실제 픽셀과 가상 픽셀의 기본 개념
LED 디스플레이 기술에서 "실제 픽셀"과 "가상 픽셀"은 두 가지 핵심 픽셀 디스플레이 기술입니다. 다양한 픽셀 구성 논리와 구동 방법을 통해 디스플레이 화면의 해상도, 비용 및 적용 가능한 시나리오에 영향을 미칩니다. 두 가지의 차이점과 특징은 아래에서 자세히 분석됩니다.
실제 픽셀의 정의 및 특성
실제 픽셀은 LED 디스플레이 화면에서 물리적으로 계산할 수 있는 실제 픽셀입니다. 각각의 실제 픽셀은 밝기와 색상을 독립적으로 제어하여 화면의 이미지를 집합적으로 구성할 수 있습니다. 실제 픽셀 디스플레이에서는 실제 픽셀과 실제 표시된 픽셀이 1:1로 대응됩니다. 화면의 픽셀 수에 따라 표시할 수 있는 이미지 정보의 양이 결정됩니다.
실제 픽셀의{0}}발광점은 LED 튜브에 위치하여 응집 특성을 나타냅니다. 기술 구현 관점에서 볼 때 실제 픽셀 디스플레이의 각 빨간색, 녹색 및 파란색 LED는 궁극적으로 충분한 밝기를 달성하기 위해 하나의 픽셀 이미징에만 참여합니다. 이 디자인은 각 픽셀의 독립성과 무결성을 보장하여 디스플레이 효과를 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있게 만듭니다.
실제 픽셀 디스플레이의 장점은 디스플레이 효과의 안정성과 일관성에 있습니다. 각 픽셀이 독립적으로 제어되기 때문에 픽셀 공유로 인한 색상 혼합 문제가 없으므로 전문 영화 및 TV 제작, 고급-상업 디스플레이 등 고정밀 디스플레이가 필요한 애플리케이션에 특히 적합합니다.
가상 픽셀의 정의 및 특성
가상 픽셀은 특정 알고리즘과 제어 기술을 사용하여 구현된 디스플레이 기술로, 디스플레이 화면이 실제 물리적 픽셀보다 더 높은 해상도 효과를 시각적으로 표현할 수 있도록 합니다. 간단히 말해서 기술적 수단을 사용하여 더 많은 픽셀을 "시뮬레이트"합니다.
가상 픽셀 디스플레이는 LED 다중화 기술을 활용합니다. 단일 LED는 인접한 LED와 최대 4회(상단, 하단, 왼쪽, 오른쪽) 결합할 수 있으므로 더 적은 수의 LED로 더 많은 이미지 정보를 표시하고 더 높은 해상도를 얻을 수 있습니다. 가상 픽셀은 분산되어 있으며 LED 사이의 발광 지점은 -인접한 빨간색, 녹색 및 파란색 하위 픽셀의 혼합을 통해 가상 이미지 지점을 형성합니다.-
가상 픽셀의 핵심은 물리적 픽셀의 조합과 분포에 있으며, 이를 통해 디스플레이 화면은 실제 픽셀보다 더 많은 이미지 디테일과 효과를 표시할 수 있습니다. 디스플레이의 실제 픽셀보다 2~4배 더 많은 이미지 픽셀을 표시할 수 있습니다. 예를 들어 R, G, B가 2:1:1 비율로 분포되면 단일 픽셀은 빨간색 LED 2개, 녹색 LED 1개, 파란색 LED 1개로 구성되어 표시되는 이미지가 원본의 4배가 됩니다.
기술원리 및 구현방법
실제 픽셀의 기술적 구현 원리
실제{0}}픽셀 LED 디스플레이 기술은 기존 디스플레이 제어 방법을 기반으로 하며 핵심 기능은 실제 픽셀과 디스플레이 픽셀 간의 1:1 대응입니다. 하드웨어 관점에서 볼 때 LED 디스플레이는 LED 다이오드로 구성된 픽셀과 관련 제어 회로로 구성되어 각 픽셀의 밝기와 어둠을 정밀하게 제어하여 풍부한 정보를 표시할 수 있습니다.
LED(Light Emitting Diode)의 핵심은 P-형 반도체와 N-형 반도체로 구성된 PN 접합입니다. PN 접합에 순방향 전압을 가하면 접합에서 전자와 정공이 재결합하여 에너지를 광자로 방출하여 빛을 방출합니다. 다양한 재료로 만들어진 LED는 다양한 색상의 빛을 방출합니다. 예를 들어, 갈륨 인화물(GaP) LED는 일반적으로 녹색 빛을 방출하는 반면, 갈륨 비소(GaAs) LED는 빨간색 빛을 방출합니다.
풀{0}}컬러 LED 디스플레이에서 각 픽셀은 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 LED로 구성됩니다. 각 픽셀의 다양한 색상의 LED의 밝기와 어두움을 제어하여 풍부하고 다양한 이미지와 비디오를 만들 수 있습니다. LED 디스플레이의 각 픽셀의 밝기와 색상을 정밀하게 제어하려면 해당 구동 회로가 필요합니다. 일반적인 운전 방법에는 정적 운전과 동적 운전이 있습니다. 정적 구동은 각 픽셀이 제어를 위해 자체적으로 독립적인 드라이버 칩을 갖는 것을 의미합니다. 이 방법은 좋은 디스플레이 결과와 균일한 밝기를 생성하지만 회로가 복잡하고 비용이 높습니다. 일반적으로 픽셀 수가 적고 디스플레이 품질 요구 사항이 매우 높은 응용 프로그램에 사용됩니다. 반면, 다이내믹 드라이빙은 스캐닝 방식을 사용하여 다양한 행과 열의 픽셀을 차례로 조명하고 인간 눈의 지속성을 활용하여 완전한 이미지를 표시합니다.
가상 픽셀의 기술적 구현 원리
가상 픽셀 기술은 물리적 픽셀을 디스플레이 픽셀(N=2 또는 4)에 매핑하여 동등한 해상도 증가를 달성하는 디스플레이 제어 방식입니다. 핵심 기술은 물리적 픽셀 사이에 LED 튜브를 재배치하여 가상 픽셀의 조합을 형성하는 데 있습니다. 가상 픽셀은 분산된 발광-구조를 사용하여 인접한 빨간색, 녹색 및 파란색 하위 픽셀을 혼합하여 가상 픽셀을 형성합니다.-
특정 구현에서 가상 픽셀 기술에는 여러 가지 솔루션이 있습니다. 4개-램프 RGGB 동적 하위 픽셀 렌더링 기술을 예로 들면, 물리적 픽셀 배열에서 각 검정색 프레임 내의 3개 RGB 하위 픽셀-은 콘텐츠 표시를 위한 완전한 픽셀을 형성합니다. 그러나 4개-램프 RGGB 배열에서는 각 검정색 프레임에 하위 픽셀이 하나만 포함됩니다.- 고급 동적 하위 픽셀-렌더링 기술을 통해 이미지 콘텐츠에 따라 주변 하위 픽셀을 유연하게 빌릴 수 있으므로 단일 하위 픽셀이 완전한 픽셀 콘텐츠 표시를 달성할 수 있습니다.-
실제 픽셀과 비교할 때 4-램프 RGGB 배열에서는 각(RGB) 픽셀에 하나의 하위 픽셀(G)만 추가하면 디스플레이 효과가 4-배 증가합니다. 마찬가지로, 3개-램프 Delta1 수직 동적 하위 픽셀-렌더링 기술도 주변 하위 픽셀을 유연하게 빌려 고해상도 디스플레이를 구현합니다.
가상 픽셀은 제어 방법(소프트웨어 가상 vs. 하드웨어 가상), 승수(2x 가상 vs. 4x 가상) 및 LED 배열(1R1G1B 가상 vs. 2R1G1B 가상)에 따라 분류될 수 있습니다. 2R1G1B 가상 픽셀 방식에서는 각 다이오드가 4개의 픽셀을 공유할 수 있어 디스플레이 해상도가 크게 향상됩니다.
기술적 특성 비교 분석
디스플레이 효과 비교
실제-픽셀 디스플레이의 각 픽셀은 독립적으로 제어되므로 디스플레이 효과가 더 안정적이고 정확합니다. 단일{2}}획 텍스트를 표시할 때 실제-픽셀 디스플레이는 명확한 텍스트를 표시할 수 있지만 가상-픽셀 디스플레이는 명확하지 않은 텍스트를 표시할 수 있습니다. 이는 가상 픽셀이 시분할 멀티플렉싱을 사용하여 4개의 인접 픽셀 정보를 주기적으로 스캔하여 가장자리 세부 묘사가 덜 선명해질 수 있기 때문입니다.
색상 성능 측면에서 실제{0}}픽셀 디스플레이는 각 픽셀의 RGB 하위 픽셀이 해당 픽셀 전용이기 때문에 더 정확하고 일관된 색상을 갖습니다. 가상-픽셀 디스플레이는 인접한 픽셀의 하위 픽셀을 혼합하여 색상을 구현하며, 이로 인해 특정 조건에서 색상 편차나 채도 부족이 발생할 수 있습니다.
시청 환경의 관점에서 볼 때 실제{0}}픽셀 디스플레이는 모든 시청 거리에서 우수한 디스플레이 품질을 유지하는 반면, 가상-픽셀 디스플레이의 최적 시청 거리는 모니터 화면의 물리적 픽셀 피치의 2048배보다 커야 합니다. 가까운 거리에서-가상-픽셀 이미지가 거칠게 나타날 수 있으며, 특히 들쭉날쭉한 가장자리가 나타날 수 있는 정적 텍스트 주변에서 더욱 그렇습니다.
비용과 성능의 균형
실제-픽셀 디스플레이는 더 많은 물리적 LED와 드라이버 회로가 필요하기 때문에 상대적으로 비용이 많이 듭니다. 특히 고해상도 애플리케이션에서 실제-픽셀 솔루션의 비용은 기하급수적으로 증가합니다. LED를 재사용하는 가상 픽셀 기술은 LED 수를 거의 늘리지 않고도 더 높은 해상도와 더 선명한 화질을 제공할 수 있어 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
성능 측면에서 볼 때, 가상 픽셀 기술은 더 낮은 비용으로 더 높은 해상도와 더 선명한 시각 효과를 구현합니다. 고해상도, 고화질,{2}}비용 효율적인 LED 디스플레이를 원하는 고객에게는 가상 픽셀 디스플레이가 탁월한 솔루션입니다. 특히 시야 거리가 더 긴 애플리케이션에서는 가상 픽셀의 디스플레이 효과가 실제 픽셀의 디스플레이 효과에 접근할 수 있지만 비용은 상당히 낮습니다.
그러나 가상 픽셀 기술에는 이미지 품질에 대한 본질적인 한계가 있습니다. 적절한 시청 거리에서는 디스플레이 효과가 허용됩니다. 기존 제조업체는 거의-실제-픽셀 디스플레이 효과를 달성하는 제품을 보유하고 있습니다. 특히 회의실, 사무실, 클로즈업 디스플레이 품질 요구사항이 높지 않고 가상 픽셀 기술이 확실한 이점을 갖는 상업용 응용 분야에서 그렇습니다.
적용 시나리오 및 일반적인 사례
실제-픽셀 디스플레이의 응용 시나리오
실제{0}}픽셀 디스플레이는 안정적인 디스플레이 효과와 정확한 색상으로 인해 높은 이미지 품질이 요구되는 전문 분야에서 널리 사용됩니다.
고급-상업 디스플레이:** 고급 소매점, 고급-호텔 및 기타 장소에서 실제-픽셀 LED 디스플레이는 정확한 색상과 섬세한 이미지를 표현하여 브랜드 이미지와 고객 경험을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 실제 픽셀 기술을 사용하여 두바이에서 Visionox가 제작한 440-미터- 길이의 실외 곡선형 LED 스크린은 중동은 물론 전 세계적으로 가장 긴 실외 고정형 LED 스크린이 되었습니다.
영화 제작 및 가상 촬영:** 영화 및 TV 산업은 디스플레이 정밀도에 대한 요구 사항이 매우 높기 때문에 실제-픽셀 디스플레이가 선호됩니다. 예를 들어, 후난성 박물관에서 열린 "Life Art-Mawangdui Han 왕조 문화의 몰입형 디지털 전시회"에서 Unilumin Technology는 실제 픽셀 기술을 사용하여 직경 15-미터- 크기의 LED 음향 투명 몰입형 돔 공간을 맞춤화하여 선명하고 섬세한 이미지와 풍부하고 생생한 색상을 구현했습니다.
대규모-이벤트 장소:** 스포츠 이벤트, 콘서트 등 대규모-이벤트에서 관객은 대형 화면에서 선명하고 안정적인 이미지를 원합니다. 실제-픽셀 디스플레이는 Absen이 Jingshan International Tennis Center에 설치한 490+제곱미터 스크린과 같이 멀리서 볼 때에도 고화질 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
가상 픽셀 디스플레이의 응용 시나리오
비용 효율성이 높은 가상 픽셀 기술은{0}}다음 분야에 널리 적용되었습니다.
가상 촬영 및 XR 기술: 가상 픽셀 기술은 가상 촬영의 비용 장벽을 크게 낮춥니다. 예를 들어 Absen과 Bocai Media가 공동으로 구축한 세계 최대 규모의 단일 유닛 LED 가상 스튜디오는 약 1700제곱미터의 전체 화면 면적을 보유하고 있으며 가상 픽셀 기술을 사용하여 6억 픽셀로 단일 화면의 픽셀 수에 대한 세계 기록을 경신했습니다. 이 기술을 사용하면 영화 및 TV 제작에서 "후반 제작이 필요 없는-" 및 "보이는 대로 얻는다"는 혁신적인 경험을 달성할 수 있습니다.
중급{0}}상업 디스플레이: 쇼핑몰, 전시장 및 대형 디스플레이 영역이 필요하지만 예산이 제한된 기타 행사에서 가상 픽셀 디스플레이는 저렴한 비용으로 고해상도 효과를 얻을 수 있습니다.- 예를 들어 Unilumin Technology의 가상 촬영 시스템 및 솔루션은 Hengdian Studio No. 1 및 Beijing Starlight VP Virtual Studio와 같은 여러 프로젝트에 적용되었습니다.
* **교육 및 훈련: 가상 픽셀 기술은 교육 부문에서도 널리 사용됩니다. 예를 들어, Aoto Electronics는 후베이 기술대학교 디지털 예술 산업 대학, 베이징 영화 아카데미 등 대학을 위한 가상 촬영 스튜디오를 구축하여 교사와 학생들이 가상 촬영 기술을 배우고 익힐 수 있는 편의를 제공했습니다.
기술 매개변수 및 성과 지표
실제 픽셀 디스플레이의 기술 매개변수
실제-픽셀 디스플레이의 기술 매개변수에는 일반적으로 다음과 같은 측면이 포함됩니다.
픽셀 밀도: 이는 단위 면적당 픽셀 수를 나타내며 일반적으로 평방 미터당 도트 수(dD/m²)로 표시됩니다. 예를 들어, 물리적 도트 피치가 10mm인 실제{1}}픽셀 디스플레이의 물리적 밀도는 평방 미터당 도트(m²) 10,000개입니다. 픽셀 밀도가 높을수록 이미지 디스플레이가 더 정밀해 지지만 더 많은 LED가 필요하므로 제조 비용이 증가합니다.
밝기: 실제-픽셀 디스플레이는 일반적으로 밝기가 높습니다. 실내 스크린의 도트 직경은 3-8mm이고 실외 스크린의 도트 피치 범위는 PH10-PH37.5입니다. 환경에 따라 밝기를 조정해야 합니다. 실외 광원은 강력하여 5000cd/m² 이상이 필요합니다. 실내 조명은 약하여 1800cd/m²만 필요합니다.
회색조 수준: 이는 밝기 수준을 제어하는 디스플레이의 기능을 반영합니다. 고계조는 이미지 처리, 의료 영상 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 일반적인 14비트 디스플레이는 16384 레벨의 회색조(2^14)를 제공하며 디스플레이를 가장 어두운 부분에서 가장 밝은 부분까지 16384 부분으로 나눕니다. 회색조 수준이 높을수록 색상이 더 풍부해집니다. 명암비: 이는 주어진 주변 조명 수준에서 LED 디스플레이 화면의 최대 밝기와 배경 밝기의 비율을 나타냅니다. LED 디스플레이의 경우 최적의 성능을 위해 5000:1 이상의 명암비를 권장합니다. 명암비가 높으면 이미지가 더 생생하게 표시되지만, 명암비가 너무 높으면 이미지의 디테일이 손실될 수 있습니다.
가상 픽셀 디스플레이 화면의 기술 매개변수
가상 픽셀 디스플레이는 핵심 매개변수를 유지하면서 기술 최적화를 통해 성능 향상을 달성합니다.
등가 해상도: 가상 픽셀 디스플레이의 물리적 픽셀 수는 실제로 표시되는 픽셀 수의 약 1(N=2, 4)배입니다. 즉, 실제 픽셀보다 2~4배 더 많은 픽셀을 표시할 수 있습니다. 예를 들어 2R1G1B 가상 픽셀 솔루션에서 각 다이오드는 4개의 픽셀을 공유할 수 있습니다.
새로 고침 빈도: 높은 새로 고침 빈도로 프레임 시간이 단축되고 새로 고침 빈도가 높아져 디스플레이가 더 부드러워집니다. 가상 픽셀 디스플레이는 일반적으로{1}}초고주사율 7680Hz와 1/8 스캔 속도를 사용하여 기존 사진에서 깜박임과 흔들림을 효과적으로 제거합니다.
색상 성능: 가상 픽셀 디스플레이는 세 가지 기본 색상(빨간색, 녹색, 파란색)의 조합을 통해 풀컬러 디스플레이를 구현합니다.{0}} 픽셀 재사용 제어 기술은 240Hz 이상의 스캔 주파수를 유지하여 화면 깜박임을 제거하는 동시에 에너지 소비와 비용을 줄여 텔레비전 방송과 같은 높은 동적 범위 시나리오에 적응합니다.
전력 소비 제어: 가상 픽셀 기술은 물리적 LED 수를 줄여 전력 소비를 최적화합니다. 특정 가상 픽셀 화면의 평균 전력 소비량은 약 600W/m2이고, 최대 전력 소비량은 1000W/m2 이하로 실제 픽셀 화면보다 훨씬 낮습니다.
산업 평가 및 발전 동향
두 기술에 대한 전문가 평가
업계 전문가들은 실제-픽셀 및 가상{1}}픽셀 기술에 대한 객관적인 평가를 제공합니다. Carlette는 "디스플레이 기술의 급속한 발전으로 인해 고화질 제품에 대한 사용자의 수요가 매일 증가하고 있습니다. 가상 픽셀의 출현으로 비용 증가 없이 제품 해상도를 높일 수 있으며 이는 업계의 고화질 개발을 촉진하는 데 유리합니다.-"라고 말했습니다. 가상픽셀은 LED 개수를 늘리거나 개수를 줄이는 것만으로도 고해상도와 선명한 화질을 제공할 수 있는 픽셀 재사용 방식이다.
하지만 전문가들은 가상픽셀 기술의 한계도 지적한다. 픽셀 공유로 인해 가상 배율이 높아질수록 가상 픽셀의 실제 표시 효과가 저하됩니다. 가까운 거리에서-가까이서 보면 이미지가 거칠게 나타나며 특히 정적 텍스트로 인해 가장자리가 들쭉날쭉하게 보입니다. 이는 가상 픽셀 기술이 전문 애플리케이션에서 실제 픽셀을 완전히 대체할 수 없음을 의미합니다.
실제{0}}픽셀 기술과 관련하여 전문가들은 특히 고급 애플리케이션에서 디스플레이 품질의 이점이 부인할 수 없다고 믿습니다.- 그러나 가상 픽셀 기술이 지속적으로 최적화되면서 둘 사이의 격차는 줄어들고 있습니다. 적절한 시청 거리와 적용 시나리오에서 가상 픽셀은 이미 실제 픽셀에 가까운 시각적 경험을 제공할 수 있습니다.
미래 개발 동향
LED 디스플레이 기술의 발전은 다음과 같은 추세를 보입니다.
가상 픽셀 기술의 지속적인 최적화: 최근 몇 년 동안 4개-램프 가상 픽셀 방식이 점점 일반화되었습니다. 가상 녹색 4개-램프 방식에서 각 픽셀은 빨간색, 녹색, 파란색, 가상 녹색의 4개 LED로 구성됩니다. 전체 디스플레이 주기에서 각 빨간색/파란색 LED는 4번 재사용되고 각 녹색/가상 녹색 LED는 2번 재사용됩니다. 14-비트 고정밀 제어 시스템과 결합하여 가상 픽셀의 표시 품질이 더욱 향상됩니다.
적용 시나리오 확장: LED 가상 촬영 스튜디오의 수가 급속도로 증가하여 전국적으로 41개에 이르고 베이징, 상하이, 광둥을 비롯한 여러 성 및 도시에 분산되어 있습니다. 가상 제작 및 8K 비디오가 대중화되면서 LED 디스플레이는 단일 디스플레이 기능에서 '촬영{3}}친화적인' 솔루션으로 업그레이드되고 있습니다.
기술 통합 및 혁신: 지능형 동기화 기술, 광학 구조 최적화, 적응형 제어 시스템과 같은 혁신이 끊임없이 등장하고 있습니다. 촬영 장비의 프레임 속도에 동적으로 일치하는 재생률 조정 시스템을 개발하면 주파수 차이로 인한 깜박임이 줄어듭니다. 확산 필름 및 미세 구조 표면 처리와 같은 기술을 사용하면 모아레 패턴이 발생할 가능성이 줄어듭니다.
추가 혁신: 시장은 지속적으로 확장되고 있습니다. 시장 조사에 따르면 전 세계 마이크로 LED 시장 규모는 2020년 약 1억 달러에서 2025년 10억 달러 이상으로 성장하여 연평균 복합 성장률(CAGR)이 30%가 넘을 것으로 예상됩니다. 가상 픽셀 기술은 특히 소비자 시장에서 이러한 성장의 중요한 원동력이 될 것입니다.
