Qu'est-ce que le local dimming LED exactement ?
Avantages du local dimming LED
Types de techniques de local dimming
Défis et limites du local dimming LED
Quel est le bon choix ?
Dans le monde de l'Ultra Haute Définition et de la Plage Dynamique Élevée (HDR), le concept de local dimming – en particulier en ce qui concerne les systèmes d'affichage LED LCD – est un élément important en matière de qualité d'image, et dans ce blog, nous allons expliquer pourquoi. Le problème commence avec un phénomène connu sous le nom de « blooming », un effet secondaire assez désagréable de la technologie des téléviseurs LED que toute personne ayant tenté de regarder un film en format letterbox dans une pièce sombre via un système de local dimming mal implémenté a expérimenté. L'effet de blooming se produit lorsqu'un écran plat n'a pas suffisamment de zones de gradation et qu'une scène très exigeante, peut-être sur un disque Blu-ray Ultra HD avec des reflets HDR extrêmes, provoque le « débordement » de la lumière près du bord des barres letterbox, ce qui donne une image assez laide et délavée.
Pour lutter contre cela, les fabricants d'écrans LED LCD ont mis en œuvre le « local dimming », qui était à l'origine conçu pour réduire la sortie de lumière de l'appareil là où des zones très sombres étaient nécessaires – soit en réduisant considérablement le blooming, soit en le supprimant presque complètement. Bien sûr, des technologies concurrentes telles que l'OLED et le QD-OLED ont émergé à la suite des problèmes de blooming des LED pour répondre aux préoccupations des passionnés de home cinéma et de jeux vidéo, mais la technologie d'affichage LED continue de progresser avec des algorithmes de local dimming en constante évolution.
La plus grande différence entre les technologies d'affichage telles que LED/LCD et OLED est la façon dont les panneaux sont éclairés – sur les écrans LCD, les pixels sont éclairés via de minuscules LED, c'est pourquoi ils ont besoin de systèmes de local dimming afin de réagir aux changements de contenu. Les OLED, en revanche, sont connus comme des écrans « auto-émissifs », ce qui se résume essentiellement à ceci : ces écrans ne nécessitent pas de système de rétroéclairage pour s'illuminer et, en tant que tels, n'ont pas besoin de local dimming pour donner le meilleur d'eux-mêmes.
Nous allons approfondir ce point sous peu.
Qu'est-ce que le local dimming LED exactement ?
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, le local dimming est une technologie utilisée dans les écrans, tels que les moniteurs d'ordinateur et les téléviseurs, qui permet un contrôle plus précis des niveaux de luminosité des différentes parties de l'écran. Cela permet aux zones qui doivent être noires de rester sombres sans le blooming distrayant et susmentionné, en plus d'une foule d'autres avantages visuels immédiatement perceptibles, tels que l'amélioration du contraste.
Malheureusement, tout n'est pas créé égal sur ce terrain de jeu ; certains types d'écrans, tels que les écrans à éclairage latéral, ne bénéficient pas des systèmes de local dimming intégrés, car il n'y a pas suffisamment de zones de gradation pour contrôler la lumière.
Selon RTINGS.com, l'une des ressources en ligne les plus respectées dans le domaine de l'évaluation des technologies d'affichage, le local dimming peut être défini comme « un moyen pour les téléviseurs LED d'améliorer le rapport de contraste dans les scènes sombres en atténuant les zones de rétroéclairage, ce qui rend les noirs plus profonds qu'ils ne le seraient normalement sans cette fonctionnalité et améliore ainsi la qualité globale de l'image ».
Avantages du local dimming LED
Comparées aux méthodes de rétroéclairage traditionnelles – ainsi qu'au « global dimming », que nous aborderons dans un instant – les approches de local dimming dans les écrans LED permettent aux lumières situées derrière la couche LCD de s'adapter à l'image affichée, améliorant ainsi le rapport de contraste. Essentiellement, le local dimming élimine le rétroéclairage massif unique d'une LED grâce à l'utilisation de plusieurs rétroéclairages, en les allumant et en les éteignant en fonction de ce qui se trouve dans une image.
Les téléviseurs d'aujourd'hui utilisent un certain nombre de méthodes de rétroéclairage, mais le plus grand changement a été l'introduction de zones de rétroéclairage discrètes – plutôt que d'éclairer l'ensemble de l'écran, les rétroéclairages LED d'un téléviseur peuvent être adressés individuellement, ce qui donne ce que nous avons couvert il y a un instant : ils peuvent être allumés ou éteints et atténués/éclaircis à la demande pour produire des parties plus claires ou plus sombres de l'image.
Puisque nous l'avons mentionné au début de cette section, prenons un moment pour examiner le global dimming et comment il se compare au local dimming.
Ce qui différencie toutes les conceptions de local dimming des types de global dimming, c'est que le global dimming utilise une seule zone de rétroéclairage, ce qui signifie que le rétroéclairage de l'ensemble de l'écran est ajusté en un seul contrôle. En comparaison, les systèmes de local dimming divisent le rétroéclairage de l'écran en segments qui peuvent être ajustés indépendamment.
Types de techniques de local dimming
Il existe trois principaux types de techniques de local dimming : full-array (FALD), edge-lit et direct-lit. Comme tout dans la vie, il y a des avantages et des inconvénients à chacune de ces méthodes, mais nous pouvons vous dire par expérience que si vous configurez un système pour profiter du HDR dans une pièce sombre, vous devez éviter les conceptions edge-lit.
Local dimming full-array
Cette approche englobe une grille de LED derrière l'écran, séparées en plusieurs zones de gradation qui peuvent être ajustées indépendamment. En bref, si vous achetez un écran LCD, recherchez-en un avec FALD, car il permet une plus grande précision du local dimming pour fournir des noirs plus profonds et un contraste amélioré.
Local dimming edge-lit
Ici, les LED sont placées le long des bords de l'écran pour diriger la lumière vers le centre de l'écran ; les LED peuvent être atténuées dans des zones spécifiques pour créer des zones de gradation localisées, mais ce n'est pas aussi efficace qu'une approche FALD. L'avantage des panneaux edge-lit est qu'ils sont moins chers à fabriquer, et donc à acheter, par rapport aux modèles FALD haut de gamme.
Local dimming direct-lit
Cette méthode est similaire à FALD, mais au lieu d'une grille de LED derrière l'écran, il y a moins de LED plus grandes directement derrière ; ces LED plus grandes peuvent être allumées ou éteintes individuellement pour créer également des zones de gradation localisées, mais bien que le local dimming direct-lit soit plus efficace que l'edge-lit, il est également plus cher à mettre en œuvre.
Défis et limites du local dimming LED
En comparaison directe avec la technologie auto-émissive comme l'OLED, il n'y a pas moyen de l'éviter : le principal problème qui continue de sévir avec les diodes électroluminescentes (LED) est le défi de la gradation. Bien que certaines sources de lumière LED s'atténuent aussi bien que les lampes à incandescence, d'autres présentent un comportement de gradation très étrange (voir les références susmentionnées au blooming).
Au-delà du blooming, ces sources de lumière LED peuvent :
• Ne pas produire de lumière, à l'extrémité extrême du spectre.
• Présenter un scintillement ou du bruit.
• Afficher une plage dynamique limitée.
• Changer de couleur lorsqu'elles s'atténuent.
• S'atténuer de manière erratique.
• Refuser de s'atténuer du tout, dans d'autres cas extrêmes.
À la racine du problème se trouve l'incompatibilité – la nature gradable des LED implique la qualité de leur gradation, avec des considérations telles que la douceur, la couleur, le temps nécessaire pour s'atténuer et la façon dont la lumière est répartie uniformément, qui sont au premier plan de l'argument.
Quel est le bon choix ?
Quelle technologie de rétroéclairage est la meilleure pour votre application ou votre projet ? Lors du choix de la bonne technologie de rétroéclairage, vous devez être guidé par l'effet souhaité (c'est-à-dire les paramètres clés de l'appareil final). En tant que tel, il n'existe, malheureusement, pas de réponse unique pour comparer le local dimming full-array et le local dimming edge-lit, car le rétroéclairage obtenu par ces deux solutions peut ou non correspondre parfaitement à l'appareil final conçu.
Connaissant ces dépendances, le concepteur est en mesure de sélectionner avec précision une solution qui convient le mieux à l'utilisation prévue de l'application. Donc, si vous vous demandez quoi choisir – local dimming edge LED, local dimming full-array – nous vous recommandons de nous contacter dès aujourd'hui pour discuter de l'application cible dans laquelle l'appareil conçu sera placé.