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局部调光算法与光晕
分区控光（Local Dimming）不是"多几个 LED 就行" —— 算法决定它是提升画质还是制造问题。
本页按三段式走：先看分区参数与算法流程（概念）→ 再按评估项现场判优劣（会用）→ 最后弄清光晕与色偏为何是这套方案的固有代价（原理）。
📌 本页在"亮度线"上的位置：本页负责链路里分区算法与光晕这一段。 上游（背光结构、调光方式、限亮机制）见 背光与调光； 下游（亮度口径与判据怎么写）见 HDR 亮度口径。
一、为什么要分区控光（入门）
LCD 的根本短板：背光整片常亮 → 黑色也漏光。
无分区：全屏背光恒定 → 黑位被背光"抬"起来
有分区：暗区调暗背光 → 黑位更低、对比度更高| 收益 | 说明 |
|---|---|
| 黑位下降 | 暗区背光降低 |
| 对比度提升 | 动态对比度显著提高（不可与静态对比度同表比较，见 对比度口径） |
| 功耗降低 | 暗画面省电 |
| HDR 效果 | 高光更突出 |
二、分区数量与形态（核心参数）
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 分区数量 | 越多，控光越精细 |
| 分区排布 | 一维（灯条）/ 二维（矩阵） |
| 背光类型 | 直下式 / Mini-LED |
| 每分区灯数 | 影响亮度上限与均匀性 |
| 分区形状 | 通常为矩形块 |
| 分区量级 | 典型效果 |
|---|---|
| 几十区 | 起步，效果有限 |
| 上百区 | 中等，光晕较明显 |
| 数百区 | 较好 |
| 上千区（Mini-LED） | 精细，但离逐像素仍差几个数量级 |
⚠️ "支持分区控光"必须追问分区数 —— 几十区和上千区是完全不同的东西。
三、算法流程（核心框架）
输入图像
↓
① 分区背光提取：计算每个分区需要的背光亮度
↓
② 背光平滑/约束：避免相邻分区亮度突变（减少光晕与闪烁）
↓
③ 液晶补偿：因为背光变了，液晶透光率需相应调整
↓
④ 时序控制：与面板刷新同步（避免背光与画面不同步）
↓
输出：背光驱动 + 液晶驱动| 步骤 | 关键点 |
|---|---|
| ① 背光提取 | 取分区内的峰值还是均值？ |
| ② 平滑 | 平滑越多越均匀，但暗区会"漏亮" |
| ③ 补偿 | 背光降低 → 液晶需开更大，但受最大透光率限制 |
| ④ 时序 | 不同步会产生闪烁或拖影 |
四、背光提取策略的取舍（进阶）
| 策略 | 特点 | 问题 |
|---|---|---|
| 取均值 | 平滑、稳定 | 小亮点会被"平均掉"，高光不亮 |
| 取峰值 | 高光表现好 | 暗区被抬亮，光晕严重 |
| 加权混合 | 折中 | 需调参 |
| 分区间自适应 | 更智能 | 复杂、可能产生突变 |
本质矛盾：高光亮度 vs 黑位纯净 —— 两者难以同时最优。
五、光晕（Blooming / Haloing）
现象
黑色背景上的亮物体周围
出现一圈"发灰/发亮"的晕成因
| 原因 | 说明 |
|---|---|
| 分区面积大于物体 | 亮物体所在分区整体提亮 |
| 光扩散 | LED 光在导光/扩散层扩散到相邻分区 |
| 分区数量不足 | 分区越少，晕越大 |
| 背光平滑算法 | 平滑范围越大，晕越明显 |
抑制手段
| 手段 | 原理 | 代价 |
|---|---|---|
| 增加分区数 | 减小每区面积 | 成本、功耗、驱动复杂度 |
| 光学隔离 | 减少分区间串光 | 结构复杂度、厚度 |
| 算法优化 | 更精细的背光分配 | 计算量、可能引入其他伪影 |
| 减小平滑范围 | 减少外溢 | 相邻分区亮度突变 |
| 搭配高对比面板 | 如 VA | — |
光晕是分区控光的"物理代价" —— 只能减轻，很难完全消除。
六、其他常见伪影（进阶）
| 伪影 | 现象 | 成因 |
|---|---|---|
| 闪烁（Flicker） | 画面整体亮度脉动 | 背光随内容快速变化 |
| 亮度跳变 | 场景切换时亮度突变 | 分区背光响应过快/过度 |
| 黑边发亮 | 字幕周围发白 | 光晕 |
| 暗场拖影 | 暗场景运动时背光跟不上 | 背光响应速度不足 |
| 色偏 | 分区调暗后色度变化 | LED 电流与色度关系非线性 |
| "呼吸"效应 | 缓慢的亮度变化 | 算法平滑过渡 |
七、背光响应速度（易被忽略）
背光不只是开和关，它有响应时间：
| 问题 | 说明 |
|---|---|
| 亮→暗切换慢 | 暗场景残留亮斑 |
| 暗→亮切换慢 | 高光延迟出现 |
| 响应不一致 | 不同亮度切换速度不同 |
背光响应与液晶响应需匹配 —— 否则会出现"背光与画面不同步"的观感。
八、时序与面板配合（进阶）
| 方案 | 说明 |
|---|---|
| 同步调光 | 背光与画面同帧变化 |
| 背光扫描（Scanning Backlight） | 分区按行序点亮，改善动态清晰度 |
| 背光闪黑（BFI 类） | 插入黑场改善运动清晰度（但降亮度） |
| 多帧预测 | 提前预判背光需求（减少延迟） |
与动态表现的关系见 动态表现与拖影。
九、实际评估方法（实用）
| 评估项 | 测试方法 |
|---|---|
| 黑位纯净度 | 全黑画面 + 亮块，观察晕 |
| 光晕范围 | 亮块大小变化，观察晕的扩散 |
| 闪烁 | 快速切换明暗场景，观察脉动 |
| 高光表现 | 小面积高光是否足够亮 |
| 暗场细节 | 暗场景是否"糊成一团" |
| 字幕表现 | 黑底白字观察边缘发白 |
| HDR 图案 | 灰阶阶梯 + 窗口图案 |
测量方法见 PQ 客观评测细则、PQ 测试素材与评估清单。
十、选购与判断建议
| 关注点 | 建议 |
|---|---|
| 看分区数 | 不要只看"支持分区控光" |
| 看实际光晕 | 用黑底白字/HDR 图案观察 |
| 看是否可关闭 | 有些场景关闭反而更好 |
| 看模式差异 | 不同图像模式的调光策略可能不同 |
| 注意暗场拖影 | 暗场景运动是否异常 |
| OLED 无此问题 | 自发光天然逐像素控制 |
OLED 与分区控光的对比见 OLED 与新兴显示技术。
原理（一）：为什么"高光亮度"与"黑位纯净"是本质矛盾
分区的物理约束：**一个分区在同一时刻只有一个背光亮度值**
→ 于是当分区内同时存在"很亮的物体"与"很黑的背景"时：
要让物体够亮 → 该分区背光必须提高
而背光一提高，分区内所有像素的"底层光"都变多
→ 黑背景挡不干净 → 漏光 → 就是光晕
→ 反方向（把背光压低保黑位）→ 物体亮度不够
→ 结论：光晕不是"算法没调好"，而是"分区粒度"带来的**空间分辨率不足**：
分区越小，这个矛盾能解的越细 → 但分区数量受成本、功耗与驱动复杂度限制
→ 这解释了为什么"接近逐像素控制"的自发光路线从原理上就没有这个问题
（见 [显示技术路线选型](technology-route-selection.md)）原理（二）：为什么"平滑"与"亮度跳变"是一对取舍
背光平滑本质是**空间低通滤波**（把相邻分区的背光值拉近）：
平滑范围大 → 分区之间过渡柔和、不易看到块状变化
但同时把亮区的能量"扩散"到相邻暗区 → 暗区被抬亮 → 光晕扩大
平滑范围小 → 光晕收敛
但相邻分区亮度差变大 → 移动物体或场景切换时可见"块状跳变"
→ 所以这两个伪影由同一个参数控制，方向相反
→ 算法能做的是"按内容自适应"（在需要处少平滑、在平缓处多平滑），
代价是复杂化与可能的判据不一致
→ 评估时要同时看两件事：**黑底小高光的光晕范围** 与 **移动场景的块状跳变**原理（三）：为什么分区调暗时会出现色偏
LED 的"电流—色度"关系不是线性的：
低电流下，芯片与荧光粉/量子点的相对贡献会变化
→ 同一分区的色坐标会随亮度档位移动（见 [散热设计](thermal-design.md) 的温漂同源逻辑：
白点由三通道相对配比决定）
→ 分区控光会让不同分区工作在**不同电流档**上：
暗区电流小、亮区电流大 → 两者的"实际白点"可能不同
→ 表现为：暗场里出现局部色偏、字幕边缘发彩、灰阶过渡处颜色不稳
→ 抑制手段与防光晕同源：更细的分区、更线性的驱动、更细致的补偿表
→ 实用判断：**评估分区控光时不要只看黑位，要同时看暗场与字幕的色度表现**📋 判据接口：本页属器件与材料类 —— 依此页结论做判定时，除通用条件外还必须附带 判据字段集 · 器件与材料类 所列字段（共 6 项）：这个结论能代表"这一批"还是只代表"这一台"？ 缺任一项，结论不可复核，只能作降级表述。
关键概念速查
通用术语见 统一速查（由统计生成，只在一处维护）。
| 术语 | 英文 | 含义 |
|---|---|---|
| 局部调光 | Local Dimming | 分区控光 |
| 分区 | Zone / Block | 独立控光的背光单元 |
| 背光提取 | Backlight Extraction | 计算分区亮度 |
| 液晶补偿 | LC Compensation | 配合背光调整透光 |
| 背光扫描 | Scanning Backlight | 分区顺序点亮 |
| 动态对比度 | Dynamic Contrast | 随内容变化的对比度 |
| 串光 | Light Leakage | 分区间光扩散 |
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