Công nghệ màn hình QD-OLED Gen 3: Màu sắc rực rỡ, độ sáng cao hơn

Độ sáng của màn hình OLED là một hạn chế thường được trích dẫn của công nghệ này so với màn hình LCD có đèn nền Mini LED cạnh tranh. Khả năng độ sáng đang có những tiến bộ khi các thế hệ tấm nền mới được sản xuất, thiết kế tấm nền được cải thiện, mức tiêu thụ điện năng giảm và các phương pháp mới để xử lý nhiệt từ tấm nền và giảm rủi ro lưu ảnh được phát triển. Tuy nhiên, không dễ để hiểu màn hình OLED sẽ hoạt động như thế nào trong lĩnh vực này, đặc biệt là trong thế giới nội dung HDR ngày nay. Nội dung HDR sẽ trông sáng và có tác động như thế nào trên màn hình? Có số liệu nào có thể cho chúng ta biết không? Điều này khác nhau như thế nào giữa các tấm nền công nghệ WOLED và QD-OLED?

Khả năng độ sáng HDR của màn hình OLED từ góc độ tiếp thị hiện đã được cô đọng lại thành một số liệu duy nhất, đó là “độ sáng đỉnh”. Đây là một phép đo khá đơn giản và thô sơ và thông thường là một điểm dữ liệu duy nhất thể hiện độ sáng nhất mà tấm nền có thể đạt được về mặt lý thuyết. Nó dựa trên phép đo mẫu thử màu trắng nhưng chỉ cho biết một phần rất nhỏ về câu chuyện độ sáng tổng thể của tấm nền theo nghĩa thực tế và trong quá trình sử dụng thực tế.

Mặc dù vậy, nhiều sự tập trung chỉ dành cho một con số này. Đây thực sự là con số duy nhất mà chúng ta thường có từ góc độ tiếp thị sản phẩm để cung cấp cho chúng ta thông tin về lĩnh vực hiệu suất này.

Hy vọng bạn đã biết về một hạn chế của thông số kỹ thuật này liên quan đến cách độ sáng cực đại của OLED thay đổi tùy thuộc vào APL (Mức hình ảnh trung bình) của hình ảnh và mức độ sáng của màn hình tại bất kỳ thời điểm nào. Nếu chưa biết, chúng tôi đã đưa ra một lời giải thích ngắn gọn bên dưới. Tuy nhiên, đó là một lĩnh vực mà con số duy nhất cho “độ sáng cực đại” không thể nói lên toàn bộ câu chuyện và bạn thường phải dựa vào thử nghiệm và đánh giá của bên thứ ba để hiểu được độ sáng của tấm nền trong các tình huống khác và đối với APL khác. Chúng tôi đang thấy một số trường hợp mà thông số kỹ thuật hiện bao gồm độ sáng cực đại cho APL khác như ví dụ cửa sổ diện tích 3%, 10% và 100%, giúp chúng tôi có cái nhìn tốt hơn nhưng vẫn chưa phổ biến.

Ngay cả khi đó, đây vẫn chỉ là một phần của câu chuyện và các màn hình khác nhau có thể trông khá khác nhau khi sử dụng thực tế. Độ sáng màn hình còn nhiều điều hơn là chỉ phép đo độ trắng đỉnh mà thông số kỹ thuật này cung cấp. Tại sao một màn hình có thể trông và cảm thấy sáng hơn màn hình khác khi chúng có cùng thông số kỹ thuật “độ sáng đỉnh”? Tại sao một màn hình có thể trông sáng hơn màn hình khác mặc dù thông số kỹ thuật của nó thậm chí có thể thấp hơn?! Làm thế nào để người đánh giá và người thử nghiệm có thể cung cấp số liệu và dữ liệu nắm bắt được độ sáng thực tế của những màn hình này và cho bạn biết nhiều hơn về hiệu suất của màn hình?

Đây là tất cả những câu hỏi chúng tôi muốn giải quyết trong nghiên cứu này.

Thông số kỹ thuật “độ sáng đỉnh” mà bạn thường thấy được quảng cáo chỉ áp dụng cho một loại hình ảnh nhất định khi thảo luận về tấm nền OLED. Người ta đã hiểu khá rộng rãi rằng “độ sáng đỉnh” này sẽ thay đổi tùy thuộc vào diện tích của mẫu thử nghiệm màu trắng đang được đo, thường được gọi là APL (Mức hình ảnh trung bình). Về mặt kỹ thuật, APL là thuật ngữ cũ ban đầu được sử dụng để mô tả mức tín hiệu, thay vì mức độ sáng và diện tích. Thuật ngữ này đã trở nên phổ biến trong việc sử dụng trên thị trường đến mức chúng ta sẽ sử dụng “APL” ở đây.

Do cách phân phối điện năng trên tấm nền OLED đến các điểm ảnh, nếu chỉ cần chiếu sáng một vùng nhỏ (một vùng APL nhỏ %) thì có thể tập trung nhiều điện năng hơn vào phần hình ảnh đó và do đó độ sáng có thể được đẩy lên cao hơn. Nếu cần chiếu sáng một vùng lớn hơn cho một % APL lớn hơn thì điện năng phải được chia sẻ trên nhiều điểm ảnh hơn và độ sáng tối đa có thể đạt được sẽ thấp hơn. Do đó, APL 100% (cửa sổ toàn màu trắng) sẽ là mờ nhất vì điện năng được chia sẻ cho tất cả các điểm ảnh.

Giống như thông số kỹ thuật hiển thị khác, thông số kỹ thuật “độ sáng cực đại” mà bạn thấy quảng cáo về tấm nền OLED sẽ chỉ áp dụng cho APL % nhỏ tốt nhất , thường là vùng cửa sổ APL 1 – 3%. Điều này cho bạn biết độ sáng có thể đạt được đối với các vùng sáng nhỏ, điều này rất hữu ích, nhưng không cho bạn biết màn hình sẽ hoạt động như thế nào trong các tình huống khác.

Một chút thông tin cơ bản, trên thị trường màn hình, phần lớn các tấm nền OLED được phát hành cho đến nay đều có cùng thông số độ sáng đỉnh là 1000 nits. Đây là mức tối đa trong vài năm trở lại đây bất kể chúng là tấm nền WOLED của LG.Display hay tấm nền QD-OLED của Samsung Display .

Bây giờ chúng ta đang bắt đầu thấy một thế hệ mới của LG. Các tấm nền WOLED xuất hiện trên thị trường có thông số độ sáng tối đa là 1300 nits, mặc dù các tấm nền QD-OLED vẫn tiếp tục mang thông số 1000 nits ngay cả đối với các tấm nền thế hệ ^thứ 3 của họ trong năm nay, giống như thông số được trang bị trên các tấm nền thế hệ đầu tiên của họ vào năm 2022. Vậy, điều đó có nghĩa là các tấm nền WOLED sáng hơn và tốt hơn cho HDR không? Không nhất thiết…

Thông số độ sáng đỉnh hiện tại cho tấm màn hình

LG.Màn hình WOLED = 1300 nits
Samsung QD-OLED = 1000 nits

Bạn sẽ tìm thấy thông số độ sáng đỉnh cao hơn trong không gian TV. Ví dụ, tấm nền Samsung QD-OLED thế hệ ^thứ 3 có thể đạt tới 3000 nits. Đạt được độ sáng này để xem cận cảnh trên màn hình máy tính để bàn là không thực tế và có phần không cần thiết, và cũng có những thách thức đáng kể hơn về tản nhiệt trên tấm nền màn hình có kích thước nhỏ hơn để lo lắng. Một số cải tiến đang được thực hiện đối với thông số độ sáng cho APL lớn hơn (giải thích bên dưới) giúp ích, nhưng các thông số “độ sáng đỉnh cao” này vẫn chỉ cho chúng ta biết một phần của câu chuyện về độ sáng HDR.

Đây là biểu đồ ở trên cho thấy các phép đo độ sáng đỉnh thông thường của chúng tôi đối với 4 tấm nền WOLED khác nhau mà chúng tôi đã đánh giá. Asus ROG Swift PG34WCDM đang sử dụng tấm nền WOLED màn hình thế hệ ^thứ 2 với độ sáng đỉnh 1300 nits (cho 1% APL) và bạn có thể thấy rằng nó hoạt động tốt hơn hẳn các mẫu khác, tất cả đều sử dụng tấm nền thế hệ ^{thứ nhất} với thông số kỹ thuật 1000 nits, mặc dù sau khi hiệu chỉnh theo điểm trắng D65, không đạt được độ cao như vậy. Ví dụ, Asus ROG Swift PG27AQDM đạt 860 nits cho 1% APL.

Bạn cũng có thể thấy những tiến bộ được thực hiện cho màu trắng toàn trường (100% APL), tăng từ khoảng 140 nits cho tấm nền thế hệ thứ nhất ^trong trường hợp tốt nhất, lên khoảng 260 nits trên tấm nền thế hệ ^thứ 2 , đây thực sự là một tin tốt.

LG.Display cung cấp các thông số kỹ thuật sau cho các mô-đun tấm nền WOLED 27 inch của họ. Tuy nhiên, hãy lưu ý sự khác biệt về nhiệt độ màu, với nhiệt độ màu 8500K mát hơn làm tăng độ sáng, nhưng tạo ra hình ảnh mát hơn đáng kể về tổng thể.

Tạo bảng điều khiển	Ở nhiệt độ màu	1,5% LÃI SUẤT HÀNG NĂM	10% LÃI SUẤT	25% LÃI SUẤT	100% APL
Tấm nền WOLED 27” thế hệ đầu tiên	8500K	1000	800	450	150
Tấm nền WOLED 27” thế hệ thứ 2	6500K	1300	800	450	275

Những cải tiến này có thể giúp ích, và thật tốt khi thấy thông số kỹ thuật được mở rộng để bao gồm các kích thước APL khác ở một số nơi. Tuy nhiên, thông số kỹ thuật “độ sáng cực đại” vẫn còn rất hạn chế về mức độ liên quan đến độ sáng được cảm nhận trong thế giới thực và có những khía cạnh quan trọng khác mà thông số kỹ thuật này không thể tính đến.

---

Đối với mục đích của bài viết này và phân tích hiển thị trong tương lai, bây giờ là thời điểm tốt để phân biệt giữa các thuật ngữ ‘độ sáng’ và ‘độ chói’. Hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau trong ngành, nhưng có một sự khác biệt sẽ trở nên quan trọng hơn trong suốt bài viết này.

• ‘ Độ sáng’ là giá trị được đo bằng dụng cụ đo cường độ sáng của ánh sáng phát ra từ nguồn sáng, với đơn vị đo quen thuộc là cd/m2 ^, hoặc phổ biến hiện nay là nits. Phép đo ‘độ sáng’ này đã được sử dụng để thể hiện thông qua các phép đo đơn giản về khả năng sáng của màn hình và là phép đo vật lý.
• ‘ Độ sáng’ ám chỉ những gì một người nhận thức, cảm nhận và trải nghiệm khi ánh sáng chiếu vào các tế bào que và tế bào nón của võng mạc. Vì thường là một đánh giá chủ quan nên rất khó để đo lường và định lượng như độ sáng, nhưng nó thể hiện mức độ sáng và tối mà một người thực sự cảm thấy. ‘Độ sáng’ mà một người nhận thức không chỉ bị ảnh hưởng bởi độ sáng của màn hình mà còn bởi các yếu tố khác như độ rực rỡ và độ sống động của màu sắc mà chúng ta sẽ khám phá sau. Độ sáng là một thuộc tính nhận thức.

Một so sánh thú vị là so sánh màn hình QD-OLED với màn hình WOLED. Sau đây là hai mẫu chúng tôi sẽ sử dụng:

1. MSI MEG 342C QD-OLED – mẫu QD-OLED siêu rộng 34” , sử dụng tấm nền QD-OLED thế hệ đầu tiên với thông số độ sáng cực đại 1000 nits .
2. Asus ROG Swift PG34WCDM ( được đánh giá tại đây ) – tấm nền WOLED siêu rộng 34 inch , sử dụng tấm nền màn hình WOLED thế hệ thứ hai với MLA (Micro Lens Array) và có thông số độ sáng tối đa là 1300 nits .

Đây chỉ là hai ví dụ và hiệu suất tất nhiên sẽ khác nhau giữa các tấm nền và màn hình khác nhau. Một số kết luận chung có thể được rút ra xung quanh “WOLED so với QD-OLED”, nhưng hãy nhớ rằng điều này sẽ thay đổi tùy thuộc vào màn hình được so sánh. Đây là một so sánh thú vị cho nghiên cứu này vì trên lý thuyết, màn hình WOLED dường như cung cấp thông số kỹ thuật có thể được hiểu là “sáng hơn 30%” so với tấm nền QD-OLED. Như chúng tôi đã đề cập trước đó, thực ra “độ sáng” của màn hình còn nhiều hơn là chỉ độ sáng của màu trắng.

So sánh truyền thống về khả năng “độ sáng” HDR của hai màn hình dựa trên phép đo độ sáng trắng cực đại của chúng có thể trông giống như sau:

Ở đây chúng tôi đã đo độ sáng đỉnh của một mẫu thử nghiệm màu trắng ở các APL (Mức hình ảnh trung bình) khác nhau, trong đó cửa sổ màu trắng được làm lớn dần, bắt đầu từ một cửa sổ nhỏ bao phủ 1% màn hình và cuối cùng đạt đến màn hình trắng 100%. Đây là phương pháp phổ biến để đo “độ sáng” của màn hình OLED và được sử dụng trong toàn ngành.

Một số quan sát và giả định ban đầu mà chúng ta có thể đưa ra khi sử dụng phương pháp hiện tại này là:

1. Tấm nền WOLED có thể đạt độ sáng đỉnh cao hơn QD-OLED khi xét đến kích thước cửa sổ APL 1%. Đây là thông số thường được sử dụng để xác định “độ sáng đỉnh” của màn hình HDR. Nó không đạt đến thông số kỹ thuật của tấm nền là 1300 nits, nhưng đạt đến 1180 nits ở đây, so với 1016 nits của tấm nền QD-OLED. Thị trường màn hình rất chú trọng đến “độ sáng đỉnh” và dữ liệu này cho thấy màn hình WOLED có độ sáng cao hơn 16% so với màn hình QD-OLED. Tùy thuộc vào màn hình, thông số này có thể cao hơn tới 30% nếu đạt đến thông số kỹ thuật 1300 nits đầy đủ.
2. Tấm nền WOLED có độ sáng cao hơn tấm nền QD-OLED khi APL cũng tăng, với sự khác biệt đáng chú ý ở mức 10% APL, khi đó tấm nền WOLED đạt 756 nits, so với chỉ 460 nits của QD-OLED. Độ sáng cao hơn 64% theo các phép đo thông thường này!
3. Đối với APL 50% trở lên, độ sáng về cơ bản là như nhau và kết luận bạn có thể rút ra từ đây là chúng có độ sáng như nhau trên thực tế.
4. Nhìn chung, phương pháp đo độ sáng HDR phổ biến này cho thấy tấm nền WOLED có lợi thế rõ ràng và nhìn chung “sáng hơn”.

Tuy nhiên, phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn trên đối với độ sáng HDR chỉ nắm bắt được một khía cạnh về khả năng độ sáng của màn hình, vì nó chỉ đo độ sáng của màu trắng. Có lẽ đây là phương pháp tiếp cận thực tế vì nó là phương pháp tiếp nối trực tiếp từ cách đo độ sáng SDR trong nhiều năm qua. Khi xem xét phạm vi độ sáng của màn hình cho mục đích sử dụng chung trên máy tính để bàn và văn phòng SDR, trong không gian màu chuẩn được xác định (sRGB), phạm vi độ sáng của màu trắng khá liên quan và là một số liệu hữu ích.

Nhưng trong thế giới ngày nay khi cố gắng đo lường và diễn đạt “độ sáng” cho đa phương tiện, màn hình gam màu rộng và đặc biệt là nội dung HDR, thì điều đó là không đủ. Còn độ sáng của màu sắc thì sao? Như bạn sẽ thấy sau đây, điều này có thể khác biệt đáng kể.

Ở đây chúng tôi đã thực hiện các phép đo độ sáng chính xác giống nhau bằng máy đo màu của chúng tôi, đo cả hai màn hình và sử dụng mẫu thử nghiệm APL 1% để nắm bắt khả năng độ sáng tối đa của tấm nền. Thay vì chỉ nắm bắt dữ liệu mẫu thử nghiệm màu trắng như trước, chúng tôi đã lặp lại cùng một thử nghiệm này cho một loạt các mẫu màu, đó là RGB (đỏ, xanh lam, xanh lục) và CMY (lục lam, đỏ tươi, vàng).

Bạn có thể thấy ở trên cùng rằng độ sáng trắng phản ánh dữ liệu trước đó, với tấm nền WOLED đạt cao hơn 16% so với tấm nền QD-OLED. Nhưng khi chúng ta so sánh độ sáng của các màu thì có một sự khác biệt lớn. Đột nhiên, tấm nền QD-OLED cung cấp độ sáng cao hơn nhiều cho các màu này, mặc dù trước đây có vẻ như tấm nền WOLED sẽ sáng hơn trong hai tấm nền dựa trên phương pháp đo lường thông thường, hẹp chỉ có màu trắng.

Bạn có thể thấy từ bảng trên rằng trong mọi trường hợp, độ sáng của màu sắc cao hơn khoảng 140% trên tấm nền QD-OLED, tức là cao hơn 2,4 lần so với tấm nền WOLED. Hãy nhớ rằng hiện tại chúng ta chỉ đang đo độ sáng của màu sắc bằng máy đo màu của mình. Có một yếu tố khác mà chúng ta sẽ thảo luận sau về cách hệ thống thị giác của con người cảm nhận “độ sáng” của màu sắc mà chúng ta cần khám phá.

Vậy tại sao độ sáng của màu sắc lại cao hơn nhiều trên tấm nền QD-OLED so với tấm nền WOLED, trong ví dụ này khi đo “độ sáng cực đại” và sử dụng mẫu thử nghiệm APL 1%? Tất cả đều phụ thuộc vào cấu trúc pixel và tấm nền của hai công nghệ OLED cạnh tranh.

Vì các tấm nền QD-OLED (hiển thị bên phải) tái tạo hình ảnh chỉ sử dụng ba màu ánh sáng chính (R, G, B), nên độ sáng trắng tối đa mà màn hình có thể đạt được do đó bằng tổng độ sáng đỉnh R, G và B mà mỗi màu đó có thể đạt được. Điều này có nghĩa là trên thực tế, màu chính xác có thể được hiển thị ở bất kỳ độ sáng nào, điều này rất quan trọng đối với nội dung HDR. Đây được gọi là phương pháp tiếp cận “cộng”.

Ví dụ, đây là các phép đo độ sáng của tấm nền QD-OLED cho các màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam riêng biệt. Bạn có thể thấy rằng tổng các phép đo độ sáng của từng màu riêng lẻ đó bằng với đỉnh độ sáng trắng (1016 nits) mà chúng tôi đã đo được. Điều này cũng áp dụng cho tất cả các kích thước cửa sổ APL.

Mặt khác, tấm nền WOLED sử dụng thêm một điểm ảnh phụ màu trắng trong cấu trúc tấm nền để tăng độ sáng và giảm thiểu phân bổ công suất trung bình trong một số trường hợp nhất định. Do đó, như bạn có thể thấy từ phép đo độ sáng của chúng tôi, điều này có thể dẫn đến phép đo độ sáng trắng cực đại cao hơn, nhưng độ sáng của màu sắc lại thấp hơn đáng kể.

Lấy cùng một phép đo từ bảng điều khiển WOLED, bạn có thể thấy rằng tổng các phép đo độ sáng màu RGB ít hơn nhiều so với phép đo riêng cho độ sáng màu trắng. Khi hiển thị màu trắng, điểm ảnh phụ màu trắng của công nghệ bảng điều khiển đó được sử dụng để tăng độ sáng rất nhiều, nhưng đối với màu sắc, độ sáng thấp hơn nhiều.

Một thách thức khác với WOLED là khi độ sáng tổng thể của hình ảnh tăng lên, tỷ lệ màu trắng cũng tăng lên và màu sắc được thể hiện có thể kém chính xác hơn hoặc bị hạn chế. Có thể xuất hiện hiện tượng “rửa trôi” màu sắc, trong đó độ bão hòa của màu giảm xuống. “Sự gia tăng màu trắng” này cần thiết hơn đối với APL nhỏ hơn, nơi tấm nền được đẩy lên độ sáng đỉnh cao hơn tổng thể.

Nếu chúng ta tham khảo lại biểu đồ trước đó về phép đo độ sáng tiêu chuẩn của cả hai màn hình, chúng ta có thể rút ra những kết luận sau dựa trên dữ liệu mới này:

1. Tấm nền WOLED thực sự có độ sáng cao hơn 16% đối với màu trắng, nhưng khi hiển thị màu sắc thì lợi thế này không áp dụng
2. Trên thực tế, độ sáng của màu sắc cao hơn khoảng 140% (2,4 lần) trên tấm nền QD-OLED so với tấm nền WOLED, đây là một con số khổng lồ! Màu sắc trông sáng hơn và bạn cũng ít bị phai màu hơn ở mức độ sáng cao hơn, do đó độ sống động và độ bão hòa được duy trì. Trên hết, màu sắc trông rực rỡ hơn khi chúng sáng hơn.

Chúng ta có thể tham khảo lại biểu đồ trước đó cho thấy độ sáng trắng cực đại ở các kích thước APL khác nhau trên cả hai màn hình:

Chúng tôi đã chỉ ra cách độ sáng của màu sắc có thể khác biệt khá nhiều so với độ sáng được đo cho màu trắng khi chúng tôi so sánh dữ liệu APL 1%, đó là độ sáng nhất mà màn hình có thể đạt được. Đối với APL thấp hơn, khi độ sáng không cao và khi “sự tăng cường” từ điểm ảnh phụ màu trắng trên WOLED ít cần thiết hơn, thì sự khác biệt không quá lớn.

Biểu đồ trên có cùng thang đo ngang cho độ sáng, nhưng lần này dữ liệu là từ phép đo APL 10%. Bạn có thể thấy độ sáng trắng cao hơn nhiều trên tấm nền WOLED – thực tế là cao hơn 64% và đây là một trong những điểm khác biệt rõ ràng nhất trong phép đo độ sáng trắng ban đầu của chúng tôi giữa hai tấm nền.

Tuy nhiên, tấm nền QD-OLED vẫn cao hơn một chút về phép đo độ sáng màu ở mức khoảng 5 – 9% so với tấm nền WOLED. Vì vậy, mặc dù độ sáng trắng ban đầu cho thấy tấm nền WOLED sẽ sáng hơn nhiều, nhưng thực tế khi nói đến màu sắc lại khá khác biệt.

Con số này không quá lớn so với độ sáng màu cao hơn khoảng 140% của QD-OLED ở mức APL nhỏ hơn 1% nhưng vẫn cho thấy tấm nền có độ sáng màu cao hơn, mặc dù phép đo độ sáng trắng theo tiêu chuẩn công nghiệp cho thấy tấm nền WOLED sẽ sáng hơn nhiều.

Đối với APL lớn hơn như APL 25% được hiển thị ở trên, bạn có thể thấy rằng độ sáng của màu trên tấm nền WOLED gần hơn nhiều so với tấm nền QD-OLED hoặc trong một số trường hợp vượt quá tấm nền QD-OLED hiện nay. APL hiện đủ lớn và độ sáng tổng thể của tấm nền đủ thấp để cần ít hơn nhiều để tăng cường điểm ảnh trắng. Rõ ràng là chúng ta không biết chắc chắn cách xử lý tín hiệu của LG.Display hoạt động như thế nào, nhưng có lẽ họ sẽ cố gắng sử dụng phương pháp “cộng gộp” bất cứ khi nào có thể và giảm thiểu yếu tố “tăng cường màu trắng” để giúp duy trì độ chính xác và tránh các thách thức về hiện tượng rửa trôi.

Từ các phép đo trước đây ở 1% APL, chúng tôi biết rằng tấm nền WOLED có thể đạt tới các mức độ sáng màu sau:

Vì vậy, điều này cho thấy rằng tấm nền có thể đạt tới khoảng 417 nits khi sử dụng phương pháp cộng từ hỗn hợp RGB, nhưng bất kỳ giá trị nào cao hơn thế đều có khả năng cần đến sự tăng cường màu trắng từ điểm ảnh phụ bổ sung. Điều đó phù hợp với dữ liệu hiển thị ở trên, vì đối với 25% APL, tấm nền WOLED đạt tới 427 nits cho độ sáng trắng và do đó hầu như không cần sự tăng cường màu trắng để đạt tới giá trị đó.

Khi so sánh độ sáng màu, tấm nền WOLED có thể theo kịp tấm nền QD-OLED và do đó, độ sáng tổng thể cao hơn một chút của tấm nền hiện đại hơn cũng có thể đạt được ở giai đoạn này đối với độ sáng màu. Điều này dẫn đến tấm nền WOLED có độ sáng cao hơn 13 – 19% so với tấm nền QD-OLED đối với màu trắng và màu sắc.

Đối với APL 100% đầy đủ, độ sáng trắng về cơ bản là giống nhau giữa hai tấm nền và do đó, độ sáng màu RGB về cơ bản cũng giống nhau. Điều này nằm trong phạm vi mà tấm nền WOLED có thể sử dụng phương pháp tiếp cận cộng để đạt được độ sáng trắng đó và không cần phải dựa vào sự tăng cường màu trắng như đối với APL nhỏ hơn.

Bạn có thể lưu ý rằng màu CMY vẫn có độ sáng cao hơn trên tấm nền QD-OLED so với WOLED, mặc dù độ sáng RGB về cơ bản là như nhau. Điều này có thể là do để có được màu CMY, bạn phải kết hợp 2 màu từ hỗn hợp RGB. Tấm nền QD-OLED đã được phát triển với phương pháp tiếp cận cộng tính và quen với việc xử lý phân phối điện năng một cách phù hợp để đạt được sự kết hợp này. Mặt khác, tấm nền WOLED đã được phát triển và tối ưu hóa để tận dụng sự gia tăng điểm ảnh màu trắng và gặp nhiều khó khăn hơn với phương pháp tiếp cận cộng tính về mặt xử lý tín hiệu và phân bổ điện năng. Do đó, tấm nền QD-OLED có độ sáng cao hơn đối với những màu CMY là sự bổ sung của 2 màu RGB.

Tóm lại tất cả những điều này:

• Sự khác biệt rõ ràng nhất về độ sáng của màu sắc giữa hai tấm nền ở đây là ở độ sáng cao nhất và điểm sáng cực đại, do đó là trên các mẫu APL nhỏ hơn.
• Đối với kích thước cửa sổ APL nhỏ hơn, đây là nơi mà tấm nền WOLED có thể đạt được độ sáng cao hơn cho màu trắng , nhưng điều đó đạt được thông qua việc sử dụng “white boost” của điểm ảnh phụ màu trắng và xử lý tín hiệu liên quan. Màu sắc không thể đạt được độ sáng cao như vậy và tấm nền QD-OLED hoạt động tốt hơn đáng kể với cấu trúc điểm ảnh thay thế và thiết kế tấm nền.
• Có một điểm giao nhau tại đó APL đủ lớn để bảng WOLED có thể sử dụng phương pháp cộng RGB để đạt được độ sáng trắng vì hiện tại nó đủ thấp và độ sáng tương ứng của các màu RGB là như nhau. Tuy nhiên, bảng QD-OLED vẫn có lợi thế khi cần các màu cộng như CMY.

Chúng ta có thể vẽ đồ thị độ sáng cho cả hai tấm nền cho các màu như sau, trong đó bạn có thể thấy rằng tại một thời điểm nhất định, độ sáng màu của tấm nền WOLED không thể tăng thêm nữa, trong khi tấm nền QD-OLED tiếp tục tăng cao hơn. Điều này xuất phát từ bất kỳ giá trị nào nhỏ hơn 25% APL trong các ví dụ này. Các phép đo độ sáng thực tế tính bằng nits thay đổi giữa R, G và B, nhưng xu hướng và hình dạng của các đường biểu đồ vẫn giữ nguyên:

---

Khi đó, bạn có thể nghĩ rằng giải pháp đơn giản là bao gồm các phép đo độ sáng của màu sắc cũng như màu trắng, nhưng điều này chỉ nói lên một phần của câu chuyện. Như chúng ta đã nói trước đó, ‘độ sáng’ không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến cách hệ thống thị giác của chúng ta cảm nhận ‘độ sáng’ của màn hình. Độ sáng kích hoạt ” kênh phản hồi vô sắc ” như đôi khi được gọi.

Một yếu tố quan trọng khác mà chúng ta cần thử và tính đến là độ rực rỡ, độ sống động và sắc thái của màu sắc. Điều này chịu ảnh hưởng của gam màu hoặc không gian màu của màn hình và khi chúng ta xem xét khía cạnh này, nó sẽ kích hoạt ” kênh phản hồi sắc độ “. Ngay cả khi độ sáng vẫn không đổi, độ sáng được cảm nhận vẫn tăng theo độ rực rỡ và độ bão hòa của màu sắc, trong cái được gọi là “Hiệu ứng Helmholtz-Kohlrausch” được ghi chép rõ ràng nhưng khó phát âm ( liên kết Wikipedia ).

Về cơ bản, gam màu càng rộng thì hình ảnh trông càng sáng. Ngay cả khi hai màn hình được đo bằng cùng độ sáng bằng thiết bị đo, nếu một màn hình có gam màu rộng hơn màn hình kia thì bạn sẽ thấy màn hình đó trông sáng hơn.

Sau đây là một ví dụ điển hình về hiệu ứng được trích từ trang Wikipedia:

Mỗi màu ở hàng trên cùng có mức độ sáng xấp xỉ như nhau nhưng chúng không xuất hiện sáng hoặc tối như nhau về mặt thị giác. Màu vàng (thứ hai từ trái sang) có vẻ tối hơn nhiều so với màu đỏ tươi (ngoài cùng bên phải). Tuy nhiên, khi hình ảnh trên cùng được chuyển đổi thành thang độ xám, chúng ta có hình ảnh ở dưới cùng – một sắc thái xám duy nhất.

Phía trên là hình ảnh mô phỏng để chứng minh hiệu ứng này, mặc dù hãy nhớ rằng sự xuất hiện của những vòng tròn màu đỏ này cũng sẽ phụ thuộc vào màn hình bạn đang sử dụng để xem chúng. Tuy nhiên, ý tưởng là bốn vòng tròn màu đỏ sẽ có cùng độ sáng được đo, nhưng những vòng tròn bão hòa hơn được người xem cảm nhận là “sáng hơn” đáng kể.

Một cách đơn giản khác để tự mình xem điều này hoạt động nếu bạn có màn hình gam màu rộng là hiển thị hình ảnh thử nghiệm hoặc mẫu màu và chuyển màn hình giữa chế độ gam màu rộng và chế độ mô phỏng sRGB nếu có, trong khi vẫn giữ nguyên cài đặt độ sáng. Độ sáng của màu trắng sẽ trông giống nhau, nhưng bạn sẽ nhận thấy rằng màu sắc sống động hơn ở chế độ gam màu rộng trông sáng hơn, mặc dù độ sáng thực tế là như nhau.

Trên đây là một ví dụ hay khác về phiên bản đen trắng của bức tranh Monet này trông tối hơn về mặt thị giác, trong khi phiên bản màu trông sáng hơn đối với người xem. Đặc biệt là với các yếu tố bão hòa mạnh như mặt trời đỏ trên bầu trời.

Một khía cạnh quan trọng khác và thường bị bỏ qua là thang đo độ sáng bằng thiết bị đo (như máy đo màu) không trực tiếp chuyển thành cách hệ thống thị giác của chúng ta cảm nhận độ sáng. Giống như khi chúng ta thảo luận về gamma hiển thị và giá trị trong “thời gian phản hồi hiệu chỉnh gamma” trong các phép đo hiển thị của chúng ta, mắt người nhạy cảm hơn nhiều với sự khác biệt về độ sáng ở đầu tối hơn của phạm vi so với đầu sáng hơn.

Một ví dụ đơn giản là màn hình đạt độ sáng trắng cực đại 1000 nits sẽ không sáng gấp đôi đối với người xem so với màn hình có độ sáng trắng 500 nits. Hệ thống thị giác của chúng ta không cảm nhận được điều này theo cùng một cách như các phép đo độ sáng thô này.

Điều này quan trọng vì bạn thường thấy màn hình được tiếp thị dựa trên thông số kỹ thuật “độ sáng cực đại” của chúng, thực chất chỉ là độ sáng cực đại của màu trắng như chúng ta đã thảo luận trước đó. Nhưng những tuyên bố như tấm nền WOLED 1300 nits mới “sáng hơn 30%” so với thế hệ tấm nền WOLED 1000 nits trước đó chỉ đúng khi xét về độ sáng thô. Chúng sẽ không trông và cảm thấy sáng hơn 30% trong thực tế đối với người dùng.

Tương tự như vậy, các phép đo độ sáng thô cho các màu như đã thảo luận ở trên không tính đến cách hệ thống thị giác của chúng ta cảm nhận các màu đó và chúng trông “sáng” như thế nào trong thực tế. Ví dụ, bạn có thể lưu ý rằng các phép đo độ sáng cho màu xanh lam rất thấp so với độ sáng của màu trắng, nhưng trên thực tế, sự khác biệt về mặt thị giác ít rõ rệt hơn nhiều. Đây là lý do tại sao chúng ta không thể chỉ bắt đầu đo độ sáng của màu cùng với độ sáng của màu trắng.

Nếu chúng ta vẽ các phép đo độ sáng cho tấm nền QD-OLED riêng lẻ như minh họa ở trên, chúng ta có thể xem xét mối quan hệ giữa các màu khác nhau. Nếu chúng ta chỉ sử dụng dữ liệu độ sáng, nó sẽ không cung cấp hình ảnh thực tế về những gì chúng ta thực sự trải nghiệm về mặt thị giác. Sự cân bằng giữa các màu khác nhau so với phép đo màu trắng tiêu chuẩn bị sai, vì nó không tính đến thành phần sắc độ và không xem xét đến độ rực rỡ hoặc gam màu của mẫu được đo.

Ngoài ra, bạn không thể dễ dàng đưa ra kết luận giữa các con số về cách chúng so sánh với nhau. 1016 nits màu trắng thực sự không sáng hơn 4,2 lần so với phép đo màu đỏ là 242 nits trên màn hình này.

Chúng ta cũng có thể vẽ biểu đồ tương tự cho bảng điều khiển WOLED:

Một lần nữa, độ sáng 1180 nits của màu trắng thực sự không sáng hơn màu đỏ 11 lần ở mức 100 nits mà dữ liệu độ sáng này chỉ ra.

Do đó, đây là hai sai sót khi cố gắng chỉ sử dụng phép đo độ sáng tiêu chuẩn cho màu sắc:

1. Các phép đo không thể tính đến gam màu, độ rực rỡ và độ bão hòa của màu sắc
2. Không thể sử dụng thang đo này để diễn đạt sự khác biệt về độ sáng được cảm nhận trong thế giới thực

Nói như vậy, ngay cả khi chỉ xét riêng, các phép đo độ sáng vẫn cho thấy rõ sự khác biệt về màu sắc giữa các tấm nền WOLED và QD-OLED do các cấu trúc điểm ảnh khác nhau gây ra. Nếu chúng ta quay lại biểu đồ của mình từ trước khi đo độ sáng đỉnh và cửa sổ mẫu 1%, bạn có thể thấy rằng ngay cả khi chỉ dựa trên các phép đo độ sáng của màu sắc, tấm nền QD-OLED có số đọc cao hơn tấm nền WOLED nên chắc chắn đây là một khởi đầu.

---

Điều chúng ta thực sự cần là một phương pháp đo lường và thang đo trong đó:

1. % chênh lệch giữa hai điểm dữ liệu thực tế là % chênh lệch gần đúng mà bạn có thể cảm nhận được bằng thị giác. Vì vậy, trên thang đo đó, nếu một con số cao hơn 30% so với con số khác, thì thực tế sẽ chuyển thành khoảng 30% chênh lệch về độ sáng được cảm nhận bằng thị giác. Điều đó có thể hữu ích hơn nhiều như một số liệu so với việc cố gắng so sánh các chênh lệch độ sáng thô và sau đó sẽ chuyển đổi trở lại hiệu suất thực tế.
2. Nó cũng nên tính đến cách chúng ta cảm nhận các màu sắc khác nhau, tính đến thành phần sắc độ và điều chỉnh các số đầu ra cho phù hợp. Sau đó, thang đo cũng sẽ “cân bằng” các màu sắc khác nhau so với nhau và tính đến cách chúng ta cảm nhận chúng về mặt thị giác, thay vì chỉ dựa trên một con số độ sáng thuần túy từ một thiết bị đo lường.
3. Nó cũng phải tính đến gam màu và độ sống động của màu sắc, vì vậy ngay cả khi hai giá trị độ sáng có thể giống nhau, nó cũng phải tính đến giá trị nào sẽ trông và có cảm giác sáng hơn do độ sống động đó.

Một cách tiếp cận rất tốt là mô hình độ sáng HK mới được phát triển tại Phòng thí nghiệm khoa học màu Munsell của RIT với sự tài trợ của Samsung Display (nhà sản xuất tấm nền trái ngược với Samsung Electronics là nhà sản xuất màn hình). Việc áp dụng mô hình hiệu ứng HK vào nhận thức về độ sáng trên màn hình được Samsung Display gọi là ‘Phạm vi màu eXperienced’, viết tắt là ‘XCR’.

XCR dựa trên mô hình toán học về hiệu suất thị giác của con người thu được từ các thí nghiệm tâm lý thị giác. Phương pháp này có thể đáp ứng các yêu cầu mà chúng tôi đã nêu ở trên và quan trọng là tính đến ảnh hưởng của màu sắc cùng với độ sáng.

XCR là một phép tính phức tạp lấy dữ liệu về độ sáng và gam màu và cung cấp một số liệu tính đến cả hai để dự đoán độ sáng được cảm nhận. Nó được lấy từ các thí nghiệm khớp độ sáng trực tiếp về mặt tâm lý và hoạt động tốt trên một số tập dữ liệu và nghiên cứu gần đây về độ sáng màn hình. Gần đây, nó đã được Viện Thiết bị và Vật liệu Bán dẫn (SEMI) áp dụng làm tiêu chuẩn toàn cầu. Họ là một tổ chức công nghiệp có hơn 2.500 công ty bán dẫn và màn hình từ khắp nơi trên thế giới tham gia. SEMI chính thức áp dụng phương pháp XCR làm tiêu chuẩn quốc tế vào quý 3 năm 2023.

• Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết về XCR thì có nhiều báo cáo và nghiên cứu khác nhau, bao gồm một báo cáo hữu ích tại đây

Chúng tôi đã tính toán điểm XCR cho hai màn hình được so sánh ở đây và vẽ chúng trong phần so sánh bên dưới, hiện tại dựa trên “độ sáng đỉnh” áp dụng cho phép đo APL 1%. Chúng tôi đã sử dụng các phương trình được trích dẫn trong bài viết về Màn hình thông tin (tháng 5 năm 2023) trong một chương trình biên soạn để tính các điểm này:

Điểm XCR tính đến độ sáng được đo, cách chúng ta cảm nhận những màu này bằng thị giác và cả gam màu của các tấm nền. Nó cũng tạo ra một điểm số quan trọng cho phép so sánh trực tiếp giữa hai màn hình về mức độ sáng mà bạn sẽ cảm nhận được trên màn hình. XCR giải quyết những hạn chế trước đây khi chúng ta chỉ có dữ liệu về độ sáng.

Bây giờ bạn có thể tính toán trực tiếp sự khác biệt về mặt nhận thức ước tính giữa hai màn hình về độ sáng được cảm nhận. Vì vậy, ví dụ, màu đỏ sẽ trông và cảm thấy sáng hơn khoảng 37% trên tấm nền QD-OLED (điểm XCR 199) so với tấm nền WOLED (điểm XCR 145).

Khi chúng tôi cung cấp các bảng này trước đó, chúng tôi đã tính toán ‘% độ sáng cao hơn’ chỉ dựa trên các số liệu về độ sáng. Bây giờ, chúng tôi có thể cung cấp ‘% độ sáng cảm nhận cao hơn’ thay vào đó, tức là độ sáng mà bạn cảm nhận được là bao nhiêu.

Bạn có thể thấy rằng nếu chúng ta so sánh điểm XCR của hai màn hình, tấm nền WOLED sáng hơn 6% đối với màu trắng theo quan sát của người xem, không phải là 16% mà phép đo độ sáng đơn giản ban đầu có thể gợi ý. Một lần nữa, đây là sự phản ánh về cách hệ thống thị giác của chúng ta cảm nhận sự thay đổi độ sáng. Độ sáng hơn 6% trên tấm nền WOLED là kết quả của độ sáng trắng đỉnh cao hơn là 1180 nit, so với 1016 nit trên QD-OLED. Rõ ràng là đối với màu trắng, tấm nền WOLED trong ví dụ cụ thể này có thể đạt độ sáng cao hơn và điều này cũng chuyển thành độ sáng được cảm nhận cao hơn. Tuy nhiên, khi nói đến độ sáng màu, thì lại là một câu chuyện khác.

Sự khác biệt về độ sáng rất lớn được đo cho các màu sắc (trung bình cao hơn 142% trên QD-OLED) chuyển thành mức chênh lệch XCR trung bình nhỏ hơn là 36%, nhưng giờ đây con số này liên quan trực tiếp đến sự khác biệt về thị giác, được nhận thức. Vì vậy, ví dụ, màu đỏ có độ sáng cao hơn 142% (242 nits so với 100 nits) và điều này chuyển thành mức tăng khoảng 37% về độ sáng được nhận thức khi tính toán từ điểm XCR. Trên thực tế, điều này cũng tính đến sự khác biệt về gam màu giữa hai màn hình mà chúng ta sẽ khám phá thêm một chút sau.

Đây vẫn là một con số đáng kể, nhưng hiện nay sự khác biệt có thể được so sánh dựa trên sự khác biệt về độ sáng được nhận thức , điều này có liên quan và ý nghĩa hơn để xem xét.

Chúng ta cũng có thể vẽ lại đồ thị màu sắc so với màu trắng và bắt đầu từ đây – trước đây chỉ từ độ sáng:

Về điều này, bây giờ dựa trên điểm XCR:

Các biểu đồ XCR này hiện đại diện chính xác cho độ sáng được cảm nhận so sánh giữa các màu khác nhau. Màu trắng sẽ được cảm nhận sáng gấp đôi màu đỏ dựa trên điểm XCR, không phải sáng gấp 11 lần như các số liệu chỉ về độ sáng được đề xuất trước đó.

Chúng ta có thể làm tương tự với tấm nền QD-OLED:

Từ trên xuống dưới dựa trên điểm XCR:

Bạn có thể thấy rằng độ sáng màu sắc nhận được trên tấm nền QD-OLED gần hơn nhiều, thậm chí đôi khi còn sáng hơn độ sáng của màu trắng, phần lớn là do độ sáng tăng lên nhưng cũng do gam màu tăng lên.

---

Một cách khác để trình bày sự khác biệt giữa hai màn hình là như trong biểu đồ xếp chồng ở trên, trong đó phần dưới hiển thị điểm XCR cho các màu RGBCMY trên bảng điều khiển WOLED và phần trên bao gồm diện tích bổ sung được phủ trên bảng điều khiển QD-OLED. Sau đó, các số liệu phần trăm xác nhận độ sáng được cảm nhận cao hơn bao nhiêu trên bảng điều khiển QD-OLED cho mỗi màu.

Vì vậy, khi so sánh hai màn hình, việc kết hợp đo độ sáng màu và sau đó tính toán thành điểm XCR có thể rất hữu ích. Nó cung cấp chỉ báo tốt hơn nhiều về độ sáng màn hình tổng thể khi sử dụng thực tế, không chỉ để hiển thị màu trắng, đồng thời cung cấp cho bạn các số liệu so sánh được dịch gần đúng thành sự khác biệt về độ sáng được cảm nhận trong thế giới thực.

Như trước đây, điều này thay đổi tùy theo APL và phần trên chỉ so sánh hai màn hình ở khả năng độ sáng tối đa của chúng và đối với APL 1%. Trong nội dung thực tế, APL nhỏ này có thể hiếm, và việc so sánh ở khu vực APL lớn hơn khác có thể có liên quan hơn và cũng quan trọng không kém. Thật thú vị khi so sánh các số liệu “đỉnh” ở đây vì chúng được tham chiếu rộng rãi trong ngành ngày nay và là một con số duy nhất mà các nhà sản xuất và người tiêu dùng dường như dựa vào. Vấn đề thực sự là có nhiều thứ hơn là chỉ độ sáng trắng tối đa.

Để cung cấp hình ảnh hoàn thiện hơn khi xem xét độ sáng HDR, chúng tôi có thể cung cấp mức chênh lệch độ sáng trung bình giữa hai tấm nền ở các APL khác nhau như sau:

Bạn có thể thấy lợi ích về độ sáng màu rõ ràng nhất đối với APL nhỏ nhất, nhưng giữa 10 và 100% APL, hai tấm nền này gần nhau hơn. QD-OLED vẫn có lợi thế nhỏ về độ sáng đối với màu sắc đối với nhiều vùng APL, nhưng hiệu suất thì gần hơn nhiều. Đó là những tình huống “độ sáng đỉnh” mà có sự khác biệt đáng kể nhất về điểm số độ sáng XCR đối với màu sắc giữa hai công nghệ.

Điểm XCR được so sánh ở trên giữa các tấm nền WOLED và QD-OLED giải thích cho sự khác biệt về độ sáng được đo, nhưng cũng giải thích cho sự khác biệt về gam màu của cả hai màn hình. Đó là một khía cạnh quan trọng khác của chủ đề này.

Điều này đặc biệt có liên quan khi xem xét sự khác biệt về độ sáng giữa màn hình SDR (hoạt động với gam màu sRGB) và màn hình HDR (có gam màu rộng hơn nhiều).

Phía trên cho thấy gam màu đã đo được của màn hình WOLED và QD-OLED mà chúng tôi đã so sánh theo định dạng quen thuộc mà chúng tôi sử dụng trong các bài đánh giá của mình. Sơ đồ CIE ở trên cùng cho thấy vùng phủ gam màu của màn hình (hình tam giác màu trắng) so với không gian tham chiếu sRGB (hình tam giác màu đỏ). Bên dưới là bảng hiển thị vùng phủ không gian màu của nhiều không gian tham chiếu khác nhau.

Bạn có thể thấy rằng tấm nền QD-OLED có vùng gam màu rộng hơn so với tấm nền WOLED, đạt độ phủ tương đối 141,9% của sRGB, so với 127,4% của tấm nền WOLED. Bạn có thể thấy hình tam giác mở rộng thêm một chút vào các sắc thái xanh lá cây và đỏ, nhưng màu xanh lam về cơ bản vẫn giữ nguyên. Một biện pháp tốt khác ở đây là độ phủ của không gian màu Rec.2020 (hay còn gọi là BT.2020) rất lớn, trong đó tấm nền WOLED phủ ~74%, nhưng tấm nền QD-OLED phủ ~82%. Điều này có thể thực hiện được nhờ lớp phủ Quantum Dot và bạn cũng sẽ thấy độ phủ cao tương tự từ màn hình LCD phủ QD.

Chúng ta cũng có thể đo trực tiếp tác động của không gian màu rộng hơn này lên độ sáng được cảm nhận. Nếu cả hai màn hình được thiết lập để hiển thị cùng một mẫu màu và ở cùng độ sáng chính xác (được đo bằng máy đo màu), thì chúng ta có thể có được điểm XCR cho thấy tác động của chỉ gam màu rộng hơn. Ở đây, cả hai màn hình đều được thiết lập ở mức 100 nits cho màu đỏ, sau đó là màu xanh lá cây và màu xanh lam:

Bạn có thể thấy rằng mặc dù cả hai màn hình đều đo cùng độ sáng 100 nits cho mỗi mẫu màu, nhưng tấm nền QD-OLED sẽ sáng hơn 3% so với tấm nền WOLED đối với màu đỏ và sáng hơn 2% đối với màu xanh lá cây. Đối với màu xanh lam, tấm nền WOLED mở rộng thêm một chút trong ví dụ này và do đó trông sáng hơn 1% đối với màu xanh lam. Sự khác biệt này hoàn toàn là do gam màu rộng hơn và không có gì khác. Hãy nhớ rằng những phần trăm đó được lấy từ điểm XCR nên có liên quan trực tiếp đến sự khác biệt về độ sáng được nhận thấy.

Chúng ta cũng có thể thực hiện phép so sánh tương tự giữa màn hình SDR hoạt động trong không gian màu sRGB (ở đây chúng ta giả định độ phủ lý tưởng là 100%) và màn hình gam màu rộng thông thường hoạt động trong không gian màu DCI-P3 (lại giả định độ phủ lý tưởng là 100%). Một lần nữa, cả hai màn hình đều hiển thị cùng độ sáng cho các mẫu màu đỏ, xanh lục và xanh lam.

Trong trường hợp này, gam màu rộng hơn của màn hình DCI-P3 sẽ trông sáng hơn 4% ở sắc đỏ và sáng hơn 5% ở sắc xanh lá cây. Vì cả hai không gian màu đều có cùng tọa độ màu xanh lam nên không có sự khác biệt nào về độ sáng được cảm nhận ở đó.

Nếu chúng ta có một màn hình giả định có thể bao phủ toàn bộ không gian màu Rec.2020, thì nó sẽ trông sáng hơn đối với các màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam so với màn hình SDR / sRGB. Điều này cho thấy độ phủ tăng lên của Rec.2020 quan trọng như thế nào đối với độ sáng được cảm nhận. Cả WOLED và QD-OLED đều có thể bao phủ DCI-P3 tốt, nhưng việc vươn xa hơn nữa vào các không gian màu rộng hơn vẫn tiếp tục ảnh hưởng đến độ sáng được cảm nhận.

Chúng tôi muốn đề cập đến một phép đo hữu ích khác có thể tính đến cả không gian màu và độ sáng trong một mô hình duy nhất. Hy vọng là bạn đã quen thuộc với ‘gam màu’. Trước đây, ngành công nghiệp màn hình đã sử dụng phép đo này để chỉ khả năng thể hiện màu sắc, cho biết phạm vi phủ sóng của vùng màu có thể được thể hiện bằng độ sáng cố định.

Sau đây là sơ đồ phủ gam màu truyền thống cho hai màn hình OLED được so sánh ở đây, dựa trên CIE 1976 mà chúng tôi đã trình bày trước đó:

Nếu chúng ta xét đến gam màu thì số liệu dễ so sánh nhất sẽ là độ phủ của không gian màu Rec.2020 rất lớn, với tấm nền WOLD đạt 74% và tấm nền QD-OLED đạt 82%.

Vào thời điểm đó, gam màu được giới thiệu, chủ yếu là hình ảnh dải động chuẩn (SDR), do đó, chỉ riêng gam màu 2D đã đủ để hiển thị hiệu suất. Tuy nhiên, gần đây, nội dung đã được phát triển để hiển thị hình ảnh thực tế ở nhiều độ sáng khác nhau trong thế giới hiện đại của màn hình Dải động cao (HDR). Do đó, màn hình cũng cần nhiều hiệu suất hơn để thể hiện màu sắc chính xác trong nhiều mức độ sáng và chỉ riêng mô hình gam màu 2D có thể bị hạn chế trong việc chỉ ra các khả năng mà HDR yêu cầu đối với khả năng thể hiện màu của màn hình.

Để khắc phục điều này, người ta sử dụng phương pháp hiển thị khả năng tái tạo màu sắc trong ba chiều (3D) bằng cách thêm mức độ sáng vào gam màu được xác định hai chiều, phương pháp này cung cấp cho chúng ta phép đo “khối lượng màu” hoặc đôi khi được gọi là “khối lượng hiển thị”.

Hiện tại, không có sự đồng thuận trong ngành về cách đo khối lượng màu tốt nhất trong thế giới HDR hiện đại. Hiện tại, cách tiếp cận phổ biến nhất được gọi là CIE L*a*b*. Các phép tính cho cách này được chuẩn hóa theo phép đo độ sáng trắng tương đối của màn hình, nhưng điều tốt về cách này là nó đưa ra các số liệu % hy vọng là dễ hiểu, liên quan đến các phép đo gam màu 2D và so sánh giữa các màn hình khác nhau.

Một cách tiếp cận thay thế sử dụng phương pháp gọi là ICtCp được chuẩn hóa theo giá trị độ sáng cố định và có những lợi ích của nó, nhưng kết quả đầu ra chuẩn được trình bày dưới dạng hình “hàng triệu màu” nên chúng tôi nghĩ là hơi khó liên hệ. Chúng tôi tiếp tục khám phá chủ đề này và cố gắng xác định dữ liệu hữu ích cho các bài đánh giá trong tương lai của mình.

Chúng tôi cũng có thể đo khối lượng màu của các màn hình này thông qua một loạt 140 điểm đo, ở đây được thực hiện ở 10% APL:

Bạn có thể thấy rằng mặc dù WOLED có thể bao phủ 101,6% không gian màu DCI-P3 trong phép đo gam màu 2D truyền thống (tức là ở độ sáng SDR cố định và thấp), nhưng khi bạn tính đến phạm vi độ sáng cho hình ảnh HDR, phạm vi phủ sóng chỉ đạt 67%. Điều này thường được gọi là “sụp đổ thể tích” và một lần nữa là kết quả của sự gia tăng màu trắng trên các tấm nền đó và không thể đạt được mức độ sáng màu cao hơn so với phạm vi độ sáng màu trắng. Hãy nghĩ theo cách này, ở mức độ sáng thấp, có thể tạo ra toàn bộ dải màu và nó có thể bao phủ tất cả các màu DCI-P3 một cách đẹp mắt. Khi độ sáng tăng lên, và đặc biệt là khi nó gần đạt đến khả năng độ sáng trắng cực đại, thì sự gia tăng màu trắng đang được sử dụng và không thể nhận ra toàn bộ dải màu nữa. Hiệu ứng rửa trôi mà chúng ta đã nói đến trước đó trở nên rõ ràng hơn và bạn sẽ có được số liệu thể tích màu thấp hơn nhiều.

Mặt khác, tấm nền QD-OLED có thể duy trì độ phủ DCI-P3 cho toàn bộ dải sáng của nó, tạo ra khối lượng màu 116% và hình ảnh sống động, tươi sáng và đầy màu sắc hơn. Sự khác biệt tương tự có thể dễ dàng so sánh giữa các khối lượng màu Rec.2020. Bạn có thể thấy lý do tại sao một con số gam màu 2D tự nó không thể nói lên toàn bộ câu chuyện khi nói đến màu HDR.

---

Các phép đo thể tích màu cũng có thể được biểu diễn bằng sơ đồ CIE L*a*b* như sau, trong đó bạn có thể thấy màn hình QD-OLED có thể lấp đầy thêm bao nhiêu thể tích so với màn hình WOLED:

Color volume % cũng có thể là một số liệu bổ sung hữu ích để giúp nắm bắt độ sáng và khả năng màu tổng thể của màn hình trong một con số duy nhất, dễ so sánh. Chúng tôi cảm thấy rằng đôi khi hơi khó để diễn giải và so sánh các sơ đồ khối màu nhưng nhìn chung có thể được cung cấp cùng với các con số một cách dễ dàng. Tuy nhiên, chúng tôi muốn khám phá chủ đề này sâu hơn để đảm bảo kết quả có ý nghĩa và công bằng, vì hiện tại nó có thể tạo ra những so sánh không công bằng khi các phép đo liên quan đến các phép đo độ sáng trắng khác nhau của màn hình.

Tất cả những điều này cho thấy phương pháp đo lường phổ biến hiện nay đối với “độ sáng HDR” rất hạn chế. Chỉ đo độ sáng trắng rồi cố gắng so sánh sự khác biệt giữa các màn hình là không đầy đủ; hoặc thậm chí có thể gây hiểu lầm khi nói đến việc thể hiện “độ sáng” thực sự của màn hình.

Điều quan trọng không kém là phải cố gắng đo độ sáng của màu sắc và diễn đạt “độ sáng” của màu sắc trên màn hình, đồng thời tính đến độ rực rỡ, không gian màu và cách hệ thống thị giác của chúng ta cảm nhận các màu sắc khác nhau.

Do đó, đây là cách chúng tôi dự định đo lường và báo cáo về độ sáng và hiệu suất HDR trong các bài đánh giá tiếp theo của mình:

Tại TFTCentral, chúng tôi đã khám phá cách chúng tôi có thể sử dụng tất cả những điều này trong các thử nghiệm trong tương lai. Điều quan trọng là chúng tôi đã cân nhắc cách chúng tôi có thể lấy dữ liệu từ mô hình XCR và trình bày theo cách có ý nghĩa đối với đối tượng của chúng tôi và dễ hiểu nhất có thể. Chúng tôi muốn có thể nắm bắt, đo lường và so sánh độ sáng HDR và ​​hiệu suất màu sắc chính xác hơn trên các màn hình khác nhau và cung cấp hình ảnh hoàn chỉnh và có ý nghĩa hơn để giúp bạn chọn màn hình tiếp theo của mình.

Chúng ta đã thấy ở trên XCR là một cách tốt để so sánh độ sáng cảm nhận được giữa hai màn hình thay vì chỉ dựa vào phép đo độ sáng trắng như tiêu chuẩn hiện nay. Một cách tốt để biểu diễn khả năng độ sáng tối đa của màn hình có thể là sử dụng các biểu đồ như chúng tôi đã trình bày trước đó và được đưa vào lại bên dưới.

Sau đây là điểm XCR được tính toán cho màn hình QD-OLED từ trước cho “độ sáng cực đại” ở 1% APL:

Dưới đây là biểu đồ từ bảng điều khiển WOLED cho thấy màu sắc không sáng bằng so với độ sáng trắng cao hơn.

Các biểu đồ này cung cấp cho bạn chỉ dẫn về độ sáng cực đại tương đối của màu sắc cũng như màu trắng và cùng với các thông số kỹ thuật quen thuộc như “độ sáng cực đại” (1000 nit, v.v.) sẽ cung cấp cho bạn chỉ dẫn về độ sáng của màu sắc trên màn hình.

Tiến xa hơn nữa, một cách đơn giản khác để thử và thể hiện điều này trong một phép đo duy nhất và một cách tiếp cận dễ hiểu sẽ là vẽ điểm XCR trên một biểu đồ như chúng ta đã làm đối với độ sáng trắng. Đây là biểu đồ hy vọng quen thuộc đối với độ sáng trắng trên màn hình QD-OLED, phương pháp tiếp cận tiêu chuẩn hiện tại:

Nếu chúng ta chuyển đổi điều này thành điểm XCR để nắm bắt ‘độ sáng’ tối đa thay vì ‘độ chói’ tối đa thì nó sẽ trông như thế này:

Chúng ta cũng có thể lấy điểm trung bình của tất cả các điểm XCR cho màu RGBCMY và biểu diễn kết quả đó trên đồ thị dưới dạng một đường đơn kết hợp để biểu diễn “độ sáng màu”:

Biểu đồ này hiện cung cấp cho bạn biểu diễn không chỉ về “độ sáng trắng” mà còn về “độ sáng màu” nói chung. Hãy nhớ rằng vì biểu đồ này dựa trên điểm XCR nên sự khác biệt giữa các số liệu khác nhau có thể được sử dụng để xem xét sự khác biệt được nhận thức gần đúng. Vì vậy, điểm XCR là 200 sẽ trông sáng gấp đôi điểm XCR là 100, v.v.

Nếu chúng ta sử dụng cách tiếp cận tương tự để biểu diễn điểm XCR từ bảng WOLED, chúng ta sẽ có được kết quả sau:

Biểu đồ này một lần nữa chứng minh rằng sau một kích thước cửa sổ APL nhất định nhỏ hơn ~25%, cách duy nhất để màn hình có thể đạt được độ sáng cao hơn là sử dụng sự tăng cường màu trắng từ điểm ảnh phụ màu trắng và màu sắc không còn có thể sáng hơn nữa. Sự khác biệt giữa các tấm nền WOLED và QD-OLED cho các APL nhỏ hơn và mức độ sáng cực đại một lần nữa lại trở nên rõ ràng.

Việc đo độ sáng màn hình trong các tình huống HDR rất phức tạp và cần được cải thiện:

• Thông số kỹ thuật của ngành cho “độ sáng đỉnh” HDR thường chỉ tập trung vào một con số duy nhất, chỉ áp dụng cho kích thước cửa sổ APL nhỏ nhất (tức là điểm sáng đỉnh). Hiệu suất này không thể duy trì trên màn hình OLED khi APL đó thay đổi.
• Một số nhà sản xuất cũng đã có một số bước tiếp thị hướng tới việc cung cấp thông số kỹ thuật “độ sáng tối đa” cho các kích thước APL khác (như độ trắng toàn trường 100%) giúp bạn có cái nhìn rõ hơn về hiệu suất hoạt động của màn hình OLED trong các tình huống HDR ngoài những điểm sáng nhỏ nhất.
• Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật này không đầy đủ vì chúng chỉ tính đến độ sáng trắng cực đại
• Độ sáng màu và độ sáng màu được cảm nhận đang bị bỏ qua hoàn toàn
• Đo độ sáng màu cũng khá đơn giản, nhưng tự nó cũng không đầy đủ

Có hai vấn đề khi chỉ chụp số liệu về độ sáng.

1. Các phép đo độ sáng màu không thể tính đến hiệu ứng do độ bão hòa và độ rực rỡ cao hơn gây ra, cũng như tác động của gam màu lên cách chúng ta cảm nhận màu sắc bằng thị giác. Gam màu rộng hơn có thể khiến màu sắc trông và cảm thấy sáng hơn, ngay cả khi phép đo độ sáng từ thiết bị đo là như nhau. Đây là một lý do tại sao màn hình gam màu rộng có thể trông và cảm thấy sáng hơn màn hình gam màu tiêu chuẩn hoặc tại sao nội dung HDR có thể trông và cảm thấy sáng hơn nội dung SDR.
2. Không thể so sánh trực tiếp hai số liệu về độ sáng và xem xét xem một số liệu sẽ sáng hơn bao nhiêu về mặt thị giác đối với người xem, vì thang đo không cho phép điều đó. Độ sáng 1000 nit không trông và cảm thấy sáng gấp đôi so với 500 nit. Tương tự như vậy, các phép đo độ sáng giữa các màu khác nhau hoặc so với màu trắng không thể được so sánh trực tiếp theo cùng một cách. Ví dụ, độ sáng của màu xanh lam thường thấp hơn nhiều so với độ sáng của màu trắng, nhưng sự khác biệt về mặt thị giác không đáng kể.

Mô hình XCR (eXperienced Color Range) có vẻ như sẽ giải quyết những hạn chế này

• Nó cung cấp điểm số thể hiện độ sáng trực quan được cảm nhận (không chỉ độ sáng)
• Nó cung cấp một thang đo mà các giá trị có thể được so sánh trực tiếp. Nếu điểm XCR lớn gấp đôi, điều đó có nghĩa là nó sẽ được coi là sáng gấp đôi
• Công nghệ này tính đến yếu tố sắc độ để đo màu sắc và cung cấp điểm số cho phép so sánh trực tiếp giữa các màu khác nhau và màu trắng.
• Độ sáng của màu sắc được cảm nhận không chỉ bị ảnh hưởng bởi số liệu độ sáng mà bạn có thể đo được mà còn bởi độ rực rỡ và độ bão hòa của màu sắc. Điều này bị ảnh hưởng bởi gam màu của màn hình và điểm XCR cũng tính đến hiệu ứng này.

Sử dụng điểm XCR sẽ cho phép chúng tôi cập nhật phương pháp thử nghiệm trong tương lai để cung cấp góc nhìn đầy đủ và chính xác hơn về độ sáng và hiệu suất HDR của màn hình. Ngoài ra, khối lượng màu là một số liệu hữu ích, xem xét cả độ sáng và màu sắc cho màn hình HDR mà chúng tôi cũng có kế hoạch áp dụng trong thử nghiệm rộng rãi hơn.

Bài viết này có rất nhiều thông tin để tìm hiểu, nhưng chúng tôi có thể tóm tắt một số phát hiện chính về hai công nghệ tấm nền OLED cạnh tranh khi nói đến hiệu suất HDR của chúng:

1. Màn hình QD-OLED có gam màu rộng hơn màn hình WOLED. Lưu ý rằng không có thay đổi nào được mong đợi đối với điều này ngay cả trong các tấm nền WOLED sắp ra mắt trong lộ trình 2024/25, tất cả chúng đều có cùng thông số kỹ thuật về phạm vi gam màu. Điều này có nghĩa là màu sắc sẽ trông sáng hơn một chút chỉ đơn giản là do độ bão hòa cao hơn, ngay cả khi phép đo độ sáng giữa hai màn hình là bằng nhau.
2. Tấm nền WOLED có thể đạt độ sáng trắng đỉnh cao hơn so với tấm nền QD-OLED hiện nay với thế hệ mới nhất. Thông số kỹ thuật của LG.Display là 1300 nits so với 1000 nits của Samsung Display. Điều này chỉ áp dụng cho kích thước cửa sổ APL nhỏ và chỉ biểu thị độ sáng của màu trắng.
3. Đối với APL lớn hơn 50% và đối với trường trắng toàn phần là 100% APL, hai công nghệ này có vẻ rất giống nhau về khả năng tạo độ sáng trắng và thông số kỹ thuật.
4. Trong khi độ sáng trắng cao hơn trên các tấm nền WOLED, độ sáng của màu sắc thấp hơn đáng kể so với trên các tấm nền QD-OLED. Điều này bị bỏ qua trong các phương pháp tiếp thị và đo lường “độ sáng đỉnh” hiện tại, nhưng có thể tác động đến độ sáng và màu sắc được cảm nhận trong thế giới thực trong nội dung HDR.
5. Cấu trúc tấm nền của QD-OLED với phương pháp tiếp cận bổ sung RGB thực sự có nghĩa là chúng có thể đạt được độ sáng màu cao hơn nhiều so với các tấm nền WOLED mới nhất – thực tế cao hơn khoảng 142% trong trường hợp độ sáng màu cực đại (trong các màn hình ví dụ mà chúng tôi đã đo). Điều này giảm khi APL lớn hơn nhưng QD-OLED cung cấp độ sáng màu cao hơn nói chung đối với các điểm sáng HDR sáng và thậm chí lên tới khoảng 25% APL.
6. Các tấm nền WOLED chỉ có thể đạt được độ sáng trắng cao hơn bằng cách sử dụng “sự tăng cường màu trắng” từ các điểm ảnh phụ màu trắng bổ sung, nhưng trong những trường hợp cần điều này (APL nhỏ hơn <25%) thì điều này có thể khiến hình ảnh bị nhạt màu và không thể đạt được màu sắc tươi sáng hơn.
7. Nếu chúng ta chuyển đổi các phép đo độ sáng của màu sắc và tính đến gam màu của hai công nghệ thành điểm XCR, chúng ta có thể so sánh chính xác hơn hai công nghệ tấm nền và xem xét độ sáng trực quan được cảm nhận của chúng.
8. Tấm nền QD-OLED sẽ trông và cho cảm giác sáng hơn khoảng 36% về màu sắc so với tấm nền WOLED dành cho APL nhỏ hơn, đặc biệt là khi xét đến “độ sáng HDR tối đa” từ lâu đã là điểm so sánh cho hoạt động tiếp thị sản phẩm và trong toàn ngành.
9. Khi xem xét nội dung HDR nói chung, cả hai đều có độ sáng được cảm nhận ngang nhau đối với APL lớn hơn mặc dù tấm nền QD-OLED vẫn chiếm ưu thế trong nhiều trường hợp khi màu sắc mang tính “cộng gộp” (tức là không chỉ đơn thuần là màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh lam).
10. QD-OLED có thể có khối lượng màu cao hơn nhiều so với WOLED, đây là một biện pháp hữu ích khác xem xét cả gam màu và khả năng độ sáng của tấm nền. Tấm nền WOLED cho thấy “sự sụp đổ về thể tích” ở mức độ độ sáng cao hơn, trong đó tăng cường màu trắng được sử dụng nhiều hơn. Tấm nền QD-OLED có thể đạt được màu sáng hơn đáng kể so với tấm nền WOLED cho HDR nói chung. Các phép đo và so sánh khối lượng màu vẫn là một điểm thảo luận đang diễn ra trong ngành và chúng tôi đang nghiên cứu cách công bằng và hữu ích hơn để thể hiện dữ liệu này trong các bài đánh giá và thử nghiệm của mình.

---

Nhìn chung, trải nghiệm HDR bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các điểm sáng nhỏ trong hình ảnh. Vấn đề không phải là làm cho các vùng lớn của màn hình sáng cùng một lúc, mà là các điểm sáng phản chiếu, các vùng sáng nhỏ và màu sắc ấn tượng nổi bật đồng thời mang lại màu đen sâu, tối tạo nên độ tương phản và dải động tuyệt vời. Chúng ta có thể kết luận từ nghiên cứu này rằng mặc dù các thông số kỹ thuật tiếp thị tiêu đề gợi ý ngược lại, nhưng trên thực tế, tấm nền màn hình QD-OLED có thể trông và cảm thấy sáng hơn trong một số trường hợp so với tấm nền WOLED. Vấn đề không chỉ là đẩy độ sáng trắng cực đại, mà còn là độ sáng của màu sắc và hình ảnh tổng thể, và tấm nền QD-OLED có thể mang lại trải nghiệm tốt hơn ở đó. Điều đó thể hiện rõ trong các phép đo độ sáng thô, điểm XCR mới và trong các phép đo thể tích màu. Tất nhiên, những kết quả này có thể khác nhau giữa các tấm nền và màn hình khác nhau.

Các nhà sản xuất tấm nền đẩy độ sáng cao hơn trên các thế hệ tấm nền OLED mới là điều rất tốt và các công nghệ như MLA đang giúp hiện thực hóa điều đó trong không gian WOLED chẳng hạn. Nhưng nhìn chung, đây chỉ là việc theo đuổi thông số độ sáng trắng cực đại, nhằm mục đích có thể tiếp thị “độ sáng cực đại” cao hơn, trong khi thực tế độ sáng màu không thể theo kịp. Chúng tôi muốn thấy những cải tiến về độ sáng màu cũng như độ sáng trắng từ các tấm nền này, cũng như những tiến bộ về không gian màu, cả hai đều sẽ tác động đến độ sáng được cảm nhận trong thế giới thực và trải nghiệm HDR. Điều này có thể đòi hỏi phải chuyển sang cách tiếp cận và bố cục pixel cộng.