Graustufen des LED-Bildschirms

Der Graustufenwert bezieht sich auf die Anzahl der unterschiedlichen Helligkeitsstufen einer einzelnen Primärfarbe (Rot, Grün und Blau) auf einem Bildschirm. LED-Anzeige, von seinen dunkelsten bis zu seinen hellsten Farben.

LED-Lampen kennen nur zwei Zustände: „Ein“ (hellstes Licht) und „Aus“ (völlig dunkel). Sie können keine Bilder darstellen, sondern nur Text oder Muster. Das liegt daran, dass sie keine Graustufen darstellen können.

Wenn LED-Lampen verschiedene Helligkeitsstufen von gedimmt bis maximal darstellen können, gilt: Je mehr Stufen sie bieten, desto feiner sind die Farb- und Lichtübergänge, die sie wiedergeben können. Das Ergebnis sind realistischere und natürlichere Bilder. Diesen Effekt bezeichnen wir als Graustufen.

1. Wie werden Graustufen dargestellt?

Graustufen werden üblicherweise durch Zweierpotenzen dargestellt, wobei N die Anzahl der Bits angibt.

8-Bit-Graustufen: Dies ist die gebräuchlichste Basisstufe. Das bedeutet, dass jede Primärfarbe 2⁸ = 256 Helligkeitsstufen (von 0 bis 255) besitzt.

10-Bit-Graustufen: Jede Primärfarbe hat 2¹⁰ = 1024 Stufen.

12-Bit-Graustufen: Jede Primärfarbe hat 2¹² = 4096 Stufen.

14-Bit-Graustufen: Jede Primärfarbe hat 2¹⁴ = 16384 Stufen.

16-Bit-Graustufen: Jede Primärfarbe hat 2¹⁶ = 65536 Stufen.

 

Für das gesamte Pixel (bestehend aus drei Subpixeln: rot, grün und blau): Basierend auf 8-Bit-Graustufen beträgt die Anzahl der Farben, die ein Pixel kombinieren kann, 256 (rot) × 256 (grün) × 256 (blau) = 16.777.216 Farben, also 16 Millionen Farben.

Wenn die Graustufendarstellung auf 16 Bit erhöht wird, ergibt sich eine enorme Anzahl von Farben (65536³), die die Auflösungsgrenze des menschlichen Auges weit übersteigt und hauptsächlich in professionellen Bereichen eingesetzt wird, um einen möglichst sanften Übergang zu erzielen.

2. Warum ist der Graustufenwert so wichtig?

Der Graustufenwert bestimmt direkt die Bildqualität eines LED-Bildschirms, vor allem in folgenden Aspekten:

(1) Farbsättigung:

Je höher der Graustufenwert, desto mehr Farben lassen sich mischen, was zu lebendigeren, satteren und realistischeren Farben führt. Bildschirme mit niedrigem Graustufenwert wirken eintönig und verzerrt, insbesondere bei der Darstellung von Farbverläufen im Himmel oder bei Hauttönen, wodurch ein starker „Farbblock“-Effekt entsteht.

(2) Bilddetails und Glättung:

Eine hohe Graustufenauflösung ermöglicht extrem sanfte Farb- und Helligkeitsübergänge. Bildschirme mit niedriger Graustufenauflösung weisen bei der Darstellung von Farbverläufen von Dunkel nach Hell Konturlinien oder „Farbblöcke“ auf – ein Phänomen, das aufgrund der unzureichenden Graustufenauflösung als „Farbstreifenbildung“ bekannt ist.

(3) Detaildarstellung:

Eine hohe Graustufenauflösung bewahrt mehr Details in dunklen und hellen Bildbereichen. Bildschirme mit niedriger Graustufenauflösung stellen dunkle Details möglicherweise als tiefschwarz und helle Details als blassweiß dar.

(4) Kontrastverhältnis:

Während das Kontrastverhältnis in erster Linie von der Schwarzwertleistung der LED-Chips abhängt (z. B. durch Verwendung einer schwarzen Maske oder geringerer Reflektivität), bedeuten höhere Grauwerte mehr und feinere Helligkeitsabstufungen, um alle Zustände zwischen „Schwarz“ und „Weiß“ zu unterscheiden, wodurch der Dynamikumfang und die Dreidimensionalität des Bildes visuell verbessert werden.

3. Die Bildwiederholfrequenz ist ebenfalls entscheidend, da sie untrennbar mit den Graustufen verbunden ist.

Graustufen: Bestimmen Sie die Anzahl der Helligkeitsstufen.

Bildwiederholfrequenz: Bestimmt, wie oft das Bild pro Sekunde aktualisiert wird (in Hz).

Um höhere Graustufenwerte zu erzielen, ist eine höhere Bildwiederholfrequenz erforderlich. Das Erzwingen hoher Graustufenwerte bei unzureichender Bildwiederholfrequenz kann zu folgenden Problemen führen:

Bildflimmern: Das menschliche Auge kann schnelles Umschalten wahrnehmen.

Scanlinien auf Fotos: Beim Fotografieren des Bildschirms mit einem Handy oder einer Kamera können schwarze Scanlinien oder Wellen sichtbar sein.

Daher sollten wir bei der Auswahl von LED-Bildschirmprodukten Produkte mit einem Graustufenwert von 12 Bit oder höher und einer Bildwiederholfrequenz von 1920 Hz oder höher wählen, um ein gutes visuelles Erlebnis und einen guten Aufnahmeeffekt zu gewährleisten.