AMOLED屏幕一定就好么?聊点手机厂商不会告诉你的事

来自:PingWest 2020-08-02

“要想生活过得去,屏幕就得有点绿。”

没错,这是AMOLED手机屏幕(简称“A屏”)的诟病之一,也是外界对于AMOLED褒贬不一的“原罪”之一。

然而,相比这些可以“选择性忽略”的缺点,A屏优秀的显示效果没有任何一家智能手机厂商能够“招架得住”。CINNO Research公布的数据显示,2019年全球AMOLED智能手机面板出货量约为4.6亿片,同比增长3.6%。

Counterpoint预测数据显示,2020年全球AMOLED智能手机出货量将超过6亿部,同比增幅达46%,其中三星AMOLED渗透率将进一步提升至71%,OPPO渗透率超51%,Vivo渗透率约45%,而华为和小米渗透率也将到达30%以上。

那么A屏到底有何魔力能够俘获全球主流智能手机厂商?有了A屏,智能手机屏幕显示就会真的很好么?

2K分辨率其实没那么“清晰”

AMOLED,顾名思义,是OLED屏幕的一大的分支,其根据背后的像素寻址技术(驱动方式)区别于PMOLED,有源驱动即为AM,无源驱动即为PM。

相比AMOLED,PMOLED结构简单,技术门槛低,可以有效降低制造成本,曾经应用于功能机时代双屏手机的小外屏。但由于驱动电压高,PMOLED不适合研发大尺寸、高分辨率面板,也正因如此,在大尺寸全面屏流行的当下,我们很难在主流智能手机中看到PMOLED的身影。

而反观AMOLED,其拥有驱动电压低、发光元器件寿命长等特点。同时,由于AMOLED反应速度较快,AMOLED更适合显示动态影像,成为短视频时代的“奠基者”,当然这也令AMOLED相对费电,成为A屏的吐槽点之一。

尽管相比“先辈”LCD,“后浪”OLED在现实效能上拥有反应速度更快、亮度更高、对比度更高、和视角更广等绝对优势,但是奈何受蓝色OLED发光材料寿命影响OLED屏幕整体寿命等因素影响,A屏的发展仍然受到很多挑战。

早期A屏的烧屏现象

如果你曾经使用过四五年前搭载A屏的智能手机,你一定对彼时的烧屏问题深有体会,A屏烧屏最直观的表现便是屏幕发黄,上端状态栏与主屏幕之间有明显的烧屏分界线。而如今,随着A屏技术的“成熟”,烧屏问题已经基本得到解决,最关键的手段便是更改屏幕内的像素排列方式。

众所周知,传统LCD屏幕像素排列为显示行业经典的红绿蓝RGB三色模型:由于人眼对红绿蓝这三种颜色最为敏感,因此通过调节这三种颜色亮度我们便可以得到不同的其他颜色。然而,由于绿色位于可见光谱的中间位置,为人眼最敏感的颜色,而处于光谱边缘的红色和蓝色便不那么敏感了,这便解释了为什么一些A屏泛绿会容易被发现。

人眼对于红绿蓝三色的敏感程度

然而绿色像素并不是导致OLED屏幕寿命短的罪魁祸首,而是蓝色。由于蓝色像素的发光效率远低于红色和绿色,因此想让蓝色达到红绿一样的亮度便需要增大电流,这便令蓝色像素衰减速度更快,从而直接影响屏幕寿命色准。为此,各大屏幕制造商纷纷通过增大蓝色像素发光面积的全新像素排列方式以降低蓝色像素电流提升屏幕寿命,其最初的方案便是三星的RGB PenTile子像素排列方式。

不同于传统RGB,PenTil出于色彩平衡和校准等因素,在增大蓝色像素面积的同时,也将人眼同样不太敏感的红色像素扩大相同的像素面积。尽管PenTile最终明显改善了屏幕寿命短问题,然而又带来了“副作用”:有效像素降低约1/3,等效标准RGB PPI值(该值越大,屏幕越清晰)大降,显示效果相当于LCD的720P,这也成为很多用户吐槽1080P不够清晰、有颗粒感的重要成因。

即使三星随后为了分辨率降低问题而升级至了全新的钻石排列方式,但是仍然无法令OLED屏幕分辨率与LCD屏幕等效,其实际分辨率仅为标准RGB的80%左右,因此为了确保显示效果有效,当下大多数旗舰手机毅然选择标配2K分辨率A屏(相当于LCD 1080P)。

对于当下的手机OEM厂商而言,既要延长A屏的使用寿命,还要确保分辨率更高的显示效果,仍然是一件不太容易的事情。

艳不等于“好看”

如果说A屏等效(LCD)分辨率不高是手机OEM厂商不愿被提及的“伤心事”,那么广色域、HDR与DC调光则恰恰相反,手机OEM厂商动不动就想拿出来“说事”,比如一加8 Pro便搭载了一块支持10.7亿色彩精度(10bit色彩)、HDR 10+D的广色域屏幕。

什么是广色域?简单来说,就是能够覆盖更多的色彩范围,以更接近人眼可见的真实色彩,然而截至目前没有任何一个领域的色域标准能够真正囊括人眼可见的所有色彩,因此每个行业不得不设定自己的色域标准,常见的有三个:NTSC、sRGB、以及AdobeRGB,这也是目前电视和PC行业惯用的屏幕色域衡量标准。

其中,NTSC为美国国家电视委员会为了规范彩色电视机而设定的,一直沿用至今;而sRGB是专门针对PC彩色显示器设定的,其色彩范围约为NTSC标准的72%,这令100% sRGB、72% NTSC色域一直以来都是衡量笔记本屏幕品质优良的重要参数之一;而Adobe RGB顾名思义是由Adobe公司制定的标准,其色域范围远高出sRGB,逐渐被摄影、印刷、和显示等专业领域认可。

三星S20系列

当然,这些色域衡量标准同样适用于当今的A屏手机上:DisplayMate数据显示,三星Galaxy S20 Ultra屏幕色域表现为110% DCI-P3、139% sRGB,其中DCI-P3为数字影院显示标准,也是目前手机OEM厂商常拿来说事的色域标准。

看到这,或许很多小伙伴已经注意到了,DCI-P3与sRGB标准都超过了100%,这便是所谓的广色域。不过,这却直接导致了一个关键BUG,即色域放大,导致的直观结果便是图片色彩饱和度会相对提高,这便是当下安卓A屏广色域智能手机拍照普遍看起来艳的关键原因。

“手机谈色域其实挺不靠谱的,一它是民用产品,没啥意义;二是你安卓做不到所有应用统一,这一点远不如苹果生态”,摄影师吴磊向PingWest品玩坦言。

吴磊认为,目前手机OEM厂商大谈广色域是没有毛病的,越广越“艳”越好。国人对色彩审美还属于非常初级的阶段,高饱和度满足当下绝大多数用户审美,真正欣赏低饱和美的少之又少。国内很多滤镜软件之所以火,也是因为它们都会一定程度增加照片饱和度,让天空更蓝、花更艳。

而这便引出了当下手机A屏的一个关键问题,色准普遍较差。如果你将安卓手机拍摄的照片传到电脑中,你便会发现,它并没有在手机上看起来那么“好看”(艳)。“安卓现在的问题在于,比如华为Ov,自带的相册看着还行,到别的应用就不对味儿了”,吴磊表示,“其中关键的原因是大多数安卓手机缺乏色彩管理。”

什么是色彩管理?简单来说就是确保图片等内容的色彩表现在各个设备上保持一致,这便需要设备在显示不同色域标准的内容时进行精准的色彩换算。举一个最简单的例子,单反相机色域标准是Adobe RGB,电脑显示器色域标准为sRGB,而照片打印的标准又是CMYK色域,如何确保这三个标准下显示的色彩尽可能一致便是色彩管理的终极目的。

缺乏色彩关键直接呈现的结果便是在广色域屏幕下看普通照片会很艳:假设sRGB标准红色饱和度为1,广色域下红色饱和度为1.5,那么当红色饱和度为1的普通图片放在广色域屏幕下,其红色饱和度便会被自动拉至1.5,看起来自然会艳。

说到这,我们不得不提的便是苹果的色彩管理。相比安卓,苹果不但拥有完善的色彩管理系统,一些设备在出厂时还做过校色,这使得苹果设备的色彩还原度更加精准,这也令苹果设备几乎成为专业摄影师的标配。

iPhone 11系列

事实上,安卓手机(尤其是旗舰智能手机)A屏显示效果普遍偏艳是一个老生常谈的问题,不知道是不是为了迎合国人审美,该问题一直没有被完全改进,不过为了满足一部分用户对于屏幕色准的要求,手机OEM厂商纷纷为屏幕设置了不同的显示模式,比如三星的鲜明、自然等模式。

对于当下国产主流手机的屏幕色彩表现,吴磊表示,“Ov把色彩模式调成普通的就还可以吧,我平时拍样片就用那个,参考性还是可以的,而华为的则偏艳。”

PWM调光伤眼问题

除了以上两大问题,伤眼问题也是A屏的一大诟病,而导致该问题的罪魁祸首是A屏的调光模式。

目前,市面上常见的手机屏幕调光模式包含两种:PWM调光和DC调光。不同于DC调光通过改变功率调节屏幕亮度的方式,PWM调光模式是靠屏幕的亮灭交替实现的。简单来说,PWM调光下,屏幕并非一直亮,而是不停地点亮和熄灭屏幕。在此过程中,灭屏时间长,肉眼便会感到屏幕更低,反之则会更亮。

PWM调光示意图

这种调光模式便导致了一个关键问题——频闪,但受限于人眼帧率,该频闪正常情况下不会被人眼察觉,越高频率的频闪人眼越不易察觉,也就对人眼影响越小,这与高刷新率手机屏幕护眼的原理是完全一样的。目前,A屏PWM调光频率一般为240Hz,更高频率为360Hz或480Hz,频闪频率越低,对人眼的伤害则越大,这便是A屏伤眼的“原罪”。

至于频闪为什么会造成人眼疲劳,简单来说就是即使人眼无法感受频闪,但视觉神经习惯仍然能够感知,并驱动肌肉调节,频繁的调节就会刺激神经,造成眼睛疲劳、甚至引发头晕。而更具PWM调光原理,亮度越低,频闪越慢,对人眼影响越大,这也是为什么家长总是提醒你晚上不要关灯看手机的重要原因。

那么,PWM调光就真的除了伤眼一无是处么?事实上,早期三星的A屏幕是采用DC调光的,但是由于OLED屏幕没有背光面板,每个像素独立发光,若直接通过DC调光进行调节屏幕亮度,会导致低亮度低电流下屏幕色彩显示不均、不准等问题,而PWM调光则很好地解决了这一问题。

因此,目前几乎所有的A屏都采用PWM调光模式,这是三星等屏幕提供商屏幕出厂自动绑定的,无法更改。“目前手机OEM厂商吹捧的DC调光其实是在PWM调光基础上加持的,本质上不是DC调光”,手机屏幕市场分析师刘良告诉PingWest品玩,“目前,一些手机厂商会单独设置DC调光按钮,开启后无论怎么调节屏幕亮度,实测频闪频率都不会降低。”

目前,华米Ov等国内主流手机厂商都在通过加入“全局DC调光”或者“类DC调光”模式以改善PWM调光下的频闪伤眼问题,但却无法从根本上解决,且可能会带来色准偏差等问题,不过这的确能够在一定程度上改善伤眼问题。

(文中刘良为化名,图片均来自互联网)

参考文献:

1、分辨率越高越清晰?揭秘华为P40屏幕像素“周冬雨排列”://www.58display.com/article/zixun/1670.html

2、广色域手机屏幕科普解析,所见不一定为实://www.ithome.com/html/android/203692.htm

3、你买的贵价屏幕只是半成品?谈谈色彩管理那点事://tech.sina.com.cn/mobile/n/n/2018-12-03/doc-ihmutuec5646997.shtml

4、别傻了,你真的以为有了DC调光就能护眼了么://m.it168.com/article_5192868.html