RGB Pentile的AMOLED显示屏的缺点.docx

RGB Pentile的AMOLED显示屏的缺点转看到有不少兄弟纠结于i9000屏幕的“颗粒感”的，在这里我先说明一下，因为我原来 是M8的用户，所以对屏幕显示效果比较敏感，i9000的颗粒感在我看来是很明显的一虽 然绝大多数时候并不影响使用。但为什么i9000以及其他用大部分AMOLED的手机屏幕会 显现出颗粒感，下面我们就来分析一下这其中的根源。首先要说明的是，颗粒感和AMOLED材质本身无关，而它完全和屏幕本身的子像素 排列有关系。让我们来看看什么是子像素。我们知道白色的光线是由红到紫的连续光谱组成的，而在计算机图形学里，则采用红 绿蓝也就是RGB三种颜色的视觉等亮度混合（注意，不是光学等强度）来调和出白色光。 我们知道显示屏是由许许多多的像素构成的，而为了让每一个单独的像素可以显示出各种颜 色，就需要把它分解为红绿蓝三个比像素更低一级的子像素。也就是说，3个子像素构成一 个整体，即彩色像素。当需要显示不同颜色的时候，三个子像素分别以不同的亮度发光，由 于子像素的尺寸非常小，在视觉上就会混合成所需要的颜色。知道了子像素，那么我们就可以进入下一个问题，那就是子像素的排列。首先是最简单的情况，也就是把一个方块形的像素，平均分成三等分，每一块赋予不 同的颜色，这样就可以构成一个彩色像素。这也是绝大多数液晶显示器所采用的子像素排列 方法（当然，三个像素的顺序是随意的，不国一般都是【红绿蓝】或者【蓝绿红】）。由红绿蓝三个长条形子像素组成的像素 当缩小到足够小以后f如果等量发光 就会显小为白色安卓网驴相PK.com这样，只要我们把足够多这样构造的像素排列到一起，就可以显示出我们所需要的图案了。许多个排列起来就能显示东西了 ：字母A事实上，绝大多数的液晶显示器，采用的都是这种子像素排列。它的好处是像素独立 性高，每一个像素都可以自己显示所有的颜色。但缺点是要制作m*n的显示器，总共需要 制作3m*n个像素（在制造过程中，子像素是最基本的制造单位，它们本身没有颜色，颜色 是靠滤光片而产生的）。这在液晶上是没什么问题的，因为液晶采用的是印刷工艺，制作多 少个像素对成本的影响并不高。但是这个问题到了 AMOLED时代就不一样了，AMOLED面临2个问题：第一个是像 素总个数直接决定生产成本，第二个是AMOLED的发光效率并不高。如果采用和液晶一样 的工艺，就需要更高的发光亮度，才能得到和液晶一样的观感，同时也会增加制造成本，所 以三星在制造AMOLED面板的时候，采用了一种不同于上面的子像素排列方法，这种子像 素排列方式叫做RGB Pentile，有许多变种，我们来看一下i9000、Nexus One、Desire等 手机采用的那种排列方法。RGB Pnti屋技术下的子像素排列方式图为3x3个像素区域的子像素分布对比图中左边就是i9000所采用的Pentile RGB排列子像素的子像素排列方法。可以看到， 同样显示3x3个像素，Pentile在水平方向只做了 6个子像素，而标准RGB做了 9个，子 像素数量减少了 1/3。也就是说，Pentile技术下一个像素只包含两个子像素，要么是绿+红， 要么是绿+蓝。大家可能要奇怪了，Pentile为什么可以缩减1/3的子像素而保持总像素不变 呢？既然缺少一种子像素，那它又是怎么达到依然显示3x3全彩色像素的结果的呢？这里 面的关键在于相邻像素之间的“共用子像素”。我们来看一下Pentile在工作时的子像素点亮 情况就知道了。首先是显示水平间隔的白色线条。RGB Penti屋显示水平间隔的黑白线条预期效果安卓网 EHiA FK.com可以看到，水平方向，每个像素和相邻的像素共享自己所不具备的那种颜色的子像素， 共同达到白色显示。然后是现实垂直间隔的白色线条。RGB Pent旭显示垂直间隔的黑白线条 公用情况也是一样的。1111预期效果安卓网HiA PK.com下面来显示黑白点阵。安卓 F|HiA PK.com注意，问题来了：应该有的蓝色像素不见了！这是因为每一个像素都失去了邻居，无 法公用，所以Pentile屏幕无法精确显示这样的图案。这个问题非常麻烦，为了让显示的结 果仍然为白色，就需要把原本应该熄灭的蓝色像素重新点亮，结果就是显示白色点阵失败。现在我们知道了，Pentile技术的精髓就是要做到相邻像素的子像素公用。这要求屏幕 上显示的任何像素都需要有相邻像素的存在，但实际情况中，并不是时时刻刻都可以满足这 点的，比如下面我们可以在实际中可能遇到的情况就是。这些情况下会出现什么问题呢？首先，是显示垂直方向的黑白交界线。可能出现的位置：文字边缘。RGB Pentil。显示黑白分界线我们可以看到，在最左边一条，出现了红蓝红蓝像素的垂直交替排列。这在视觉上会 导致明显的“彩边”现象。然后，是45度倾斜的黑白分界线。可能出现位置：文字边缘。RGB Pantile显示45度黑白分界线H 1 1II IIIJ1 in i、iiii侦地敛果iIII11111 1安卓阿四HjA PK'.com可以看到，边缘期待的白色变成了红色。更多的情况就不一一分析了，在这些情况下，会出现的问题都是屏幕上会出现非白色 的边缘，这和我们要求的想去甚远，毕竟谁都不希望把黑白照片显示的花花绿绿吧？所以 Pentile技术会对这些情况作出一定的修正，那就是把一些本该熄灭的子像素点亮，人为的 制造一些相邻像素，来实现颜色的正常显示。但这就带来了一个问题，那就是本来平整的边 缘变得不再平整，成为了锯齿状。这也是Pentile之所以会出现边缘毛刺的原因。具体的图 我就不画了。上述的讨论都是在显示黑色和白色的基础上进行的，实际显示彩色画面的时候Pentile 还会遇到一些更奇怪的问题。举例来说，当我们需要显示纯黄色的时候，就需要把屏幕上所 有蓝色的像素都关闭。但由于红色像素是间隔排列，而不是紧密排列的，所以导致肉眼可以 轻易看出其间夹杂的黑色斑点，它们之间的距离是两倍于像素距离的，导致出现网纹”。而 当显示淡橙色的时候，红色和绿色像素会100%发光，而蓝色像素则以50%亮度发光，此 时这些不发光的蓝色像素会构成暗点，导致本来应该是纯净的颜色表面出现两倍于像素距离 程斜向分布的“颗粒感”。追其根本，Pentile是一种通过相邻像素公用子像素的方式，减少子像素个数，从而达 到以低分辨率去模拟高分辨率的效果。优点是同样亮度下视觉亮度更高，以及成本更低，但 缺点也不言而喻一模拟的自然比不过真货。一旦需要显示精细内容的时候，Pentile的本 质就会显露无遗，清晰度会大幅下降，导致小号字体无法清晰显示；而为了弥补色彩问题， 所以在Pentile技术下显示色彩分割区的时候，分割线会产生两倍于实际像素点距的锯齿状 纹路，也就是会产生锯齿状边缘。最后一点就是只要显示的内容不是白色，就会出现两倍于 点距的网格状斑点。所以说，Pentile技术的显示屏必须需要拥有足够高的分辨率，才可以 弥补由于会产生两倍点距纹理带来的视觉效果下降。因此在i9000这样的4寸显示屏上使用 Pentile技术的AMOLED显示屏，这样的问题还是蛮明显的，虽然不会导致明显的问题，但 对屏幕颗粒感有要求的同学，最好还是先看真机再决定。Legend：标准RGBE->'Z，MnffeTffff-UESs ££ z. ，一MTS， =-Sil*一rtr£*E_UTSt,3Mwr: -* 二二一 a*-k±3 1芝 M .= M-rrTz.二7.7S7一 - 二=-£= 二3三=三= WAXMO.ES -VHl=2=,t三 w 一土 HIM 三二= ism =Jnn=二a 4=kM7tHrs 一TTTrt'aT Ji 4-4- 霞二JS4SB 言rm=Js 寻 xv ¥ 77.=一亨三r*z言htj: 7=T盘 IIZ3 w=z»zs7SZ ZTMT-ZM/二十二T±m h 4-Jw - M m-zlM 二 z_*i*wT 7TZ-=* b± 1BH1 一-一 二二一二 Mv一"- - - - Z1 - *咨】± 直2 z!£"£>£?-" = 7:一二*#芸，一= 二««一75£-£«£*?= =一二-£=二二 一_二11一 T 7.TZHI -.* =福± =.二一二二二=一一一_£ = 一-一二二一"二打三-T 二-丁二 -_-二气三二T一一- 1 二±mT三7=_二T二 J±*««s*±二f±w -一二-一二二 = 5一"-二*£三二三-二- -三二三；_一、 一 n=pE- *?-二=-4> Tn-二一-，-=-±=- =-?_-，- 'MB7M _-=*-=*:=>. 一 T - -5- - - M-r-M=一二X一二=一=二三=一 -± - -"一BW 一二± »s M£*MH£M!ja =< 营 m -swmte. ，海二二=海二二二三HTC Desire display detail 35 captured by JakubTravnik http:/jtra.cz/Used technique:Canon G9 网thRaynox MSN-202 Super Macro/Close-Up lens100% Crop Pentile RGB原文：关于i9000屏幕所用的特殊技术以及“颗粒感七拼八凑的分割线优点：一、对比传统LCD，AMOLED屏幕非常薄，并且可以在屏幕中集成触摸层，所以在 做超薄机方面，它更有优势。二、AMOLED自发光，单个像素在显示黑色时下不工作，显示深色时低功耗。所以 AMOLED在深色下省电，并且具有传统LCD几百倍的对比度，还不会漏光。三、AMOLED具有一定的柔韧性，比玻璃基板的LCD屏幕不易损坏。四、AMOLED和SUPER AMOLED的色域都非常广（但严重偏色）。缺点:AMOLED优点非常明显，而且某些优点在检测的数值方面都是胜过LCD数倍数十倍， 但为什么OLED现在还是没有一统天下？除了产能问题，更多是其让人皱眉的大缺点。而 这些致命的缺点相关厂商却只字不提。而这个星球上部分地区不负责任的媒体和无良的编 辑们，却在各种产品评测中避重就轻，甚至颠倒黑白，误导大众。一、AMOLED采用Pentile像素排列方式，实际分辨率仅可达到标称的三分之二，在 较低dpi的情况下颗粒感会非常重，近看可见很明显的彩点，文字、表格、图形等所有色块 边界在显示时需要临近像素协助发光，导致边缘发虚、带杂色等严重不可避免的问题。二、AMOLED强调绿色，造成其过于鲜艳的效果，长时间观看产生视疲劳。AMOLED 的色温有问题（还是Pentile的问题）。三、AMOLED的对比度超高，但在显示较暗的画面时，容易出现色块，尤其是动态画 面（非视频压缩问题，具体可参看第六点和底下来自DisplayMate技术公司总载Raymond Soneira博士的报告）；而且它的超高对比度一定程度上是来自于不发光的黑色。四、AMOLED各像素都是独立的发光体，所以在老化过程中可能会出现不同像素老化 程度不一样导致亮度不一样，这样偏色问题将变得更加复杂！五、省电？但只在显示深色和黑色时，因为暗色不需要发出较亮的光线，黑色则完全 不亮，但显示白色时AMOLED耗电量比LCD还要大！所以为什么使用AMOLED屏的手机 UI均为深色系。但目前上网、游戏、电子书等应用的画面几乎均为高亮度的色彩，且多数 网站的背景色为白色。六、AMOLED色域虽然号称达到NTSC的114%，但一份来自DisplayMate技术公司 总载Raymond Soneira博士的报告表明AMOLED显示屏在色彩方面数据实在令人不敢恭 维，仅可显示6.5万颜色，更多的颜色则靠软件插值来产生，关于颜色数量插值的详情可 GOOGLE 搜索。关于Raymond Soneira博士报告的更多消息转载：i言一篇科孥宣利幸艮志襄Nexus One的AMOLED。幕遥色不少有很多文章主aW或否定Nexus One所用OLED。幕的表巩DisplayMate技徘亍 公司名息裁Raymond Soneira博士具健寸Nexus One和iPhone 3GS的。幕逵行了科孥分 析。i一系列文章分舄三部分，前丽部分分别祺峙式了 Nexus One和iPhone 3GS的。幕 示效果iPhone采用傅航的LCD 示屏，分辨率480x320；而Nexus One的示屏在很 多方面舆浆不同：它是采用自畿光技律亍的OLED 示屏，而大多敷移勤座品使用LCD 示屏，在面板彳爰有静憩背光；Nexus One屏幕尺寸舄3.7英寸，分辨率高建800x480, 宽高比1.67，超遏iphone的1.50，但低于1.78的檬准宽屏。另一侗非常不同的地方在于Nexus One的屏幕采用PenTile像素排列方法，每侗像 素彳堇包括丽侗斐像素（a>；a>w®合）而不是通常的三（>a>），MT 0:RGB Stripe ConventionalPmiT旭 Matrix而4 pixels 33% fewer subpixels)理上，每侗像素缺少一丰重麒色冏题不大，示，勤可以用晦近的逵行示。但 践中i莹寸款件要求更高，而且0像很可能畲座生倜影。此外800x480的PenTile 示屏 像素堇有普通800x480 LCD 示屏的三分之二，PenTile 示的0像没有那麽金兑利。（因 此Nexus One的屏幕明不如MileStone精名田）示技律亍的内部筋很有意思，但我仍更注隙示的0像量。所以我仍把说 方法先抛一遢，通遏祺峙式来看看它仍的表现先看最彳爰各吉果具醴的测言式方法和内容见文末。Google Nexus One VS Apple iPhone 3GSNexus Oner NASA照# -火星日出大重错误的轮廓和图像噪点iPhone: NASA阍片-攻星日廿和专业新监上看起来一样砸龄嗾Nexus One: Intensity Scale RampsNexus One: fnTensfty Scale Ramps不平滑，白色不纯iPiwrre: fntensit Scafe R3mps非常平滑，裴有伪悬不平滑，白色不Nexus Ofiey清比匠以及丁途素渣染妻误源图像是整齐而纯白的测就圜像均舄24 Bit色bmp文件，分辨率封废各自的原生分辨率色深和粒度：Nexus One : 16 Bit色；64 级备录、32 /BiPhone 3GS : 18 Bit色，通遗抖勤模摄24 Bit色；256级矣I/B/录Nexus One只有16 Bit色令人震!,»意味著航色和B色最多只有32彳固强度级 （intensity levels备录色只有64级。逼在廉僵的低端手檄上很普遍，但Nexus One是 昂贵的所超级手檄'。所有的色彩由RGB三原色混合而成，级敷如此之少使得圈像色彩 粗陋而不准碓，在很多圈片和照片裹生成了碇眼的金昔森翰廓。由于各录色强度级舄航色或B色 的丽倍，它的遗渡更平滑，辱致圈像畲出睨备录色和品航色的斡援。大多敷雷胸、高清雷视和移勤示屏（包括iPhone在内），都有至少18 Bit色， 亚通遗抖勤模摄24 Bit色，矣I、备录、B三色都有256级，逼就生成了更好的色彩、更平 滑的遗度，而且没有醍陋的偏影。上面的坐寸比圈就能明冏魁圈片累示量、色彩和偏影：Nexus One :文字、圈中票、菜罩圈形示出色；圈片效果糟糕；分辨率拉伸尤其糟糕。iPhone 3GS :除了色彩施和度以外都很好Nexus One的高分屏第一眼看上去很美，但它的色彩/灰陪精碓度冏题不少，遢有硬 件、固件、款件虔理昔森造成的冏题。其中有些冏题坐寸于很多手檄功能而言 MS要，但照 片等高®H像示受影警很大。一方面，Android OS内嵌的文字、圈票、菜罩圈形效果 出，示利，PenTile渲染正碓。另一方面，外来的照片、圈片内容渲染效果糟糕，不 精碓一一色彩遗度施、彩色和灰陪不精碓、大量彩色和灰陪物迹昔森、校准昔森、遗渡的遑 虔理和化虔理座生大量圈像噪馨、出睨大量偏影°NASA的火星日出照片就是一侗例 子。一侗令人震箫的地方是Android OS的分辨率拉伸功能(瘠圈片拉伸至800x480的 原生分辨率以遒雁屏幕)是造成大量倜影和糟糕的圈片量的一大因素。而是是一项至重 要的功能，明算法很失败，丢失大量像素内容，带来很多色彩遢和»& (moires)。色彩饱和度和莹寸比度是LCD面板的弱I瓦而iPhone 3GS 示的圈像基本上见不到 倜影，就速拉伸各丰重内容以遒雁原生480x320分辨率畤都见不到。有黑占令人意外的是 iPhone 示一些480x320原生分辨率圈像畤畲出现微量壁名宿保宿放倜影。感测言式：Nexus One：莘而不的照片量iPhone 3GS：莹寸比度和色彩饱和度低我仍把手檄放在校准彳爰的Sony高清彩监遢上逵行莹寸比，祺峙式内容舄DisplayMate 校准舆测言式照片。Nexus One 示的所有照片的莹寸比度和色彩饱和度都重遏度，莘而不 ，人脸以及水果、蔬菜、花草甚至可口可槊罐子等我仍熟知的物醴尤舄重。消防卓之 色彩爆羊赛的物醴看起来很雉受。很多照片上出现了遏度虔理造成的明输廓金昔言吴和圈像噪 SoM®效果非常似于你把高清雷池到Vivid模式再高色彩和金兑度邀I。Nexus One 的遏度虔理初看可能畲言襄人箫赛，但遏上一段畤就畲令人不快。iPhone上示的所有照片的圈像莹寸比度和色彩饱和度都遏低，就是看起来泛白， 特别在各®我仍熟知的物醴上尤舄明oM是色域遏小和烈度不足造成的。工蔽校准和品控：Nexus One：非常糟糕iPhone 3GS:非常好OLED是富前的尖端示技徘亍一仍在畿之中，作舄消*品遢需僵化。如果一 款LCD屏幕示出Nexus One的效果，那它就是目前量座的最糟糕的LCD座品之一。 有些冏题是Android系航、款件和示屏的整合不佳所造成。但遢有很多是由于非常糟糕 的工蔽校准和品控制，特别是彩色和灰陪校准不佳。屏幕很可能在下彳爰直接装上手檄， XM麽做很普遍，因舄他仍要最大化座量、厘会宿生座畤和成本。M莹寸于低端手檄的廉僵 示屏而言照可厚非，但莹寸于Nexus One M®雁言亥提供高来那侗照片、视步取W罔页内容 示效果的手檄而言是非常可悲的失败。iPhone 3GS的白果占和彩色都很准碓，灰陪迹也不金昔。圈像基本没有倜影。它的色 彩准碓度在LCD面板裹表现很好。一侗主要的缺陷是烈度遏低，降低了圈像莹寸比度乃至色 彩食包和度。Gamma值雁言亥改舄檬准的2.2。具髓沥撤祺峙式所用手檄的款硬件都未逵行任何改勤。祺峙式IH像由DisplayMate Multimedia Edition for Mobile Displays 款件生成，光偎采用 Konica Minolta CS-200 ChromaMeter。所有祺峙式 均在完全黑暗的，室璞境下逵行。手檄亮度都手勤筋，厚昌自勤亮度筋。测言式畤接雷 源，雷量全满，因此雷池不畲莹寸测言式造成影警。1. 峰值亮度：Nexus One： 229 cd/m2-糟糕，莹寸于移勤座品而言亮度不足iPhone 3GS： 428 cd/m2 -莹寸于移勤座品而言很出色逼是示屏所能提供的最高亮度，也被稠舄白色峰值亮度。229 cd/m2在室内遢行，但在 璞境光段亮的畤候太低，屏幕内容雉以言费 特别是在室外。别想在I!光下看清内容；428 cd/m2基本上是你能在移勤示器上见到的最高水平。2. 黑位亮度：Nexus One： 0.0035 cd/m2 -桎佳iPhone 3GS： 3.1 cd/m2 -糟糕，太亮了黑位是示屏所能座生的最接近备屯黑的麒色。畿乎所有示屏示的都是可见的深灰色而不 是备屯黑。逼是LCD的一侗主要冏题，降低了圈像莹寸比度和屏幕可性，言襄圈像得泛白， 在黑暗璞境下很惜人。OLED属于自畿光技徘亍，因此Nexus One的黑位可以非常接近屯 黑。事上它的黑位亮度低到CS-200照法檄测的地步，Konica Minolta把他仍的旗座 品CS-2000光偎借备合我仍才完成测言式。哪怕在完全没有光的，室裹，我仍的眼睛也要 花B分鲤畤逵行暗M®才能看到Nexus One的屏幕。而iPhone 3GS的黑色则是我仍 测言式遏的最亮的之一。3. 封比度（僮在低璟境光倏件下有意羲）Nexus One： 65,415 -桎佳iPhone 3GS： 138 -糟糕，非常低莹寸比度用来衡量示屏能钩生成的全域亮度，雀峰值亮度到黑位亮度的比例。莹寸比度越高越 好，但是彳堇在低璞境光彳条件下有意羲，因舄屏幕在高璞境亮度下的反光畲影警黑位。注意， 人眼畿乎照法分辨超遏5000的莹寸比度，除非在非常暗的璞境下看暗色的内容。Nexus One的OLED屏幕由于黑位上的僵势，在逼裹表现非常出色。Apple舄何仍然使用如此 低莹寸比度的屏幕具住襄人费解，目前好的LCD 示屏往往能钩提供1000以上的莹寸比度， 有的甚至超遏1500。（注意：另外很多示器蔽商莹寸外公布的莹寸比度其是水分十足的勤 憩莹寸比度）4. 屏幕反射：Nexus One： 15.5% -糟糕，比段高iPhone 3GS： 9.2% -非常好，比段低常常被忽视的屏幕反射其是移勤座品示屏最重要的指檬之一，甚至比峰值亮度遢要重 要。屏幕畲反射一定比例的璞境光，提高屏幕亮度，洗白所示的圈像，造成言麦困雉。 Nexus One的15.5%在移勤座品裹很高，是我仲腿峙式遏的最高的之一。5. 高勇境光下的封比度：Nexus One： 15 -糟糕，比段低iPhone 3GS： 47 -非常好 高璞境光下的莹寸比度高低系著屏幕在明亮璞境下，尤其是室外的示效果。15比段低， 莹寸于所有移勤座品而言，高璞境光下的莹寸比度比莹寸的莹寸比度更重要。6. 勤憩色彩和勤憩封比度：Nexus One： -糟糕的主意，雁言亥作舄可邀项iPhone 3GS：没有-是檬更好有些示器畲根披内置圈像虔理算法勤憩整每一幅圈片的色彩、灰陪和莹寸比度。目的是通 遏大色彩和烈度来“增弓鱼”圈片。逼和很多敷碣撮像檄和高清雷视的Vivid模式似。由于 逼丰重模式不停地歪曲ia像原本的色彩，它最好作舄一侗可邀项以供完全不心圈片精碓度和 真度的人使用。勤憩模式一般通遏改燮平均色级的方式完成，有侗筒罩的方法逵行测言式，分别测量>a> 蓝三接ia片的亮度，如果它仍的名息和不等同于白色的亮度，就明采用了勤憩模式。Nexus One的各吉果是：航色81 cd/m2； >色193 cd/m2；蓝色18cd/m2，比白色的229 cd/m2高了 28%，因此Nexus One使用了勤憩色彩和莹寸比度。iPhone 3GS的各吉果是：航色84 cd/m2；名家色288 cd/m2；蓝色65 cd/m2。相比白色的437cd/m2彳堇有2%的言吴差，因此iPhone没有使用勤憩色彩和莹寸比度。凑热闹的分割线有句话是这么说的，广告就是告诉你钱还可以这样花！其实除此外，广告往往也告诉 你，我有这些优点。没有说出口的是，这样花钱很伤钱；我只告诉你优点，但我的缺点超 出你的想像。