隨著全面屏的已成為手機標配的趨勢日益明顯,當屏幕越來越大,分辨率也越來越高,很多人在購買手機時,往往認為,分辨率越高,屏幕顯示效果越清晰。實際上,這種想法是不全面�。屏幕的材質以及子像素的排列方式也是影響屏幕顯示效果的重要因�。屏幕子像素的排列方式一般分為兩�,一種是標準RGB排列方式,另一種是RGB PenTile排列方式,那么它們都是什么意思呢?采用哪種子像素排列方式的屏幕更好呢?接下來OLEDindustry為大家詳細的解答�
顯示的基本原理,是由紅綠� (RGB) 三原色光條并列組成像� (Pixel),任何色彩都可經 RGB 色光不同的深淺層次的搭配制造出來,放大看雖是分開的三個條狀色光,但像素非常細小,肉眼的適當距離看上去則是三色的混合�。顯示屏是由許許多多的像素構成的,而為了讓每一個單獨的像素可以顯示出各種顏�,就需要把它分解為紅綠藍三個比像素更低一級的子像�。即�3個子像素構成一個整�,即彩色像素。當需要顯示不同顏色的時�,三個子像素分別以不同的亮度發光,由于子像素的尺寸非常小,在視覺上就會混合成所需要的顏色�
了解了子像素概念,那么就進入今天的主�——子像素的排列,上面提到了子像素的設計分為兩種一種是傳統的RGB排列,一種是RGB PenTile排列方式,那這兩種排列究竟是怎樣的餓��
兩種子像素排列的定義
RGB排列
RGB排列是最標準的排列方�,它把一個方塊形的像�,平均分成三等分,每一塊賦予不同的顏色,這樣就可以構成一個彩色像�。這也是絕大多數LCD所采用的子像素排列方法(當然,三個像素的順序是隨意的,不國一般都�“紅綠�”或�“藍綠�”��
因此,只要我們把足夠多這樣構造的像素排列到一�,就可以顯示出我們所需要的圖案了�
事實�,絕大多數的LCD,采用的都是標準RGB子像素排列。它的好處是像素獨立性高,每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器,總共需要制�3m*n個像素(在制造過程中,子像素是最基本的制造單�,它們本身沒有顏色,顏色是靠濾光片而產生的)。這在液晶上是沒什么問題的,因為LCD采用的是印刷工藝,制作多少個像素對成本的影響并不高�
RGB PenTile排列
PenTile 是美國舊金山硅谷一家成立不久叫Clairvoyante的公司發明的,因為其突破� RGB 的規�,除� RGB 三色之外、增加一個白� W (White),同時把 RGBW 四色各變成獨立的像素,有可操縱的地址 (Addressable),所以每一色光可以單獨運作,這就� PenTile。而傳統的 RGB,則是三色連在一起成為一個像�,是基本的地址單位,在應用層面不能單獨顯示其中任一彩色�
而發展到如今,RGB PenTile排列現在成為一些采用OLED材質的手機RGB子像素的排列方式。它與標準RGB排列單個像素點是不一樣的,標準RGB排列的像素點是由紅綠藍三個子像素組成�,而PenTile的單個像素點只有“紅綠”或�“藍綠”兩個子像素點組成。圖中左邊就是RGB PenTile排列的子像素排列方法。可以看�,同樣顯�3x3個像�,RGB PenTile在水平方向只做了6個子像素,而標準RGB做了9個,子像素數量減少了1/3。在實際顯示圖像�,RGB PenTile的一個像素點�“�”用與其相鄰的像素點的另一種顏色來構成三基�。水平方�,每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素,共同達到白色顯��
PenTile與標準RGB子像素排布對�
PenTile的優�
下圖� PenTile 與傳統結構在顯示技術上的差�。傳統的 RGB 像素,排列整齊一�,如圖顯示一條白線,每個像素里� RGB 要開到最�,要顯示一條黑�,像素里� RGB 全部關閉。PenTile 則每一色都是單獨的像素,可以排列成棋盤狀,因為色彩之間沒有關�,所以每個像素都能與任何周遭像素結合顯示,也就是 RGBW 白四色能任意結合,如圖只用兩色就能顯示白線與黑線,而傳統則需用三�。(下圖中左側為傳統紅綠藍顯�,上圖為直線、下圖為橫線;圖右側則為 PenTile 結構,上圖為直線、下圖為橫線。)
PenTile 結構最大的優勢自省電。液晶顯示效率極�,因� RGB 色光是透過濾色鏡制造出來的,濾色鏡把背板光源遮住了大部分,甚至高達 90%,我們看到的僅是少部分透視過來的光�,所以看起來覺得陰暗。PenTile 增加的白色光,則是從背板光源直接照射的光線,不需過濾,所以亮度極�,相對的可以使耗電量減��
另外 PenTile 每一像素可與鄰近像素搭配,不受傳� RGB 同時運作的限�,許多色彩可兩色即可組成,不必一定要三色組合,像上圖的線條即是以兩色搭配�,比傳統三色減少一色顯�,但效果相同。這樣使得整個面板用的色彩條塊(不是像素數目),PenTile � RGBW 色彩條塊,就會比傳統� RGB 色彩條塊減少三分之一,因� PenTile 可以� RGBW 每個色彩條塊面積放�,增加像素的透光�,讓整個面板亮度增�。初步估算,白色像素加上像素面積放大,可以讓面板亮度加倍,如果維持原來的亮�,耗電量就減半�
除了增加亮度,或節省電能,如果PenTile 的色彩條塊(像素)面積不放大,與傳統 RGB 的色彩條塊數目相�,PenTile 的分辨率無形就增加了三分之一(如上圖 PenTile 用兩個色與傳統三個色顯示效果相同�,對于多媒體的展現更為清�。像手機的多媒體使用越來越普�,但目前的亮度都嫌不夠,所以亮度可能比省電更重要,PenTile 就可以在節省電源與增加亮度上調�。亮度增�、分辨率增加,顯示的細節也更清晰,最明顯的是筆畫單純的字�,會更容易閱讀�
除了硬件,PenTile 在軟件上也作了許多調節。PenTile 的顯示雖然大多清晰亮�,但部分圖形的色彩偏向飽�,顯得不自然,這時候就用軟件把白色像素亮度減低,用別的色彩調節,使得圖畫自然一些。PenTile 最近在一個會議上展示分析影視的畫面色�,用這一畫面的色彩數值,來調解顯示下一畫面的背板光�,讓眼睛看起來畫面沒�,但用的電源卻大量減少,估計用到目前百分之四、五十的電量,就能觀看影視�
Pentile子像素排列利用鄰近的子像素來“模擬”一個像素點,這種投機取巧的方式能明顯降低子像素點的數�,打個比�,某屏幕用正常RGB像素排列會有總共1500萬的子像素點,但是如果換為Pentile就只會有1000萬的子像素點�
這相對于GPU來說是非常有利的情況,降低子像素的數量能直接降低GPU的負�,這個不解釋�,某論壇某網友將游戲“塵埃3”的分辨率提高�5760*1080,結果只有用580SLI才能流暢運行�#p#分頁標題#e#
粗略算了�,sa720P屏幕總像素點�1280*720*0.66=608256�9100�800*480=384000)是9100屏幕“清晰�”�158.4%左右,我所說的清晰�,其實就是指子像素的數量�
順便說說,這里是直接用像素點算�,不是用像素密度,假設在相同大小的屏幕下。如果換�4.65�,估計會�130%左右�
其實�“總像素數”除以“面積”更能體現像素點的密度,PPI相對來說已經不能很好地比較Pentile的像素密度,何況從來在物理學�,密度的表現經常是以面積、體積為分子的�
其實pentile真正的缺點就在于模擬出來的像素點太少了,I9000的pentile屏幕“模擬”出來的像素點只有9100�66.6%,文字邊緣發��“網格樣黑�”是肯定的,必然的,但如果將子像素點數量直接提�,就能掩蓋這些肉眼能看出的缺陷�
Pentile排列的AMOLED屏硬�
很多工程師糾結于i9000屏幕�“顆粒�”�,但為什么i9000以及其他用大部分AMOLED的手機屏幕會顯現出顆粒感呢?
首先要說明的是,顆粒感和AMOLED材質本身無關,而它完全和屏幕本身的子像素排列有關系�
首先是最簡單的情況,也就是把一個方塊形的像�,平均分成三等分,每一塊賦予不同的顏色,這樣就可以構成一個彩色像素。這也是絕大多數液晶顯示器所采用的子像素排列方法(當�,三個像素的順序是隨意的,不國一般都是【紅綠藍】或者【藍綠紅】)�
這樣,只要我們把足夠多這樣構造的像素排列到一�,就可以顯示出我們所需要的圖案了�
事實�,絕大多數的LCD顯示器,采用的都是這種子像素排�。它的好處是像素獨立性高,每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器,總共需要制�3m*n個像素(在制造過程中,子像素是最基本的制造單�,它們本身沒有顏�,顏色是靠濾光片而產生的)。這在LCD上是沒什么問題的,因為LCD采用的是印刷工藝,制作多少個像素對成本的影響并不高�
但是這個問題到了AMOLED時代就不一樣了,AMOLED面臨2個問題:第一個是像素總個數直接決定生產成本,第二個是AMOLED的發光效率并不高。如果采用和LCD一樣的工藝,就需要更高的發光亮度,才能得到和LCD一樣的觀�,同時也會增加制造成本,所以三星在制造AMOLED面板的時�,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,有許多變種�
圖中左邊就是i9000所采用的Pentile RGB排列子像素的子像素排列方�。可以看�,同樣顯�3x3個像�,Pentile在水平方向只做了6個子像素,而標準RGB做了9�,子像素數量減少�1/3。也就是�,Pentile技術下一個像素只包含兩個子像素,要么是�+�,要么是�+�。大家可能要奇怪了,Pentile為什么可以縮�1/3的子像素而保持總像素不變�?既然缺少一種子像素,那它又是怎么達到依然顯示3x3全彩色像素的結果的呢?這里面的關鍵在于相鄰像素之間�“共用子像�”�
接下來聚焦Pentile在工作時的子像素點亮情況�
首先是顯示水平間隔的白色線條�
可以看到,水平方向,每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素,共同達到白色顯示�
然后是現實垂直間隔的白色線條�
公用情況也是一樣的�
下面來顯示黑白點��
注意,問題來了:應該有的藍色像素不見�!這是因為每一個像素都失去了鄰�,無法公�,所以Pentile屏幕無法精確顯示這樣的圖�。這個問題非常麻煩,為了讓顯示的結果仍然為白色,就需要把原本應該熄滅的藍色像素重新點�,結果就是顯示白色點陣失��
現在我們知道了,Pentile技術的精髓就是要做到相鄰像素的子像素公用。這要求屏幕上顯示的任何像素都需要有相鄰像素的存在,但實際情況中,并不是時時刻刻都可以滿足這點的,比如下面我們可以在實際中可能遇到的情況就是。這些情況下會出現什么問題呢�
首先,是顯示垂直方向的黑白交界線??赡艹霈F的位置:文字邊緣�
可以看到,在最左邊一條,出現了紅藍紅藍像素的垂直交替排列。這在視覺上會導致明顯�“彩邊”現象�
然后,是45度傾斜的黑白分界�。可能出現位置:文字邊緣�
可以看到,邊緣期待的白色變成了紅��
更多的情況就不一一分析�,在這些情況下,會出現的問題都是屏幕上會出現非白色的邊緣,這和我們要求的想去甚遠,畢竟誰都不希望把黑白照片顯示的花花綠綠吧?所以Pentile技術會對這些情況作出一定的修正,那就是把一些本該熄滅的子像素點�,人為的制造一些相鄰像素,來實現顏色的正常顯示。但這就帶來了一個問�,那就是本來平整的邊緣變得不再平整,成為了鋸齒狀。這也是Pentile之所以會出現邊緣毛刺的原�。具體的圖我就不畫了�
上述的討論都是在顯示黑色和白色的基礎上進行�,實際顯示彩色畫面的時候Pentile還會遇到一些更奇怪的問題。舉例來�,當我們需要顯示純黃色的時候,就需要把屏幕上所有藍色的像素都關�。但由于紅色像素是間隔排�,而不是緊密排列的,所以導致肉眼可以輕易看出其間夾雜的黑色斑點,它們之間的距離是兩倍于像素距離�,導致出�“網紋”。而當顯示淡橙色的時�,紅色和綠色像素�100%發光,而藍色像素則�50%亮度發光,此時這些不發光的藍色像素會構成暗�,導致本來應該是純凈的顏色表面出現兩倍于像素距離程斜向分布的“顆粒�”�
追其根本,Pentile是一種通過相鄰像素公用子像素的方式,減少子像素個數,從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優點是同樣亮度下視覺亮度更�,以及成本更�,但缺點也不言而喻——模擬的自然比不過真貨。一旦需要顯示精細內容的時�,Pentile的本質就會顯露無�,清晰度會大幅下�,導致小號字體無法清晰顯�;而為了彌補色彩問�,所以在Pentile技術下顯示色彩分割區的時�,分割線會產生兩倍于實際像素點距的鋸齒狀紋路,也就是會產生鋸齒狀邊緣�
最后一點就是只要顯示的內容不是白色,就會出現兩倍于點距的網格狀斑點。所以說,Pentile技術的顯示屏必須需要擁有足夠高的分辨率,才可以彌補由于會產生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。因此在i9000這樣�4寸顯示屏上使用Pentile技術的AMOLED顯示�,這樣的問題還是蠻明顯的,雖然不會導致明顯的問�,但對屏幕顆粒感有要求的同學,最好還是先看真機再決定�
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