìn)步與視覺認(rèn)知科學(xué)成果的顯示產(chǎn)品創(chuàng)新。

    第二，有一句膾炙人口的廣告詞叫做“不看廣告看療效”。虛擬像素技術(shù)固然和物理像素技術(shù)有“差異”，但是虛擬像素技術(shù)至少可以實(shí)現(xiàn)邏輯像素量相當(dāng)于物理像素量6-8成的效果——而實(shí)現(xiàn)邏輯像素量的虛擬像素技術(shù)的“物理像素”規(guī)模，可能只有邏輯像素量的三分之一、四分之一。反過來看就是，一份物理硬件投入和成本，實(shí)現(xiàn)2.5-3.5倍左右的清晰度效果。

    所以，無論從虛擬像素技術(shù)的應(yīng)用廣度看，還是從實(shí)際效果看，這都是一種“很好的創(chuàng)新”，甚至是未來顯示技術(shù)的必然路徑之一。

    因?yàn)�，在超高清顯示時(shí)代、4K/8K分辨率，必然面臨成本上升、工藝難度幾何級(jí)數(shù)增加的問題。同時(shí)，在可預(yù)見的觀看距離，如手機(jī)屏幕一尺遠(yuǎn)、電視機(jī)屏幕通常2-4米遠(yuǎn)、指揮調(diào)度中心屏幕5-10米遠(yuǎn)等“可視距離”上，一味強(qiáng)調(diào)物理像素密度的提升，遠(yuǎn)超人眼分辨極限，失去了“視覺清晰度價(jià)值”。兩者權(quán)衡之下，更應(yīng)從實(shí)際效果出發(fā)開發(fā)產(chǎn)品，這是虛擬像素技術(shù)“大流行”的原因。

    虛擬像素：子像素渲染，不是沒有“技術(shù)含量”

    對(duì)于很多普通消費(fèi)者而言，其對(duì)虛擬像素的理解往往停留在“不就是重新排列子像素”、“子像素的元色實(shí)現(xiàn)邏輯像素復(fù)用”嗎？

    這種觀察點(diǎn)，只是看到了“加工成品上，表面物理變化”。事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)不同排列的子像素加工和子像素渲染是非常有技術(shù)難度的。例如，洲明三燈虛擬像素技術(shù)就涉及到“不在橫平豎直”的LED RGB晶體排列和集成工藝。這對(duì)產(chǎn)品的LED燈珠集成、表明光學(xué)處理等都提出了新的技術(shù)要求。

    再例如，子像素復(fù)用和渲染算法是虛擬像素的“核心”，也是各個(gè)顯示大廠或者專業(yè)研究企業(yè)“不外傳的秘密”。通常，標(biāo)準(zhǔn)的多媒體內(nèi)容采用的是橫平豎直的RGB像素信號(hào)記錄模式。在虛擬像素顯示屏上，如論是DLP、LCD還是OLED，或者LED直顯，都需要將其轉(zhuǎn)化成特定排列方式、特定元色復(fù)用規(guī)則的新驅(qū)動(dòng)信號(hào)——這種轉(zhuǎn)化涉及內(nèi)容信息等效下的，信息記錄的空間與時(shí)間分布的重整，需要有高難度的數(shù)學(xué)、算法、和人眼視覺科學(xué)知識(shí)的支撐。當(dāng)然，子像素更為復(fù)雜的渲染算法，也對(duì)顯示屏信號(hào)處理系統(tǒng)的算力和驅(qū)動(dòng)IC的時(shí)空性能提出了新需求。

    “軟的和硬的、屏幕，驅(qū)動(dòng)和軟件等都需要更新”。這是虛擬像素技術(shù)背后的“秘密”。即虛擬像素產(chǎn)品是一種全面的、涉及最底層工藝和技術(shù)的“產(chǎn)品創(chuàng)新”。

    綜上述，虛擬像素技術(shù)為L(zhǎng)ED直顯在微間距時(shí)代“成本可控下的超高清顯示”提供了可行路徑。其也是對(duì)其它顯示技術(shù)門類近年來進(jìn)步成果的成功借鑒。行業(yè)人士認(rèn)為，“又好又省”的虛擬像素技術(shù)，必然推動(dòng)全球LED直顯應(yīng)用加速進(jìn)入更高普及質(zhì)量的新時(shí)代。