Local Dimming در تلویزیون چیست؟ بررسی FALD و بهبود کنتراست تلویزیون‌ها

در سال‌های اخیر، کیفیت تصویر تلویزیون‌ها با سرعت حیرت‌انگیزی پیشرفت کرده است. با وجود معرفی فناوری‌های جدید مانند OLED و MicroLED، همچنان بخش عمده بازار در اختیار تلویزیون‌های LED/LCD قرار دارد. کلید رقابت این تلویزیون‌ها با رقبای OLED، در توانایی آن‌ها برای کنترل دقیق نور پس‌زمینه نهفته است؛ یعنی همان فناوری Local Dimming در تلویزیون.

فناوری Local Dimming چیست؟ به بیان ساده، این سیستم به تلویزیون اجازه می‌دهد تا نور پس‌زمینه را به صورت محلی و منطقه‌ای کنترل کند. این قابلیت مستقیماً بر مهم‌ترین مشخصه بصری تأثیر می‌گذارد: کنتراست تلویزیون. در غیاب Local Dimming، یک تلویزیون LED مجبور است نور پس‌زمینه را در کل صفحه به یک میزان تنظیم کند، که منجر به خاکستری شدن نقاط مشکی (Black Level) در صحنه‌های تاریک می‌شود. این امر به ویژه در اتاق‌های تاریک یا هنگام تماشای فیلم‌های سینمایی نمود پیدا می‌کند.

مهم‌ترین و مؤثرترین شکل این فناوری، Full Array Local Dimming (FALD) است. در یک سیستم FALD، صدها یا حتی هزاران LED به صورت آرایه‌ای در پشت پنل قرار گرفته‌اند و به ده‌ها یا صدها منطقه (Zone) تقسیم می‌شوند. هر منطقه می‌تواند نور خود را به صورت مستقل از مناطق مجاور کم یا زیاد کند. این کنترل منطقه‌ای دقیق، به تلویزیون اجازه می‌دهد تا پیکسل‌های کنار یک شیء بسیار روشن را کاملاً خاموش نگه دارد و عمق و جزئیات رنگ مشکی را به طرز چشمگیری بهبود بخشد. با ظهور فناوری Mini LED، معماری FALD نیز وارد عصر جدیدی شده است.

در این مقاله تخصصی و جامع، به طور عمیق به تحلیل فنی فناوری Local Dimming خواهیم پرداخت. ما سازوکار FALD، تفاوت آن با دیمینگ لبه‌ای (Edge-lit)، نقش تعداد مناطق دیمینگ در تعیین کیفیت تصویر و اینکه چگونه این تکنولوژی به طور مستقیم بر کنتراست تلویزیون تأثیر می‌گذارد را بررسی می‌کنیم. همچنین، تکنیک‌های به‌کار رفته توسط سونی برای مدیریت دقیق مناطق دیمینگ و کاهش مشکلات رایج مانند شکوفایی نور (Blooming) با تکیه بر پردازنده‌های هوش مصنوعی (AI) را تحلیل خواهیم کرد.

برای مشاهده و خرید جدیدترین مدل‌های تلویزیون سونی با فناوری FALD و Local Dimming پیشرفته، می‌توانید به صفحه فروشگاه ما مراجعه نمایید.

1. Local Dimming چیست و چرا برای تلویزیون‌های LED حیاتی است؟

فناوری Local Dimming را می‌توان به عنوان راه‌حل تلویزیون‌های LED برای غلبه بر ضعف ذاتی‌شان در تولید رنگ مشکی مطلق در نظر گرفت. برخلاف پنل‌های OLED که هر پیکسل به صورت مستقل نور تولید می‌کند و می‌تواند کاملاً خاموش شود، پنل‌های LED برای تولید تصویر به یک لایه نور پس‌زمینه (Backlight) نیاز دارند. این ساختار، کنترل نور را به یک چالش جدی تبدیل می‌کند.

1.1. تعریف و کارکرد Local Dimming و نقش آن در حفظ جزئیات سایه

نور پس‌زمینه در تلویزیون‌های LED/LCD یک مشکل ذاتی ایجاد می‌کند: حتی زمانی که بخشی از تصویر باید کاملاً سیاه باشد، نور پس‌زمینه مجبور است برای روشن نگه داشتن سایر قسمت‌ها فعال بماند. این نشت نور باعث می‌شود مشکی‌ها، خاکستری به نظر برسند و در نتیجه، کنتراست تلویزیون کاهش یابد. این پدیده به عنوان “Gray Blacks” شناخته می‌شود.

وظیفه Local Dimming این است که با تقسیم نور پس‌زمینه به مناطق (Zones) کنترل‌شده، این مشکل را برطرف کند. زمانی که یک منطقه خاص از تصویر تاریک است (مانند فضای تاریک در یک فیلم فضایی)، سیستم دیمینگ به آن منطقه دستور می‌دهد که نور پس‌زمینه خود را کاملاً خاموش یا تا حد امکان کم کند. در عین حال، مناطق کناری که قسمت‌های روشن تصویر را نمایش می‌دهند، همچنان با حداکثر روشنایی کار می‌کنند. این کنترل منطقه‌ای باید به صورت پویا و در لحظه (Real-time) و بر اساس محتوای در حال پخش انجام شود.

1.2. اهمیت حیاتی آن در کنتراست تلویزیون و HDR

بهبود کنتراست تلویزیون مستقیماً به عملکرد Local Dimming وابسته است. کنتراست در واقع نسبت روشن‌ترین سفیدی که تلویزیون می‌تواند تولید کند، به تاریک‌ترین مشکی آن است. هرچه عدد کنتراست بالاتر باشد، تصویر عمیق‌تر، زنده‌تر و سه‌بعدی‌تر به نظر می‌رسد. به عنوان مثال، اگر یک تلویزیون بتواند روشنایی پیک 1000 نیت و سطح مشکی 0.01 نیت داشته باشد، کنتراست آن 100,000:1 است. اما بدون Local Dimming، سطح مشکی ممکن است 0.1 نیت باشد، که کنتراست را به 10,000:1 کاهش می‌دهد.

در استاندارد HDR (High Dynamic Range)، توانایی تلویزیون برای نمایش جزئیات همزمان در روشن‌ترین و تاریک‌ترین نقاط، حیاتی است. یک سیستم FALD قدرتمند، این امکان را فراهم می‌آورد که هایلایت‌ها (Highlights) در HDR با روشنایی خیره‌کننده بدرخشند، در حالی که مشکی‌ها در همان قاب، کاملاً عمیق و تیره باقی بمانند. این دامنه دینامیکی گسترده، تصویر را به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر درباره چگونگی بهینه‌سازی تلویزیون‌های سونی برای HDR، به صفحه اصلی ما مراجعه نمایید.

2. بررسی تخصصی FALD: آرایه کامل دیمینگ محلی، مهندسی و محدودیت‌ها

تکنیک‌های مختلفی برای پیاده‌سازی Local Dimming وجود دارد، اما Full Array Local Dimming (FALD) به عنوان استاندارد طلایی در تلویزیون‌های LED رده بالا (مانند سری‌های X90 و بالاتر سونی) شناخته می‌شود. کیفیت اجرای FALD مهم‌تر از وجود صرف آن است. مهندسی اپتیکی دقیق برای هدایت نور و جلوگیری از تداخل، بخش مهمی از طراحی FALD است.

2.1. تفاوت اساسی FALD با Edge-lit Dimming

درک مزیت FALD نیازمند مقایسه آن با روش قدیمی‌تر، یعنی دیمینگ لبه‌ای (Edge-lit) است. این تفاوت در معماری قرارگیری LEDها در پشت پنل نهفته است:

• Edge-lit Dimming (دیمینگ لبه‌ای): در این روش، LEDها فقط در کناره‌های قاب تلویزیون (لبه‌ها) قرار می‌گیرند. نور تولید شده باید توسط یک دیفیوزر (Diffuser) در سراسر صفحه پخش شود. کنترل منطقه‌ای در این حالت بسیار ضعیف است و مناطق دیمینگ بسیار بزرگ هستند (مثلاً تنها 8 تا 16 منطقه برای کل صفحه). این سیستم اغلب منجر به نشت نور و کنتراست ضعیف می‌شود.
• FALD (Full Array Local Dimming): در FALD، صدها LED به صورت آرایه‌ای (شبکه‌ای) در پشت کل پنل توزیع می‌شوند و نور پس‌زمینه را مستقیماً به پنل می‌تابانند. این LEDها به صدها منطقه دیمینگ تقسیم می‌شوند. این توزیع مستقیم و کنترل ناحیه‌ای بالا، به تلویزیون اجازه می‌دهد تا نور را با دقت بسیار بیشتری به محتوا اختصاص دهد. به همین دلیل، سیستم FALD بهترین راه برای دستیابی به حداکثر کنتراست تلویزیون در فناوری LED است.

2.2. اهمیت حیاتی تعداد مناطق دیمینگ (Dimming Zones)

در سیستم FALD، یک رابطه مستقیم و حیاتی بین تعداد مناطق دیمینگ و کیفیت تصویر وجود دارد:

$$Quality \propto Number \ of \ Zones$$

هرچه تعداد مناطق دیمینگ بیشتر باشد، تلویزیون می‌تواند نور پس‌زمینه را دقیق‌تر با محتوای روی صفحه هماهنگ کند. این دقت در نمایش اجسام کوچک و روشن در پس‌زمینه‌های تیره (مانند ستاره‌ها در آسمان شب) بسیار مهم است. به عنوان مثال، اگر یک جسم کوچک و روشن روی یک پس‌زمینه مشکی قرار داشته باشد:

• اگر تلویزیون فقط 50 منطقه دیمینگ داشته باشد، نور این جسم کوچک ممکن است کل منطقه اطراف خود را روشن کند، که منجر به پدیده شکوفایی نور یا “Blooming” می‌شود.
• اگر تلویزیون دارای 500 منطقه دیمینگ باشد (مانند مدل‌های پیشرفته سونی)، ناحیه روشن بسیار کوچک‌تر خواهد بود و مناطق کناری را تاریک نگه می‌دارد.

تلویزیون‌های Mini LED (مانند برخی از مدل‌های رده بالای سونی) با استفاده از هزاران LED کوچک‌تر، تعداد مناطق دیمینگ را از چند صد به هزاران منطقه رسانده‌اند و عملاً عملکرد FALD را به سطح جدیدی ارتقاء داده‌اند و دقت کنترل نور پس‌زمینه را بهبود بخشیده‌اند.

3. چالش‌ها و راه‌حل‌های پردازشی Local Dimming در سونی (پردازشگر Cognitive Processor XR)

اجرای یک سیستم FALD قدرتمند فقط به سخت‌افزار (تعداد LEDها) محدود نمی‌شود؛ نرم‌افزار (الگوریتم دیمینگ) و پردازنده تصویر نقش کلیدی در موفقیت آن دارند. سونی با استفاده از پردازنده‌های تصویر قدرتمند خود، به این چالش‌ها پاسخ داده است.

3.1. مدیریت پدیده Blooming (شکوفایی نور) با هوش مصنوعی

شکوفایی نور یا هاله نور (Blooming) یکی از اصلی‌ترین مشکلات فناوری Local Dimming است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که نور از یک منطقه روشن به منطقه تاریک مجاور نشت می‌کند و یک هاله نورانی در اطراف اشیاء روشن ایجاد می‌شود. الگوریتم سونی در تلویزیون‌های Bravia (مخصوصاً با پردازنده‌های Cognitive Processor XR) این مشکل را به شکل هوشمندانه کنترل می‌کند:

• کنترل دینامیکی سیگنال (Signal Control): پردازنده XR، برخلاف پردازنده‌های سنتی که فقط روشنایی منطقه را بررسی می‌کنند، سیگنال ویدیویی را با درک محتوا و قصد کارگردان تحلیل کرده و تصمیم می‌گیرد که هر منطقه دیمینگ چقدر باید روشن شود.
• پردازش مبتنی بر شیء و تشخیص عمق: پردازنده XR سونی، اشیاء و عناصر داخل تصویر را شناسایی می‌کند و تصمیمات دیمینگ را بر اساس مرزهای اشیاء و عمق آن‌ها می‌گیرد تا شکوفایی نور در اطراف لبه‌ها به حداقل برسد. این پردازش، دقت FALD را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. سونی این فناوری را “XR Backlight Master Drive” در بالاترین مدل‌های Mini LED خود می‌نامد.
• بهینه‌سازی بر اساس ادراک انسانی: پردازنده XR با شبیه‌سازی نحوه تمرکز چشم انسان، تصمیم می‌گیرد که کدام مناطق دیمینگ را اولویت‌بندی کند تا تصویری که در نهایت توسط بیننده ادراک می‌شود، طبیعی‌تر و با کنتراست بالاتر به نظر برسد.

3.2. Local Dimming و حفظ جزئیات سایه (Crushed Blacks)

یک چالش دیگر در Local Dimming، تمایل سیستم به خاموش کردن مناطق تاریک به صورت بیش از حد است که منجر به از دست رفتن جزئیات مهم در سایه‌ها (Crushed Blacks) می‌شود. سونی با استفاده از نقشه‌برداری تون (Tone Mapping) پیشرفته و سیستم XR Contrast Booster، اطمینان می‌دهد که حتی در تاریک‌ترین مناطق، جزئیات ظریف (مانند بافت لباس‌ها یا جزئیات داخل یک غار) حفظ شوند. این تعادل ظریف بین مشکی عمیق و حفظ جزئیات سایه، نشان‌دهنده عملکرد یک تلویزیون پریمیوم واقعی است و از افت کیفیت در محتوای تاریک جلوگیری می‌کند.

برای مقایسه عملکرد الگوریتم‌های Local Dimming در مدل‌های مختلف سونی، به وبلاگ تخصصی ما مراجعه نمایید.

4. انواع Local Dimming: از FALD تا Mini LED و آینده MicroLED

همانطور که تکنولوژی پیشرفت می‌کند، روش‌های پیاده‌سازی Local Dimming در تلویزیون نیز تکامل می‌یابند. در حالی که FALD به معنای عمومی یک پیشرفت بزرگ بود، Mini LED گام بعدی در همین مسیر است و MicroLED مقصد نهایی است.

4.1. Mini LED: کوچک‌تر، دقیق‌تر، قوی‌تر

تلویزیون‌های Mini LED در واقع نسخه‌های پیشرفته FALD هستند. تفاوت اصلی در اندازه خود LEDها است:

• LEDهای معمولی در FALD: معمولاً بزرگ‌تر هستند و فضای بیشتری روی پنل اشغال می‌کنند.
• Mini LED: همانطور که از نامش پیداست، از LEDهای بسیار کوچک‌تر استفاده می‌کند (اغلب کمتر از 0.2 میلی‌متر).

مزایای Mini LED در سیستم Local Dimming عبارتند از:

• تعداد مناطق بیشتر و کنترل دقیق: در فضایی یکسان، می‌توان تعداد بسیار بیشتری LED قرار داد که منجر به افزایش تعداد مناطق دیمینگ (Zone Count) از چند صد به چند هزار می‌شود. این افزایش Zones، دقت کنترل نور پس‌زمینه را به سطح بی‌سابقه‌ای نزدیک به OLED می‌رساند و کنتراست تلویزیون را به شدت بالا می‌برد.
• روشنایی بالاتر (Peak Brightness): با تمرکز نور در یک فضای کوچک‌تر و افزایش تراکم LEDها، تلویزیون‌های Mini LED می‌توانند به روشنایی پیک بسیار بالایی دست یابند. این روشنایی برای ارائه تجربه کامل HDR (به‌ویژه فرمت‌هایی مانند HDR10+ و Dolby Vision) ضروری است و نقاط روشن تصویر را بسیار خیره‌کننده نمایش می‌دهد.
• عمر طولانی‌تر: LEDهای کوچک‌تر به دلیل توزیع یکنواخت‌تر گرما، می‌توانند عمر طولانی‌تری داشته باشند.

4.2. مقایسه Local Dimming با OLED و MicroLED

برای درک موقعیت Local Dimming، باید آن را در برابر دو فناوری اصلی دیگر قرار دهیم. هدف نهایی تمامی این فناوری‌ها، دستیابی به مشکی مطلق و روشنایی بالا به صورت همزمان است:

نتیجه این است که FALD و Mini LED تلاش می‌کنند با کنترل منطقه‌ای دقیق، بهترین مشکی ممکن را در یک پنل LED/LCD ارائه دهند و شکاف بین آن و کنتراست بی‌نهایت OLED را پر کنند، در حالی که در زمینه روشنایی پیک (که نقطه ضعف OLED است) برتری خود را حفظ می‌کنند. MicroLED یک فناوری آتی است که هر دو مزیت را به صورت همزمان ارائه می‌دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سونی و خدمات ما، از صفحه درباره ما دیدن فرمایید.

5. تأثیر Local Dimming بر تجربه کاربری و محتوای مختلف

عملکرد Local Dimming در تلویزیون بسته به نوع محتوا و نحوه استفاده کاربر، متفاوت است. انتخاب حالت‌های تصویر مختلف (مانند حالت سینمایی یا حالت بازی) تأثیر مستقیم بر نحوه عملکرد الگوریتم‌های دیمینگ دارد.

5.1. گیمینگ حرفه‌ای و زمان پاسخ‌دهی دیمینگ در HDMI 2.1

برای گیمرها، عملکرد Local Dimming در حالت بازی بسیار مهم است. اگر الگوریتم دیمینگ کند عمل کند، می‌تواند باعث تأخیر در صحنه‌های سریع شود. تلویزیون‌های سونی با حالت تأخیر ورودی کم خودکار (ALLM) و نرخ نوسازی متغیر (VRR) – که توسط پورت‌های HDMI 2.1 پشتیبانی می‌شود – تضمین می‌کنند که Local Dimming با کمترین تأخیر پردازش شود. این قابلیت، بهینه‌سازی دیمینگ برای محتوای بازی که اغلب شامل نقاط روشن کوچک (مانند نشانگرها یا آتش سلاح) در محیط‌های تاریک است، بسیار حیاتی است.

علاوه بر این، سونی با استفاده از یک تراشه تخصصی، کنترل نور پس‌زمینه را از پردازنده اصلی تصویر مجزا می‌کند تا سرعت پاسخ‌دهی (Response Time) بهتری در دیمینگ به دست آید و تأخیر ورودی (Input Lag) کاهش یابد. این جداسازی پردازشی، از ازدحام کاری پردازنده اصلی جلوگیری کرده و عملکرد کلی تلویزیون را در حین بازی‌های سنگین بهبود می‌بخشد.

5.2. تماشای فیلم‌های سینمایی و محتوای HDR

در تماشای فیلم‌های سینمایی، به‌ویژه آن‌هایی که با نسبت تصویر 21:9 (Letterbox) نمایش داده می‌شوند، اهمیت Local Dimming مشخص می‌شود. نوار مشکی بالا و پایین تصویر باید کاملاً سیاه باشند. سیستم FALD با خاموش کردن کامل این مناطق، تجربه تماشای سینمایی را بهبود می‌بخشد. در محتوای HDR، روشنایی فوق‌العاده‌ای که FALD می‌تواند تولید کند (مثلاً برای نمایش نور خورشید یا انعکاس‌ها)، باعث می‌شود تصویر بسیار واقعی‌تر و خیره‌کننده‌تر به نظر برسد. قابلیت نمایش جزئیات رنگی گسترده (Wide Color Gamut) در ترکیب با FALD، تضمین می‌کند که رنگ‌ها در هر دو طیف روشن و تاریک، با دقت و اشباع کامل نمایش داده شوند.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه اتصال تجهیزات جانبی به تلویزیون‌های سونی و بهینه‌سازی تنظیمات تصویر برای محتوای سینمایی، به تماس با ما مراجعه نمایید.

5.3. سازگاری با محیط‌های تماشای مختلف

Local Dimming همچنین به تلویزیون‌های LED کمک می‌کند تا عملکرد بهتری در محیط‌های مختلف داشته باشند. در یک اتاق کاملاً تاریک، دیمینگ به تولید مشکی عمیق‌تر برای تجربه سینمایی کمک می‌کند. اما در اتاق‌های روشن، توانایی FALD و Mini LED در دستیابی به روشنایی پیک بالا، تضمین می‌کند که تصویر حتی زیر نور مستقیم خورشید نیز شفاف و قابل مشاهده باقی بماند. این انعطاف‌پذیری، ارزش کنتراست تلویزیون و قابلیت HDR را در استفاده روزمره افزایش می‌دهد. سنسورهای نوری داخلی در تلویزیون‌های سونی، عملکرد Local Dimming را بر اساس نور محیط به صورت خودکار تنظیم می‌کنند.

6. جمع‌بندی نهایی و معیارهای انتخاب تلویزیون با Local Dimming قوی

Local Dimming در تلویزیون، به خصوص در قالب FALD و Mini LED، مهم‌ترین فناوری‌ای است که تلویزیون‌های LED را قادر می‌سازد تا در زمینه کنتراست تلویزیون و کیفیت تصویر HDR با پنل‌های رده بالای OLED رقابت کنند. اگرچه Local Dimming پیچیدگی‌هایی مانند Blooming دارد، اما الگوریتم‌های پردازشی هوشمند (مانند پردازنده XR سونی) به طور مداوم این مشکلات را کاهش می‌دهند و دقت عملکرد را به مرزهای جدیدی می‌رسانند.

هنگام خرید یک تلویزیون LED جدید، عملکرد Local Dimming و تعداد مناطق دیمینگ (Zones) باید یکی از مهم‌ترین فاکتورهای تصمیم‌گیری شما باشد؛ زیرا این عامل مستقیماً کیفیت رنگ مشکی و قابلیت‌های HDR دستگاه را تعیین می‌کند. تلویزیون‌های سونی با ترکیب سخت‌افزار Mini LED و الگوریتم‌های نرم‌افزاری XR، به بهترین نحو این تکنولوژی را پیاده‌سازی کرده‌اند.

برای مشاهده و خرید جدیدترین مدل‌های تلویزیون سونی با فناوری FALD و Local Dimming پیشرفته و دریافت مشاوره، می‌توانید به صفحه فروشگاه ما مراجعه نمایید.

برای مطالعه مقالات تحلیلی بیشتر در مورد فناوری‌های تصویر و صدا، به وبلاگ تخصصی ما مراجعه نمایید.

برای مشاهده دیگر محصولات سونی و بررسی تکنولوژی‌های به‌کار رفته، به صفحه اصلی ما مراجعه نمایید.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سونی و خدمات ما، از صفحه درباره ما دیدن فرمایید.

برای ارتباط با کارشناسان و دریافت مشاوره فنی، لطفاً با تماس با ما در ارتباط باشید.