AMOLED 螢幕一定就好嗎?聊點手機廠商不會告訴你的事

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 27 日 10:57 | 分類 手機 , 面板 Telegram share ! follow us in feedly


「要想生活過得去,螢幕就得有點綠」,沒錯,這是 AMOLED 手機螢幕(簡稱「A 螢幕」)的詬病之一,也是外界對於 AMOLED 褒貶不一的「原罪」之一。

然而,相比這些可以「選擇性忽略」的缺點,A 螢幕優秀的顯示效果沒有任何一家智慧手機廠商能夠「招架得住」。CINNO Research 公布的數據顯示,2019 年全球 AMOLED 智慧手機面板出貨量約為 4.6 億片,與同期相比增長 3.6%。

Counterpoint 預測數據顯示,2020 年全球 AMOLED 智慧手機出貨量將超過 6 億支,與同期相比增幅達 46%,其中三星 AMOLED 滲透率將進一步提升至 71%,OPPO 滲透率逾 51%,vivo 滲透率約 45 %,而華為和小米滲透率也將到達 30% 以上。

那麼 A 螢幕到底有何魔力能夠擄獲全球主流智慧手機廠商?有了 A 螢幕,智慧手機螢幕顯示就會真的很好嗎?

2K 解析度其實沒那麼「清晰」

AMOLED,顧名思義,是 OLED 螢幕的一大的分支,其根據背後的像素尋址技術(驅動方式)區別於 PMOLED,有源驅動即為 AM,無源驅動即為 PM。

相比 AMOLED,PMOLED 結構簡單,技術門檻低,可以有效降低製造成本,曾經應用於功能機時代雙螢幕手機的小外螢幕。但由於驅動電壓高,PMOLED 不適合研發大尺寸、高解析度面板,也正因如此,在大尺寸全螢幕流行的當下,我們很難在主流智慧手機中看到 PMOLED 的身影。

而反觀 AMOLED,其擁有驅動電壓低、發光元器件壽命長等特點。同時,由於 AMOLED 反應速度較快,更適合顯示動態影像,成為短影音時代的「奠基者」,當然這也讓 AMOLED 相對費電,成為 A 螢幕的吐槽點之一。

儘管相比「先輩」LCD,「後浪」OLED 在現實效能上擁有反應速度更快、亮度更高、對比度更高和視角更廣等絕對優勢,但是奈何受藍色 OLED 發光材料壽命影響 OLED 螢幕整體壽命等因素影響,A 螢幕的發展仍然受到很多挑戰。

▲ 早期 AMOLED 的烙印現象。(Source:影片截圖)

如果你曾經使用過 4、5 年前搭載 A 螢幕的智慧手機,你一定對彼時的烙印問題深有體會,A 螢幕烙印最直觀的表現便是螢幕發黃,上端狀態欄與主螢幕之間有明顯的烙印分界線。而如今,隨著 A 螢幕技術的「成熟」,烙印問題已經基本得到解決,最關鍵的手段便是更改螢幕內的像素排列方式。

眾所皆知,傳統 LCD 螢幕像素排列為顯示行業經典的紅綠藍 RGB 三色模型:由於人眼對紅綠藍這 3 種顏色最為敏感,因此透過調節這 3 種顏色亮度我們便可以得到不同的其他顏色。然而,由於綠色位於可見光譜的中間位置,為人眼最敏感的顏色,而處於光譜邊緣的紅色和藍色便不那麼敏感了,這便解釋了為什麼一些 A 螢幕泛綠會容易被發現。

▲ 人眼對於紅綠藍三色的敏感程度。(Source:Radiant Vision Systems

然而綠色像素並不是導致 OLED 螢幕壽命短的罪魁禍首,而是藍色。由於藍色像素的發光效率遠低於紅色和綠色,因此想讓藍色達到紅綠一樣的亮度便需要增大電流,這便讓藍色像素衰減速度更快,進而直接影響螢幕壽命色準。為此,各大螢幕製造商紛紛透過增大藍色像素發光面積的全新像素排列方式,以降低藍色像素電流提升螢幕壽命,其最初的方案便是三星的 RGB PenTile 子像素排列方式。

不同於傳統 RGB,PenTil 出於色彩平衡和校準等因素,在增大藍色像素面積的同時,也將人眼同樣不太敏感的紅色像素擴大相同的像素面積。儘管 PenTile 最終明顯改善了螢幕壽命短問題,然而又帶來了「副作用」:有效像素降低約三分之一,等效標準 RGB PPI 值(該值越大,螢幕越清晰)大降,顯示效果相當於 LCD 的 720P,這也成為很多用戶吐槽 1080P 不夠清晰、有顆粒感的重要成因。

即使三星隨後為了解析度降低問題而升級到全新的鑽石排列方式,但是仍然無法讓 OLED 螢幕解析度與 LCD 螢幕等效,其實際解析度僅為標準 RGB 的 80% 左右,因此為了確保顯示效果有效,當下大多數旗艦手機毅然選擇標配 2K 解析度 A 螢幕(相當於 LCD 1080P)。

對於當下的手機 OEM 廠商而言,既要延長 A 螢幕的使用壽命,還要確保解析度更高的顯示效果,仍然是一件不太容易的事情。

豔不等於「好看」

如果說 A 螢幕等效(LCD)解析度不高是手機 OEM 廠商不願被提及的「傷心事」,那麼廣色域、HDR 與 DC 調光則恰恰相反,手機 OEM 廠商動不動就想拿出來討論,比如一加 8 Pro 便搭載了一塊支援 10.7 億色彩精度(10bit 色彩)、HDR 10+D 的廣色域螢幕。

什麼是廣色域?簡單來說,就是能夠覆蓋更多的色彩範圍,以更接近人眼可見的真實色彩,然而截至目前,沒有任何一個領域的色域標準,​​能夠真正囊括人眼可見的所有色彩,因此每個行業不得不設定自己的色域標準​​,常見的有 3 個:NTSC、 sRGB、以及 AdobeRGB,這也是目前電視和 PC 行業慣用的螢幕色域衡量標準。

其中,NTSC 為美國國家電視委員會為了規範彩色電視機而設定的,一直沿用至今;而 sRGB 是專門針對 PC 彩色顯示器設定的,其色彩範圍約為 NTSC 標準的 72%,這讓 100% sRGB 、72% NTSC 色域一直以來都是衡量筆電螢幕品質優良的重要參數之一;而 Adobe RGB 顧名思義是由 Adobe 公司制定的標準,其色域範圍遠高出 sRGB,逐漸被攝影、印刷、和顯示等專業領域認可。

▲ 三星 Galaxy S20。(Sourse:科技新報)

當然,這些色域衡量標準同樣適用於當今的 A 螢幕手機上:DisplayMate 數據顯示,三星 Galaxy S20 Ultra 螢幕色域表現為 110% DCI-P3、139% sRGB,其中 DCI-P3 為數位電影院顯示標準,也是目前手機 OEM 廠商常拿來說事的色域標準​​。

看到這,或許很多人已經注意到了,DCI-P3 與 sRGB 標準都超過了 100%,這便是所謂的廣色域。不過,這卻直接導​​致一個關鍵 BUG,即色域放大,導致的直觀結果便是圖片色彩飽和度會相對提高,這便是當下 Android 的 A 螢幕廣色域智慧手機拍照普遍看起來豔的關鍵原因。

「手機談色域其實挺不靠譜的,一它是民用產品,沒啥意義;二是 Android 做不到所有應用統一,這一點遠不如蘋果生態」,攝影師吳磊坦言。

吳磊認為,目前手機 OEM 廠商大談廣色域是沒有毛病的,越廣越「豔」越好。大家對色彩審美還屬於非常初級的階段,高飽和度滿足當下絕大多數用戶審美,真正欣賞低飽和美的少之又少。很多濾鏡軟體之所以火,也是因為它們都會一定程度增加照片飽和度,讓天空更藍、花更豔。

而這便引出了當下手機 A 螢幕的一個關鍵問題,色準普遍較差。如果你將 Android 手機拍攝的照片傳到電腦中,你便會發現,它並沒有在手機上看起來那麼「好看」(豔)。「Android 現在的問題在於,比如華為 Ov,內建的相簿看著還可以,用別的應用軟體看就不對了」,吳磊表示,「其中關鍵的原因是大多數 Android 手機缺乏色彩管理」。

什麼是色彩管理?簡單來說就是確保圖片等內容的色彩表現在各個裝置上保持一致,這便需要裝置在顯示不同色域標準的內容時,進行精準的色彩換算。舉一個最簡單的例子,單反相機色域標準是 Adobe RGB,電腦顯示器色域標準為 sRGB,而照片打印的標準又是 CMYK 色域,如何確保 3 個標準下顯示的色彩盡可能一致便是色彩管理的終極目的。

缺乏色彩關鍵直接呈現的結果便是在廣色域螢幕下看普通照片會很豔:假設 sRGB 標準紅色飽和度為 1,廣色域下紅色飽和度為 1.5,那麼當紅色飽和度為 1 的普通圖片放在廣色域螢幕下,其紅色飽和度便會被自動拉至 1.5,看起來自然會豔。

說到這,我們不得不提的便是蘋果的色彩管理。相比 Android,蘋果不但擁有完善的色彩管理系統,一些裝置在出廠時還做過校色,這使得蘋果裝置的色彩還原度更加精準,這也讓蘋果裝置幾乎成為專業攝影師的標配。

(Source:Flickr/Mike Mozart CC BY 2.0)

事實上,Android 手機(尤其是旗艦智慧手機)A 螢幕顯示效果普遍偏豔是一個老生常談的問題,不知道是不是為了迎合審美,該問題一直沒有被完全改進,不過為了滿足一部分用戶對於螢幕色準的要求,手機 OEM 廠商紛紛為螢幕設置了不同的顯示模式,比如三星的鮮明、自然等模式。

對於當下中國產主流手機的螢幕色彩表現,吳磊表示,「Ov 把色彩模式調成普通的就還可以吧,我平時拍樣片就用那個,參考性還是可以的,而華為的則偏豔。」

PWM 調光傷眼問題

除了以上 2 大問題,傷眼問題也是 A 螢幕的一大詬病,而導致該問題的罪魁禍首是 A 螢幕的調光模式。

目前,市面上常見的手機螢幕調光模式包含 2 種:PWM 調光和 DC 調光。不同於 DC 調光透過改變功率調節螢幕亮度的方式,PWM 調光模式是靠螢幕的亮滅交替實現的。簡單來說,PWM 調光下,螢幕並非一直亮,而是不停地點亮和熄滅螢幕。在此過程中,滅屏時間長,肉眼便會感到螢幕更暗,反之則會更亮。

▲ PWM 調光示意圖。

這種調光模式便導致了一個關鍵問題──頻閃,但受限於人眼幀率,該頻閃正常情況下不會被人眼察覺,越高頻率的頻閃人眼越不易察覺,也就對人眼影響越小,這與高刷新率手機螢幕護眼的原理是完全一樣的。目前,A 螢幕 PWM 調光頻率一般為 240Hz,更高頻率為 360Hz 或 480Hz,頻閃頻率越低,對人眼的傷害則越大,這便是 A 螢幕傷眼的「原罪」。

至於頻閃為什麼會造成人眼疲勞,簡單來說就是即使人眼無法感受頻閃,但視覺神經習慣仍然能夠感知,並驅動肌肉調節,頻繁的調節就會刺激神經,造成眼睛疲勞、甚至引發頭暈。而更具 PWM 調光原理,亮度越低,頻閃越慢,對人眼影響越大,這也是為什麼家長總是提醒晚上不要關燈看手機的重要原因。

那麼,PWM 調光就真的除了傷眼一無是處嗎?事實上,早期三星的 A 螢幕是採用 DC 調光的,但是由於 OLED 螢幕沒有背光面板,每個像素獨立發光,若直接透過 DC 調光進行調節螢幕亮度,會導致低亮度低電流下螢幕色彩顯示不均、不准等問題,而 PWM 調光則很好地解決了這個問題。

因此,目前幾乎所有的 A 螢幕都採用 PWM 調光模式,這是三星等螢幕提供商螢幕出廠自動綁定的,無法更改。「目前手機 OEM 廠商吹捧的 DC 調光其實是在 PWM 調光基礎上加持的,本質上不是 DC 調光」,手機螢幕市場分析師劉良(化名)表示,「目前,一些手機廠商會單獨設置 DC 調光按鈕,開啟後無論怎麼調節螢幕亮度,實測頻閃頻率都不會降低。」

目前,華米 Ov 等中國主流手機廠商都在透過加入「全局 DC 調光」或者「類 DC 調光」模式以改善 PWM 調光下的頻閃傷眼問題,但卻無法從根本上解決,且可能會帶來色準偏差等問題,不過這的確能夠在一定程度上改善傷眼問題。

(本文由 PingWest 授權轉載;首圖來源:Flickr/perzon seo CC BY 2.0)