CN115311952B - 具非矩形主动区的显示装置与其像素结构 - Google Patents

具非矩形主动区的显示装置与其像素结构 Download PDF

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Abstract

一种具非矩形主动区的显示装置与其像素结构，显示装置包含多个普通像素、辅助像素、边框以及驱动芯片。辅助像素包含多个第一色子像素。边框用于定义显示装置非矩形的主动区。多个普通像素和辅助像素设置于主动区内。驱动芯片用于接收显示数据，显示数据包含第一色灰阶值，且第一色灰阶值用于指定辅助像素的第一色光线的第一目标亮度。驱动芯片用于依据第一色灰阶值产生一或多个处理后的第一色灰阶值，一或多个处理后的第一色灰阶值用于指定多个第一色子像素的亮度，且多个第一色子像素的亮度的总和实质上等于第一目标亮度。

Description

具非矩形主动区的显示装置与其像素结构
技术领域
本公开文件有关显示器技术，特别涉及一种具非矩形主动区的显示装置与其像素结构。
背景技术
为了提升产品实用性并兼顾外观的美感，非矩形显示装置普遍被用于穿戴式装置与车用装置之中。非矩形显示装置可以通过使用边框遮挡矩形面板的一部分来实现，通过调整边框的中空区域便能使得非矩形显示装置的主动区呈现各种形状。不过，在这种做法中，主动区边缘的像素会被边框遮挡而无法完整露出，从而使得主动区边缘出现色差现象，例如边框可能部分地遮挡了一些像素中的蓝色子像素，使得主动区边缘具有偏黄的色调。
非矩形显示装置也可以通过将像素排列为各种形状来实现。在这种做法中，每个像素可以完整露出而不会被边框遮挡，但使用者将会于主动区边缘观察到明显的锯齿形状。总而言之，现有的非矩形显示器的图像边缘存在色差或锯齿状现象，这些问题将不利于提升产品的质感。
发明内容
本公开文件提供一种显示装置，其包含多个普通像素、辅助像素、边框以及驱动芯片。辅助像素包含多个第一色子像素。边框用于定义显示装置非矩形的主动区。多个普通像素和辅助像素设置于主动区内。驱动芯片用于接收显示数据，显示数据包含第一色灰阶值，且第一色灰阶值用于指定辅助像素的第一色光线的第一目标亮度。驱动芯片用于依据第一色灰阶值产生一或多个处理后的第一色灰阶值，一或多个处理后的第一色灰阶值用于指定多个第一色子像素的亮度，且多个第一色子像素的亮度的总和实质上等于第一目标亮度。
本公开文件提供一种显示装置，其包含多个普通像素、辅助像素以及边框。每个普通像素包含一个第一色子像素。辅助像素包含多个第一色子像素。边框用于定义显示装置的非矩形的主动区。多个普通像素和辅助像素设置于主动区内。当输入显示装置的显示数据指定多个普通像素和辅助像素产生具有相同亮度的第一色光线时，辅助像素的多个第一色子像素的亮度的总和实质上等于多个普通像素的其中之一的第一色子像素的亮度。
本公开文件提供一种像素结构，其包含普通像素与辅助像素。普通像素包含一个第一色子像素。辅助像素包含多个第一色子像素。当普通像素和辅助像素产生相同亮度的第一色光线时，辅助像素的多个第一色子像素的亮度的总和实质上等于普通像素的第一色子像素的亮度。
上述显示装置和像素结构的优点之一，是能够提升图像的边界平滑度。
上述显示装置和像素结构的另一优点，是能够避免主动区的边界出现色差现象。
附图说明
图1为依据本公开文件一实施例的显示装置简化后的功能方框图。
图2A为依据本公开文件一实施例的图1中的一区域放大后的示意图。
图2B为依据本公开文件一实施例的图1中的一区域放大后的示意图。
图2C为依据本公开文件一实施例的图1中的一区域放大后的示意图。
图3为依据本公开文件一实施例的显示装置的部分放大示意图。
图4为子像素的亮度与驱动电流的关系的示意图。
图5为依据本公开文件一实施例的显示装置的部分放大示意图。
图6为子像素的亮度与驱动电流的关系的示意图。
附图标记说明：
100：显示装置
110：普通像素
120：辅助像素
130：边框
140：驱动芯片
150：连接线
160：假像素
112,122：子像素
310,510：时序控制器
320,520：源极驱动器
330,530：驱动电路
340,540：发光元件
410,420,610,620,630：亮度
AA：主动区
Bo：区域
Da：显示数据
EM：发光区域
Vdata：数据电压
P,Q：绿色子像素
X,Y,：红色子像素
具体实施方式
以下将配合相关附图来说明本公开文件的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。
图1为依据本公开文件一实施例的显示装置100简化后的功能方框图。显示装置100包含多个普通像素110、多个辅助像素120、边框130、驱动芯片140和连接线150。边框130用于定义显示装置100非矩形的主动区AA，主动区AA指的是显示装置100提供影像的区域。普通像素110和辅助像素120分布于主动区AA内，辅助像素120大致上围绕着普通像素110设置，亦即辅助像素120位于普通像素110和边框130之间，但无需完全包围普通像素110。驱动芯片140通过连接线150耦接于普通像素110和辅助像素120，且用于提供各种显示驱动信号至普通像素110和辅助像素120。为使图面简洁，显示装置100中的其他元件与连接关系未示出于图1中。
图2A为图1中的区域Bo放大后的示意图。由图2A可知，每个普通像素110(未以网点填充者)包含分别为红色、绿色和蓝色的三个子像素112(分别以“R”、“G”、和“B”标示)，但本公开文件不以此为限。在一些实施例中，每个普通像素110包含颜色皆不相同的多个子像素112，每个辅助像素120(以网点填充者)包含多个子像素122，且这些子像素122包含颜色相同的子像素122。在一些实施例中，辅助像素120中子像素122的数量大于或等于普通像素110中子像素112的数量。子像素122的颜色依据固定的规律(例如红色、绿色和蓝色)按序排列。举例来说，以图2A为例，若辅助像素120具有五个子像素122(例如由图2A上方往下数第一列的辅助像素120)，这五个子像素122由主动区AA内部向边框130以水平方向排列，且其颜色按序为红色、绿色、蓝色、红色和绿色，依此类推。辅助像素120中颜色重复的子像素122用于尽可能填满主动区AA，以缩减辅助像素120与边框130之间的距离，进而提升显示装置100所显示的图像的边界平滑度。
如图2A所示，子像素112与子像素122包含发光区域EM，发光区域EM中设置有发光元件，子像素112与子像素122中发光区域EM以外的区域可以设置有晶体管驱动电路。普通像素110、辅助像素120和边框130设置于显示装置100的一基板(未示出，例如玻璃基板)，且辅助像素120中多个发光区域EM于基板上的垂直投影(可理解为垂直射入图2A纸面的方向上的投影)皆没有重叠于边框130于基板上的垂直投影。如此一来，辅助像素120中的各色光线皆不会被边框130遮挡，因而主动区AA的边界不会产生色差现象。
在一些实施例中，普通像素110和辅助像素120是发光二极管像素电路，亦即发光区域EM中的发光元件是以发光二极管来实现。前述发光二极管可以是有机发光二极管(OLED)或微发光二极管(Micro LED)。发光二极管具有体积小的优点，因而能贴近于边框130的边缘排列而不会被边框130遮挡，有助于提升显示装置100所显示的图像的边界平滑度。
图2A的普通像素110和辅助像素120仅为示例，普通像素110和辅助像素120各种合适的设置方式皆为本公开文件所涵盖的范围。例如，普通像素110和辅助像素120可以是如图2B所示的四原色排列或如图2C所示的钻石排列(Pentile)。如图2B所示，在四原色排列的一些实施例中，每个普通像素110(未以网点填充者)包含颜色互相不同的红色、绿色、蓝色和黄色子像素112(分别以“R”、“G”、“B”和“Y”标示)，而每个辅助像素120(以网点填充者)包含四个以上的子像素122，且这些子像素122中存在颜色相同的子像素122。如图2C所示，在钻石排列的一些实施例中，每个普通像素110(未以网点填充者)包含颜色互相不同的红色、绿色和蓝色子像素112(分别以“R”、“G”和“B”标示)，而每个辅助像素120(以网点填充者)包含三个以上的子像素122，且这些子像素122中存在颜色相同的子像素122。在一些实施例中，如第2A～2C图所示，显示装置100还包含多个假像素(dummy pixel)160，这些假像素160的发光区域完全被边框130覆盖，所以假像素160不会于主动区AA的边界引起色差现象。
当显示装置100用于驱动辅助像素120产生具有一目标亮度的某一颜色光线时，显示装置100会依据辅助像素120中该颜色的子像素122数量，将目标亮度分配为该颜色的子像素122的亮度，以使该颜色的子像素122的亮度总和实质上等于该目标亮度。如此一来，辅助像素120中颜色重复的子像素122不会在主动区AA的边界造成色差现象。在一些实施例中，“实质上等于”可以是指亮度总和与目标亮度的差异在5％以内。在另一些实施例中，“实质上等于”可以是指亮度总和与目标亮度的差异在10％以内。
举例来说，请再参考图2A，若显示装置100欲令辅助像素120产生目标亮度为100尼特(nits)的红色色光，且该辅助像素120具有两个红色子像素122(例如以“X”和“Y”标示的红色子像素122)，则显示装置100会将这两个红色子像素122的亮度总和设定为100尼特，例如分别为50尼特和50尼特。相似地，若显示装置100用于使辅助像素120产生目标亮度为80尼特的绿色色光，且辅助像素120具有两个绿色子像素122(例如以“P”和“Q”标示的绿色子像素122)，则显示装置100会将这两个绿色子像素122的亮度总和设定为80尼特。
在一些实施例中，对辅助像素120中颜色相同的子像素122而言，亮度与距离边框130的距离呈现正相关。例如，请参考图2A，图2A中以“X”标示的红色子像素122相较于以“Y”标示的红色子像素122更接近于边框130，因而当红色色光的目标亮度为100尼特时，以“X”标示的红色子像素122的亮度可以是较低的30尼特，而以“Y”标示的红色子像素122的亮度可以是较高的70尼特。如此一来，使用者感知到的红色光源的位置会较接近于以“Y”标示的红色子像素122。此配置的优点在于使辅助像素120与普通像素110的光线混和效果趋于一致。
由上述可知，显示装置100可将辅助像素120中颜色相同的子像素122设定为具有相同亮度或不同亮度，以使其亮度总和实质上等于目标亮度。以下将以图3～4进一步说明颜色相同的子像素122被设定为具有相同亮度的实施例。图3为依据本公开文件一实施例的显示装置100的部分放大示意图。驱动芯片140包含时序控制器310和源极驱动器320。时序控制器310用于接收显示数据Da，显示数据Da包含图1～2中每个普通像素110和每个辅助像素120的各个颜色光线的灰阶值，例如显示数据Da可指定辅助像素120产生的蓝色光线、红色光线和绿色光线分别对应于0灰阶、255灰阶和255灰阶以让使用者感知到黄色光线。
为方便说明，图3仅示出了一个辅助像素120代表图1～2中的辅助像素120，并省略了图1～2中的普通像素110。辅助像素120包含两个红色子像素122(以“R”标示)、两个绿色子像素122(有示出内部电路者)与一个蓝色子像素122(以“B”标示)。红色和蓝色子像素122相似于绿色子像素122，差异在于发光元件的颜色不同，故红色和蓝色子像素122的电路结构于图3中省略。以下将以绿色子像素122举例说明图3的实施例的运行。
时序控制器310会依据辅助像素120中绿色子像素122的数量，处理显示数据Da中关联于辅助像素120的绿色光线的灰阶值(以下简称为绿色灰阶值)，以产生一处理后的绿色灰阶值。绿色灰阶值用于指定辅助像素120产生的绿色光线的目标亮度，而处理后的绿色灰阶值用于指定多个绿色子像素122的亮度，以使绿色子像素122的亮度总和实质上等于目标亮度。源极驱动器320用于依据处理后的绿色灰阶值提供相同的数据电压Vdata至多个绿色子像素122。亦即，本实施例中的多个绿色子像素122自相同的数据线接收数据电压Vdata，因而具有相同的亮度。绿色子像素122包含驱动电路330与发光元件340，其中驱动电路330用于依据数据电压Vdata提供驱动电流至发光元件340以使发光元件340发光。
请同时参考图3与图4。图4为绿色子像素122的亮度与驱动电流的关系的示意图。如图4所示，当外部量子效率的曲线大致为水平时，绿色子像素122的亮度与其驱动电流会大致呈线性关系，其中目标亮度以标号410标示，而每个绿色子像素122的亮度以标号420标示。时序控制器310可以依据此线性关系及/或源极驱动器320中存储的伽玛校正(GammaCorrection)曲线简单地计算出前述处理后的灰阶值。
值得注意的是，图4中的目标亮度(标号410)以及目标亮度所对应的电流大小(以下简称为目标电流)，可以理解为以普通像素110提供目标亮度时，普通像素110的单一绿色子像素112会具有的亮度与电流。在辅助像素120具有M个绿色子像素122的情形下，每个绿色子像素122可以流过M分之一的目标电流且具有M分之一的目标亮度，其中M为正整数。例如，由于图3的辅助像素120具有两个绿色子像素122，每个绿色子像素122流过二分之一的目标电流且具有二分之一的目标亮度。换言之，在前述绿色灰阶值固定的情况下，绿色子像素122的电流与亮度与绿色子像素122的总数量呈现负相关。辅助像素120中其他颜色子像素122的操作方式相似于上述关于绿色子像素122的描述，为简洁起见，在此不重复赘述。
以下将以图5～6进一步说明颜色相同的子像素122被设定为具有不同亮度的实施例。图5为依据本公开文件另一实施例的显示装置100的部分放大示意图。图5的子像素122具有配合图2A讨论的水平排列方式，但本公开文件不限于此。以下配合图5～6说明的内容亦适用于其他种类的子像素122排列方式，例如图2B～2C的实施例。驱动芯片140包含时序控制器510和源极驱动器520，其中时序控制器510用于接收显示数据Da。为方便说明，图5仅示出了一个辅助像素120代表，并省略了普通像素110。辅助像素120包含两个红色子像素122(以“R”标示)、两个绿色子像素122(有示出内部电路者)与一个蓝色子像素122(以“B”标示)。红色和蓝色子像素122相似于绿色子像素122，差异在于发光元件的颜色不同，故红色和蓝色子像素122的电路结构于图5中省略。以下将以绿色子像素122举例说明图5的实施例的运行。
时序控制器510会依据辅助像素120中绿色子像素122的数量，处理显示数据Da中关联于辅助像素120的绿色灰阶值，以产生多个处理后的绿色灰阶值。绿色灰阶值用于指定辅助像素120产生的绿色光线的目标亮度。多个处理后的绿色灰阶值用于分别指定多个绿色子像素122的亮度，以使绿色子像素122的亮度总和实质上等于目标亮度，其中多个绿色子像素122的亮度可以相同或不同。源极驱动器320用于依据多个处理后的绿色灰阶值提供多个数据电压Vdata至多个绿色子像素122。绿色子像素122包含驱动电路530与发光元件540，其中驱动电路530用于依据数据电压Vdata提供驱动电流至发光元件540以使发光元件540发光。
请同时参考图5与图6。图6为绿色子像素122的亮度与驱动电流的关系的示意图。于图6中，目标亮度以标号610标示，而多个绿色子像素122的亮度分别以标号620和630标示。图6中的目标亮度(标号610)以及目标亮度所对应的电流大小(以下简称为目标电流)，可以理解为以普通像素110提供目标亮度时，普通像素110的单一绿色子像素122会具有的亮度与电流。时序控制器510可以依据图6中亮度与电流的线性关系及/或源极驱动器520中存储的伽玛校正曲线简单地计算出前述处理后的绿色灰阶值，以将目标亮度以预定的比例关系分配给多个绿色子像素122，亦即多个绿色子像素122的驱动电流会具有预定比例。例如，由于图5的辅助像素120具有两个绿色子像素122，两个绿色子像素122的亮度可分别为目标亮度的五分之二(标号620)与五分之三(标号630)，或者两个绿色子像素122的亮度可以皆为目标亮度的二分之一，但本公开文件不以此为限。辅助像素120中其他颜色子像素122的操作方式相似于上述关于绿色子像素122的描述，为简洁起见，在此不重复赘述。
为更好理解本公开文件所提供的显示装置100的优点，以下将配合图1和图2A说明显示装置100用于显示单色画面时普通像素110和辅助像素120的运行。在一些实施例中，显示数据Da用于指定显示装置100产生具有第一灰阶值的红色画面。例如，显示数据Da可以指定每个普通像素110和每个辅助像素120产生的红色光线的目标亮度对应于此第一灰阶值，使得每个普通像素110和每个辅助像素120用于产生0尼特的蓝色光线、100尼特(亦即目标亮度)的红色光线和0尼特的绿色光线以让使用者感知到红色光线。
在此情况下，请参考图2A，每个普通像素110的红色子像素112会产生具有目标亮度(例如100尼特)的红色光线。辅助像素120中以“X”和“Y”标示的两个红色子像素122的亮度总和会实质上等于目标亮度(例如100尼特)，例如分别为40尼特和60尼特，或分别为50尼特和50尼特。换言之，辅助像素120中以“X”和“Y”标示的两个红色子像素122的亮度总和，会实质上等于普通像素110的红色子像素112的亮度。因此，依据此第一灰阶值，普通像素110和辅助像素120都能提供目标亮度的红色光线给予使用者。
相似地，在另一些实施例中，显示数据Da用于指定显示装置100产生具有第二灰阶值的绿色画面，显示数据Da可以指定每个普通像素110和每个辅助像素120产生的绿色光线的目标亮度皆对应此第二灰阶值，使得每个普通像素110和每个辅助像素120用于产生0尼特的蓝色光线、0尼特的红色光线和100尼特(亦即目标亮度)的绿色光线以让使用者感知到绿色光线。在此情况下，每个普通像素110的绿色子像素112会产生具有目标亮度(例如100尼特)的绿色光线。辅助像素120中以“P”和“Q”标示的两个绿色子像素122的亮度总和会实质上等于目标亮度(例如100尼特)。因此，依据此第二灰阶值，普通像素110和辅助像素120都能提供目标亮度的绿色光线给予使用者。其余颜色光线的产生方法相似于上述内容，为简洁起见，在此不重复赘述。
由上述可知，即使显示装置100显示容易发现瑕疵的单色画面，使用者也不会于主动区AA的边界观察到色差现象。因此，本公开文件提供的显示装置100以及包含普通像素110和辅助像素120的像素结构适用于需要高品质非矩形影像的各种应用情境。
在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域中技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及权利要求并不以名称的差异做为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来做为区分的基准。在说明书及权利要求所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或者通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。
在此所使用的“及/或”的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。
以上仅为本公开文件的优选实施例，凡依本公开文件权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本公开文件的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种显示装置，包含：
多个普通像素；
一辅助像素，包含多个第一色子像素；
一边框，用于定义非矩形的一主动区，其中该多个普通像素和该辅助像素设置于该主动区内，并且该辅助像素围绕该普通像素设置并且位于该普通像素与该边框之间；以及
一驱动芯片，用于接收一显示数据，其中该显示数据包含一第一色灰阶值，该第一色灰阶值用于指定该辅助像素的一第一色光线的一第一目标亮度，
其中该驱动芯片用于依据该第一色灰阶值产生一或多个处理后的第一色灰阶值，该一或多个处理后的第一色灰阶值用于指定该多个第一色子像素的亮度，该多个第一色子像素的亮度的总和等于该第一目标亮度。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，该一或多个处理后的第一色灰阶值仅包含一处理后的第一色灰阶值，该处理后的第一色灰阶值用于设定该辅助像素的该多个第一色子像素具有相等的亮度。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素用于自一数据线接收相同的一数据电压。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素包含一第一子像素和一第二子像素，该第一子像素较该第二子像素接近于该边框，且该第一子像素的亮度低于该第二子像素的亮度。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中，该辅助像素的多个发光区域于该显示装置的一基板上的垂直投影皆不重叠于该边框于该基板上的垂直投影。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中，该多个普通像素与该辅助像素为发光二极管像素。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中，该辅助像素包含多个第二色子像素，该显示数据包含一第二色灰阶值，该第二色灰阶值用于指定该辅助像素的一第二色光线的一第二目标亮度，
其中该驱动芯片用于依据该第二色灰阶值产生一或多个处理后的第二色灰阶值，该一或多个处理后的第二色灰阶值用于指定该多个第二色子像素的亮度，该多个第二色子像素的亮度的总和实质上等于该第二目标亮度。
8.一种显示装置，包含：
多个普通像素，其中每个普通像素包含一第一色子像素；
一辅助像素，包含多个第一色子像素；以及
一边框，用于定义非矩形的一主动区，其中该多个普通像素和该辅助像素设置于该主动区内，并且该辅助像素围绕该普通像素设置并且位于该多个普通像素与该边框之间，
其中当输入该显示装置的一显示数据指定该多个普通像素和该辅助像素产生具有相同亮度的第一色光线时，该辅助像素的该多个第一色子像素的亮度的总和等于该多个普通像素的其中之一的该第一色子像素的亮度。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素用于产生相等的亮度。
10.如权利要求9所述的显示装置，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素用于自一数据线接收相同的一数据电压。
11.如权利要求8所述的显示装置，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素包含一第一子像素和一第二子像素，该第一子像素较该第二子像素接近于该边框，且该第一子像素的亮度低于该第二子像素的亮度。
12.如权利要求8所述的显示装置，其中，每个普通像素包含一第二色子像素，该辅助像素包含多个第二色子像素，当输入该显示装置的该显示数据指定该多个普通像素和该辅助像素产生具有相同亮度的第二色光线时，该辅助像素的该多个第二色子像素的亮度的总和等于该多个普通像素的该其中之一的该第二色子像素的亮度。
13.一种像素结构，包含：
一普通像素，包含一第一色子像素；以及
一辅助像素，包含多个第一色子像素，其中当该普通像素和该辅助像素产生相同亮度的第一色光线时，该辅助像素的该多个第一色子像素的亮度的总和等于该普通像素的该第一色子像素的亮度，其中该辅助像素围绕该普通像素设置。
14.如权利要求13所述的像素结构，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素用于产生相等的亮度。
15.如权利要求14所述的像素结构，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素用于自一数据线接收相同的一数据电压。
16.如权利要求13所述的像素结构，其中，当该普通像素和该辅助像素设置于一显示装置时，该辅助像素较该普通像素接近于该显示装置的一边框，其中该边框用于定义该显示装置的一非矩形主动区，且该普通像素和该辅助像素设置于该非矩形主动区内。
17.如权利要求16所述的像素结构，其中，该辅助像素的该多个第一色子像素包含一第一子像素和一第二子像素，该第一子像素较该第二子像素接近于该边框，且该第一子像素的亮度低于该第二子像素的亮度。
18.如权利要求16所述的像素结构，其中，该辅助像素的多个发光区域于该显示装置的一基板上的垂直投影皆不重叠于该边框于该基板上的垂直投影。
19.如权利要求13所述的像素结构，其中，该普通像素与该辅助像素为发光二极管像素。
20.如权利要求13所述的像素结构，其中，该普通像素包含一第二色子像素，该辅助像素包含多个第二色子像素，当该普通像素和该辅助像素产生相同亮度的第二色光线时，该辅助像素的该多个第二色子像素的亮度的总和等于该普通像素的该第二色子像素的亮度。
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