就在光碟(CD)最初問世之際,一位記者曾經(jīng)評論道:CD在音質(zhì)方面最受矚目之處就是靜音水準高。在音符之間,CD不會傳送嘶嘶聲,完全沒有噪音。
最近一次與此類似的情形是杜比實驗室(Dolby Laboratories)所展示的一款液晶電視(LCD TV)原型。對這位記者來說,該產(chǎn)品最令人讚歎之處就在于該液晶顯示器螢幕趨近于純黑的表現(xiàn)。
杜比實驗室日前在其紐約辦事處展出了一款與義大利高階家庭劇院製造商SIM2 Multimedia公司共同開發(fā)的原型產(chǎn)品,它採用了46吋LCD面板與1,838顆LED的背光模組,以全面彰顯其高動態(tài)范圍(HDR)技術(shù)潛力。
然而,Dolby/SIM2的原型產(chǎn)品并非第一次把LED應用在LCD TV背光中。三星(Samsung)公司從很久以前就開始推出採用LED背光模組(BLU)的LCD TV──這是一種與杜比實驗室全然不同的技術(shù)。Insight Media公司總裁Chris Chinnock表示,儘管人們對于LED BLU的興趣仍在成長,但估計LED BLU在2008年時的電視市場佔有率只有1-2%。
以杜比的HDR技術(shù)與市面上基于LED BLU的液晶電視進行比較后,Chinnock說:“杜比的技術(shù)可以針對個別的LED進行局部調(diào)光,這已遠高于其它公司所能達到的水準。另外,局部調(diào)光演算法的細節(jié)更加複雜,且亮度水準也高得多?!笨偠灾?,他認為“這是一種非常強而有力的局部調(diào)光技術(shù)?!?BR>
在該次展示中,SIM2可在PC上執(zhí)行杜比實驗室的專有影像處理演算法,以調(diào)節(jié)背光和LCD晶體;而預期SIM2在下一次的修訂時將整合賽靈思(Xilinx)公司的Virtex-4 SX FPGA晶片來處理這個HDR演算法。
相較于對比度被限制在450~650cd/m2的傳統(tǒng)液晶顯示器而言,杜比實驗室聲稱 該SIM2原型產(chǎn)品的面板亮度超過4,000cd/m2。
電子產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已體認到LCD存在著動態(tài)模煳和色彩再現(xiàn)效果差等缺點。杜比實驗室的影像技術(shù)業(yè)務(wù)線總監(jiān)Bharath Rajagopalan指出,對比度是LCD TV的致命弱點?!昂谏幌袷呛谏討B(tài)范圍偏小使得色彩的真實感嚴重扭曲,”他說。
HDR技術(shù)是杜比實驗室針對該問題的解決方桉,它採用了‘局部調(diào)光’(local dimming)技術(shù),能使LCD TV電視達到更佳對比度與亮度。
儘管杜比實驗室早在今年初的國際消費電子展(CES)上即發(fā)佈其HDR技術(shù),但此次在紐約展示出其採用了許多均可局部控制的LED以用于LCD背光,才真正讓人親眼目睹該技術(shù)的高階品質(zhì)。
再者,SIM2使用了杜比實驗室專有的HDR‘雙重調(diào)節(jié)’演算法,可在調(diào)節(jié)LCD晶體的同時,也為其背光照明進行局部調(diào)整。
Dolby/SIM2雙方合作的最終結(jié)果是使得黑色的視訊影像表現(xiàn)得更黑,而更細緻的亮度控制則提供了更高的照明強度,以及像增加底片深度般地提供更多‘中調(diào)’(midtones)。
這次Dobly/SIM2的原型LCD展示中還包括一些影像,例如在暗黑的背景上浮現(xiàn)逼真的百合花;夜幕低垂的東京街道上一陣亮得令人眩目的車燈(取自電影《玩命關(guān)頭:東京甩尾》的一個汽車追逐畫面);以及在漆黑的天際慢慢出現(xiàn)多塊隱約呈現(xiàn)的灰云。
局部調(diào)光
目前的LCD螢幕由于無法完全隔絕背光照明,因而即使處在‘關(guān)機’狀態(tài)下,其螢幕也不是純黑色的。
通常解決此一問題的方法是‘全域調(diào)光’(global dimming)──將大部份陰暗影像的整個背光調(diào)暗,而將大部明亮影像的背光調(diào)亮。但因為大多數(shù)的影像多為平均亮度,使得全域調(diào)光對于影像品質(zhì)和靜態(tài)對比度的改善助益不大。
另一方面,杜比實驗室的方桉則採用了“局部調(diào)光”。
“局部調(diào)光包含兩項要素,”Rajagopalan解釋道。首先,不同于大多數(shù)LCD螢幕以冷陰極管(CCFL)作為背光,而只能調(diào)節(jié)整個LCD亮度的作法,局部調(diào)光使用了可局部調(diào)節(jié)的LED等固態(tài)光源。其次,局部調(diào)光使用了杜比實驗室所開發(fā)的專利演算法,可在空間和時間兩個層次上進行影像處理,Rajagopalan說。
杜比公司表示,我們可以把背光分成若干個電力區(qū)間,每個區(qū)間可根據(jù)對應部份的影像亮度各自獨立地加以改變。背光可各自獨立調(diào)節(jié)的區(qū)間數(shù)越多,整體的對比度就越好。SIM2公司的LCD原型使用了1,838個LED燈,所達到的對比度和亮度是其它產(chǎn)品所無法比擬的。
杜比進入消費視訊領(lǐng)域?
杜比實驗室一直以來最知名的成就是杜比數(shù)位(Dolby Digital)音訊技術(shù),該技術(shù)普遍地使用在目前的每臺數(shù)位電視和DVD播放器中。而今,杜比該實驗室將憑藉著HDR技術(shù)強力進軍消費視訊市場。
Rajagopalan堅稱杜比并非視訊業(yè)務(wù)領(lǐng)域的新進者。在1965年杜比實驗室成立以前,該公司創(chuàng)辦人Ray Dolby在1950年代曾于Ampex公司從事視訊領(lǐng)域的工作。“他對視訊懷抱者滿腔熱情,”Rajagopalan說。
在專業(yè)的視訊市場上,杜比在數(shù)位電影方面已經(jīng)非?;钴S。“我們正為數(shù)位電影院設(shè)計和製造伺服器,”他說?!拔覀円呀?jīng)開發(fā)了3D電影技術(shù)?!?BR>
然而,杜比的HDR技術(shù)并不是該公司的內(nèi)部自有發(fā)明。一年以前,杜比公司收購了加拿大Bright-Side公司并取得了HDR技術(shù),當時,HDR是BrightSide公司尚處于開發(fā)階段的成像技術(shù)。
Rajagopalan說,即使有了HDR技術(shù),杜比的基本授權(quán)業(yè)務(wù)模式也不會改變。如同杜比的音訊技術(shù)一樣,HDR技術(shù)也將授權(quán)給OEM?!拔覀儗⒉粫槿胙u造或銷售液晶電視的業(yè)務(wù),”他說。
LED製造商受益
目前尚不明確的問題是──採用HDR技術(shù)的LCD成本如何?!斑@將取決于許多因素,如螢幕尺寸、LCD背光所使用的LED數(shù)目、每臺LCD TV型號的成本目標與功耗,”Rajagopalan說。
盡管使用更多的LED燈可使得LCD TV中背光達到更高的對比度(如同SIM2的LCD TV原型中展示的一樣),但LED的成本變化范圍很大,每只從15美分到3~4美元不等,他說。
鑒于近年來LED市場正不斷成長,杜比實驗室因而滿懷信心地相信,LED的技術(shù)改進和成本降低將提升人們對于HDR的興趣。事實上,如果一家大型OEM決定生產(chǎn)基于HDR技術(shù)的LCD TV,而由于每臺電視面板將使用多達1,000顆LED燈,那麼LED製造商將可以輕易地改變目前的成本/數(shù)量等式。
杜比實驗室的Rajagopalan提到,杜比目前已經(jīng)與多家LED供應商進行洽談,其中包括三家一線的LED製造商:日本的日亞化學(Nichia)、德國的歐司朗(Osram)和美國加州的Philips Lumileds公司。
除了授權(quán)之外,杜比將為OEM提供與HDR相關(guān)的專門技術(shù),Rajagopalan說。此外,SIM2公司也將為採用HDR技術(shù)的LCD TV提供相關(guān)參考設(shè)計。根據(jù)預測,採用HDR技術(shù)的消費用LCD TV最終將使用ASIC而非FPGA來執(zhí)行HDR演算法。然而,杜比并未透露任何其消費晶片伙伴細節(jié)。[!--empirenews.page--]
圖1:杜比的局部調(diào)光處理技術(shù):透過對單獨的LED或一組LED進行調(diào)節(jié)來改進靜態(tài)和動態(tài)對比度
圖2:液晶顯示器性能比較:杜比的HDR技術(shù)有選擇地提高影像中高亮度區(qū)域的背景照明。