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你真的懂手机屏幕吗?

时间:2020-05-05 11:14:19  来源:  作者:

如果想要把手机的各个参数排个序,你们会怎么排?对于我来说,屏幕绝对是第一梯队。当使用手机时,屏幕的使用频率是极高的。一块好的屏幕不但能给人带来好的观感,让使用过程更加舒适,也能保护眼睛,减少手机对人体健康的影响。那么手机屏幕到底是怎么一回事,要从LCD和OLED讲起。

LCD 屏幕中的东方不败

LCD,全称Liquid Crystal Display,中文名液晶显示器。很多人都会听过这么一句话:LCD永不为奴!这就像极了邪教,而LCD就算邪教教主。而究其原因,则要讲到LCD的显示原理。

LCD分为很多类,在手机上应用最多的叫TFT。TFT的显示是依靠偏光膜的特性实现光的过滤,从而达到显示不同的颜色。具体的不再赘述,了解发光原理并不能帮助对屏幕的选择。我们需要记住的只有一点:LCD的亮度大小是靠发光背板功率的调节而改变的。简单说:电流越大,LCD屏幕越亮。智能手机早期LCD相比于OLED屏幕,技术更加成熟,色准色域等方面更加优秀,相比于OLED有着更加出色的屏幕表现,所以市面上大部分都是LCD屏幕的手机。像我们熟知的iphone8plus就是全面屏时代前最后的LCD苹果手机。因为如今LCD已被逐渐淘汰,接下来着重说一下OLED。

OLED 真正的未来之主

Organic Light-Emitting Diode,中文名有机发光二极管。OLED技术起源于欧洲,但是真正研究手机屏幕的OLED到极致的厂商却是位于韩国的三星。OLED的发光原理与LCD不同。这里引入两个概念。分辨率指的是屏幕像素点的多少,ppi指的是像素密度。LCD是背板发光之后再根据不同的需求过滤掉光,而OLED的每个像素点都能独立发光。而这个特性让OLED和LCD相比,减少了背光层,偏光膜液晶层等等元器件,所以OLED的厚度要小很多。而也正是由于这个特性,OLED的色准要优于LCD,显示对比度高,而且响应速度快。并且在显示黑色的时候,OLED中显示黑色的子像素会不发光以达到黑色的要求,而LCD则是发光但是过滤掉,这就说明OLED更加省电。但是为什么LCD是当时的市场主流呢?主要就是因为OLED的技术还不够成熟,良品率低,成本高,而且分辨率与LCD无法相比,所以LCD才是当时的市场主流选择,而OLED则会放在高端机型中使用。像是从前的三星旗舰,就都是市场上的奇葩。

OLED在发展过程中遇到了问题。首先,屏幕每个像素是由红绿蓝三个子像素构成,而红色和蓝色子像素的寿命却比绿色要短,这样在使用久了之后,红蓝老化,就会带来显色不均等问题。而且手机屏幕的发展趋向是分辨率越来越高,这就要求像素越来越小,而发出的光就要越来越亮,这大大提高了工艺难度和制作成本。所以为了解决这两个问题,三星改变了次像素的排列方式,从传统的RGB排列方式变为了Pentile排列方式(以下简称P排列)。P排列通过将红绿次像素的数量减少一倍,面积扩大一倍,并减少亮度的方式,延长屏幕的使用寿命并解决了因红蓝次像素寿命过短而带来的色准问题。并且P排列中相邻的像素会公用一个子像素,这样也可以达到低分辨率模拟高分辨率的目的,以此来降低制作工艺。详细的不同可见下图。

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

有意思的是P排列不是一种排列方式,而是一系列的像素排列方式。这是为什么呢?因为P排列削减了红蓝子像素的数量,这就导致分辨率降低,而在屏幕尺寸没有变化的情况下,想要塞进更多的像素点,就只能减小每个像素点的体积或者改变排列方式。

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

如图是三星s4的钻石排列

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

如图是各种p排列

而也正是由于P排列下像素点的数目直接被削减了1/3,所以相同分辨率下P排列的OLED屏幕的细腻程度要低于LCD屏幕,所以对于720p的iphonexr大家还是要报以宽容态度,或许某些1080P的OLED屏幕在细腻程度上还不如这个720P的LCD。

而P排列的第二个问题就是色准。众所周知,所有的颜色都可以有红绿蓝这三原色来混和调出,而P排列下相邻像素点共用一个子像素,则其在字体边缘,几何图形边界出会出现色准问题。

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

如上图所示,在三角形斜边边缘处的像素点中,由于这些像素点削减了蓝色子像素,则无法发出蓝光,也自然无法发出预期的白光,出现彩边。而且由于各个像素都是与相邻像素公用子像素,这就说明每个像素不能100%利用三原色,这就导致每个像素的显示没有规律,有些缺红,有些缺蓝,进而加深了色准问题。

而要如何解决这些问题呢?往里面多加一些子像素。

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

 

可以从上图看出,三星这么多年下来,都没有尝试提升屏幕的分辨率,这是因为在2K分辨率的加持下,P排列那些由于子像素不足而导致的显示问题已经得到解决。

但是并不是说提升分辨率能够解决这么多问题,那么所有厂商就会去选择提升分辨率,市面上依旧有很多1080P的OLED在使用,并且OLED使用有机发光材料,在长时间使用后会老化,形成大家所说的烧屏现象。

但是OLED在近几年全面普及,可以说几乎所有的手机都用上了OLED屏幕。为什么这么多厂商愿意顶着OLED的缺点去继续使用OLED呢?答案就是手机工艺和科技的进步。

此前提到过,OLED屏幕的结构相比于LCD屏幕,减少了很多元器件,这就让OLED屏幕的厚度更加小,这就给手机内部留出了更多空间,给手机厂商更多的选择。

在三年前,全面屏还只是一个初步的概念,而一转眼小米MIX,IPHONEX,FINDX,VIVO NEX,等等机器却一一宣告着全面屏时代的到来,发展,兴盛。在全面屏时代下,隐藏式听筒,屏下指纹等等等等技术接连出现,原本不与屏幕抢地盘的元器件纷纷出动,屏幕抢占了他们的地盘,他们就要抢回来,手机就这么点大,屏幕尺寸也在变大,那么相比于LCD更加薄的OLED屏幕就成了厂商的选择。并且屏幕扩大,分辨率提升,性能提高的同时,手机的功耗也随之加大,OLED屏幕每个像素点独立发光的特性使得OLED屏幕比LCD更加省电。

而且由于OLED屏幕具有柔性可弯折的特性,也符合曲面弧面和未来折叠屏的要求,OLED已是大势所趋,是毫无置疑的未来之主。

如何选择一块适合自己的屏幕?

这个问题很难回答,屏幕有诸多指标,我们先从亮度说起。

亮度

屏幕的亮度有一个单位,叫nit(尼特)。这个数字越高,说明屏幕越亮。而现阶段OLED成为主流,由于OLED的发光特性,其能显示的最高亮度会比LCD低。而如果你是经常外出在阳光下看手机,啥也看不见确实很影响体验。那么多少nit是我们选择屏幕的标准呢,一般来说最高亮度550nit左右就足以应付生活中大部分场景。

频闪

DC调光(调节光亮度)相信不少人都听过,这个名词在9102年的上半年可谓是掀起热议。那么什么是DC调光?这也与OLED和LCD的差别有关。LCD通过发光背板控制亮度,大都采用DC调光,特征是电流越大,亮度越高;电流越低,亮度越低。就是我们日常肉眼可见的调光方式。但是DC调光具有缺点,由于三原色的波长不同,在低亮度的照射下,屏幕会出现色准问题,出现严重的偏色问题。

OLED屏幕普遍使用的PWM调光就解决了这个问题。开关光源会造成闪烁,在人眼中留下残影,而如果开关光源的频率超过人眼的极限时,开关频率的大小将不再影响显示内容,只会影响屏幕亮度,而这种依靠调节屏幕闪烁的频率来调节亮度的调光方式就叫做PWM调光。但是虽然人眼感觉不到屏幕在闪烁,但是屏幕闪烁的客观事实依旧存在,人眼依旧在受到屏幕闪烁的影响。这就是为什么有些人在使用OLED屏幕时会出现眼睛酸痛的症状,而在使用LCD屏幕时则不会。但是这个现象因人而异,每个人对频闪的敏感度都不相同。而且伴随着越来越多的厂商加入了使OLED屏幕使用DC调光的功能,相信频闪的危害会越来越小。而我们需要知道的是,亮度越大,频率越高,PWM就越接近DC,而亮度低频率小时,才是对我们人体危害最大的。所以作为手机使用者,如果你的手机有DC调光功能但是需要手动开启,请在晚上低亮度使用手机时开启。

色域及色彩管理

色域是对一种颜色进行编码的方法,也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。

你真的懂手机屏幕吗?
 
 
 

某屏幕支持的色域就代表了该屏幕能显示的颜色种类。但是屏幕颜色的显示是单纯靠色域的吗?并不是,还要看该设备的色彩管理。所谓色彩管理,是指运用软、硬件结合的方法,在生产系统中自动统一地管理和调整颜色,以保证在整个过程中颜色的一致性。这么深奥的原理乍一看可能不好理解,简单来说色彩管理就是软件将图像根据算法来准确的显示在屏幕上,如果不带有色彩管理的设备支持A色域,而给了一张描述文件为B色域的图片,该设备不会管这么多,依旧按自己的A色域来解析图片,这就导致了色彩的显示不够准确。而如果色彩管理到位,同一张照片在任何设备上的显示都是一模一样的,所以色彩的显示准确与否看的不仅仅是色域,还要看色彩管理。所以不要盲目相信商家所说的广色域的噱头,如果没有好的色彩管理,好色域也只不过是空谈。

写在最后

说了这么多,每个人对好屏幕的评判标准都是不一样的,而要说真的有什么真理,那就是选择分辨率高的屏幕这一条。也建议多看看不同的屏幕,看着看着就懂自己更喜欢什么屏幕了。

(ps.以上仅为个人对屏幕的理解,如有错误,请轻打脸)



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