知识共享:手机屏幕的了解

虽然说一款手机屏幕的好坏对我们产生的危害,和我们日常玩手机的习惯有很重要的关系;但因手机屏幕不好,而产生的影响也是值得大家注意的,其中最直观的就是长时间使用手机,造成眼睛疲劳以及可能导致的近视。


一、手机屏幕的分类和优缺点:


现在市面上的手机屏幕,基本上可以分为两种:


OLED屏幕


LCD屏幕


这两种屏幕有什么区别呢?下面就做简单讲解。


1.1、OLED屏幕:


OLED(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示、有机发光半导体(OrganicElectroluminesence Display,OLED)。OLED属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下,阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动,分别向空穴传输层和电子传输层注入,迁移到发光层。当二者在发光层相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子最终产生可见光,其工作原理与传统的光源发光截然不同。


目前OLED屏幕在手机市场中已占据主流,其具有以下的几个特性:


OLED屏幕 优势:


1、功耗低。因为它是靠自身发光的,不需要每时每刻都发光;


2、具有轻薄可弯曲的特性。OLED的基层可以是塑料,可以制作成各种形状, 比起LCD的玻璃,加工难度更低;


3、更亮更鲜艳。LCD需要玻璃作为支撑物,玻璃会吸收一小部分光线,导致亮度下降,OLED则完美的解决了这个问题;


4、能用屏下指纹。目前最最主流的屏下指纹方案就是光学屏下指纹了,而LCD由于带有背光源,会发出多余光线干扰识别,因此暂时还没有LCD的光学屏下指纹。此外,OLED更薄,有利于光线的穿透。


OLED屏幕 缺陷:


1、PWM调光伤眼睛。不少OLED屏幕在低亮度时会采用PWM调光,有的屏幕甚至是低频PWM调光,PWM调光调节亮度并不靠改变功率,而是靠屏幕的亮、灭交替。PWM调光屏幕点亮时并不是持续发光的,而是在不停地点亮、熄灭屏幕。当亮、灭交替够快时,肉眼就会认为手机一直在亮。简单来说,等于你眼睛一直盯着一盏快速闪烁的灯,看久了自然容易疲劳。


2、“烧屏”问题。什么是“烧屏”?--即残留影像,指的是长时间观看固定画面时,屏幕留下永久印记,且不可恢复。比如以前的等离子电视,当长时间观看CCTV电视台,就会发现CCTV logo处便会留下斑痕的现象。而手机最直观的现象就是出现残影,屏幕显示不均匀。


不过对于手机OLED屏幕这两个问题,各大手机厂商通过各方面优化,基本都已解决。


低频PWM调光问题:各厂商已经引入了全局DC调光,DC调光通过提高/降低电路功率来调节亮度,就避免了PWM调光带来的频闪,更好的保护视力。


“烧屏”问题:厂商努力在软件上优化,比如息屏显示不断变换位置,现在的APP也很少固定显示一个画面,基本不用过于担心烧屏问题。


现在市面上的OLED分为两类:


一类是主流的AMOLED屏幕,A就是“Active-matrix”,翻译成中文叫“有源矩阵”,简而言之就是允许每一个发光点自由发光,这种屏幕三星、天马、京东方等都有做;


一类是三星独有的OLED,叫做Super AMOLED,三星注册了商标,其他厂商不能用,这是三星基于AMOLED的改良版,可以说是目前最好的OLED屏幕。



1.2、LCD屏幕:


LCD全称Liquid Crystal Display,即“液晶显示器”,由于LCD在显示时候不发光,因此需要背光的支持,而且光要透过两层玻璃与基板与各种光学膜片、配向膜、彩色滤光片来产生偏光,在亮度和色彩上难免会有损失。不过经过多年的发展,现在这项技术已经比较成熟,这也是目前主流的屏幕显示技术。而如今现已有的TFT、IPS、SLCD,只是在技术上有不同处理,本质上其实都属于LCD屏幕。


TFT屏:也就是所有LCD面板的统称,在LCD中,TFT在玻璃基板上沉积一层薄膜当做通道区,通过薄膜晶体管技术来改善影像质量,属于早期的LCD屏幕,该屏幕显示效果一般,不过成本低廉,目前低端机使用该屏幕的居多。


IPS屏:是基于TFT的一种技术,其实质还是TFT屏幕,是TFT的升级版,与TFT屏幕相比,IPS屏幕的优势是显示效果通透、亮丽,也改善了TFT屏幕最大的问题:可视角度。


过去苹果是IPS的忠实用户,iPhone 4的视网膜屏幕引领了IPS屏幕普及的风潮,虽然目前iPhone X改用了OLED屏幕,但iPhone 8系列依旧使用的是IPS屏幕,同时传闻苹果也将推出IPS全面屏版本的新iPhone。IPS屏幕的显示效果也会跟厂家优化调教的能力有关,目前iPhone的水准属于第一梯队。


除了出色的硬件水准之外,苹果还在自家的屏幕上加入运用成熟的True Tone到手机上,手机自动判别环境的色温,让手机屏幕能够显示出适应当前环境色温的颜色,从而让用户在使用的时候更加舒适。


SLCD:全称是Splice Liquid Crystal Display,即拼接专用液晶屏,是LCD的一个高档衍生品种,其屏幕表现偏于暖色调,具备高对比度、高色彩还原度等特点,而SLCD最显著的特点是其使用寿命,5万小时的使用寿命对于一部手机来说绰绰有余。HTC过去在其旗舰机型当中较常使用SLCD屏幕。


LCD屏幕优缺点:


屏幕使用寿命长,比较护眼,成熟的DC调光技术(目前不少OLED屏幕上的DC调光还不够成熟),显示效果较为柔和,缺点就是耗电大,不能任意弯曲,厚度较大,目前使用LCD屏的手机下巴都不会很窄,并且不能实现屏幕指纹。


二、手机屏幕重要参数


手机屏幕也分成不同的等级,好的屏幕不仅能够显著提升手机的使用体验,还能够更加真实地还原画面的色彩


1、分辨率和ppi


分辨率:是手机屏幕最基本的一个参数,一般我们所说的“分辨率”指显示分辨率,指屏幕所能显示的像素有多少,分辨率越高,手机显示的像素越多,画面就更加细腻,清晰,锐利。


现在主流的手机一般是1080P或者是2K(1440P)的,也有少数“异类”,比如索尼的4K。


1080P,“P”意思是“逐行扫描”,是Progressive的缩写,表示的是“纵向的像素数”。例如720P表示屏幕有720行的像素,一般分辨率为1280*720;1080P则表示屏幕总共有1080行像素数,一般分辨率为1920*1080。


2K,“K”是表示横向的像素数,2K分辨率是水平分辨率具有约2000像素的显示设备或者内容的通用术语,标准为2048×1080(数字影院放映机和电脑、电视)。同时,2K屏分辨率还有多种类别,如2048×1536(QXGA)、2560×1600(WQXGA)、2560×1440(Quad HD)等,也被视为2K的一种。具体到手机屏幕上,主流的2K分辨率具体数值为2560×1440,以此类推4K、8K分辨率,也是同样的道理。


ppi:全称“像素每英寸”,计算公式很简单:(屏幕像素/屏幕大小)


当然最重要的还是ppi (Pixels Per Inch)值,因为它对屏幕分辨率起了决定性作用。它代表着每英寸屏幕所拥有的像素数量,也就是手机屏幕的像素密度值。


比如iPhone4的ppi=326。这个概念最先由苹果发扬光大:2010年,苹果发布iPhone4,率先采用Retina屏幕,也就是“视网膜屏”,也就是分辨率超过人眼识别极限的高分辨率屏幕;依据苹果的定义,手机屏幕ppi>300,即为Retina屏。当时诺基亚旗舰的分辨率还停留在640*360的水平,iPhone 4凭借细腻的屏幕直接让大家产生“领先一个时代”的感觉,直接将诺基亚抛在脑后。从这以后,各厂商追逐ppi的脚步没有停止过。


所以,ppi像素密度值对屏幕显示的精细程度影响尤为重要,这是我们购机前的一项重要参考标;


如果不清楚自己手机屏幕的分辨率,可以通过手动去查看,打开手机中的【设置】-【关于手机】这个选项来查看自己手机的分辨率参数;也可以去百度 或品牌官网进行查询。


■屏幕分辨率越高越好吗?


一般情况下,手机屏幕的分辨率越高,画面显示效果就越清晰,所以消费者都倾向于选择屏幕分辨率高的手机,因为毕竟这样画面就可以更清晰、细腻。


高分辨率优点:细节展现细腻 清晰度高;


屏幕分辨率越高,手机屏幕的画面会更加清晰,细节展现也更丰富。这样我们日常看图片、视频时,视觉体验就会更好,尤其是对游戏爱好者来说,2K及以上分辨率屏幕,玩游戏的视觉冲击体验将更将强烈。


总之,当图像尺寸一样的情况下,分辨率差别大的屏幕,显示图像的清晰度是截然不同的,分辨率越高,图像细节越丰富。


高分辨率缺点:耗电高影响续航 ;


屏幕分辨率越高,使用过程中的耗电相应越大,对手机续航考验比较大;更高分辨率的屏幕需要的材料成本也更高,这也是导致2K屏幕的手机售价的高的一大原因,毕竟屏幕作为手机元器件之一,高素质屏幕成本甚至高过处理器。


2、刷新率:


刷新率是指电子束对屏幕上的图像重复扫描的次数。简单来说就是显示面板刷新新图像的能力。打个比方说60Hz屏幕刷新率,这里的60表示屏幕面板可以在一分钟以内显示60次新图像,也就是60帧/秒,刷新率越高,所显示的图像就越稳定,像现在各品牌的旗舰智能手机基本上大多都采用了90-120Hz刷新率屏幕,甚至更高。


由于LCD屏幕会产生一定的拖影现象,在相同刷新率下,OLED屏幕的流畅度要比LCD屏幕的显示流畅度好一些。尤其是在寒冷的冬天,这一现象更加明显。


同样,众多的OLED屏幕采用了PWM调光,这和屏幕刷新一样,也是不连续的。通过控制屏幕闪烁频率,利用人眼的视觉残留效应,来实现不同亮度的调节(可以在家自己试一下,快速连续开关灯和稍微慢一些连续开关灯,所产生视觉亮度变化的情况就懂了)。


而目前采用PWM调光的OLED屏幕的闪烁频率为几百Hz,这样的低频闪烁对人眼其实是有害的。尤其是在低亮度下,闪烁频率进一步降低,对人眼的危害更大。


而绝大部分LCD屏幕(也有像荣耀Play那样的垃圾LCD屏幕采用PWM调光)采用的是DC调光,通过调节电压或电流来实现亮度的调节,这一调光方式是连续的。


所以说,尽量不要在夜晚关灯的情况下玩手机,尤其是采用PWM调光的OLED屏幕,对人眼伤害极大


3、色准JNCD:


衡量手机屏幕的好坏,色准非常重要,如果屏幕出现严重的偏色,势必会让手机的递体验大打折扣。色准可以用JNCD衡量,JNCD全称Just Noticeable Color Difference,用来反映色彩偏移程度,越小越好。


4、亮度:


常见的亮度单位有两个,一个是nit尼特,另一个就是属于国际单位制的坎德拉Cd;一款手机在亮度上必须满足两个条件“够亮,够暗”。最高亮度必须够高,满足户外使用需求,不少手机有一个“激发亮度”,在户外模式下会有更高的亮度;最低亮度也必须够低,以减轻夜间使用手机对眼睛带来的伤害。


一般来说,手机亮度要达到500nit以上,才能在晴天的户外清晰显示。


所以屏幕亮度也是手机厂商的宣传卖点之一。


5、对比度:


是指一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,差异范围越大代表对比越大,差异范围越小代表对比越小,好的对比率120:1就可容易地显示生动、丰富的色彩,当对比率高达300:1时,便可支持各阶的颜色。


6、色域:


色域简单来说,就是屏幕的色差丰富程度(指色彩数量和色彩范围),屏幕色域越广,屏幕能显示的色彩就越丰富,视觉冲击力就越强,给人的视觉感受就更加真实、舒适。


现在流行的色域标准主要有以下几个:NTSC、sRGB、Adobe RGB、DCI-P3等,它们之间其实没有明确的优劣之分,一块优秀的屏幕,不同种类的色域都是很高,而对于手机来说,比较流行的就是DCI-P3色域。


不同色域标准的覆盖范围


100% sRGB ≈ 72% NTSC


100% DCI-P3 ≈ 90% NTSC


一般来说,如果手机的屏幕色域在90%NTSC色域以上,或者支持100%DCI-P3色域显示,那么这块屏幕的色彩表现就不会差到哪里了。


一般来说,OLED屏幕的色域要比LCD屏幕的更广,色彩更讨喜。


7、像素排列方式:


大家可能都知道,同样的2K分辨率,OLED的不如LCD的屏清晰,为什么呢?


主要是因为像素排列的问题。如果用显微镜观察屏幕,会发现屏幕其实是由很多三原色点组成的,它们共同构成了画面的无数种色彩。


标准RGB排列,多见于LCD屏幕上


“钻石型”排列或者“P排”


这种就是所谓的Pentile排列,又称“钻石型”排列或者“P排”,多见于三星屏幕上。上图中方框就是一个像素单位,绿色像素完整,而红色和蓝色都只有1/2,这使得屏幕整体像素点少了1/3,像素点少会带来什么呢?显示内容时可能会借用隔壁的像素,导致显示某些内容(比如字体)时,精细度不如标准RGB排列的屏幕。同分辨率下,P排的屏幕像素密度是标准RGB排列的80%。


那为什么三星不用标准RGB排列呢?很简单,现有技术下蓝光OLED发光效率较低(这也是各大做有机发光化学的课题组都在攻关的课题),如果使用标准RGB排列,就容易造成“烧屏”。


还有一种应用于华为mate10和mate20的排列方式:RGBW


其实这个很好理解,就是将一部分蓝色像素点替换为白色像素点,为什么要这么做?主要是为了在不提升背光灯亮度的基础上提升屏幕亮度,降低能耗。但是这样做的缺陷跟P排类似,由于蓝色像素点的减少,RGBW排列的屏幕可能会出现轻微偏色,精细度也会有所下降。


还有一种排列方式,称为RGB delta。这种方式比P排更加稀疏,实际像素密度还要进一步打折扣。


三、买手机手机屏幕如何选择?


LCD和OLED屏手机,在实际的使用过程中,其实给人感觉是差不多的,但对于敏感人士,因为蓝光问题可以通过色温进行改善,而屏闪是屏幕自身发光原理所造成的差异,LCD屏幕对眼睛的伤害没有那么大,更不容易使眼睛疲惫。不过如今手机厂商也在积极进行调整,比如OLED很火的dc调光,这个可以有效改善屏闪问题,但也不是很成熟,在低亮度下会变成pwm调光。


所以手机无论是LCD屏还是OLED屏,长时间使用都会对人的眼睛造成危害。


最后两款屏如何选择:


希望屏幕 色彩鲜艳、指纹解锁、曲面屏,直接选择OLED屏幕手机


希望屏幕 使用寿命长、比较护眼,接受亮度低、无屏幕指纹,直接选择LCD屏幕


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发表于:2023-06-29 17:28
本帖最后由 管理员-点明科技 于2023-07-06 15:32:33 置顶
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