APL(Average Picture Level,平均图像水平),它衡量的是一帧画面中所有像素亮度的平均值,APL就是衡量“画面整体有多亮”的指标。
计算方法1:
点亮像素的灰阶总和/(全部像素*最大灰度值)
案例1:4*4的微型屏幕,共16个像素,位深8bit,每个像素的最大灰度值是2^8-1=255,灰度在0~255之间分布。
纯白画面:每个像素的灰度值都是255,APL=(16*255)/(16*255)=100%
纯黑画面:每个像素的灰度值都是0,APL=(16*0)/(16*255)=0%
半黑半白画面:APL=(8*255+8*0)/(16*255)=50%
计算方法2:
如果APL是用来做驱动补偿、功耗计算等,则必须考虑Gamma值,将灰度信号先换算成物理亮度再求平均,否则算出来的功耗误差会极大。因为功耗跟发光亮度成正比,而发光亮度是跟灰度值的Gamma次方成正比的,常见的gamma=2.2。
直接给公式:APL=∑(单个像素灰度值/最大灰度值)^gamma/像素总数
案例2:4*4的微型屏幕,共16个像素,位深8bit,每个像素的最大灰度值是2^8-1=255,灰度在0~255之间分布,标准Gamma = 2.2,画面中有一半像素(8个)显示灰度值 128,另一半(8个)显示灰度值 0(全黑)。
按照计算方法1,得到的APL=(128*8+0*8)/(16*255)=25.1%
按照计算方法2,得到的APL=((128/255)^2.2*8+(0/255)^2.2*8)/16=10.97%
两种计算方法的结果差异巨大。如果驱动芯片拿错误的25%去做功耗限制,就会严重误判,导致屏幕实际发光过暗或过亮。这就是为什么在严谨的显示驱动补偿、功耗计算等场景下,APL的数值必须标明“是否经过Gamma校正”,否则没有任何横向可比性。
Gamma说白了就是:数字信号里的“50%灰”,在屏幕上并不是“50%的亮度”,而是只有“约22%的亮度”。数字(信号)和物理(亮度)之间,不是线性关系,而是指数级的关系。Gamma的目的就是让你在有限的8bit(256级灰度)数据里,看到最丰富、最自然的明暗过渡细节。