提升行動(dòng)裝置屏幕的觀賞效果

行動(dòng)上網(wǎng)裝置(MID)與上網(wǎng)本(Netbook)一項(xiàng)成功關(guān)鍵是使用者的使用體驗(yàn)——尤其是屏幕顯示效果。 消費(fèi)者對(duì)這些裝置的電池續(xù)航力，必須遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的可攜式計(jì)算機(jī)，持續(xù)一整天的電力似乎是最低限度的要求。行動(dòng)上網(wǎng)裝置與上網(wǎng)本亦必須比膝上型或筆記型計(jì)算機(jī)更為輕巧，并搭載理想的屏幕分辨率。4到7英寸的屏幕搭配Wide SVGA (WSVGA) 的分辨率，是行動(dòng)上網(wǎng)裝置的最佳規(guī)格;上網(wǎng)本方面的最佳規(guī)格則是WSVGA 或 WXGA分辨率的11英寸屏幕。

　　對(duì)屏幕的要求是重要關(guān)鍵

　　使用者的觀看經(jīng)驗(yàn)對(duì)市場(chǎng)發(fā)展成敗有決定性的影響。系統(tǒng)必須能顯示文字、圖像、行動(dòng)電視、電影、以及影像，包括單獨(dú)顯示以及在單一屏幕中多重顯示。此外，屏幕影像必須能夠在各種背景亮度條件下依然可以清楚觀看，包括室內(nèi)與戶外，且甚至在因使用者移動(dòng)而導(dǎo)致環(huán)境變換背景亮度改變時(shí)，仍呈現(xiàn)清晰且層次分明的影像效果。

　　功耗的考慮將促使大多數(shù)MID采用液晶屏幕(LCD)。但LCD通常的顯示對(duì)比范圍較為有限-約在200:1或400:1的范圍。各種光線狀況與干擾使得可視范圍更窄小。如圖1所示，LCD屏幕在將輸入影像數(shù)據(jù)對(duì)映到輸出端時(shí)，會(huì)藉由完全不透明的液晶體達(dá)到最低的輸出值，而藉由完全透明的晶體來(lái)達(dá)到最大的輸出值。最大的像素亮度以流明為計(jì)量單位，在理想的環(huán)境下，顯示子系統(tǒng)能產(chǎn)生視覺(jué)的動(dòng)態(tài)范圍，會(huì)與屏幕的對(duì)比度以及背光的強(qiáng)度有一定函數(shù)關(guān)系。

　　但若周遭環(huán)境的光線相當(dāng)明亮，使用者實(shí)際看到的對(duì)比范圍，會(huì)比屏幕產(chǎn)生的對(duì)比還來(lái)得小。從LCD表面散射的環(huán)境光線，會(huì)導(dǎo)致屏幕低色調(diào)范圍的畫(huà)面細(xì)節(jié)不可視。因此，屏幕影像數(shù)據(jù)將對(duì)應(yīng)到背光與反射環(huán)境光線所圍出的 “范圍內(nèi)”，而低于環(huán)境光線值范圍外的顯示信息肉眼就會(huì)看不見(jiàn)。在顯示影像范圍內(nèi)的對(duì)比，以及使用者觀看經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)量，都取決于于 “動(dòng)態(tài)范圍”的大小。

　　傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，是藉由擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的大小來(lái)改進(jìn)顯示信息的可視性。放大動(dòng)態(tài)范圍的作法，必須采用高動(dòng)態(tài)范圍的LCD面板、提高背光強(qiáng)度、或同時(shí)采用兩種方法。這些方法會(huì)增加背光強(qiáng)度會(huì)大幅提高顯示子系統(tǒng)的耗電需求，并減低電池續(xù)航力。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，背光已占去30%至60%的系統(tǒng)耗電。

　　研發(fā)業(yè)者在致力于其MID與上網(wǎng)本的成本與電池續(xù)航力之間取得平衡時(shí)，必須尋找有異于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的替代方案。在考慮替代方案時(shí)，顯示子系統(tǒng)的兩個(gè)元素值得特別注意。其中之一是儲(chǔ)存顯示數(shù)據(jù)的畫(huà)面緩沖區(qū)，其所在的位置。另一項(xiàng)更重要的考慮因素，是顯示子系統(tǒng)的影像質(zhì)量的提升。

選擇顯示強(qiáng)化方案

　　雖然透過(guò)配置顯示子系統(tǒng)的畫(huà)面緩存器有助于使得系統(tǒng)成本與功耗取得平衡，但最好的作法則是從背光系統(tǒng)著手。采用合適的視效提升算法，研發(fā)業(yè)者可調(diào)整顯示內(nèi)容，藉以補(bǔ)償屏幕動(dòng)態(tài)范圍的限制。視效提升的設(shè)計(jì)亦可補(bǔ)償逆向光照的影響，透過(guò)運(yùn)算將顯示內(nèi)容重新對(duì)映至屏幕的可視動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，而達(dá)到最佳的影像的可視性，而不是只是簡(jiǎn)單的調(diào)整背光的強(qiáng)度。

　　這種強(qiáng)化方法必須能在一般MID/上網(wǎng)本屏幕內(nèi)容上運(yùn)作，包括混合圖像、文字、影像、以及影片等內(nèi)容。當(dāng)使用像是gamma校正等全域式強(qiáng)化法時(shí)，這種混合內(nèi)容的顯示會(huì)衍生許多問(wèn)題?？赡艹霈F(xiàn)為了提高影像可視性，卻讓文字或圖形無(wú)法辨識(shí)的情況。有一種根據(jù)不同像素進(jìn)行適應(yīng)性的影像強(qiáng)化法，能避免上述的問(wèn)題，它采用包括參考鄰近像素等周圍信息，藉以分析是否對(duì)該畫(huà)面像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行修正。

　　Apical Imaging開(kāi)發(fā)的Iridix算法，就是這種適應(yīng)性影像強(qiáng)化技術(shù)，用在行動(dòng)裝置屏幕時(shí)，已證明確實(shí)有效。算法采用許多表現(xiàn)屏幕的屬性參數(shù)，像是動(dòng)態(tài)范圍，根據(jù)人眼感受的模式，將影像內(nèi)容重新對(duì)映到可視范圍以達(dá)到最佳的可視性。例如，Iridix會(huì)選擇性地針對(duì)影像數(shù)據(jù)的不同像素進(jìn)行變更，讓細(xì)微的陰影灰階更加分明。這有助補(bǔ)償因屏幕動(dòng)態(tài)范圍有限的關(guān)系而導(dǎo)致較低畫(huà)面數(shù)據(jù)位可視性偏低的情況。但由于其選擇性的調(diào)整，因此影像的不同區(qū)域會(huì)受到不同程度的調(diào)整。有別于全域的強(qiáng)化方法，像是色調(diào)校正，雖然會(huì)提高某些區(qū)域的可視性，但也降低其它區(qū)域的可視性，如圖2所示，調(diào)適性強(qiáng)化方法會(huì)改善陰影區(qū)域的細(xì)節(jié)表現(xiàn)與灰階呈現(xiàn)，但不會(huì)洗掉較亮部分區(qū)域的細(xì)節(jié)。

　　這種調(diào)適性強(qiáng)化方法，為研發(fā)者帶來(lái)兩項(xiàng)好處。第一，它們能為動(dòng)態(tài)范圍有限的低成本屏幕提供更高的影像質(zhì)量。其次在這些限制下能夠提高影像的可視性的特性，也可用來(lái)補(bǔ)償周遭光線的強(qiáng)光反射所造成的影響，像是強(qiáng)烈的陽(yáng)光。算法需要的信息，只有屏幕可視范圍的上限與下限、以及背光與周圍光線的強(qiáng)度。它可回復(fù)遭周遭光線洗掉的畫(huà)面細(xì)節(jié)，將影像數(shù)據(jù)對(duì)映到實(shí)際可視的范圍。