Macroblock

當顯示屏畫面在一級起灰(GS 1)亮度出現不均問題時，業界常採用的對策是提高起灰時的亮度，即犧牲驅動晶片中最低的T數。以顯示16-bit灰階為例，倘若不以1T/65535T為起灰亮度(亦即最低亮度)，捨棄許多低亮的數，比如以 5T/65535T為起灰亮度，這樣的方式稱為「砍灰階」。

砍灰階的缺點是降低LED顯示屏的對比度，理想中的16-bit灰階可帶來的對比度為65535:1，但若使用5T/65535T為起灰亮度，則對比度為13107:1。使用聚積LED驅動晶片可以保留較多的低灰段，無須透過砍灰階優化低灰均勻度，提升LED顯示屏的對比度；而聚積LED驅動晶片應用於需調整顯示屏幀率的場景，因為保留較多的低灰段，則可保持色彩線性度。

判定方法：
1. 測試圖案：全白畫面
2. 找出最低灰階時出現的第一條亮線(不一定是在灰階1出現)
3. 找到出現兩條線的灰階級數
4. 以判定使用哪一種minima mode*來推論：xT的minima mode+ nT (x可為4、8、16；n 5. 若最低灰階時出現的第一條線亮度(A) ≦ 出現兩條線的灰階，其第二條線的亮度(B**)

推論：
沒有砍灰階 (A ≦B)

實作方式：
1. 使用手機，但必須可調快門至1/2000秒。
2. 顯示屏展示全白畫面，使用控制器調灰階，自灰階1逐序拍攝至畫面出現下方樣式，須有一條亮線，此即為第一個scramble。如果沒有出現水平線，請轉換手機拍攝方向(轉90度)。 

3. 持續提高灰階至拍攝至同時出現第2條亮線。

4. 此時依灰階數評估該顯示屏是使用哪一個minima mode(4T/8T/16T)，圖中一個scramble 出現在灰階      2，第二個scramble 出現在灰階12。

推論：
使用16T minima mode，灰階12的意涵為16T+nT，1≦n≦16。

5. 比較兩張拍攝到亮線的照片。

                                            
*Minima mode是指整合clock的功能，4T表示1T-4T共享一個scramble，第5T時才會出現下一個scramble。此功能主要也是解決低灰不均問題，代價為低灰刷新率降低 (在低灰段的顯示，理想值是1T對應1個scramble)。以下圖為例，幀率為60FPS時，在8-bit轉16-bit的gamma表中，到灰階8時，將累積為4T，打出一個完整的scramble (拍照時的亮線；只要1T就會出現亮線，但是累積到4T時，是那一條線最亮的狀態) ; 到灰階9時，可視為4T+1T，所以出現2個scramble (兩條亮線)。沒有使用4T minima mode的顯示屏，刷新率在4T時為240Hz (4 scrambles x 60FPS= 240Hz)，而使用4T minima mode的顯示屏，刷新率在4T時為60Hz (1 scramble x 60FPS= 60Hz)。

**亮度B根據gamma設定，通常為3~5T。

 

問與答
問：為何不透過光槍直接量測LED顯示屏最低亮度來辨識是否砍灰階?
答：透過使用控制器「抖色技術(Dithering)」，即使砍掉灰階，仍可使用光槍量測到很低的亮度，無法確實驗證砍灰階與否。人眼也許無法察覺差異，但使用攝影機拍攝時，畫面會出現異常。

問: 哪一些應用不能砍灰階?
答：舞台租賃、VP、XR以及在拍攝時會調整幀率的應用。在現代影視製作與舞台應用中，LED顯示屏的技術要求越來越高，特別是在虛擬製作(VP)與擴增實境(XR)等場景中，對於低灰階畫面的表現有著極為嚴苛的需求。接下來將針對LED顯示屏在不同幀率(FPS)下的表現，以及在拍攝與後製過程中的挑戰進行探討，並說明該應用為何無法使用砍灰階的顯示屏。

在VP與XR應用中，LED顯示屏通常需要支援從23.5FPS到240FPS的幀率範圍。然而，支援低幀率(如24FPS)與高幀率(如72FPS或以上)之間的性能差異，對顯示屏的技術能力構成巨大挑戰。特別是在低幀率應用時，LED顯示屏的低灰階刷新率與灰階級數往往較低，可能導致畫面亮度不穩定以及色彩線性度下降。

例如，實務上如最終要生成24FPS的影片，在拍攝時通常會透過控制器倍增顯示屏幀率到72FPS來進行拍攝，之後再後製成24FPS的影片(因考量灰階線性度，LED顯示屏幀率通常為影片幀率的倍數)，這種倍增幀率的操作，雖然造成LED顯示屏亮度提高的問題，但可輕易透過攝影技術在拍影過程中進行亮度調整而解決。

在檢測VP應用的LED顯示屏時，需要在23.5FPS至240FPS範圍內逐幀驗收。驗收現場無法針對攝影機所需數量龐大的FPS需求準備相對應的背景素材，而是透過前面提到的倍增技術來調整顯示屏幀率。

過去當LED顯示屏低灰階顯示表現不佳時，業界常使用砍低灰灰階的手法來避免顯示瑕疵，作法是移除GS=5以下的灰階(GS=5對應的GCLK約為5T)。然而這樣的作法在需要使用倍增幀率的應用時，容易出現跳灰現象，嚴重影響畫面的連續性，畫面明暗變化不平滑，更使攝影機拍攝下的色彩線性度進一步惡化，因此在VP與XR應用中，這種不穩定的灰階表現對於高精度的影像拍攝而言，無法為使用者接受，這也是為何強調LED顯示屏不砍灰階的重要性。