行动装置正迅速地发展为多媒体平台。这项演变的原因之ㄧ，是网路影片使用率的提高及行动装置趋增的网路连接性。几乎有三分之一的美国年轻行动装置使用者会将照片和影片上传到诸如YouTube等社交网站中，而事实上，每个社交网站都将在两年后发展出具备行动装置上传之相容性。

另一个行动装置朝向视觉媒体内容的演变因素，是用于行动装置之广播电视的出现。相关的实地测试已经显示了消费者在其行动装置上获得客户选择的视讯、新闻、体育事件等之高度兴趣。提供行动电视的各种网路现正攀升，开发商亦正追寻一个预计在2011年将超越140亿美元之订阅和广告收入市场。

视觉媒体的增加，对行动装置设计师带来几项挑战。要求更大显示萤幕和更高解析度格式的趋势，其成长速度远比在电池技术的演进速度更快，因此也增加了对电力预算和电池寿命的压力​​。移动装置所必须应付的强烈环境光亮条件，在没有高亮、高电力背光源下，让传统LCD影像变得灰暗。此外，不同区域和国家使用者之偏好，促使相关产品必需提供广泛的装置及显示器构型，如贝壳机、旋转、滑盖和直立式（candybar）手机，因此，要设计能满足全球市场的单一产品系列是很困难的。

显示器显示影像能见度

其中一项最严苛的影像设计挑战，来自于LCD技术受限的动态范围。以人类视觉特性而言，强烈对比度方能使其察觉细节，但 LCD的动态范围限制，局限了萤幕所能产生的影像对比度，因而也限制了对影像细节的察觉力。其结果是，显示的影像缺乏消费者已经习惯于电视及电脑萤幕所看到的清​​晰度及颜色深度。

行动视觉媒体装置和服务若要满足消费者期望，并在市场上获致成功，那么LCD显示器对于影像及影片能见度的限制则是刻不容缓的挑战。实地测试已经证明，不良的观赏经验是消费者在尝试后停止使用行动电视的主要原因，近24%的欧洲试验者因不满意影像品质而停用行动电视。

能见度问题的根源，在于LCD显示器的运作方式。实质上，LCD显示器的亮度来自位于可控制光阻断器后的一道光源。在数据范围的一个极端，光阻断器为全开，并传送其最大量的光度（被传送的光的实际分数根据光阻断器设计和解析度而有不同）。在数据范围的另一端，显示器阻挡99.5％的光源，这在影像数据值和被传送光的分数间，形成一个简单的对应关系。

影响影像能见度的要素

然而，影像数据值对视觉效果的映射并非如此直接。影响显示器如何转译影像数据为影像能见度的因素有三个。其中之一，是显示器的输入范围。全彩影像针对红、绿和蓝数据各使用8位元，但有些显示器可能无法接受全部24位元，使得此输入范围限制导致影像数据的裁截。不同来源值的输出可能因舍去法的误差而变得一样，因此容易遗失影像细节。

影响能见度的第二个因素是背光强度。在影像数据范围的最高阶，来自显示器的光度只与自身的背光相同。因此，背光强度设定了影像可显示动态范围的上限。

第三项因数，来自环境照明强度，其设定影像可展示动态范围的底限，如果显示器的任一区域所散射的光不如显示器所反射的环境亮度多，此区域则将不会被看见。在显示器较明亮区域中，反射光一般是白色的，其会稀释被显示的光。被反射的周遭亮度之净效用，是「刷除」显示器的黑暗部分，并减少明亮区域之颜色饱和度。

《图一 LCD上影像的能见度是根据亮度而有不同的，其以背光强度决定最大亮度及由周遭亮度控制最大暗度，并限制于有效的动态范围内。》

影像数据对可见光之映射由框箱所限制，如图一所示，其以背光强度设定最高界线，及透过周遭亮度设定较低界线。显示器动态范围所造成位于「框箱」内的的压缩，大幅影响了眼睛察觉细节的能力，因而造成让消费者不满意的观赏经验。因为其无法提供肉眼足够的机会来整合光能以形成知觉，使得相关问题在影像显示上更为明显。

克服能见度限制

增加背光亮度

如果以传统显示技术考量，开发业者将只能以二种选择来克服这些能见度问题。一是增加背光－尤其是在高环境亮度条件下。然而，对于行动装置设计者而言，这个选项有一个严重的缺点：亦即增加电量耗费。行动显示器的背光占消耗装置的电力预算的30%至60%。以高背光强度操作将大幅降低电池操作寿命。

自动演算校正

另一个选择，是使用整体的影像处理演算法，例如伽玛（Gamma）或矩形（histogram）校正来增加对比度（亦即能见​​度）在影像上的差异。这些整体方法的缺点，是人类感知会随光强度而变化，在中间范围光强度的能见度差别，可能不会以更亮或更暗的影像被觉知，伽玛校正和其他整体方法针对影像运用同级强化方法，其结果是，在某些部份可察觉的细节增加了，却会牺牲其他方面的细节。

可行的解决方案

现在，行动装置设计者可利用另一个选择：基于QuickLogic视觉效果提升解决方案（VEE）的动态范围压缩技术。 VEE是根据Apical Limited所开发之iridix演算法而来。其使用人体视觉模型之强化方式，能计算因光线强度和空间细节之知觉变化。这些演算法不同于整体影像处理演算法，其可根据影像位置、周围影像内容、背光与四周亮度水准变化调整个别像素值。

VEE相关的视觉提升，建立于影像数据至显示器的观赏视框再映射。此依据影像之映射方式，以二种方式解决显示器之局限性问题。首先，它确保影像细节可被保留，不会因显示器受限输入范围而裁截；其次，其可根据内容及影像位置进行动态计算，并针对各像素应用不同的调性曲线。所增强的量会随着肉眼变化的比例改变，这项能力能察觉在相关区域的变化，因此能同步保存亮处和暗处的细节，如图二所示。QuickLogic的客户特定标准产品平台专为提供VEE技术而最佳化，以高数据传输率在行动装置上支援高品质影片内容。

《图二 动态范围压缩提供依据影像相关强化，以增加能见度，而非建置整体图像处理算法。》

这些动态范围压缩演算法，也在显示器映射数据值至显示器输出时纳入变异考量。如此允许演算法可针对不同的LCD显示器特征来调适。此外，如果高环境亮度或低背光强度针对指定的显示器减缩此”视框”，此演算法还可调整其强化方式，以在可用范围内将影像能见度达到最高。因此，动态范围压缩可针对环境亮度变化进行补偿－例如使用者从阴影处走向明亮的阳光下。

动态范围压缩演算法技术

这一项可针对不同显示器状态进行调整的能力，提供设计师在行动影像显示器设计上一个新层次的弹性。这项方法并非保持高背光水准来确保在强直接光线下的影像能见度，而是让装置保存适度水准背光，并仅调整动态范围压缩以进行补偿。此装置也可在更有利的采光条件下降低背光水准并补偿损失，但不论何种方式，设计者均有机会建置自动调整，以在设计时获得重大节能效益，同时确保优质的观赏经验。

虽然动态范围压缩演算法与未经处理的影像数据搭配时效果最佳，但即使与用于某些行动内容之具损耗性影像压缩及解压缩法之影像数据搭配时，同样拥有高效率。如此可在现有行动装置设计处理影像后进行影像强化处理。动态范围压缩的典型安装，在于从影像处理引擎至显示装置之输出路径，因此使其能容易地置入现有架构。

《图三 VEE如何整合于行动系统，以达到最佳的观赏质量。》

行动影像的市场要求动态范围压缩演算法和更高的弹性。开发业者将需要考量针对显示器介面、显示格式及全球市场中所需解析度之差异。同样的，相关设计将需提供可量测的环境亮度及控制背光的能力，以从动态范围压缩获得最高利益。

VEE运用了硬体建置，以确保增加影像强化不会增加行动装置处理负荷。软体可配置暂存器可控制演算法的操作，以使设计师有能力调整不同的显示器演算法，以及周期性的对周遭照明装置和背光变动进行动态调整。 VEE1.0版本目前可透过QuickLogic的PolarPro平台取得，而2.0版本将纳入新的ArcticLink II-VX解决方案平台。

结语

动态范围压缩及如VEE等建置方式，让设计师拥有实用的工具来克服行动影像处理及影片之显示挑战。随着消费者在其行动装置上获得越来越高品质的视觉内容，LCD显示器的限制问题也将趋于明显，而对更佳视觉经验的需要也将提高。唯有能迅速满足这些需求的设计者，方能优先提供使用者卓越的视觉经验，而这将非常接近消费者在客厅所惯常拥有的电视品质经验。

---作者为QuickLogic资深行销经理---