若干年前,我写了一篇手机屏幕方面的科普文,原因是被@楠爷嘲讽整个数码区的答主没有一个人懂屏幕。
不过这篇文,现在来看有个问题,当时普遍使用LCD屏,而现在的主流旗舰,都使用了OLED屏,所以,我非常有必要来个更新了。
首先,我想先聊聊,一部手机,为什么需要一块好的屏幕?
俗话说眼见为实,人类是视觉动物,有很多主观感受都是先看到然后引申出来的。
根据美国哈佛商学院有关研究人员的分析资料表明,人的大脑每天通过五种感官接受外部信息的比例分别为:味觉1%,触觉1.5%,嗅觉3.5%,听觉11%,以及视觉83%。
我们的大脑对视觉信息的敏感度最高也最复杂
对我们普通人来讲,一个手机的视觉(屏幕)优先级,是远远大于听觉(喇叭)优先级以及其他
一部手机大概有两个部分特别的贵,一个屏幕(含总成)一个是主板(含cmos)。
屏幕大概分成屏幕的显示面板和屏幕总成
而主板大概包含SOC、cmos、各种控制IC等等几十个大类上百个元器件的组合体
而屏幕和主板的物料价格是差不太多的。
手机从过去到现在,有一个特别重要特别明显的演化趋势:
就是手机的屏幕在越变越大了
为什么呢?
过去的手机屏幕小,是因为我们只能在手机上接收到十分有限的信息;
现在的手机屏幕大,是因为我们可以在手机上接收到的信息越来越庞大、可以在手机上处理的事情越来越多。
从信息载体这个角度上来讲,手机的屏幕变大,只是忠实的反映了人们对手机这个载体的需求罢了。
而屏幕的权重日重,全面屏手机的出现,则是代表了手机正式进入到了屏幕时代
而折叠屏手机的到来,是我们对手持终端屏幕尺寸越来越大的需求,和便携性的冲突,如果说全面屏的极限是100%,那么折叠屏手机即将超越100%
小屏幕看不爽,我想要大屏
我能不能随身揣着平板?
甚至我能不能随身揣着显示器?
未来的屏幕将无限可能,会突破你的想象力的界限
所以,接下来,我们来聊聊,到底怎么的屏幕,才算是块好屏幕
在聊屏幕参数之前,其实我非常想给大家科普一下屏幕到底是什么,以便对大家之后的参数能更好更有效的理解。
先来看一幅图:
上面这个东西,叫做“图钉画”,是用各种各样颜色的图钉,按照一定的顺序钉在一个板子上,就能看到一个完整的图案。
虽然我们的肉眼看不到手机屏幕的像素点,可我们可以用显微镜看啊
当我们把手机屏幕放到显微镜下面看的时候,神奇的事情发生了,我们看到了一个一个的真的很像图钉的像素点!(图示为Oled屏)
屏幕上不同的颜色变化,几百种几千种几万种几十万种颜色,都是由这三种像素点不同的组合得来的。
而我们通常将:由于屏幕发光材料一共有三种——红绿蓝,我们将每三个颜色作为一组,称之为—— 一个像素点,那么红绿蓝其中的某一个,就不足以构成一个像素,我们叫它们—— 次像素。
(还有很多屏幕方面的科普,欢迎观看)
知道了像素的概念,我们接下来要聊的就是对屏幕最重要的一个参数:像素密度——PPI
1、像素密度(PPI):这是一个极其重要的指标,甚至是最重要的,它直接关系到显示的画面是否够细腻。
这里,咱得聊一下apple公司吹嘘的视网膜(Retina)屏幕。
————视网膜屏幕的小故事————
啥叫视网膜屏幕呢?这当年老乔在iphone 4手机发布会上吹嘘的,将960×640的像素压缩到一个3.5英寸的显示屏内,也就是说,该屏幕的像素密度达到326像素/英寸(ppi),老乔称“人眼在12英寸外识别出像素点的视觉极限是300ppi”,所以把超过300PPI的屏幕称之为“视网膜屏幕” 而事实上,300ppi这个“神奇数字”其实是错误的,真实数据要远高于这个值。 大多数人们的人眼实际分辨能力应该高达450ppi以上,这只不过是老乔之于苹果的一次非常非常成功的营销术语罢了。
————视网膜屏幕的小故事————
讲完了老乔的小故事,我们再说说看目前为止,到底多少PPI才是王道呢?
在5寸左右的屏幕上,如果使用1080的分辨率,PPI就可以达到420以上,已经足够绝大部分人非常难以察觉到像素点了。
事实上,LCD和OLED的由于像素排列不一致,PPI也不可以同日而言。目前主流手机尺寸是6寸,在P排列的屏幕像素实际观感要打折的前提下。
我认为OLED屏幕超过6寸的情况下,2K和1080P,绝大部分人用肉眼就可以看出非常明显的差异了,所以若是满足了Oled屏、P排列的手机,我推荐大家在有条件的情况下,尽量去选择2K分辨率的。
实际上手机屏幕的分辨率越高功耗也会越高,我不主张无节制的提高分辨率,比如索尼Z5,在5.5寸屏幕上使用了4K屏,PPI达到了恐怖的806,事实上让大部分人对比观看也很难看出细腻度有多少的提升,更别提无对比环境的独立使用了。
顺便一提,为了保证功耗,Sony Xperia Z5在日常工作中也是用几个像素点捏在一起,作为一块1080屏幕用的。
2、色域:简单来讲,色域就是屏幕能显示多少色彩
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。在计算机图形处理中,色域是颜色的某个完全的子集。颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种给定的情况。例如一个给定的色彩空间或是某个输出装置的呈色范围。
在色域覆盖上,Oled屏幕有先天优势, 完胜LCD屏
一般来说LCD屏幕能覆盖到 96%左右的sRGB,特别牛叉的能覆盖104%sRGB,而amoled屏幕色域范围接近100%NTSC,要知道sRGB大致只有NTSC的72%……
理论上,当然是能覆盖到的颜色越多越好
但是目前内容的行业,比如摄影的照片、拍摄的电影等等,普遍应用的是SRGB标准,这意味着,你空有更高的颜色覆盖却无处施展,还容易偏色。
所以Oled屏幕要做好,将会比LED屏幕做好更难,有了更宽广的色域覆盖,还需要有很好的色准调教(下一个话题),和非常优秀的色彩管理以便在SRGB、NTSC、P3等各个色彩标准中灵活切换。
3、色准:色域和色准其实应该合起来说,屏幕对色彩还原的准确度,叫做色准,或者反向说叫色彩偏离度,我们一般用这个图来表现:
显示出来的小圆点越接近标准色板的小方块,说明还原越准确。
LCD屏幕调色普遍比较准,除了因为技术成熟外,LCD的发光发色原理也是先天优势,次像素面积均匀,完全不用考虑屏幕亮度而产生的色偏,能影响色准的也就只有彩色滤光片的喷印工艺和调色倾向了。
而Oled屏幕在屏幕色准调教上,有天生的劣势,本来就为了延长寿命乱搞了次像素排列,想调整好三个次像素之间面积大小比例,简直比拿着两堆鹅卵石平衡一个天平更难,为此甚至不得不使用一些非标准几何形状。
Oled屏原来的颜色方案就是索性就破罐子破摔,把画面调教的非常艳丽,绿色特别绿,蓝色特别蓝,红色特别红,努力给人上眼的第一印象做到惊艳。
但是,我不认为这是一条正路,饱和度超高很容易看腻,也会对日常长时间使用造成视觉疲劳。
对于一块真正的好屏幕来讲,又广又准才是正路。
4、最高亮度、最高激发亮度:屏幕的亮度是很重要的。
可以这么说,亮度越高,显得屏幕越通透。在这里我们使用“尼特”这个单位来量化屏幕亮度:尼特(nits)是亮度单位,亮度是用每平方米的烛光亮度(cd/m2)或nits来表示
下面这两幅图,是(在屏幕其他素质相同的情况下)254nits的屏幕和699nits屏幕的对比
基本可以说:“一亮遮百丑”
但是,是越亮越好吗?其实也并不是,屏幕亮度越高,说明屏幕消耗的能量越高,也就是会造成手机更费电,和屏幕发热,同时太亮了也会造成用眼疲劳。
正常光照下(白天&日光灯),我比较推荐的观看亮度是300nits左右,实际上每个人眼睛不一样,最适合观看的亮度也不太一样,不过大概都在正常范围内(200nits~400nits)。所以屏幕最高亮度超过400nits是好屏幕的及格线。
但是,是屏幕比较适合观看的亮度是200nits~400nits,那是不是说明屏幕的最大的亮度就是这个就OK了呢?
我认为不是,我们日常使用会有很多场景属于非正常使用,比如在中午午休出去吃个饭遛个弯,或者休息日白天出去玩,这个时候户外需要看手机的话,400nits就远远不够了,看不清会很尴尬。我认为手机的最大亮度,或者最大激发亮度,至少要超过600nits,才算是一块好的屏幕。
不过,聊完了最大亮度,我想再聊聊最低亮度,比如很暗的环境下,睡前熄灯看手机之类的使用条件下,想要不刺眼需要最低亮度,这其实是比最高亮度更难实现的。
最高亮度>600,最低亮度越低越好,在最高&最低亮度下,仍然能保证一定程度的色准,是一块优秀的屏幕。
5、调光:LCD屏幕是不涉及调光的,所以这部分只针对Oled屏幕,由于最近旗舰手机都使用,未来的折叠屏也必须使用Oled屏幕,所以不得不说说调光。
调光通俗点讲,就是因为Oled屏幕的发光原理是由红蓝绿三色小灯泡(发光材料),所以亮度高低除了可以通过降低电路功率来改变屏幕的亮度(DC)外,还有一种方式,就是不停的点亮、熄灭、点亮、熄灭这些小灯泡(PWM),当熄灭的总时长达到点亮的时长的时候,你的屏幕亮度就只有一半了
所以你理解了这两种调光方式:
DC调光 :降低电路功率;
PWM调光:交替 亮&灭 次像素点;
PWM调光有什么问题:
“根据CQC1601-2016《视觉作业台灯认证技术规范》和IEEE Std 1789-2015,以OLED屏幕中等亮度下接近35%的频闪深度来计算,低风险的频闪频率是437.5Hz以上,不可察觉的频闪频率是1093.75Hz以上。 「IEEE Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers」这篇文章提出低健康风险的频闪范围应该在1250Hz以上,而手机的OLED屏幕频闪却只有240Hz,并且由于OLED的余晖效应更短,相同频率下对人体的健康影响比LED灯更严重,这给很多使用OLED手机感觉眼部不适的反馈提供了科学依据”。
另外,很多人认为亮度越低,PWM调光的频率就越低,就对眼镜不好,而高亮度下没事,这是错误的:因为对于PWM屏来说,影响亮度因素只有亮屏和灭屏在一个闪烁周期内所占的时长比例,所以除非所有的次元素全部常亮,否则就会有屏闪。
DC调光会有什么缺点吗?由于Oled屏幕的发光材料寿命不一,长时间不间歇的点亮有可能对一部分次像素的寿命缩减,大概是我能想到的缺点之一。
不过,我认为好的屏幕一定需要有普适性,不能因为有一部分用户对屏闪敏感就失去了好的手机体验吧。
所以我认为:一块好的屏幕,不管使用什么调光方式和手段,不会让人眼不适,不会容易造成眼部疲劳,才算是一块好的屏幕。
6、屏幕画质增强:由于AI技术的进步,已经开始有一些手机屏幕,专门对照片、电影、游戏等等场景有针对性的进行色彩调教和优化,这部分属于锦上添花的功能,我觉得都可以把放在屏幕画质增强里
最常见的是电视屏幕的HDR10功能,下放到手机屏幕。
HDR10 是目前最广泛被使用的 HDR 标准,而HDR是高动态范围图像High Dynamic Range的缩写,简单解释一下,就是动态逐帧优化电影画面&照片等等的颜色、对比度、亮度等等细节,使电影画面看起来更通透、艳丽、震撼,总之是更好看。
而HDR10+,则是在HDR10的基础上,增加了亮部和暗部的宽容度方面的调教。
考虑到手机屏幕已经成为了人们的第一屏幕,越来越多的人会在手机上看电影、追剧、看综艺、看漫画等等吧,这些原来用在电视上的屏幕画质增强技术,肯定是越多放到手机屏幕上越好的。我觉得完全可以作为屏幕的额外加分项。
最后:我们都比较熟知手机拍照的评分机构DXO,我觉得这至少让本来很不直观的手机拍照给量化了,也让更多对手机拍照并不了解的人有了一个直观的认识,是个好事。
我比较认同把手机上难以量化的部分,比如说拍照,比如说屏幕观感,给足够权威的专业机构去量化,这是对普通消费者、对爱好者们,都是有益处的。
目前业界比较有权威性的屏幕评测机构是displaymate
displaymate第一次打出A+的评分,是给iPhoneX,目前能得到A+评分的还有:三星 Galaxy S10/S10+、三星 Galaxy Note9、谷歌 Pixel 3 XL 以及 Oneplus7 pro
那么,最后,我们来聊聊,我们最需要的好屏幕是怎样的,或者说,具有什么样素质的屏幕,才是真正让人用起来舒服的好屏幕?
这和什么是好屏幕,真的是两个问题,上述的那些屏幕素质,都是好屏幕的评选条件,但是就好像选美,容貌身材声音才艺等等,但是评委到底会选哪个呢?就像到底什么样的屏幕才是使用者需要的?会有更好的体验?
作为第一优先级筛选的,我认为首先是色域色准、以及色彩管理
这会让你的屏幕看上去色彩准确,而色彩准确会让你的分享照片是你想象中的样子(这真的很重要),同时看各种图片&画作&漫画等等,也会是别人想让你看到的样子,看各种影视也会是导演/编剧想让你看到的样子。
同时,颜色管理使屏幕能准确的在目前最常用的色域间切换也非常非常重要:SGRB(拥有数量最多的图片作品等)、NTSC(数量最多的影视作品)、Adobe RGB(专业的摄影领域)
第二优先级,我认为是PPI,像素密度
一个恰当的像素密度,首先是会让你觉得画面细腻,对于Oled屏幕来讲,更高的PPI还可以让画面的图形边缘不至于出现明显的彩边
在5寸左右的屏幕上,如果使用1080P的分辨率,PPI就可以达到420以上,已经足够绝大部分人非常难以察觉到像素点了。
而在OLED屏幕P排列 超过6寸的情况下,使用2K分辨率的才是优秀的标准。
屏幕的健康性我不知道应该放在哪,索性放在第三优先级了
首先是屏闪,这个最近很火热,我没有调研过不知道对频闪敏感的人群占比,或者屏闪会造成眼部疲劳从而眼部健康的程度,所以无法轻易下结论。
但是我能确认的是,频闪敏感人群真实存在,而低频频闪确实更容易造成眼部疲劳,所以我坚持认为:所以我认为:不会让人眼不适,不会容易造成眼部疲劳,才算是一块好的屏幕。
其次是蓝光,现在我们指的蓝光的危害主要是由于蓝光的波长短,聚焦点并不是落在视网膜中心位置,而是离视网膜更靠前一点的位置,要想看清楚,眼球会长时间处于紧张状态,引起视疲劳。
但是完全摒弃蓝光是不现实的,因为我们将会得到一块完全偏色的屏幕,所以我们能做的,只是尽量减少蓝光,除了屏幕调色,有很多厂商还通过饱和度比较低的颜色或者深色配色的UI去辅助让眼睛不那么容易疲劳。
第四优先级,我认为是亮度
最高亮度或者最大激发亮度>600nits,最低亮度越低越好,在最高&最低亮度下,仍然能保证一定程度的色准,才是一块优秀的屏幕。
第五,额外的补充
还有一个不属于屏幕显示的范畴,我也没在屏幕素质里说,但是属于手机屏幕特殊的评选标准,那就是屏幕的跟手度&触控灵敏度
iPhone手机的屏幕刷新率只有60hz,但是跟手触控层的扫描却有120hz,这是iPhone触控跟手感好于大部分手机屏幕的一个重要原因
一个好的手机屏幕,在屏幕触控灵敏度/跟手度方面,也应该做好。
第六,屏幕素质之外,会让用户提升屏幕使用感受的东西
其实,厂商对屏幕素质有深刻感知,同时可以针对这些屏幕的特点,进行UI的适应性调节、UI风格适配,也会在相当程度上让使用者获得更好的使用感受、更好的使用体验。
结语:
5G时代到底会带来什么呢?
在5G时代到来之前,我们现在都只能是猜测
5G到来之后,可预见的是,不久的未来就会是一场屏幕的革命,
未来的屏幕可能变得更大却更便携、可能变得更薄更轻却更坚韧。
未来的屏幕将无限可能,会突破你的想象力的界限