天天看點

手機參數黨——螢幕篇

作者:耕讀谷樵
手機參數黨——螢幕篇

手機螢幕的好壞能直接帶來觀感以及流暢度上的極大差别,高性能CPU,高性能相機最後都要通過螢幕來展示。是以選擇一款成本效益好的螢幕,至關重要。

PART I: 購買者角度的參數總結:

  • 大多數旗艦手機都采用 OLED 螢幕,LCD 螢幕更多應用在中低端手機上(也有少部分特例)。
  • 螢幕重新整理率越高手機滑動越流暢,但是會更費電,是以高重新整理率手機都會提供重新整理率選項供使用者選擇。不是遊戲狂不建議選太高參數,60 Hz 足夠用。
  • 螢幕分辨率越高,螢幕看上去就越細膩,圖檔被拉大後失真越小。
  • 螢幕尺寸,純個人喜好,如果喜歡小螢幕的盡可能選擇6.5英寸以下的手機,手機重量也會更輕。
手機參數黨——螢幕篇

PART II: 純技術角度參數解釋:

1.)螢幕是如何顯示畫面的?

螢幕是如何顯示畫面的呢?我們需要講到第一個概念:像素點。

手機參數黨——螢幕篇

上面的每個小方塊就是一個放大了的像素點(英文Pixel,簡稱P),螢幕就是通過這樣的一個個的像素點來組合形成畫面的。把小方塊(像素點)拉小,顯示更多的螢幕面積後,就是這樣:

手機參數黨——螢幕篇

是不是已經能看到模糊的圖像了?如果圖檔沒經過任何拉大拉小,而是本來面目,那是不是在螢幕的機關面積内,像素點越多,每個相同面積的小顔色就有越多的像素點來表達,顯示的顔色是不是就更細膩了?(PS: 這個點要能看懂的話,還需要補充一個冷知識:每個像素點上的顔色灰階是均勻的,沒有變化的)

顔色顯示夠不夠細膩,也就是我們平時會說到的畫質;參數黨的術語叫顯示的精度,又叫分辨率。目前最頂級的螢幕可以做到8K分辨率,當然這是在電視上。手機螢幕2K足矣,多了也是浪費。

其中現在比較高端的2K螢幕,其實就是2560p*1440 的分辨率,可以簡單了解為縱向有2560個小方塊(像素),橫向有1440個小方塊(像素)組成的矩陣。其它類推,比如:

  • 1080p表示的是1920*1080的分辨率,
  • 720p表示的是1280*720的分辨率,
  • 4K 表示的是4096*2160的分辨率.
  • 準4K(又叫4.5K,2540p) 表示的是4520*2540的分辨率

示意圖如下

手機參數黨——螢幕篇

大家注意到一個細節沒有,同樣是2K螢幕,在手機上與在電視上,顯示的畫面細膩程度能一樣嗎?電視比手機大了這麼多,但是如果卻僅僅擁有跟手機一樣的像素點數量,那畫面就會模糊很多了。

顯然,隻用像素點數量去衡量顯示精度是不科學的,是以這就有了Ppi這個概念。Ppi的計算公式如下:

手機參數黨——螢幕篇

對于螢幕而言,PPI越大,才是真的顯示精度越好。但是通常我們卻習慣用像素點素(多少K或多少P)來表達,其實是錯誤的說法。

需要解釋一個容易混淆的地方:螢幕和攝像頭都有 多少像素(pixel) 這麼一說。在攝像頭,表示CMOS感光面上有多少個像素,而在螢幕上則表示顯示的畫面有多少個像素。兩者應該要相等。

  • 如果攝像頭的像素大于螢幕的,像素浪費
  • 如果攝像頭的像素小于螢幕的,螢幕功能浪費

2.)像素點如何表示顔色?

我們知道,自然界有三原色,分别是R(紅色),G(綠色),B(藍色),通過三種顔色的混合以及再混合,我們人眼看到的就是豐富多彩的顔色了;像素點也是使用了這種原理。

可以看到,在每個像素點的内部,又有三個子像素點(小小方塊),分别就是RGB,通過每個像素點調整不同的RGB比例,來顯示不同的顔色。----注意,每個沒紅綠蘭顔色的小方塊隻是像素點的示意圖,實際真實的像素點就是有紅綠蘭顔色的三個小方塊。這個可以用手機相機對着電視螢幕在拍攝界面下把圖像拉大看到。

手機參數黨——螢幕篇

可是為什麼我們正常看電視看手機時都看不到每個子像素的RGB三顔色呢?這就是本節開頭講的,得感謝我們人眼和大腦了。當RGB三顔色挨在一起,隻要夠小(或我們的眼睛夠遠),我們人眼看到的就不再是紅綠藍三個小方塊了,而是它們三者的混合色均勻的分布在這個大方塊上。

假如我們人體沒有這個神奇的功能,那現在的攝影和螢幕顯示技術全部都不會有,或者說隻少是其它架構的技術。

那麼一個像素點可以顯示多少種顔色呢?這就跟一個叫做色深的參數有關了。

3.)色深

色深(Color Depth),又叫色位深度,是用 bit 數來表示數位影像色彩數目的機關。

這是色深的定義,通俗的來講就是在數字化的圖像資訊當中,色彩的有關資訊是以色位(bit)為機關進行存儲的,色深也可以叫做灰階,或叫灰階。 灰階越大,顔色越深,灰階越小,顔色越淺。

可以看到,不同灰階下,可以顯示的顔色數量有巨大差别:

手機參數黨——螢幕篇

一個像素點可以顯示多少種顔色與它的灰階值直接相關,至于計算公式就是:

手機參數黨——螢幕篇

目前的螢幕應該全部都标配了8bit位色深的螢幕,也就是單個子像素(小小方塊)可以顯示2^8=256種色深,那麼單個像素(大方塊)三種顔色相乘就是256*256*256=16777216,或者是2的24次方(因為3個通道8位總共24位)也是這個數字,這個叫做真彩色。

有點不太好了解?舉個例子:

  • 假如隻有1位,那就隻有兩種顔色代碼,0或1
  • 假如隻有2位,那就可以 有 4 種顔色代碼,00,01, 10,11
  • 假如 有3位,那就 可以 有 8 種顔色代碼,000,001, 010,011,100,101,110,111
  • 以此類推

現在的螢幕開始走向10Bit時代,但是市面上的一些10Bit色深并不是原本就有10位,這是通過抖動而形成的,這種技術叫做像素點抖動技術(FRC)。

4.)HDR

HDR(高動态範圍圖像,High-Dynamic Range,簡稱HDR),相比普通的圖像,可以提供更多的動态範圍和圖像細節。螢幕是怎麼做到的呢?

現實真正存在的亮度差,即最亮的物體亮度,和最暗的物體亮度之比為10的8次方, 而人類的眼睛所能看到的範圍是10的5次方左右,但是一般的顯示器,照相機能表示的隻有256種不同的亮度。

但是我們可以多拍幾張照片,2張……甚至幾十張,這些照片的曝光依次增大,随着照片曝光的增大,照片會依次變亮。當把多張照片疊加在一起時,就可以比較好的還原本來的色彩了。

對于HDR而言,螢幕的支援也很重要,如果沒有螢幕的支援,那麼即使是HDR的照片,也不能顯示出來。

5.)色域

在了解色域之前,先上圖:色域圖。

手機參數黨——螢幕篇

簡單來說,色域就是顯示顔色的範圍有多廣,目前主流的色域标準就是sRGB和DCI-P3。----這麼說的潛台詞是,沒有什麼螢幕能把自然界的顔色範圍全部顯示出來,是以隻能在最關鍵的區域裡盡可能的多顯示。

一般在手機上,支援的都有DCI-P3色域。

那麼決定手機螢幕顯示色彩的多少與豔麗,與什麼有關呢? 主要與下文要提到的螢幕材質有關。

6.)螢幕的材質

手機的螢幕材質大緻分為OLED和LCD兩種,其中,OLED目前主要還是被使用在高端機上,而LCD螢幕則被大量的使用在中低端機上(但是也不是絕對的)。差別:

  • 在LCD的下方,有一塊背光版,也就是白色的光源,然後光源穿過上面有像素點的薄膜,通過Liqiud crystal也就是控制器調節進光量,就可以混合不同的色光,進而顯示畫面。
  • 而對于OLED來說,每個像素點都是可以自發光的,是以不需要背光闆,像素點隻要通電就會發光,就可以顯示畫面了。

OLED與LCD的優劣對比

  • 前面說過,LCD是通過背光闆發光的,那麼問題來了,控制器可以完全調節進光量嗎?我們來顯示黑色:
手機參數黨——螢幕篇
  • 看出差距了吧?控制器無法完全擋住光線,是以會有漏光的現象,而OLED隻需要關閉那個像素點就可以了,這是完全的不發光!是以OLED的對比度可以随随便便達到幾百萬。而LCD幾千都費勁。
  • 而由于高對比度,是以OLED在顯示畫面時能顯示更多的顔色,也就是覆寫的色域會更加多,顔色就會更加的豔麗。
  • 另外,在室外光線強烈的場景下,因為自發光的緣故,OLED能獲得更大的亮度。
  • 在不同的頁面中切換的時候,因為LCD的特性,在顯示顔色的時候,需要調節進光量,是以會有一個過程,就會有拖影,在相同的情況下,LCD的流暢程度顯然不及OLED。下圖當中提到的重新整理率将會在下文當中提到。
  • 而且,由于背光闆的常亮,是以LCD絕對比OLED要耗電。

那麼,LCD就徹底不如OLED了嘛?不一定。

  • OLED使用的是有機材料,而有機的東西天生壽命要比無機的東西短,是以OLED的像素點比較容易損壞。
  • 因為自發光的緣故,有些像素點顯示的時間比較長,有些比較短,那麼有些像素點壞了,有些還好,反映到螢幕上看着當然就不舒服。

7.)重新整理率

重新整理率就是每秒能顯示的畫面數量,通常用多少Hz 表示。比如重新整理率120Hz, 就是這個螢幕具備每秒播放120張照片的能力。

例如:看電影時我們看到的其實是一副一副靜止的畫面,就像放幻燈片,為什麼我們感覺畫面在動,那是因為人的眼睛有視覺停留效應,前一副畫面留在大腦中的印象還沒消失,緊接着後一副畫面就跟上來了,而且兩副畫面間的差别很小,一個動作要用很多副畫面來顯示,這樣我們就感覺畫面在動了。

這一副一副的更換畫面,就是在重新整理,假設一個動作由20張畫面完成,我們看上去就有點象卡通片,而這個動作增加到30張的話,看上去就自然多了,這就是重新整理率。

高重新整理率就是提高每秒顯示的畫面數量,以此來達到更流暢的動畫體驗。

不過,坦白說,如果不打進階遊戲的話,沒必要配置120Hz 重新整理率的螢幕。