一、概念释义（是什么）
局部调光（Local Dimming）是把背光划分为若干可独立控制区域、按画面内容调整各区亮度的技术；高动态范围（High Dynamic Range，HDR）性能描述显示设备在亮部峰值、暗部黑电平、电光转换函数与色域上的综合表现。相关测量量包括峰值亮度、黑电平、棋盘格对比度与上升时间，适用于 Mini LED 背光 LCD、直下式背光整机与 HDR 显示终端。
典型对象与场景
- Mini LED 背光电视与显示器的调光分区行为评价
- HDR 显示器的峰值亮度、黑电平与色域符合性测试
- 棋盘格与角落图案下的光晕观察
- 不同平均图像电平下的亮度负载特性核查
- 专业监看设备的 PQ 转换与色调映射一致性评价
常见误解澄清
常见误解有三：把峰值亮度等同于 HDR 表现，忽略黑电平、转换函数与色调映射；把全屏闪白亮度当作长时间持续亮度，两者受热与功率限制的影响不同；把分区数量当作画质结论，调光算法、光扩散与分区间串扰同样决定光晕表现。HDR 是亮部、暗部与信号口径共同构成的体系，不是单一亮度指标。
核心关系式
CR_cb = L_w,cb / L_b,cb
- CR_cb：棋盘格图案下的局部对比度
- L_w,cb：棋盘格中亮块的实测亮度
- L_b,cb：棋盘格中暗块的实测亮度，含调光串扰贡献
- APL：平均图像电平，描述画面整体亮度负载
- L：亮度，单位 cd/m²
从「峰值亮度很高」到「动态范围与调光行为可复核」，关键是把图案、APL、调光状态与持续时间一并写清。
PQ 与 HLG 属不同转换函数口径，测量时须与信号编码、元数据与色调映射状态对应。
二、标准体系（依据什么）
| 标准编号 | 名称 | 适用范围 | 核心内容 |
|---|---|---|---|
| VESA DisplayHDR CTS | 高动态范围显示器符合性测试规范 | HDR 显示器与整机 | 峰值亮度、黑电平、色域、局部调光与上升时间等测试项目 |
| SMPTE ST 2084 / ITU-R BT.2100 | 高动态范围电视光电转换函数与图像参数 | HDR 显示与内容 | PQ 电光转换函数、HLG 及信号编码口径 |
| ITU-R BT.709 / BT.2020 | 高清与超高清电视图像参数（基色与色域） | 广播与显示系统 | 标准基色坐标、白点与色域边界定义 |
| GB/T 18910.61-2021 | 液晶显示器件 第6-1部分：液晶显示器件测试方法 光电参数 | 液晶显示器件与模块 | 亮度、对比度、均匀性、闪烁等光电参数的测量条件与程序 |
| GB 40070-2021 | 儿童青少年学习用品近视防控卫生要求 | 教学多媒体与学习用品 | 附录 D 给出亮度对比度、亮度均匀性、闪烁与可视角的检测方法分工 |
| IEEE 1789 | LED 闪烁与频闪效应评估推荐实践 | 背光与显示驱动 | 光输出调制、波动深度与频闪风险评价 |
HDR 符合性测试以 VESA DisplayHDR CTS 给出的项目与图案为主线，转换函数口径见 SMPTE ST 2084 与 ITU-R BT.2100，色域边界见 ITU-R BT.709 / BT.2020，国内液晶光电参数方法见 GB/T 18910.61-2021；背光调制与频闪相关评价可参考 IEEE 1789。各类符合性规范含分级与阈值，页面不写具体数值，选用时须核对现行版本与对应层级。
三、核心方法（怎么分类）
按目的划分
| 类型 | 目的 | 适用阶段 | 典型依据 |
|---|---|---|---|
| 调光行为表征 | 给出分区响应与光晕分布 | 背光与算法开发 | VESA DisplayHDR CTS、技术协议 |
| HDR 符合性测试 | 按规范项目与图案逐项验证 | 整机认证前自查与验收 | VESA DisplayHDR CTS、SMPTE ST 2084 |
| 画质一致性核查 | 比较不同模式与内容的表现 | 出厂与固件版本比对 | GB/T 18910.61、技术协议 |
行为表征侧重曲线与分布，符合性测试侧重项目齐全与条件一致，两者的数据组织方式不同。
按方式划分
| 方式 | 原理 | 优缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 点式亮度采集 | 对中心块与角落块逐点测光 | 条件清晰，空间信息有限 | 峰值与黑电平项目 |
| 成像亮度采集 | 一次获取棋盘格全屏分布 | 可量化光晕范围，标定要求高 | 调光串扰与光晕观察 |
| 高速光电采集 | 记录亮度随时间的上升过程 | 可给出上升时间，需同步触发 | 调光响应与动态切换 |
峰值亮度、持续亮度与调光上升时间须分别采集，不宜用同一段读数替代多个项目。
按条件划分
| 条件类型 | 设定 | 目的 | 依据口径 |
|---|---|---|---|
| 小面积白块条件 | 设定中心白块与背景负载 | 测峰值亮度与局部对比度 | VESA DisplayHDR CTS |
| 全屏负载条件 | 设定全屏闪白与长时间显示 | 观察功率与热限制下的亮度保持 | VESA DisplayHDR CTS |
| 棋盘格与角落条件 | 设定亮暗交替与双角图案 | 观察黑电平抬升与光晕 | VESA DisplayHDR CTS、ITU-R BT.2100 |
图案与负载条件直接决定读数，报告中须逐项标注 APL、持续时间与调光开关状态。
四、方案设计（怎么做）
实施流程
环节一：规范版本与层级确认
- 核对符合性规范版本与对应测试项目清单。
- 确认信号编码、转换函数与元数据设定。
- 记录被测件固件版本与图像模式。
环节二：环境与仪器准备
- 按暗室条件控制杂散光与反射。
- 校核亮度计、成像设备与高速采集通道。
- 完成预热并确认输出稳定。
环节三：静态项目采集
- 按图案清单采集峰值亮度与全屏亮度。
- 采集黑电平与白点、色域相关项目。
- 记录各项目对应的持续时间与负载状态。
环节四：动态与串扰项目采集
- 用棋盘格与角落图案观察黑电平抬升。
- 用成像设备量化光晕范围与分区边界。
- 用高速采集记录调光上升过程与过冲。
环节五：统计与报告
- 按规范口径逐项给出结果与条件说明。
- 分别列示峰值、持续、黑电平与动态项目。
- 说明版本与层级，不跨规范版本外推结论。
方案示例
示例一：图案与负载设定口径
| 参数 | 设定口径 / 数值 |
|---|---|
| 中心白块 | 按现行符合性规范规定的面积与背景负载 |
| 全屏图案 | 按规范区分闪白与长时间显示两种口径 |
| 棋盘格图案 | 按规范规定的亮暗块尺寸与平均图像电平 |
| 持续时间 | 按规范规定的观测时点与稳定判据 |
| 调光状态 | 开启与关闭分别记录，模式名称写入报告 |
示例二：结果记录表
| 参数 | 设定口径 / 数值 |
|---|---|
| 峰值亮度 | 小面积白块条件下的亮度读数 |
| 持续亮度 | 全屏长时间显示条件下的亮度读数 |
| 黑电平 | 暗场与双角图案下的亮度读数 |
| 局部对比度 | 棋盘格亮块与暗块亮度之比 |
| 判定阈值 | 以现行规范文本与对应层级要求为准 |
关系式与变量
L = f_PQ( V ) , ΔL_H = L_dark,cb − L_dark,full
- f_PQ( V )：SMPTE ST 2084 定义的电光转换函数，V 为编码信号值
- L：显示端输出亮度
- ΔL_H：光晕引起的暗区亮度抬升量，H 为光晕项标识
- L_dark,cb：棋盘格条件下暗块的实测亮度
- L_dark,full：全黑场条件下的暗场亮度
设计要点
- 峰值亮度与持续亮度须分别采集、分别表述。
- 图案负载、持续时间与调光状态逐项标注。
- 黑电平与光晕须结合成像分布判读。
- 转换函数与信号编码版本在报告中写清。
五、典型应用场景（用在哪里）
Mini LED 背光电视
- 指标要求：关注峰值亮度、黑电平、局部对比度与光晕范围
- 方案选择：符合性规范图案清单配合成像亮度分布
- 条件要素：固定图像模式、APL 与调光开关状态
- 标准依据：VESA DisplayHDR CTS、SMPTE ST 2084
专业 HDR 监看显示器
- 指标要求：关注 PQ 转换一致性、色调映射与色域覆盖
- 方案选择：灰阶阶梯采集与转换函数拟合比对
- 条件要素：控制信号编码、元数据与观察环境
- 标准依据：ITU-R BT.2100、ITU-R BT.2020
高亮商用显示整机
- 指标要求：关注长时间显示下的亮度保持与热稳定
- 方案选择：全屏负载条件下的持续亮度观测
- 条件要素：记录环境温度、功率限制与自动亮度策略
- 标准依据：GB/T 18910.61-2021、VESA DisplayHDR CTS
背光频闪与视觉舒适度评价
- 指标要求：关注调光方式引起的光输出波动
- 方案选择：光输出波形采集与波动深度分析
- 条件要素：固定亮度设定与调光频率状态
- 标准依据：IEEE 1789、GB 40070-2021 附录 D
六、数据分析（怎么算）
CR_cb = L_w,cb / L_b,cb
棋盘格局部对比度以亮块与暗块亮度之比计算；分母含分区串扰与黑电平抬升，因而该比值与暗室全白全黑对比度不属同一口径。
ΔL_H = L_dark,cb − L_dark,full
光晕抬升量描述调光串扰对暗区的影响，L_dark,cb 为棋盘格暗块亮度，L_dark,full 为全黑场亮度；差值应配合成像分布观察空间范围。
L = f_PQ( V )
PQ 转换函数把编码信号值 V 映射为输出亮度 L；实测灰阶阶梯与该关系的偏离可反映色调映射与信号处理行为，拟合偏差宜分段给出。
ΔL_t = ( L(t_2) − L(t_1) ) / ( t_2 − t_1 )
亮度变化速率用于描述调光上升过程，L(t) 为随时间记录的亮度；出现明显过冲时应单独标注峰值与稳定值。
HDR 测量是多条件组合的结果，峰值、持续、黑电平与动态项目之间不存在单一换算关系；把各项目当作向量分量分别判定，比合成单一分数更贴近规范逻辑。光晕具有空间分布特征，宜用分区统计与等高分布描述，简单取一个暗块读数容易低估串扰范围。
七、挑战与前沿（还有什么难题）
- 峰值亮度、全屏持续亮度与局部亮度的条件不同，易被混为一个数值。
- 调光分区数量与算法策略差异使光晕表现难以横向比较。
- PQ 与 HLG、元数据与色调映射状态影响灰阶拟合结果。
- 长时间显示下的热与功率限制引入读数漂移。
- 成像设备动态范围不足时黑电平与光晕读数受限。
- 自动亮度与内容识别功能可能改变图案呈现。
- 符合性规范版本与层级更新频繁，项目清单需逐版核对。
前沿方向：高动态范围成像测量、调光算法行为建模、光晕感知评价与 HDR 测试数据的多条件可追溯管理。
八、结语
动态范围由亮部与暗部共同撑开，峰值亮度只是其中一端。
把图案、APL、持续时间、调光状态与信号编码一并固定并留痕，峰值、黑电平与光晕读数才谈得上相互比较；条件记录写全，比事后挑选好看的闪白数据更接近测量的本意。回看第二节的标准体系：VESA DisplayHDR CTS 给出项目与图案主线，SMPTE ST 2084 与 ITU-R BT.2100 定义转换函数，ITU-R BT.709 / BT.2020 给出色域边界，GB/T 18910.61-2021 提供国内液晶光电参数方法。理解这些文件各自的适用条件与现行版本，正是组织局部调光与 HDR 测量方法论的起点。
文中所述方法与结果为技术参考，不构成对显示屏光学性能、显示质量、整批产品或后续批次一致性的承诺，也不构成认证、验收合格、等级评定或产品选型结论；规定测量条件下的结果不等同于实际使用环境中的长期表现，各指标之间不作单向换算或相互替代。测试条件、判定阈值与标准版本以现行有效文本及技术协议为准。
