螢幕在設定成最高亮度並置於暗房時，會是最佳觀賞效果。但也等同於電池續航力縮短，且會讓螢幕的壽命變短。因此設計人員通常會調降亮度以延長電池續航力，但降低螢幕亮度會影響影像品質，周圍光線經螢幕反射後，讓眼睛看到的螢幕影像會變得模糊不清。此情況在一些較新的有機發光二極體(OLED)觸控螢幕特別顯著。
一項名為視覺效果提升解決方案(VEE)與顯示器功耗最佳化方案(DPO)的驗證系統模塊(PSB)，不僅能在所有光照條件下提高螢幕的可視性，還能延長電池續航力。此技術大幅提升行動裝置螢幕在各種不利條件下的可視性，例如強烈的環境光照等，其具體方法是機動式地調整各種影片屬性以提供自然的觀看效果，同時利用DPO搭配VEE來調降螢幕的背光或耗電量來讓電池續航力最多增加到41%。
VEE與DPO改善觀賞效果
VEE技術讓可攜式裝置能提供媲美電視品質的視覺效果。此技術能即時處理顯示資料，創造出新一代行動娛樂生活，讓使用者能在各種不利條件下提升觀賞品質，如低背光或強照的環境等情況。VEE解決方案為手機使用者大幅提升了影像與影片品質，其可配合顯示器的特性壓縮動態範圍，提升影像效果。
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| 圖1 VEE在螢幕上呈現的視覺效果 |
VEE技術係為快輯(QuickLogic)所有，是以Apical Limited的iridix演算法為基礎，這些由Apical開發的演算法以正交視網膜形變影像轉換(ORMIT)為基礎，是一種精密的動態範圍壓縮(DRC)法，有別於如Gamma校正等傳統方法，它針對螢幕影像、影片或混合兩者的畫面內容，對每個畫素套用不同的色調與色彩轉換技術。這些演算法採用人類感知模式，讓影像即使在各種不利的條件下仍能保有細節、色彩與生命力。VEE技術解決了行動裝置螢幕的低對比問題，在行動裝置上呈現更接近電視的觀看效果(圖1)。
VEE採用從每個畫素、畫面搜集到的資訊來調整畫素的數值，而另一項QuickLogic所開發出的DPO則是採用相同的資訊來調整背光。針對每個畫素所特有的色調曲線，取代其他方案採用全域調整的作法，因此能提供更高的彈性。此方法不僅更省電，而且提供了全新的功能來調適周圍環境的光照條件。DPO緊密整合VEE，不但確保更長的電池續航力與絕佳的視覺經驗，且配合VEE技術的螢幕內容處理參數，並利用脈衝寬度調變(PWM)元件來驅動螢幕背光。
結合CSSP 簡化產品設計
VEE與DPO屬於硬體技術，可透過客戶特定標準產品(CSSP)整合至各種消費電子裝置。QuickLogic在2007年向市場推出CSSP。CSSP這種半導體元件含有一些專屬功能(稱為硬型化邏輯)以及特定數量的專屬空間來容納客戶特定程式(稱為可程式化區塊)。在QuickLogic的ArcticLink II VX2 CSSP中，硬型化邏輯含有VEE與DPO技術以及PWM功能。晶片(區塊)的其餘部分用來執行其他技術或是顧客自行開發的技術功能。此外CSSP不是純粹的特定應用積體電路(ASIC)或現場可編程閘陣列(FPGA)。如表1所示，CSSP開發時間不但比ASIC短，成本也較低。從表2中則可看出CSSP與FPGA比較後的差異之處。
CSSP在顯示器的傳輸通道上，置於中央處理器(CPU)/應用處理器與螢幕之間。
如圖2所示，CSSP晶片從應用處理器直接接收顯示資料。環境光線資訊的搜集管道，若不是直接透過I2C介面從環境光線感測器(ALS)接收，就是透過I2C介面從應用處理器取得。
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| 圖2 在智慧型手機或平板電腦中典型的CSSP建置 |
CSSP被設計為不受CPU種類的限制，因此主系統不必配置處理器資源。此外，也不需要特別的周邊電路才能運作，所以能快速且輕易地整合至智慧型手機或平板電腦中。
最後，由於支援VEE與DPO功能的CSSP是針對智慧型手機與平板電腦市場所量身打造的，因此能符合原始設備製造商(OEM)與系統研發業者對於尺寸、成本、功耗等方面的要求。
在CSSP發展流程中，亦需軟體與韌體的搭配。舉例來說，QuickLogic開發了三個軟體元件，將搭載VEE與DPO技術的CSSP建置到Android作業系統。它們分別是VEEApp.apk、Settings.apk以及行動裝置螢幕優化器(QlAutoAl.apk)。
VEEApp是一項Linux應用程式，支援兩種執行模式：命令列與daemon背景執行程式。位於Android的函式庫中，層級是在核心之上。VEEApp能和Android Power Manager通訊以取得更新的環境光線與螢幕背光數據，並能和QuickLogic VX晶片通訊，藉以正確地操作VEE與DPO。此外，VEEApp也能配合客戶的特定系統，系統研發業者毋須進行開發工作(圖3)。
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| 圖3 VEEApp的整合示意圖 |
Settings.apk檔案能在執行階段中控制螢幕的亮度與提升視覺效果。VEE與DPO校正表儲存在Settings.apk檔案。
至於QuickLogic的行動裝置顯示器功耗最佳化方案(MDDO或QlAutoAl.apk)為Android應用程式，能搭配支援VEE與DPO的QuickLogic CSSP，在Android系統中取代標準的Auto Brightness亮度自動調整視窗。
VEE/DPO相輔相成
內建於CSSP的VEE與DPO實際運作程序如下。
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在啟動後，CSSP會要求周圍環境的光照數據。Android會持續回報環境光照的變化，透過QuickLogic軟體daemon程式來和Android API通訊，藉此把資訊通報給CSSP。 替代方法：CSSP能透過I2C介面直接和環境光照感測器進行通訊，以判斷周圍環境的光照值。在CSSP上可任意設定每隔一段時間就查詢環境光照資料。 |
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在啟動後，CSSP就會查詢螢幕背光值。Android會持續回報螢幕背光的變化，透過QuickLogic的daemon程式來和Android的電源管理程式進行通訊，藉此把資訊通報給CSSP，環境光照/螢幕背光表通常儲存在電源管理程式中。 替代方法：CSSP藉由指揮現有的處理器或Super I/O晶片來調整背光，Super I/O晶片透過PWM或者CSSP直接驅動內建的PWM來進行調整。 |
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OEM與QuickLogic在產品研發時建立校正表。建立後，凡是使用相同零組件(相同的螢幕、環境光照感測器以及處理器)的系統都能套用該校正表。 |
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CSSP經設定後，可配合環境光照的改變立即調整背光/VEE設定值或套用「呼吸(Breathing)」、明暗交錯的效果，讓調整時更加流暢而不會顯得突兀。使用者調整背光透過校正表來執行。VEE與DPO可配合標準自動亮度(Auto Brightness)曲線自動調整，亦可手動調整亮度設定。 |
消費者對於電池續航力與成本方面的期盼不斷提高，同時也希望能在行動裝置上得到最佳的觀看效果。在多媒體與智慧型手機、行動影音以及媒體播放器等市場的經驗顯示，產品設計必須滿足或超越消費者對於成本、電池續航力、觀看效果等各方面的要求，才能在市場上成功生存。VEE及DPO可解決設計人員所面臨的最大挑戰，無論是功耗、強光下之可視性或者多重顯示面板上顯示單一圖像畫面。而CSSP更透過程式配置架構來提供這些設計方案，低成本的解決方案更可讓設計者在因應多種產品的變化需求時，不須重新進行設計，節省時間成本。
(本文作者為QuickLogic資深產品行銷經理)