Helderheid en grijswaarden videowall

Narrowcasting / Content Management System

Helderheid, grijswaarden en foutratio van een videowall

Bij een videowall worden in de fabriek defecte LED’s vervangen. Een pixelfout ratio voor het gehele scherm van 1/104 en een lokale foutratio van 3/104 is geen probleem, maar sommige fabrikanten hanteren een bedrijfsstandaard van geen enkele pixel die ‘out of control’ is. Maar dit leidt er alleen maar toe dat kosten en levertijd toenemen. Voor verschillende toepassingen zijn verschillende foutratio acceptabel. Doorgaans zal voor een videowall dat gebruikt wordt voor het afspelen van video een foutratio van 1/104 acceptabel zijn; bij eenvoudige teksttoepassingen is een foutratio tot 12/104 acceptabel. Klik hier voor LED schermen en hier voor videowalls.

Helderheiddiscriminatieniveau  van een videowall

Het helderheid discriminatieniveau verwijst naar de mate waarin het menselijk oog onderscheid kan maken tussen zwart tot wit bij een bepaald helderheidniveau van het beeld. Zoals eerder opgemerkt kan men met sommige hoge grijswaardendisplays 256 of zelfs 1024 verschillende grijswaardes weergeven. Maar omdat de gevoeligheid van het menselijk oog beperkt is, kan men niet ten volle de verschillende grijswaardes onderscheiden. Dit betekent dat veel naast elkaar liggende grijswaardes als gelijk worden gezien. Het menselijk oog is echter beter in staat om te onderscheiden of een beeld natuurgetrouw is of niet, en daar gaat het uiteindelijk bij een videowall om. Hoe meer het helderheidniveau is aangepast op het menselijk oog, des te groter het belang van de kleurenschakeringen van het display en hoe groter het potentieel voor rijke kleuren. Het geschikte helderheidniveau kan met speciale software worden getest.

Pixelfout ratio LED wall

Pixelfout ratio is een ratio voor het aantal beeldpunten (pixel) van het scherm dat niet goed werkt (out of control). Op twee manieren kan sprake zijn van een pixelfout: allereerst, de blinde vlek, een pixel die geen helder licht geeft terwijl het dat wel moet doen, en – omgekeerd – de altijd heldere plek, een pixel die altijd helder schijnt ook wanneer dat niet de bedoeling is. Doorgaans kennen pixels de volgende samenstellingen: 2R1G1B (2 rood, 1 groen en 1 blauw led), 1R1G1B, 2R1G, 3R6G, enzovoort.

Een pixelfout betekent meestal niet dat alle leds die samen een pixel vormen tegelijk niet doen wat het zou moeten doen, maar zo lang als een het niet goed doet, denken we dat de pixel fout is. Voor de eenvoud wordt bij een videowallaan de hand van de primaire kleuren (d.w.z. rood, groen, blauw) de foutratio berekend.

Het aantal pixels met een pixelfout in verhouding tot het totale aantal pixels van een scherm noemen we de full screen pixelfoutratio. Een ander belangrijk kengetal is de lokale pixelfoutratio: daar het niet gewenst is dat de pixels met een fout zich in een bepaald deel van het scherm concentreren, geeft dit kengetal het aan foute pixels in een gebied van 100 × 100 pixels weer, dus het aantal fouten op 10.000 pixels. Deze indicator wordt in de algemene specificaties voor een videowall van Leddisplay Expert als de discrete verdeling van pixelfouten handig en intuïtief gekwantificeerd.

Grijswaarde, de zogenoemde kleur- of grijsschaal, verwijst naar de helderheid van licht en schaduw. In geval van digitale beeldtechnologie is de grijsschaal het aantal getoonde kleurdeterminanten. In het algemeen geldt hoe hoger de grijswaarde, hoe voller de kleuren van het display, hoe delicater de afbeelding en hoe beter details worden getoond.

De grijswaarde hangt af van hoe het systeem analoog naar digitaal kan omzetten. Natuurlijk moet de videochip van het systeem, het geheugen en transmissie het geschikte aantal bits ondersteunen. De huidige Chinese LED displays zijn meestal 8-bit systemen, dat wil zeggen 256 (28) grijswaarden. Het is eenvoudig te begrijpen dat er dan 256 schakeringen in helderheid zijn van wit naar zwart. Bij het gebruik van RGB primaire kleuren kunnen zo 256 × 256 × 256 = 16777216 verschillende kleuren worden gemaakt, meestal aangeduid als 16 miljoen kleuren. Displays uit andere landen hebben meestal een 10-bit systeem, dus 1024 tinten grijs, en in geval van RGB 1,07 miljard kleuren.
Hoewel het aantal grijswaarden de bepalende factor is bij het bepalen van het aantal kleuren, wil dat nog niet zeggen hoe meer hoe beter. Allereerst is de resolutie van het menselijk oog beperkt, en daarnaast zal een toename in het aantal grijswaarden/bits dat het systeem verwerkt doorwerken naar de videoverwerking, opslag, transmissie, scanning en andere onderdelen van het systeem, waardoor de kosten dramatisch stijgen en de kosteneffectiviteit van het systeem zal afnemen. Meer algemeen gesteld: voor commerciële producten en toepassingen is een 8-bitssysteem geschikt, maar voor media/uitzendtoepassingen een 10-bitssysteem.

Grijswaarden – niet-lineaire transformatie van een videowall

Met niet-lineaire transformatie van grijswaarden wordt gedoeld op grijswaarden data die overeenkomen met de waargenomen waardes of op een bepaalde niet-lineaire relatie tussen de transformatie van die grijswaarden en de vertoning op de videowall. Een LED is een lineair apparaat, een traditioneel scherm daarentegen heeft niet-lineaire eigenschappen. Om er voor te zorgen dat een videowall een traditionele gegevensbron kan weergeven zonder verlies aan grijswaarden wordt meestal na de omzetting van niet-linaire input het aantal bits verhoogd (om ervoor te zorgen dat geen schakeringen grijs verloren gaan). Sommige leveranciers bieden display besturingssystemen die na de omzetting van niet-lineaire gegevens 4096, 16384 of zelfs een hoger aantal grijswaarden kennen. Voor 4096 grijswaarden wordt een 8-bit bron met een tot 12-bit niet-lineaire transformatietechnologie gebruikt, 16384 is het resultaat van 8-bit naar 16-bit niet-lineaire transformatietechnologie. Bij een 8-bits bron is voor niet-lineaire transformatie de vereiste ruimte voor conversie beslist groter dan de 8-bits bron. Meestal tenminste 10. Voor een zelfde waarde grijs geldt ook hier voor de parameter: groter is niet altijd beter; in het algemeen is 12-bits voldoende.