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L’augmentation de lisibilité pour les écrans grâce au rétro-éclairage

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La plupart des appareils de consommation souffrent de la lumière du soleil provoquant une lisibilité médiocre, mais avec le rétro-éclairage ce problème est atténué.

Comme les tailles d’affichage sur les téléphones mobiles et autres appareils grand public ont augmenté, l’importance de la consommation d’énergie et lisibilité d’affichage a augmenté en conséquence. Avec un nombre croissant de fonctionnalités et de fonctions entassées dans des dispositifs plus petits, cette situation impose aux batteries des niveaux jamais vus auparavant.

Avec un affichage souvent représentant jusqu’à 50% de la puissance du système, les concepteurs de systèmes et équipementiers d’appareils sont constamment à la recherche des moyens de réduire la consommation d’énergie de l’écran sans aucun impact sur l’expérience de l’utilisateur. Malheureusement, toutes les méthodes précédentes acceptées pour la réduction de la consommation de la puissance d’affichage a des effets négatifs sur l’expérience visuelle de l’utilisateur, en particulier lors de la visualisation du contenu vidéo et mixed-media.

La lumière du soleil et des batteries

Un thème commun parmi tous les appareils portables est des problèmes avec l’affichage et la lisibilité dans certains environnements d’éclairage ambiant, la lumière du soleil particulièrement brillant. Bien que simples les monochromes E-ink de type écrans réfléchissants n’ont pas ce problème en raison du rapport de contraste élevé de noir sur blanc, les technologies d’affichage populaires comme les écrans LCD souffrent de lisibilité d’affichage importante de débarquement comme en témoigne la lumière ambiante. Dans certains cas, le contenu d’affichage sera complètement emporté par l’eau en plein soleil, rendant le visionnement impossible et forçant l’utilisateur à trouver un environnement à faible éclairage, ou attendre que les changements d’éclairage ambiant soient suffisants pour permettre le visionnement du contenu.

La solution commune pour faire face à ce problème est de simplement augmenter la luminosité de l’écran, mais cela a un effet négatif sur l’expérience utilisateur, sachant que la vie de la batterie souffre grandement.

En règle générale, tant que la taille d’affichage augmente, la consommation en énergie aussi. Par exemple, un type 4-en écran LCD pour téléphone mobile peut consommer autant que 650 mW à 100% rétro-éclairage. Toutefois, un écran 10.1-in. Écran LCD, comme ceux utilisés dans les tablettes PC peut consommer plus de 2.000 mW rétro-éclairage au maximum. Bien que la capacité de la batterie certainement augmentera en cas de changement des facteurs de forme (téléphone mobile pour tablette), la capacité de la batterie aura généralement une échelle linéaire avec la taille du périphérique, ce qui signifie que la vie de charge de la batterie seule ne change généralement pas d’un 4-en téléphone mobile à un 10-in tablette.

Le rôle de compensation dynamique

Tous les appareils de consommation ont une compensation dynamique (RDC) pour rendre une image source ou flux vidéo adapté à l’affichage sur un périphérique de sortie. La plage dynamique est généralement définie comme la différence d’intensité entre la partie la plus sombre et les plus brillants de la scène. L’œil humain peut capturer une gamme dynamique très large de cinq ordres de grandeur.
La capacité de la plage dynamique d’un affichage est régi par la technologie d’affichage (LCD, PDP, ou OLED), la puissance ou la luminosité, le coût de la réflexion écran, et les conditions d’éclairage ambiantes. Par conséquent, pour retenir autant d’informations à partir d’une scène dans le monde réel après la capture numérique, la transmission et l’affichage, la gamme dynamique doit être comprimée à chaque étape le long de la chaîne. Dans certaines applications, l’extension de la gamme dynamique peut être nécessaire.

Si l’écran est assez grand pour que la vidéo remplisse le champ visuel du spectateur, l’œil peut appliquer ce traitement lui-même. Cependant, au cas de l’utilisation la plus courante dans des dispositifs portables est que l’affichage ne remplit que la partie centrale du champ de vue. L’œil ne peut pas effectuer ce traitement de manière optimale et donc un traitement numérique doit être remplacé.

Donc, dans le cas d’affichage de la vidéo sur un appareil mobile, même si l’écran a une gamme dynamique supérieure ou égale à celle de la vidéo originale, la RDC est toujours nécessaire pour produire l’aspect naturel vidéo. Parce que l’œil humain peut s’appliquer à très forte RDC, une vidéo affichée ne semble naturelle et réaliste, si le même genre de traitement est appliqué.

Comme la fois la consommation d’énergie d’affichage et de lisibilité ont été des problèmes connus depuis de nombreuses années, un certain nombre de technologies ont été développées en RDC pour y faire face, en particulier:

• le contrôle du rétro éclairage contenu adaptatif (CABC)

• la compensation de la lumière ambiante (SLA)

• l’égalisation d’histogramme (HE)

• le moteur d’amélioration visuelle (VEE) et optimiseur de la puissance d’affichage (DPO)

S’adapter au contenu

CCCA est une méthode de la RDC selon laquelle les capacités de l’affichage de la plage dynamique sont mises en correspondance avec la plage dynamique du contenu. La plupart du contenu vidéo et l’affichage est destiné à être vu sur les écrans avec une plage dynamique 1000:1 dépassant. Cependant, la plupart de poche affiche d’appareils grand public ont une gamme dynamique de ~ 600:1. Notez que cette dynamique est déclarée que dans des conditions d’observation idéales, comme une pièce sombre semblable à une salle de cinéma.

La plupart des contenus vidéo n’auront pas réellement une gamme dynamique qui dépasse 1000:1. CABC va calculer le ratio de la vidéo le contenu de la plage dynamique de la gamme destinée affichages dynamiques, et puis de d’augmenter le contenu vidéo à l’aide que le rapport à l’affichage mobile. Ce qui résulte le contenu vidéo est redimensionnée en fonction du contenu original et en fonction du rapport d’affichage.

CCCA peut alors réduire le niveau de rétro éclairage de l’écran pour éliminer l’extrémité supérieure de la «plage gaspillée». Toutefois, l’extrémité inférieure reste gaspillée. Le résultat net est que CABC a réduit la consommation d’énergie d’affichage. L’expérience montre que CABC peut réduire la consommation électrique du système en autant que 10% à 15%.

Mais tandis que CABC peut économiser de l’énergie du système, il dispose d’un certain nombre d’inconvénients:

1. Les économies d’énergie réelles sont dépendantes du contenu et sont donc difficiles à prévoir. Bien que la plage dynamique de l’affichage ne change pas, la plage dynamique du contenu est toujours en évolution.

  1. CCCA ne tient pas compte de la lumière ambiante. Le CCCA envisage une plage dynamique d’un écran de visualisation dans des conditions idéales, mais la réalité des appareils mobiles est que le contenu n’est presque jamais vu dans des conditions idéales.
  2. Les modifications apportées niveaux de rétro éclairage peut apparaître comme le scintillement. CCCA ajuste constamment la luminosité de l’écran pour afficher le contenu. Avec l’augmentation de la teneur de la gamme dynamique et des diminutions, l’affichage ajuste les niveaux de luminosité.

ALC et SE

Crépusculaire de compensation (ALC) est une méthode très simple d’économie d’énergie d’affichage où l’intensité du rétro éclairage d’affichage est modifiée selon les conditions ambiantes-légers. Si le niveau la lumière ambiante augmente, affichant la luminosité augmente, et que les baisses de luminosité ambiante, d’afficher des baisses de luminosité. Avec l’augmentation de la lumière ambiante, les détails dans l’obscurité sont perdus d’abord, et puis le contenu, est de plus en plus perdu.

VEE et DPO

L’amélioration visuelle (VEE) et Display Power Optimizer (DPO) technologies mettent en œuvre une méthode qui appliquent à la RDC différentes transformations tonales et colorimétriques de chaque pixel de l’image. Basé sur un modèle de la perception humaine, les résultats de la RDC dans une image affichée conservent le détail, la couleur, et la vitalité même dans des conditions d’observation difficiles.

VEE et technologies DPO spécifiquement sur le problème du rapport de contraste faible des écrans mobiles apportent un plus comme expérience de visionnement sur des appareils mobiles tout en économisant l’énergie. En effet, VEE génère automatiquement et applique une courbe tonale différente iridix qui transforme chaque pixel de la vidéo d’entrée, en fonction des paramètres utilisateurs mondiaux qui contrôlent son comportement général.

Lorsque VEE est activé, l’équipementier a jugé que la qualité du contenu d’affichage était égale à un niveau de rétro éclairage de 26%. La baisse de 93% à 26% de l’intensité de rétro-éclairage permet une DPO basée sur une seule charge de l’amélioration vie de la batterie de 23%.…