LED显示屏的基本概念和几种基本计算方法

一、ＬＥＤ显示屏组成材料 1、 LED 与 LED 显示屏 LED 的发光颜色和发光效率与制作 LED 的材料和工艺有关 ， 目前广泛使用的有红、绿、 蓝(R、G、B)三种。由于 LED 工作电压低（仅 1.5-3V ），能主动发光且有一定亮度 ， 亮 度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（ 10 万小时）， 所以在 大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与 LED 显示方式匹敌。把红色和绿色的 LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ； 把红、绿、蓝三种 LED 管放 在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室内 LED 显示屏的象素尺寸一般 是 2-10 毫米， 常常采用把几种能产生不同基色的 LED 管芯封装成一体， 室外 LED 显 示屏的象素尺寸多为 12-26 毫米，每个象素由若干个各种单色 LED 组成 ， 常见的成品 称象素筒，双色象素筒一般由 3 红 2 绿组成，三色象素筒用 2 红 1 绿 1 兰组成。无论 用 LED 制作单色、双色或三色屏， 欲显示图象需要构成象素的每个 LED 的发光亮度都必 须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高， 显示的图像就越细 腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像，颜色过渡已 十分柔和，而 16 级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。所以，彩色 LED 显示屏当 前都要求做成 256 级灰度的。 ２、 应用于显示屏的 LED 发光材料有以下几种形式：
有：
P4mm 62500 像素 / 平米 P5.0mm 40000 像素 / 平米 P6.0mm 27777 像素 /
湖北云川光电科技有限公司地址：湖北省襄阳市樊城区长征路 58 号
平米 户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准，按每平米像素数量大约有 1024 点， 1600 点 ,2000 点 ,2500 点 ,4096 点等多种规格。 （5）按显示性能可分为 视频显示屏：一般为全彩色显示屏 文本显示屏：一般为单基色显示屏 图文显示屏：一般为双基色显示屏 行情显示屏：一般为数码管或单基色显示屏； 三、LED 显示屏特点 全面了解 LED 显示屏特点，是为了选择高性价比 LED 显示屏,与其它大屏幕终端显示器相 比,LED 显示屏主要有以下特点。 亮度高：色彩丰富鲜艳，户外显示屏的亮度大于 8000mcd/m2，是目前唯一能够在户外全天 候使用的大型； 寿命长：LED 寿命长达 100,000 小时（十年）以上； 视角大：室内视角可大于 160 度，户外视角可大于 120 度； 结构模块化：屏幕面积可大可小，小至不到一平米，大则可达几百、上千平米；易与计算机 接口，支持软件丰富，操作方便灵活，画面清晰稳定。 显示屏联网：利用一台微机可以同时控制多个显示屏显示不同的内容，显示屏也可脱机工作。 既可以显示文字又可以显示图形图像，字体字型变化丰富。 注：常见大型显示终端对比 屏幕类型 优点 缺点 电视墙 全彩色、面积大 画面有分隔感、亮度低不能在户外用、色差大、造价高 PDP 全彩色、画面细腻 面积不大、亮度低、寿命短 投影机 全彩色、画面细腻 亮度低不能在户外用、画面受光不均。 四、基本概念 LED:Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。 单点直径（Single dot diameter）指一个像素点的直径，单位通常为 mm。
达到多媒体的宣传广告效果。异步方式是指 LED 显示屏具有存储及自动播放的能力，在 PC
机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入 LED 显示屏 , 然后由 LED
显示屏脱机自动播放，一般没有多灰度显示能力，主要用于显示文字信息，可以多屏联网。
（4） 按像素密度或像素直径划分
由于户内屏采用的 LED 点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要
湖北云川光电科技有限公司地址Biblioteka 湖北省襄阳市樊城区长征路 58 号
LED 显示屏的基本概念和几种基本计算方法
技术支持组 胡晶 从 20 世纪末兴起 LED 显示屏技术到现今，整个 LED 显示屏行业已经趋于技术成熟，需 求稳定，就整个 LED 行业而言，LED 显示屏占据了不小的份额，我司本身并不具备生产 LED 显示屏的能力，但是我们业务人员偶尔会碰到终端客户对 LED 显示屏有明确需求的情况。故 在此介绍 LED 显示屏的基本概念及基本的 LED 显示屏的计算方法，供各位在制作显示屏方案 时使用。
对于各种显示器件来说，最佳的观察距离应该是人眼无法分辨出象素的最小距离，，这个 距离大约是点间距的 3400 倍。电视和电脑的观测距离通常要小于这个要求，但可接受的距 离不能小于点间距的 1700 倍。 灰度等级（Grey Levels） 也称色彩深度，指不同亮度的数量，红绿蓝有各自的灰度，在全彩色系统中一般是 256 级灰 度，可以产生 256X256X256＝16,777,216 种颜色，在 PC 中称为 24 位色，在 LED 显示系统中 称为 8 位系统。LED 显示屏能表现的色彩数量取决于 RGB 三色的灰度等级，在标准的全彩显 示屏中为 256 级灰度，对于体育场馆的 LED 全彩系统，256 灰度是不够的，无法准确的恢复 还原色彩。 刷新率（Refresh Rate） 显示屏画面更新的速率，通常用赫兹表示（Hz）。与帧频是不同的。 帧频（Frame Rate）
户内屏面积一般从不到 1 平米到十几平米 , 点密度较高， 在非阳光直射或灯光照明环境
使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。户外屏面积一般从几平米到几十甚
至上百平米，点密度较稀 ( 多为 1000-4000 点每平米 ), 发光亮度在 3000-6000cd/ 平
米 ( 朝向不同，亮度要求不同 ) ， 可在阳光直射条件下使用，观看距离在几 十米 以外，
color), 由红色，黄绿色 ( 波长 570nm) ， 蓝色构成及真彩色 (nature color), 由红色，
纯绿色 ( 波长 525nm), 蓝色构成。
（3） 按控制或使用方式分同步和异步
同步方式是指 LED 显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器， 它以至少 30 场 / 秒的
更新速率点点对应地实监视器上的图时映射电脑像 , 通常具有多灰度的颜色显示能力，可
显示屏每秒显示的图像帧的数量，通常取决于输入的信号(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
湖北云川光电科技有限公司地址：湖北省襄阳市樊城区长征路 58 号
场频（Field） PAL 和 NTSC 的一半帧，因为 PAL 和 NTSC 是隔行扫描，每次刷新只显示半帧图像。
高级概念 纯绿（Pure green）和真绿（true green）过去 30 年，各种颜色 LED 被相继开发出来，首 先是红色，黄色，黄绿色，蓝色 LED 和纯绿 LED 在 90 年代相继被日亚工程师发明。至此, 制造 LED 全彩色显示屏成为可能。播放视频的 LED 显示屏必须用纯绿，如果用黄绿来做，颜 色肯定不真实，如果一个象素里绿管的数量很多，比红管和蓝管的数量多，那肯定是黄绿管， 因为黄绿的亮度不够，必须用多个，但黄绿 LED 价格低廉。该种显示屏俗称伪彩屏。 GAMMA 矫正（gamma correction） 这是一种通过变换函数来减少灰度数量，从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度，全 彩屏实际表现的颜色受到很多限制，当夜晚时，必须降低屏体亮度，此时能够显示的色彩就 会减少，因此，数字 RGB 显示的色彩肯定少于 16M 色，为了解决这个问题，需要更高层次的 灰度，1Bill 色的系统（红绿蓝各 1024 级色）可以表现更真实的色彩，因为从 256 级灰度 扩大到 1024 级，极大的丰富了可表现的色彩数目。 虚拟象素技术（Virtual Resolution） 也称共享象素或动态象素，将 4 倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分 4 次送到物 理象素上显示，其效果相当于将间距缩小一半，其成本与传统做法基本相比，基本没增加， 但可以做到原来 4 倍的分辨率。 一致性（Uniformity） 整个画面的质量很大程度上取决于 LED 的一致性。一致性的问题是 LED 固有的问题，当 LED 生产时。他们的亮度，视角，还有其它的特性实际上都不统一，这些参数分布在某一范围， 制造商工艺控制的越好，这个范围越小，选用优质厂商提供的 LED 可以减少调试的工作量， 人眼对颜色和亮度的敏感度相当高，对于 LED 之间的差别很容易察觉，特别在高亮的显示系 统中，这种差别更大，设计者必须采用各种技术来消除这种差别，增加一致性。 色差（Colour Shift） LED 显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色，但这三种颜色由不同材料做成，视角是有差 异的，不同 LED 的光谱分布都是变化的，这些能被观测的差异称为色差。当偏过一定角度观 察 LED 时，其颜色发生改变,人眼判断真实画面的色彩的能力（比如电影画面）比观测计算 机产生的画面要好。 单元板规格（Cell board size） 指单元板的尺寸，通常用单元板长乘以宽的表达式表示，以毫米为单位。（480×480） 单元板的解析度（Cell board pixels）： 指一块单元板有多少个像素，通常用单元板像素的行数乘以列数的表达式表示。（如：96×96） 像素密度（Lattice density）
通常用于数字显示设备，表示总的象素数量，一般写成宽 X 高的形式，如 800X600。可 视角度（Viewing Angle） 当观察者面对 LED 时可以看到 LED 的最大亮度，当观察者向左或右移动时，看到的亮度会减 少，当亮度减到最大亮度的一半时，此时所处的角度加上向反方向移动得到的角度之和，称 水平可视角度，垂直可视角度用同样方式测量。LED 的视角厂家会给出参数。 亮度（Brightness） 亮度在任何显示设备中都是最重要的参数。亮度的主单位叫烛光（candela），用 CD 表示， 单个 LED 的亮度通常用 millicandelas，MCD，即千分之一 CD，把一个平方米的 LED 亮度加 在一起，就得到单位面积亮度，用尼特（NITS）表示，1 NITS＝1 CD/m2。 红绿蓝三色的亮度必须平衡才能准确的还原真实色彩，换句话说，LED 的白色必须是白色， 而不是粉红色。如果红绿蓝都处于最高亮度，混合出的色彩通常不是白色，为了得到白色（通 常称为 6500K 色温），红绿蓝中须有一个或两个的亮度调低，为了获取正确的白色，必须反 复测量调整亮度，这个过程称白平衡。 可视距离（Viewing Distance）