浙江大学光电科学与工程学院教授徐海松
以下是现场实录
各位下午好，今天我给大家报告的题目是“OLED显示技术与HDR的图像质量”，这个是根据我近期这一方面研究的成果，其中部分在这里给大家做一个简要的汇报。这是我今天主要的提纲，从研究背景、实验和分析，最后我们给出一些结论。
首先我们来看作为显示技术来讲，在座的都是专家了，我们早期的从阴极射线管到液晶显示器的发展，我们有几个中间产品，背投电视等等。到了今天我们迎来了一个新的技术，就是OLED有机发光二极管。另一方面，我们从数字图像的演化来讲，我们从比较早的黑白灰度的图像，到低分辨率的彩色图像，再到高分辨率的SDR图像，到现在大家熟悉的高动态范围的高分辨率的色彩图像。我们知道显示器电视是要显示图像的，图像技术和显示技术到了今天，HDR和OLED他们如果相遇了会发生什么？所以我们就这个背景想来探讨这么一些问题，比如说HDR的显示器图像与什么物理属性相关，OLED的物理属性会带来怎么样的影响。
那么OLED的显示器跟HDR的图像如何更好地联合？为此我们展开了实验的研究，我们采用的方法是心理物理学的感知方面的研究。我们针对两台电视，一个是LCD的，一个是OLED的，都是65寸的大屏，LCD可以做到多，OLED是做到多，我们经过研究也是同样的心理物理学的实验，表明在大尺寸的显示器上大概是多，因为亮度不高的话，亮度过低的话是没有高动态范围的特性，反过来太高的话会产生眩光，不舒服。另一个是暗场亮度，我们这个OLED是达到了0.，这是OLED的特点，这个非常低的暗场有利于真实的呈现HDR图像暗部的细节，同时抑制了漏光等等图像的瑕疵。当然色域的话基本上是达到了HDR的色域。我们这个实验就是装置当中涉及到两方面的参数，一个是照明参数，我们设置了两种条件，一个是在暗室里，一个是有环境光的照明。观察角度也是分两种，一种是通常的正面看，一种是侧面看，这样我们两两组合得到四种组合条件，这是我们一个示意图，通过HDR的信号发生，分到两台电视机上去。我们观察这个厘米是有国际标准的，大概是这么一个设置。
我们有30位观察者，6位女性，24位男性，年龄是21到28岁，视觉都是正常的，评价的标准是峰值亮度、黑度、视彩度、层次感等。每一张图像要评价它的总体属性，除了瑕疵之外的其他属性，以及总体喜好性，我们采用1到9分，对于瑕疵是1到5分，分数越高它的效果越好，这个是根据相关的标准来实施的，都是有依据的。这是我们每一个属性所对应的测试图像，所有的图像都是HDR的高动态图像，我们可以看到每一个属性都有5张图像，对于这个是分为亮度跟暗度的，我们在视觉评估之前我们会告诉观察者作出相应的判断。
当然了，中间所有心理物理学的分析，它只是一个类比判定，这中间还有很多的数据处理，我们把所有的数据要进行转换，转换到等距量表，下面进行图像结果的分析。这里是以暗室和正面观察为例，来看相关的视觉属性，每一张图都是平均值，这个误差棒是标准差，这里我们可以看到对于OLED来讲，当然所有的图上都可以看到OLED的棒要高一些。特别是对于暗度来讲，我们看到OLED的暗场量是非常低的，所以它的对比度就明显地得到了展开，刚才前面这位先生也介绍了，在这个感知上是很重要的，确实我们也验证了这一点，优越性在这里得到了非常好的体现。另外四个属性，我们可以看到这个LCD峰值亮度非常高，所以它只有在这个亮度层次上达到跟OLED接近的性能。对于这个OLED的优势也是明显的，面板的漏光等等这些缺陷是比较少的，这是我们对于各个属性对应的两台电视，相关的性能进行了一个综合，颜色深的这个表示它的性能越好，我们可以看到在大部分情况下，右边的一类OLED颜色是偏绿的，它的优势都是明显的。只有在这一个亮度，刚才讲到了这个亮度的层次感上LCD跟OLED有一定的可比性，也就是说这个就是LCD高亮度主要的表现。虽然LCD有这么高的峰值亮度，多，而OLED只有多，但是我们从第一行看到峰值感知亮度上OLED还是优于LCD的。
这里面原因来讲的话，由于黑度，我们可以看到巨大的优势使得它的对比度得到了非常完美的体现，这也是导致它的感知视觉亮度优于LCD关键的因素。接下来我们对四个不同观察条件下用雷达图，我们给出每一个方向不同的属性，它越是靠外圈它的性能越好。那么这里我们可以看到上下比较，比如说左边这一类都是正面观察，一个是暗室一个是有环境照明的，那边都是在45°观察的。我们看到上下比的话雷达的曲线很接近，照明条件对HDR显示器来讲图像质量的影响不是很明显，也就是说暗室和的照明并不会对这个OLED显示HDR图像的时候产生性能的下降，这个是在室内基本的照明条件。同样我们左右地比较，比较上面一行都是在暗室里面，下面是有环境光的，我们可以看到观察角度对里面VR，就是LCD的，LCD右边的比左边明显地收缩，就是观察角度变成45°的时候，它的性能发生了非常大的下降。而对OLED来讲观察条件对它的影响左右基本上是不变的，也就是说对它没有产生负面的影响，其实个别指标上还有所改善。
同样我们以暗室为例，在暗室当中正面和侧面的对比，我们可以看到OLED它的各个图像属性在侧面观察的时候没有出现裂化，所以OLED显示器将来对观察视角的范围是没有影响的，从这个结论来看它其实是直屏，面积很大，同样可以获得非常好的观察效果，它不是说要去追求所谓的曲面屏。从学术研究来讲，只有某些点上能得到最好的显示，而这么一台电视机不可能一个人观看的，所以这个曲面没有那么大的效果。
我们可以看到比如说以这一点为例，刚才讲的感知的亮度反而有所提高，它峰值的物理亮度没有提高，这个为什么呢？因为它的对比效应。这里我们可以看到LCD随着观察角度从正面到侧面，我们可以看到它的色彩度或者饱和度都是明显裂化的，所以对LCD来讲不同的角度看，看到的东西是不一样的。这里我们把不同条件下的这些性能做了一个小结，左边这个不同的属性，就是去平均，我们可以看到总体来讲各个属性它的性能与总体的喜好性，他们之间是高度相关的，我们看到左面的图和右面的图，每一段的高度趋势变化是一致的。对于OLED来讲，什么都是不随观察条件变化的，从正面观察到侧面观察，他们的性能基本上没有变化，所以保持了非常稳定的图像输出的显示性能，这是一个非常重要的优势。LCD来讲，我们可以看到这个斜视，我们看这一段的高度明显变短了，也就是说它的观察角度对它的影响是明显的。当然作为我们研究来讲，我们下一步会进一步探讨影响HDR图像总体喜好性的因素，为相关的图像改善提出进一步的建议。
这里我们对于前面开始的问题可以做一个回答，OLED和HDR图像碰在一起，我们可以看到根据刚才的研究成果，我们就知道首先它是不会受到观察角度的影响，所以它可观察的视角是更大，没有漏光等一些瑕疵，而且它的总体喜好性没有降低。第二个方面，暗场亮度是很低的，导致它局部的对比度很高，而且它的感知视觉亮度是高于物理亮度。最后一个是它的瑕疵非常小，暗部的细节就是低亮度的，我们看到在暗部的图像里面它的细节是非常非常清晰的，还原性很好，整体的对比度有提高。因此，我们做一个小结，说OLED显示器在除了亮度层次以外，其他的属性都是跟LCD有显著的优势。而暗场亮度这个是影响HDR显示器各个物理属性当中非常重要的一个参数，相对来说这个峰值亮度对图像质量影响比较小。光照条件在我们所研究的这个范围之内，对HDR显示器图像质量的影响相对比较小，观察角度对液晶显示器的感知图像质量影响是比较显著的。那么OLED在呈现HDR图像的时候，跟LCD就是液晶显示器相比更加受到观察者的喜爱，总体的喜好性是明显的，所以OLED显示器是HDR图像非常合适的显示技术，我今天的报告就到这，谢谢大家！
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