Cách Tăng Thang Độ Xám Cho Màn Hình Led Dưới Góc Độ Chuyên Gia

Ở những bài viết trước đó, SKV đã chia sẻ đến bạn đọc tổng hợp thông tin cần biết về thang độ xám của màn hình led, từ khái niệm, ý nghĩa của thang độ xám trong màn hình led, các mức thang độ xám hay các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thang độ xám, các vấn đề thường gặp và cách cải thiện hiệu suất thang độ xám cho màn hình led…

Trong bài viết này, SKV sẽ phân tích chuyên sâu hơn về thang độ xám và cách tăng thang độ xám cho màn hình led dưới góc độ kỹ thuật, chuyên gia, giúp bạn đọc có thể áp dụng và hiệu chỉnh thực tế cho màn hình led của mình để đạt được hiệu quả hiển thị tốt nhất.

Xem lại:

• Thang Độ Xám Màn Hình Led: Tất Cả Thông Tin Cần Biết! (Phần 1) Tại đây!
• Thang Độ Xám Màn Hình Led: Tất Cả Thông Tin Cần Biết! (Phần 2) Tại đây!

Hiểu đơn giản về thang độ xám

Hiểu một cách đơn giản, thang độ xám  thể hiện mức độ sáng từ tối nhất đến sáng nhất, tức là biểu thị lượng độ sáng hoặc mức độ xám. Số mức độ xám càng cao, khả năng hiển thị độ chuyển sắc càng tinh tế.

Lấy màn hình LED có độ sáng 1000 nit và độ sâu bit 14 bit làm ví dụ, về mặt lý thuyết, độ sáng của thang độ xám 1 được tính bằng 1000÷16384=0,061nit. Bỏ qua các vấn đề như ghép tín hiệu và nhiễu, thì sự khác biệt độ sáng nhỏ nhất giữa các mức xám là 0,061 nit.

Nếu độ sâu bit được thay đổi thành 16 bit, độ sáng của thang độ xám 1 sẽ là 1000 ÷ 65536 = 0,015nit. Điều này có nghĩa là độ sáng ở mức xám thấp hơn và sự chênh lệch độ sáng giữa các mức xám cũng nhỏ hơn. Nói cách khác, sự thay đổi độ sáng hoặc hiệu ứng chuyển màu sẽ mượt mà và tinh tế hơn.

Định Nghĩa Thang Độ Xám Trên IC Điều Khiển

Số mức độ xám được xác định trên IC điều khiển thường được tính theo công thức:

Grayscale = GCLK / Số lần quét / Tốc độ khung hình

Trong đó:

• GCLK (Global Clock): Xung nhịp toàn cục, đóng vai trò quyết định số mức độ xám.
• Số lần quét: Số lần IC điều khiển quét qua các đèn LED.
• Tốc độ khung hình: Số khung hình hiển thị trên giây.

Điều này có nghĩa là thang độ xám được quyết định bởi số xung GCLK, số lần quét, tốc độ khung hình và thời gian trường đen.

Thông thường, nếu thang độ xám tuyến tính, tức là độ sáng từ tối nhất đến sáng nhất được chia đều thành nhiều cấp độ, thì:

Grayscale = Độ sáng tại mức xám sáng nhất / Độ sáng tại mức xám 1

Tuy nhiên, trên thực tế, các mức độ xám không được chia đều tuyệt đối. Trong hầu hết các trường hợp, độ sáng tại mức xám 1 thường cao hơn một chút so với lý thuyết, điều này gây ra sự không mượt mà trong hiển thị các vùng tối. 

Đây là lý do cần có các thuật toán như [Fine Grayscale] và [22bit+] để cải thiện chất lượng hiển thị. Các thuật toán này giúp điều chỉnh độ sáng chi tiết hơn, tránh hiện tượng màu sắc bị gãy hoặc nhấp nháy trong vùng tối.

Hiệu suất thang độ xám và biểu hiện thang độ xám của màn hình LED

Khi nói về màn hình LED, mắt người đặc biệt nhạy cảm với các mức xám thấp. Ngay cả khi màn hình có thang độ xám cao, nhưng nếu độ sáng tại mức xám 1 quá cao, hình ảnh sẽ không tự nhiên và khó chấp nhận. Vì vậy, tỷ lệ giữa độ sáng tại mức xám 1 và độ sáng tại mức xám cao nhất có thể được dùng để đánh giá hiệu suất thực tế của thang độ xám trên màn hình LED.

Công thức được sử dụng như sau:

Grayscale = Độ sáng tại mức xám cao nhất / Độ xám tại mức 1

Nếu nguồn tín hiệu đầu vào đạt 12 bit và thang độ xám của màn hình cũng đạt 12 bit, liệu hai giá trị này có tương đương nhau? Câu trả lời là không.

• Nguồn tín hiệu 12 bit đề cập đến độ sâu màu (Color Depth).
• Thang độ xám 12 bit là số mức thay đổi độ sáng từ tối nhất đến sáng nhất mà IC điều khiển có thể đạt được.

Hai yếu tố này không hoàn toàn giống nhau. Đạt đến mức 12bit chỉ là cơ sở, nếu không, chất lượng hình ảnh sẽ bị ảnh hưởng.

Vì vậy, để đảm bảo hiệu ứng hiển thị tốt nhất, số mức xám nên càng nhiều càng tốt, miễn là không làm ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của màn hình LED. Khi đó, sự chuyển đổi độ sáng trên màn hình sẽ mượt mà và chi tiết hơn, giúp hình ảnh hiển thị tự nhiên hơn.

Cách tăng thang độ xám cho màn hình led

Tương tự như tần số quét, thang độ xám của màn hình LED phụ thuộc vào thiết kế module LED và khả năng xử lý của IC điều khiển. Để nâng cao hiệu suất thang độ xám, cần tối ưu hóa toàn diện nhiều yếu tố như IC điều khiển, hệ thống kiểm soát, công nghệ điều chỉnh thang độ xám, tần số quét, khả năng tản nhiệt và chất lượng chip LED. Cụ thể như:

Tối Ưu Hóa IC Điều Khiển Và Hệ Thống Kiểm Soát

IC điều khiển quyết định tốc độ phản hồi và hiệu suất thang độ xám của màn hình LED. Lựa chọn IC có độ rộng xung OE hẹp giúp hệ thống kiểm soát hiển thị chi tiết hơn ở các mức xám thấp. Một IC điều khiển tốt giúp cải thiện đáng kể khả năng hiển thị hình ảnh của màn hình LED.

Bên cạnh đó, hệ thống kiểm soát cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dữ liệu hình ảnh thành tín hiệu điều khiển LED. Việc nâng cấp hệ thống kiểm soát và áp dụng các giải pháp mã hóa tiên tiến giúp tăng độ mượt của thang độ xám, đặc biệt trong các vùng hiển thị có độ sáng thấp.

Cải Thiện Công Nghệ Điều Khiển Thang Độ Xám

Để đạt được thang độ xám chính xác hơn, công nghệ điều chế độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation) được sử dụng. Công nghệ này điều chỉnh thang độ xám bằng cách kiểm soát thời gian phát sáng của LED trong một chu kỳ rất ngắn, tận dụng hiệu ứng lưu ảnh của mắt người để hiển thị hình ảnh mượt mà hơn. Theo đó, nếu tần số bật/tắt của LED đủ nhanh, người xem sẽ không nhận thấy hiện tượng nhấp nháy mà chỉ thấy sự chuyển đổi tự nhiên giữa các mức sáng.

Ngoài ra, mắt người cảm nhận độ sáng theo cách phi tuyến tính, trong khi LED lại có đặc tính tuyến tính về dòng điện. Điều này dẫn đến hiện tượng khó phân biệt sự khác biệt giữa các mức xám cao hoặc lệch màu. Để khắc phục, cần tối ưu hóa đáp ứng phi tuyến tính, giúp màn hình hiển thị rõ nét và chính xác hơn, đặc biệt trong các chi tiết tối và sáng.

Cải Thiện Tần Số Quét Của Màn Hình LED

Tần số quét là số lần màn hình cập nhật hình ảnh trong một giây. Nếu tần số quét thấp, người xem có thể nhận thấy các hiệu ứng không mong muốn như hiện tượng nhấp nháy (breathing effect) hoặc quét ngang (rolling effect), gây khó chịu khi nhìn lâu. Tăng tần số quét giúp màn hình hiển thị ổn định hơn, hình ảnh sắc nét và mượt mà hơn.

Ngoài ra, chế độ quét cũng ảnh hưởng đến chất lượng thang độ xám. Tối ưu hóa chế độ quét giúp tăng tần số quét thực tế, đảm bảo hình ảnh không bị giật lag, đặc biệt trong các ứng dụng hiển thị tốc độ cao như sân khấu hoặc quảng cáo ngoài trời.

Các Yếu Tố Khác Cần Lưu Ý

Khi màn hình LED hoạt động, nó sẽ tạo ra một lượng nhiệt nhất định. Nếu tản nhiệt kém, nhiệt độ cao có thể làm giảm tuổi thọ LED, ảnh hưởng đến khả năng hiển thị thang độ xám. Do đó, cần đảm bảo hệ thống tản nhiệt hiệu quả, giúp màn hình vận hành ổn định trong thời gian dài.

Chất lượng LED cũng quyết định độ chính xác của thang độ xám. Để đạt hiệu suất hiển thị tốt nhất, nên chọn LED có độ sáng cao, độ ổn định tốt và tuổi thọ dài. Những loại LED chất lượng cao giúp cải thiện khả năng hiển thị màu sắc, giảm hiện tượng suy giảm ánh sáng theo thời gian.

Do vậy, việc cải thiện thang độ xám của màn hình LED không chỉ phụ thuộc vào một yếu tố mà đòi hỏi sự tối ưu đồng bộ từ IC điều khiển, hệ thống kiểm soát, công nghệ PWM, tần số quét, khả năng tản nhiệt và chất lượng LED. Khi tất cả các yếu tố này được cải thiện, màn hình LED sẽ hiển thị hình ảnh mượt mà hơn, sắc nét hơn và tự nhiên hơn, mang đến trải nghiệm thị giác tối ưu.

Nếu bạn là dân không chuyên trong lĩnh vực này, hãy liên hệ tới nhà cung cấp, lắp đặt màn hình led để được hướng dẫn trực tiếp, tối ưu hơn. Hoặc liên hệ SKV để được hỗ trợ từ chuyên gia.

Hồ Hải

Tôi là Hồ Hải, hiện đang là Chuyên viên Kỹ thuật của SKV.Lighting. Với hơn 5 năm trong lĩnh vực nghiên cứu, thi công và lắp đặt màn hình LED, thiết bị sân khấu, tôi đã thực hiện thành công hơn 5000 dự án lớn nhỏ, thúc đẩy tăng trưởng doanh số của công ty. Tôi hy vọng với những kỹ năng và kinh nghiệm nhiều năm của mình, tôi sẽ mang tới những kiến thức bổ ích và những trải nghiệm tuyệt vời nhất dành cho khách hàng, đúng như phương châm của SKV Lighting “Uy tín – Cam Kết – Tận tâm”.