上一小节的讨论似乎遇到了一些困难,好像无法随意地控制任意一个像素的亮与灭。图5.9所示的结构是由图5.8的结构改变而来的,通过把图5.8中的8个行从第1行到第8行首尾相连串接在一起,形成一长行,共64列。此时,只要行线上(只有1行)加上高电平,想要点亮哪个像素,把对应的列位上的电平拉成低电平,位于该列线上的LED 就会被点亮。例如,上一小节中曾要求同时点亮图5.8中的(2,3)与(4,5)位置上的灯,当前所要做的是把11与29列线上的电平拉到低电平。这里我们遇到的是LED 屏显示控制上的两种扫描方式,即图5.8 所示的动态扫描及图5.9所示的静态扫描。读者可能注意到了,同样是64个像素,静态扫描需要65条引线,而动态扫描仅需16条引线,动态扫描的结构成本相对会比较低一些。

与LED 扫描相关联的一个概念是关于扫描内容,即所谓实像素与虚拟像素。接下来对扫描方式与扫描内容做简单的介绍。关于LED 屏扫描的实现技术是显示屏驱动的核心内容,详细的讨论在5.6节进行。

图5.9　静态扫描

1.静态扫描和动态扫描

如果驱动电路每次点亮屏上所有的LED 灯组成的像素点,从驱动控制电路的输出脚到像素点之间实行“点对点”的控制,叫作静态扫描。静态扫描方式不需要行控制电路,引线很多,成本较高,但显示效果好、稳定性好、亮度损失较小等。

从驱动控制电路的输出脚到像素点之间实行“点对列”的控制,叫作动态扫描。简单来讲,就是根据显示内容进行字模编码后,将编码值送到列输出上,再根据行控制电路,控制对应行上的灯珠点亮。还是以图5.8所示的8×8点阵的LED 显示模块为例来说明,在任何一个时刻,只有其中的1行被点亮,通常会以很快的速率依次点亮每一行,即依次以很快的速度分别在1～8行线上加高电平,每当任意的一行行线上加高电平,对应于该行的8个像素根据是否需要点亮把相应的列线拉低,该行的像素就显示出来了。所以,整个过程是一次显示一行,快速切换。一般每一行的显示时间大约为1～2ms,整个模块的显示时间不大于16ms,帧刷新频率超过60Hz。由于人眼视觉滞留现象,所看到的将是完整的8行图像在模块上同时显示。显示中若每一行显示的时间太短,则亮度不够；若显示的时间太长,将会感觉到闪烁。对于8×8显示模块而言,将8行显示一遍称为一个显示刷新周期,无论LED 显示屏的大小如何,一个显示刷新周期必须在20ms以内完成,否则会出现闪烁。(www.daowen.com)

LED 显示屏的扫描方式一般有1/2扫描、1/4扫描、1/8扫描和1/16扫描。如果LED 显示屏是逐行刷新显示的,扫描方式也就决定了显示刷新的方式,如1/16就是每次刷新1行,16行为一个扫描周期；1/8扫描就是每次刷新1行,8行为一个扫描周期；其他依次类推。

如果采用相同的LED 灯,1/16扫描的亮度要比1/8扫描低,静态扫描(1/1)的亮度是最高的。室内单双色一般为1/16扫描,室内全彩一般为1/8扫描,户外单双色一般为1/4扫描,户外全彩一般为静态扫描。

2.实像素与虚拟像素

对于LED 显示屏,通常由于尺寸较大,像素点间距离较大,屏幕分辨率用像素点之间的点距来描述更方便,用Px 表示,这里x 为阿拉伯数字,指两个像素点之间的距离为xmm,如P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等。单位面积上的像素越多,显示越清晰。

显示屏上每一个像素可以由实像素方式组成,也可以由虚拟像素方式组成。简单来说,实像素就是指构成显示屏上的每一个像素由一组红、绿、蓝LED 灯珠决定,以获得足够的亮度；虚拟像素是利用软件算法控制每种颜色的LED 灯珠,参与到相邻像素的成像当中,使得用同样的灯珠数实现更大的分辨率,使显示的分辨率提高到实像素模式的近四倍。

以常用形式为2R+1G+1B(2红1绿1蓝)的动态虚拟像素显示为例,将一个像素拆分为四个彼此独立的LED 单元,那么实点与虚拟点的换算关系为：M=2N-1,式中,M 为虚拟点,N 为实点。例如,当实点像素为3×5点阵时,虚拟像素为5×9点阵。如果n 是行LED 灯珠数、m 是列LED 灯珠数,那么实像素显示的像素点是n×m,虚拟像素显示的像素点是(2n-1)×(2m-1),这样当m 和n 足够大时,就约等于2n×2m,也就是4mn,所以是实像素的4倍,即整体虚拟像素大屏的显示效果是实像素的4倍。

综上所述,每一LED 单元以时分复用的方式再现四个相邻像素的对应基色信息,一般情况下,各LED 相互之间为等间距均匀分布,虚拟像素的密度提高到4倍,有效视觉像素密度最大可提高4倍；但由于各LED 之间采用等间距均匀分布,与LED集中分布方式相比,在物理亮度相同的情况下,显示屏的视觉亮度较弱。由于对每一只LED 采用了时分复用的方式,循环扫描相邻四像素的信息,因此在显示单笔画的文字时会出现字迹不清的现象。