عندما يزعم مُصنِّعو شاشات LED أن شاشاتهم تدعم خاصية التعتيم المحلي، قد تتساءل: ما هو التعتيم المحلي تحديدًا، ولماذا؟ ستشرح هذه المقالة كل ما تحتاج لمعرفته حول التعتيم المحلي.
ما هو التعتيم المحلي؟
شاشات LCD التقليدية تضبط سطوعها على مستوى لوحة LED بأكملها. عند إبراز الشاشة، تبدو بعض أجزائها مبهرة للغاية. عند عرضها عند سطوع أقل, لا يمكنك رؤية التفاصيل في الظل.
لحل هذه المشكلة، تم ابتكار تقنية التعتيم الموضعي. تُقسّم هذه التقنية مساحة الشاشة المضيئة إلى عدة مناطق مُتحكم بها بشكل مستقل، وتُضبط سطوع كل منطقة وفقًا للمحتوى المعروض، وذلك لتحسين التباين ومستويات السواد.
وظيفة التعتيم المحلي
تعزيز التباين
في تقنية التعتيم الموضعي، تستخدم الشاشة خوارزميتها لتحليل سطوع المحتوى وتقسيمه إلى مناطق مختلفة بناءً على شدة الإضاءة. في المناطق المظلمة، تُخفّض الشاشة سطوع الإضاءة الخلفية لجعل اللون الأسود أعمق. أما في المناطق الساطعة، فتزيد السطوع بشكل مناسب لجعل النقاط البارزة أكثر وضوحًا. بهذه الطريقة، تباين الشاشة سيتم تحسينها بشكل كبير، مما يمكن أن يجعل الصور أكثر ثلاثية الأبعاد وواقعية.
جعل تفاصيل الظل أكثر وضوحًا
مقارنةً بالتعتيم الشامل التقليدي، حيث تُظلم الشاشة بأكملها وتصبح مناطق الظل ضبابية بسهولة، يسمح التعتيم الموضعي بانخفاض سطوع الشاشة الإجمالي مع الحفاظ على التفاصيل في المناطق المظلمة أو المظللة. كما أن اللون الأسود في المناطق المظلمة لم يعد ساطعًا أو رماديًا، بل أصبح أقرب بكثير إلى اللون الأسود الحقيقي الذي تراه في الحياة الواقعية.
يقلل استهلاك الطاقة
بفضل الإضاءة الخلفية الشاملة وعدم وجود تعتيم موضعي، يجب أن تظل مصابيح LED خلف شاشة LCD مضاءة بالكامل حتى لو كانت الصورة 90% سوداء. بفضل التحكم بالتعتيم الموضعي، يمكن تعتيم مصابيح LED في المناطق منخفضة السطوع بشكل كبير أو تعطيلها كليًا لتحسين تفاصيل الظلال وتحسين أداء التباين. ومن خلال هذه الآلية، يُساعد التعتيم الموضعي على تقليل استهلاك الطاقة أثناء الاستخدام.
أنواع التعتيم المحلي
التعتيم العالمي
لا يتضمن التعتيم الشامل مناطق إضاءة خلفية. عند ضبط السطوع، تُضاء الشاشة بأكملها أو تُعتّم. يوفر هذا النهج ميزة كبيرة من حيث التكلفة، ويُستخدم عادةً في شاشات LCD منخفضة التكلفة وشاشات العرض التجارية.
وعلاوة على ذلك، على المدى الطويل، ورغم أنها تقنية أكثر أساسية، فإن التعتيم العالمي لن يتم التخلص منه بالكامل، لأن بعض التطبيقات لا تتطلب جودة صورة عالية التفاصيل.
تعتيم الإضاءة المحلية المباشرة
تُقسّم تقنيات الإضاءة الخلفية عمومًا إلى نوعين: الإضاءة المباشرة والإضاءة الجانبية. في تقنية الإضاءة الخلفية المباشرة، تُوزّع مصابيح LED بالتساوي على كامل المساحة خلف اللوحة.
يُقسّم التعتيم المحلي المباشر هذه المصابيح إلى عدة مناطق، عادةً ما يتراوح عددها بين 2 و32 منطقة. أثناء التشغيل، يُمكن لهذه المناطق التحكم في سطوعها بشكل مستقل بناءً على خوارزميات مُخصصة. مقارنةً بالتعتيم المحلي المُضاء من الحافة، يُتيح تعتيم المناطق المُضاءة مباشرةً مناطق أدقّ وأكثر قابلية للتحكم، مما يُؤدي إلى توزيع أكثر توازناً للضوء على الشاشة.
تعتيم محلي بإضاءة الحافة
في تقنية الإضاءة الخلفية ذات الحافة، تُرتَّب مصابيح LED صغيرة على طول الحواف اليمنى واليسرى للشاشة، وتستخدم هياكل دقيقة لتوزيع الضوء بالتساوي على اللوحة. يشير التعتيم المحلي ذو الحافة إلى تجميع مصابيح LED على طول الحواف للتحكم، والذي يُقسِّم عادةً مصابيح LED الصغيرة إلى 4 إلى 16 منطقة، مع وجود 32 منطقة في بعض الطُرز.
من ناحية، يستهلك التعتيم المحلي للإضاءة الجانبية عددًا أقل من مصابيح LED، ومع هذه الميزة، يُمكن تقليل استهلاك الطاقة. من ناحية أخرى، نظرًا لأن الضوء يأتي من الجوانب، فقد يُؤدي إلى سطوع غير متساوٍ في بعض المناطق.
تعتيم محلي كامل للمصفوفة
يعتمد نظام التعتيم المحلي الكامل (FALD) على التعتيم المحلي المباشر من خلال زيادة عدد المناطق بشكل ملحوظ، ما يؤدي عادةً إلى تقسيم الإضاءة الخلفية إلى مئات أو حتى آلاف المناطق. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتضمن نظام FALD مكونات متقدمة مثل أفلام الانتشار وأفلام التوازي لتقليل تفاوت السطوع.
بفضل هذه التقنية، يمكن للشاشات تحقيق تباين مذهل وأداء HDR مع تحسين كفاءة الطاقة. تُستخدم تقنية FALD عادةً في أجهزة تلفزيون LCD المتطورة، والشاشات، والشاشات الاحترافية.
التعتيم المحلي في تقنيات العرض المختلفة
شاشات LED-LCD التقليدية
عادةً ما تحتوي شاشات LED-LCD التقليدية على عدد قليل من المناطق، أو لا تحتوي على أي مناطق على الإطلاق، وتستخدم عادةً تقنية التعتيم الشامل. مع التقدم التكنولوجي، تم تدريجيًا اعتماد تقنية التعتيم الموضعي بإضاءة الحافة والإضاءة المباشرة، إلا أن دقة التحكم في الإضاءة لا تزال محدودة.
مصباح LED صغير
تستخدم إضاءة Mini LED الخلفية تصميمًا كاملًا، وتُحسّن تقنية FALD بإضافة عدد أكبر من المناطق. يمكن أن تحتوي Mini LED على 500 أو حتى أكثر من 5000 منطقة. من بين تقنيات الإضاءة الخلفية لشاشات LCD الحالية، تُمثل Mini LED الخيار الأكثر تطورًا، حيث تُقدم لك أفضل أداء تُقدمه تقنية LCD.
Micro LED وOLED
نظرًا لكونها تقنيات شاشات LED ذاتية الانبعاث، لا تعتمد شاشات Micro LED وOLED على التعتيم الموضعي للتحكم في السطوع في مناطق محددة. وحدة التعتيم في كلتا التقنيتين هي البكسلات. بمعنى آخر، تعمل كل بكسل كوحدة تعتيم مستقلة قابلة للتحكم.
لذلك، توفر شاشات Micro LED وOLED بعضًا من أفضل أداء التعتيم بين جميع تقنيات العرض، مع مستويات سوداء وتأثيرات HDR أفضل من تلك الموجودة في شاشات LCD.
تكاليف وأسعار التعتيم المحلي عبر التقنيات المختلفة
شاشة LED-LCD تقليدية مع تعتيم عالمي
لا تتطلب شاشات LCD غير المزودة بتقنية التعتيم الموضعي خوارزميات ذكية مماثلة، ما يجعلها الخيار الأقل تكلفة بين جميع تقنيات التعتيم. عادةً، لا تتخلى شاشات LCD منخفضة الجودة أو القديمة عن خاصية التعتيم الموضعي، وتكون أسعارها هي الأقل. على سبيل المثال، يبلغ سعر أجهزة تلفزيون TCL الذكية منخفضة التكلفة $129.99.
التعتيم المحلي في المناطق المنخفضة
مقارنةً بشاشات التعتيم الشامل التقليدية، تُضيف الشاشات المُزوّدة بنظام التعتيم المُوزّع تكاليف إضافية لوحدات الإضاءة الخلفية، ودوائر التشغيل المتكاملة، والتحكم في الإضاءة الخلفية. ومع ذلك، نظرًا لصغر عدد المناطق، يبقى عدد مصابيح LED وتعقيد وحدات التشغيل منخفضين، وبالتالي فإن التكلفة الإجمالية ليست أعلى بكثير.
FALD و Mini LED
مقارنةً بخوارزميات PWM الأساسية للمناطق المنخفضة، يتطلب FALD خوارزميات تعتيم محلي ديناميكي عالي السرعة ودوائر متكاملة متعددة لمحرك LED، مما يزيد من تكلفته. بينما يستخدم Mini LED مصابيح LED صغيرة بأقطار تتراوح بين 10 و100 ميكرومتر لتحقيق آلاف المناطق، فإن تكلفته أعلى بكثير من تكلفة FALD القياسية.
OLED و Micro LED
كما ذكرنا، يتطلب كل بكسل في تقنيات OLED و Micro LED دائرة القيادة المتكاملة, توفر هذه التقنية دقة تحكم فائقة. وعلى وجه الخصوص، فإن مصابيح LED الصغيرة المستخدمة في شاشات Micro LED أغلى ثمناً، وبالإضافة إلى عمليات التصنيع عالية الدقة وأنظمة التشغيل المعقدة، تُصبح تقنية Micro LED أغلى تقنية عرض في السوق.
سيناريوهات تطبيق التعتيم المحلي
أجهزة التلفزيون والأجهزة المحمولة
بالنسبة لأجهزة التلفزيون، يمكنك رؤية جميع أنواع التعتيم المحلي تقريبًا، بدءًا من التعتيم الشامل وصولًا إلى Mini LED وMicro LED الأكثر تطورًا. كما أن عدد المناطق يُحدد أداء HDR. وبشكل عام، كلما زاد عدد المناطق في نظام التعتيم المحلي، كان أداء ألوان التلفزيون أفضل.
بالنسبة للهواتف، يهدف التعتيم الموضعي إلى الحفاظ على أداء جيد للتفاصيل في المناطق المظلمة عند خفض سطوع الشاشة أو تشغيل مقاطع الفيديو. ومع ذلك، نظرًا لصغر حجم حجم الشاشة, تحتوي شاشات الهواتف LCD على مناطق إضاءة خلفية أقل، عادةً ما تتراوح بين 2 إلى 16 منطقة فقط، بينما تستخدم بعض شاشات الهواتف تقنية OLED، مثل iPhone 12 والطرازات الأحدث، والتي يمكنها تحقيق تقسيم أفضل للمناطق وأداء أفضل للتفاصيل الداكنة مقارنة بشاشات LCD.
الاستخدام المهني
عمومًا، تتطلب المجالات المهنية، مثل إنتاج الأفلام والتصوير الطبي وشاشات المراقبة، دقة عالية في عرض المناطق المظلمة، مما يزيد من أهمية التعتيم الموضعي. على سبيل المثال، تتطلب مرحلة ما بعد إنتاج الأفلام تصحيح HDR واستعادة دقة الصورة. لذلك، تُعد متطلبات التعتيم الموضعي والخوارزميات الذكية عالية جدًا.
العرض التجاري الخارجي
ل شاشات عرض إعلانية خارجية, يتغير الضوء المحيط باستمرار. لذلك، للحفاظ على أداء بصري مثالي، يجب ضبط سطوع الشاشة وفقًا لدورة الليل والنهار. عمومًا، لا تتطلب شاشات الإعلانات الخارجية جودة صورة عالية التفاصيل مثل أجهزة التلفزيون أو الأجهزة المحمولة؛ وعادةً ما تتضمن أقل من 20 منطقة تعتيم، وبعضها يستخدم التعتيم الشامل فقط.
عيوب التعتيم المحلي
الإزهار
لأن مصابيح LED للإضاءة الخلفية موحدة، قد يؤدي التعتيم الموضعي إلى تسرب الضوء من المناطق المضيئة إلى المناطق الداكنة، مما يجعل الظلال تبدو باهتة أو باهتة، ويؤدي إلى هالات مرئية. عادةً ما تكون تأثيرات الهالات أوضح ما يكون على أجهزة التلفزيون التي تحتوي على عدد قليل نسبيًا من مناطق التعتيم، مثل تلك التي تحتوي على أقل من 100 منطقة.
انتقال غير سلس بما فيه الكفاية
عندما يكون عدد الأقسام صغيرًا جدًا أو الخوارزمية غير دقيقة، غالبًا ما يصبح اختلاف السطوع بين الأقسام غير متساوٍ، وتظهر فروق سطوع غير معقولة عند الوصلات. وتُعدّ الشاشات التي تستخدم تقنية التعتيم المحلي بإضاءة الحافة أكثر عرضةً لهذه المشكلة.
خوارزمية برمجية غير ناضجة
لا يقتصر دور الخوارزمية على معالجة التعتيم حسب المنطقة فحسب، بل تتطلب أيضًا دعمًا فنيًا قويًا لضمان استجابة سريعة وانتقال سلس. إذا لم تكن الخوارزمية ناضجة بما يكفي، ولكنها لا تزال بحاجة إلى التحكم في عدد كبير جدًا من مناطق التعتيم، فقد تعاني الشاشة من التوهج., شبح الشاشة, ، إعادة إنتاج التفاصيل رديئة، وسطوع غير مستقر أثناء التشغيل.
من الصعب تحقيق التقسيم على مستوى البكسل
كما أن زيادة عدد مناطق التعتيم تزيد من الحمل الحسابي، بما في ذلك معدل التحديث لحساب سطوع المنطقة، وتعويض الإضاءة بين المناطق، وكبح الوميض. على عكس شاشات OLED وMicro LED، التي يمكنها التحكم بشكل فردي في كل بكسل من المصنع، فإن تحقيق تقسيم المناطق على مستوى البكسل في لوحة LCD أمر بالغ الصعوبة ويكاد يكون مستحيلاً.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن للتعتيم المحلي أن يؤثر على إجهاد العين?
إذا أظهرت مناطق الإضاءة الخلفية سطوعًا غير متساوٍ، أو تقلبات في السطوع، أو ظاهرة هالة، فمن المرجح جدًا أن يُسبب ذلك إجهادًا للعين. ومع ذلك، مع وجود مناطق إضاءة أكثر وخوارزميات أكثر ذكاءً، يتم تجنب إجهاد العين إلى حد كبير. علاوة على ذلك، نادرًا ما تُعاني الشاشات ذاتية الانبعاث مثل OLED وMicro LED من هذه المشكلات.
هل يزداد استهلاك الطاقة للشاشة بشكل متناسب مع زيادة عدد مناطق التعتيم؟
حساب استهلاك الطاقة عملية معقدة. يعتمد استهلاك الطاقة للشاشات ذات التعتيم المحلي على نوع المحتوى، وعدد مناطق التعتيم، وكفاءة خوارزمية التعتيم. إن تقليل سطوع المناطق المظلمة يُوفر الطاقة بالفعل. إلا أن زيادة مناطق التعتيم تعني تعقيد دوائر التحكم في الإضاءة الخلفية ودوائر التشغيل المتكاملة، مما يؤدي بدوره إلى استهلاك طاقة أكبر.
هل يتم استخدام تقنيات التعتيم المحلية في أجهزة العرض أو الواقع المعزز أو الواقع الافتراضي؟
نعم. بخلاف شاشات LCD، تُحقق أجهزة العرض عادةً التحكم المحلي في السطوع من خلال مصادر إضاءة قابلة للتحكم، بالإضافة إلى مرايا دقيقة رقمية أو صمامات إضاءة كريستالية سائلة، بينما تستخدم أجهزة الواقع الافتراضي والواقع المعزز عادةً شاشات OLED أو Micro LED، والتي تتيح ضبط سطوع كل بكسل بشكل مستقل.
الأفكار النهائية: التعاون مع الشركة المصنعة ذات الخبرة
إذا كنت تريد تخصيص شاشة قادرة على التعتيم المحلي،, جينجيليد هو خيارك الأمثل. نحن خبراء في تقنية التعتيم الموضعي لشاشات LED، ونتميز بقدرتنا على إنشاء مناطق تعتيم دقيقة لتحسين تفاصيل الصورة، كما نوفر لكم شاشات لمختلف التطبيقات والأحجام والدقة. تواصلوا معنا إذا كنتم ترغبون في معرفة أي شيء عن التعتيم الموضعي!
