AMOLED的gamma曲线和亮度控制

1. 什么是显示屏的gamma曲线？

因为人眼光强变化是非线性的，所以我们需要找一个数学函数来描述这种非线性。我们直接看一个函数y=x^γ，当γ=2.2时，曲线如图1，这个指数函数中x的幂我们就称为γ(gamma)。

假设Yn代表第N灰阶的亮度， Y255 代码255灰阶的亮度，Y0代表0灰阶的亮度，Ln代表N灰阶的灰阶，L255 代表第255灰阶，则有(Yn-Y0)/(Y255-Y0)=(Ln/L255)^γ，令y=(Yn-Y0)/(Y255-Y0)，x=Ln，其亮度归一化曲线如图2。

2. AMOLED 数字Gamma

先重申一下，LCD的Gamma 是在固定背光亮度下不同灰阶的亮度，讨论AMOLED的Gamma时也要先固定“背光亮度”。AMOLED 是自发光，发光的亮度是由EM duty和Gamma 同时来控制的，因此在说明Gamma时可以看成EM duty是固定的。AMOLED 一般是R、G、B 独立Gamma，通常采用10bit，即1023阶实际输出，当然做到12bit 对source 输出会更加精细。在1023阶中，通常IC会支持15~40个绑点，调试gamma的过程即是对这些邦点进行赋值，绑点和绑点之间IC 会自动线性插值，如图3。当然客户也可以自己选择绑点的个数，比如Novatek NT37700F IC 支持35个绑点，客户调试的时候觉得时间比较长，那可以选择15个绑点，其他绑点用自己计算的方式或是干脆不用，让IC 自动插值。

3. 亮度控制

前面讲到Gamma是在固定EM duty时调试的，下面再讲一下Gamma 和EM 的关系。在AMOLED中，用DBV来表示亮度控制，对应LCD定义中的背光亮度，一般用12bit，共4095阶。DBV被DBV_TH切分成多个区间，DBV_TH 是设置背光亮度的阈值，它表示当DBV 达到某一DBV_TH时，就调用该DBV_TH对应的Gamma，如图4。为了实现在低亮度时有好的灰阶过渡，AMOLED中会用多条Gamma来控制整个DBV。相邻DBV_TH 对应的Gamma间会进行线性插值，即每个DBV都会形成一条Gamma曲线，因而相邻DBV_TH间会形成一个Gamma 带。有了以上的概念，我们就可以设置每个DBV_TH的值及其Gamma亮度值。例如设置DBV_TH1=100，亮度为5nits，代表DBV=100时，最高灰阶(10bit 是1023)对应的亮度为5nits。