极低灰如何准确认证？聚积科技给出答案

文章转载自：行家说Talk

随着近些年LED显示屏的普及化应用，越来越多的观众享受到LED显示屏呈现的精彩画面，同时也在期待着更高的画面质量。为了满足观众的体验需求，除了把LED显示屏的点间距缩小，还需要从其他方面提升LED显示屏的显示质量。聚积科技在今年年初提出了评判显示效果的六大“芯指标”：高画面质量、极低灰、卓越级HDR、64扫、低功耗、高集成。其中极低灰是聚积科技率先提出的概念，定义为：在最低亮度画面时，实现精准灰阶渐层表现。

上图是极低灰与无极低灰的对比。两条黄色虚线分别标识出了灰阶亮度一样的位置，可以明显看到，极低灰的灰阶宽度更长。那么对于具体的LED显示屏产品，应该如何进行极低灰认证呢？

极低灰显示认证方式有两种，这两种方式均要求比较基准处于相同条件下的显示模块。认证方法一是比较相同亮度条件下的画面质量。下图左侧照片是极低灰，右侧照片是对照组，可以看到，相同亮度下，左侧照片色彩深度与细节相比右侧更为生动细腻。

另一种极低灰的认证方式是：决定可接受的的灰阶显示效果后，测量对应的亮度值做为“对比度”的相对基准点。绘出所测LED显示屏产品的Gamma曲线。

在此先普及一下Gamma曲线这一概念。Gamma曲线是描述信号输入和显示设备的信号输出之间关系的数值表达式。如下图所示，Gamma2.0到Gamma2.8的曲线斜率各不同，但输入和输出之间均是一一对应的关系。零输入会产生零输出（实际上，由于显示器残留的黑色电平，实际上显示器会产生很少光量，而不是零），最大输入会产生最大输出。但是，随着输入信号强度的增加，显示屏的光信号输出不会线性增长，即信号输入和视频输出之间的关系是非线性的。

具有较低Gamma值的显示器会随着信号输入的增加更快地增加其光输出。例如10％的输入，会发现Gamma2.8仅产生Gamma2.0光输出的16％。这显然是巨大的差异。随着输入的增加，差异变得越来越小，因此在输入信号为90%时，Gamma2.0与Gamma2.8产生的输出信号约在75%~80%左右，差异明显缩小。

因此，不同的Gamma曲线在低信号输入产生的输出有明显的差异。Gamma2.8在低信号输入部分可以产生更加细腻的光输出，因此Gamma2.8表示了画面在低灰显示效果更为细腻。

上述便是Gamma曲线所传递的信息。不过值得一提的是，目前各家显示屏制造商在测试显示屏的灰阶手法差异非常大，虽然可以绘出Gamma曲线，但显示屏实际的输出可能与所绘Gamma曲线大相径庭。

这是因为普遍的测试手法采用的是带握把式量测仪器，仪器的开关在握把上，量测时扣动握把仪器会有震动，加上每次手动取样的距离不一样，所取像素点无法完全一致，导致读值跳动，有时差异会达到10%左右。此外，带握把式量测仪器枪口没有完全贴合显示屏幕，读值时尤其是极低灰的测试容易受到环境光的影响，对测试环境的要求较高。

针对于此，需要对极低灰的认证手法需要作出改进。聚积科技采用的量测仪器是接触式光枪CA-VP427，该仪器不带握把，而是通过传输线与电脑连接，枪口带有软性接头，可以完全与显示屏接触，量测时安放在显示屏幕前，开关通过电脑操作实现。对比前者，这样操作的好处在于：一是稳定度非常高，每次测试时被测像素点均是一样的，读值不会跳动，减少了量测误差；二是接触式量测不会受到环境光的影响，验证时一般环境就可以了，对低灰量测不会有影响。在环境光很亮的情况下，可以量到灰阶0的绝对0。通过此认证手法，低灰时读值可精确到小数点后四位。

通过科学的方法认证，将光枪所测得到的精准读值绘制到坐标轴上，便可得到准确的Gamma曲线。所得的Gamma曲线与Gamma2.8越接近，意味着在低亮度画面时，灰阶渐层表现的实现约精准，即极低灰。