近年來,智能手機市場可謂風生水起,各家新品發(fā)布會此起彼伏,各種“黑科技”也是高潮迭起,廠家搶首發(fā),自媒體搶首測,可謂一片欣欣向榮。但果真如春晚宋小寶的小品一樣“沒毛病”嗎?今天小編就為你撥云見日,抽絲剝繭。
今天咱就先從屏幕說起,你對屏幕的了解究竟有多少?當一款手機發(fā)布時我們在意的無非是屏幕尺寸與分辨率,但你真的以為屏幕尺寸和分辨率就能決定一切?其實我們對屏幕的誤解,一直比我們所想象的要深。由于內容過多將分為三期更新,(上):屏幕成像原理;(中)屏幕材質及顯示技術;(下)屏幕參數(shù)。
接下來就讓小編為大家解密那些手機屏幕的秘密吧,可能有些地方晦澀難懂,但“沒毛病”。。。
1: 神奇的像素(Pixel)
你看到的絢麗多彩的屏幕,其實是這樣的。。。
顯微鏡下放大就可以看到傳說中的像素了(圖示為標準RGB排列)。
手機屏幕顯示文字、圖像,就需要R(紅)G(綠)B(藍)這三原色。每一個像素(Pixel)都是由紅(Red)、綠(Green)、藍(Bule)三種次像素(也稱為子像素)或者紅(Red)、綠(Green)、藍(Bule)、白(White)四種次像素組成。
每個像素在顯示不同顏色時會調整紅綠藍三個次像素的顏色配比(白色次像素不會改變顏色的變化),每個像素的RGB分量都在0-255強度值的范圍之內。只通過紅綠藍三種顏色,按照不同比例混合,就能呈現(xiàn)出我們所看到的各種顏色。
RGB各有256級亮度,用數(shù)字從0-255表示,其中0也是亮度數(shù)值之一,因此亮度值總和為256級。其中256級的RGB色彩能夠組合出大約1678萬種顏色,因此我們經??吹绞謾C屏幕參數(shù)部分寫有1600萬色這樣的字眼。這些次像素在0級時亮度最弱,255級時亮度最亮,RGB三色數(shù)值相同時為無色彩的灰度色,RGB均為255級時為最亮的白色,RGB均為0時則為黑色(這也是LCD屏幕在顯示純黑圖片時仍然耗電的原因)。
舉例如下:
當紅綠藍次像素均為255級時,就會顯示一個白色的像素點。
許多個像素點如圖排列時,就會顯示白色字母A了。
2:次像素R、G、B是怎樣得到的
主流的智能手機屏幕可以分為兩類:LCD(液晶顯示器)與OLED(有機發(fā)光二極管),這里我們先來看TFT(薄膜晶體管)—LCD。
TFT—LCD是一種薄形的顯示器,它由兩片偏光濾器、兩片玻璃,中間加上液晶以及背光燈和濾色器(即是RGB三色)。
中間的液晶層受到TFT(薄膜晶體管)的控制,當TFT通過電流的時候(即上圖中的電路)液晶的排列順序會發(fā)生不同的改變,光線在通過偏光板打入液晶層后會會產生不同樣色光,然后通過玻璃基板透出來。
而TFT又是神馬原理呢?由于小編研究生課題有過此方面的研究就簡單以下圖表示了,不再贅述。
3: 分辨率與PPI(像素密度)
分辨率又稱為解析度,指的是顯示系統(tǒng)對細節(jié)的分辨能力,放到手機屏幕上也就是指一塊屏幕上能夠顯示的像素個數(shù)。以1080p(1920*1080)分辨率為例,它的含義便是水平方向有1920個像素,垂直方向有1080個像素。
從qHD (960*540)
到HD(1280*720)(也就是720p),
到FHD(1920*1080)(也就是1080p),
到QHD(2560*1440)(也就是2k),
再到UHD(4096*2160)(也就是4k),
廠商們的競爭已經愈發(fā)喪心病狂了。
但是分辨率越高屏幕就越清晰嗎?PPI(像素密度)可不答應了。
PPI是一個表示打印圖像或顯示器單位面積上像素數(shù)量的指數(shù),與通常的屏幕分辨率不同,它加入了另一個參考因素就是屏幕尺寸的大小。其計算公式為PPI=√(X2+Y2)/ Z(X:長度像素數(shù);Y:寬度像素數(shù);Z:屏幕大小)。
以3.5英寸分辨率(960*640)的iphone為例來計算PPI:
4: 像素排列的奧義
接著看三種像素排列方式:RGB排列、新型RGB排列、Pentile排列。
1)新型RGB排列:
由于顯示不同的顏色時每個次像素需要表現(xiàn)的亮度不同,在次像素面積相同的情況下,藍色次像素需要的亮度相對更高,因此藍色次像素更容易損壞。為了解決藍色像素壽命短的問題出現(xiàn)了一種新的RGB排列方式,在新型的RGB像素排列中,增大了藍色次像素的體積,占了整個像素面積的一半,而紅色以及綠色次像素組成整個像素中的另一半。
2)Pentile排列:
Pentile家族的發(fā)跡:RGB Pentile
RGB Pentile——與LCD不同AMOLED面臨2個問題:第一個是像素總個數(shù)直接決定生產成本,第二個是AMOLED的發(fā)光效率并不高。如果采用和液晶(LCD)一樣的工藝,就需要更高的發(fā)光亮度,才能得到和液晶一樣的觀感,同時也會增加制造成本,所以三星在制造AMOLED面板的時候,采用了一種不同于上面的子像素排列方法,這種子像素排列方式叫做RGB Pentile。
Pentile排列主要是通過相鄰像素公用子像素的方法來減少子像素的個數(shù),從而達到低分辨率模擬高分辨率的效果。在正常的顯示當中Pentile排列確實可以達到高顯示效果(公用子像素),不過遺憾的是在我們日常使用的時候顯示情況非常的復雜,圓形、弧形、梯形等不規(guī)則的圖形都會造成子像素無法公用,這個時候Pentile進行了修復,讓本該滅掉的子像素重新亮點來達到顏色的平衡。不過這樣就造成了顯示毛邊粗糙等顯現(xiàn),這就是我們之前感覺到屏幕邊緣不平滑的原因。
在很多特殊情況下子像素無法正常點量會造成邊界發(fā)虛
同時由于目前的手機尺寸比較的大,而手機的分辨率一定的情況下造成Pentile排列的子像素過于突出,從而造成屏幕的“顆粒感”嚴重,實際上這些都是PPI(像素密度)惹的禍。
當然RGB-Pentile也并非全無好處,否則廠商也不會采用了。對于TFT-LCD來說:RGB-Pentile排列最大最大的好處就是增加通透性,同樣的亮度只需要更小的功耗,提升續(xù)航能力。缺點同樣明顯,低分辨率下顏色不純正。而對于AMOLED來說:RGB-Pentile排列可以顯著的降低成本,
Pentile家族的逆襲:Pentile-RGBW 和 Pentile-RGBG
我們下面講到的RGBW和RGBG就是在傳統(tǒng)的RGB的基礎上再增加一個子像素
Pentile-RGBW——Clairvoyante公司創(chuàng)造,除了傳統(tǒng)的綠、紅、藍,新加入了白色作為基準色。這四種顏色組成了一個基本子像素。同時Pentile-RGBW在不增加功耗的前提下提高了屏幕亮度(白色透光率高+兩子像素透光率),變相的降低屏幕功耗。Pentile-RGBW顯示效果比RGB節(jié)省33%子像素,省電40%。
Pentile-RGBG—— Pentile-RGBG仍然是傳統(tǒng)的綠、紅、藍,不過綠色得到了突出,綠色成為紅、藍的間隔。所以整個屏幕強調綠色,造成其過于鮮艷的效果,因此這種屏幕的對比度很高,顏色顯示也是更加的艷麗,目前三星Super AMOLED采用該項技術。
總而言之,Pentile排列最大的好處就是省電,省成本,而缺點也是顯而易見的就是在低PPI情況下顆粒感相對于RGB會嚴重很多,同時在顯示的時候邊緣發(fā)虛雜色時有發(fā)生。
好了小伙伴們,本期盤點就此為止了。
夜已深了,小編甚是乏累。
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