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科技 驳《浅层手机屏幕技术叙述》

本帖由 漂亮的石头2012-05-10 发布。版面名称:新闻聚焦

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    2012-02-10
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    感谢maomaobear的投递
    今天看到一篇《浅层手机屏幕技术叙述》(浅层应该是浅谈之误)
    从文章看,作者显然是小白,对液晶显示的原理没有基本的概念,东抄西抄,所以文章漏洞百出,有很多很多基本原理和概念不清楚的地方,介于cnbeta的影响力,很容易引起广泛的误导,特此驳一下。然后把很久以前发在网上的通俗易懂版液晶显示原理给大家介绍一下。
    首先纠正一些原文的显而易见的错误

    1、Retina Display不是技术,只是苹果使用的名称,用来宣传其屏幕的高PPI,其实高PPI不是新技术,早在苹果的iphone4发布的数年前,夏普904sh的PPI就超过了iphone4,只是夏普没有苹果那么会宣传,投影机上用的液晶屏幕更是很早就有这个PPI。

    2、CBD严格来说不是显示技术,它是在通过两层偏振片(去眼镜店问问就知道 偏振片 是什么了)巧妙的把入射的阳光偏向出去,达到屏幕不反光的目的。

    3、IPS硬屏和分子结构无关,而是因为玻璃在表面。IPS也是有偏色的,偏色的角度不在侧面,而在斜向45度。需要补偿膜来弥补。

    4、没有super TFT的概念,所谓IPS被叫做super TFT是扯淡,TFT是指的液晶面板的驱动方式,目前所有的手机屏幕都是TFT范畴的,包括LCD和OLED。两者差别一个是电压,一个是电流,但都是TFT,目前没有不是TFT的手机屏幕。

    5、阳光下的表现和什么屏幕类型无关,阳光下的表现取决于三个方面,(1)屏幕本身的亮度(2)屏幕本身的反光(3)环境亮度。半反射屏幕是利用了环境亮度,环境越亮屏幕本身亮度也越高。其他都要靠屏幕自己的亮度,OLED和LCD没有区别,诺基亚的CBD技术是针对屏幕反光的,通过两层偏振把反光导向观看者看不到的角度,从而达到阳光下的优秀表现。

    6、OLED色彩的问题,色域和发色数完全是不同的概念,发色数决定色彩过渡,色域决定显示多少真实世界的色彩,对比度决定色彩的鲜明程度,OLED偏色不是自己的问题,而是图片针对的是低档窄色域的显示设备优化,OLED太过优秀,反而没有针对它优化的图片,色彩管理如果没有一个转换,针对低档窄色域显示设备优化过的图片反而会偏色。

    附:液晶显示原理(首发WP7吧)

    一、液晶显示的原理

    最简单的话解释

    液晶显示屏幕的构成包括

    一个背光光源,以前是日光灯管一类的东西,现在大多是led光源了,也就是发光二极管,你理解,就是通电能亮的灯管就成。这个道道也很多,后面慢慢说。

    一个导光板,灯管光是一条啊,不是一个面啊,所以要个板子把光线均匀分布成一个面。你可以想象成一个发光的墙吧

    然后是液晶层,液晶有个特点,通电情况下,它会动,它一动就把后面的光给挡住了,这样就有明有暗,一个个点阵凑起来,就能显示图像或者文字了。类似运动会拼字,譬如奥运会开幕式那个和字。

    液晶你给他加的电压不同,翻转的幅度不同,遮挡的光线多少也不同,这样就有了明暗,所谓灰度,有两种电压,只有黑白,有四种就有黑、黑灰、白灰、白。

    所谓多少位灰度,就是施加多少种电压,现在一般是8位屏幕,就是施加2的8次幂种电压,让液晶分子偏转有256种状态。显示256种黑白灰。位数越多,在黑白之间能显示的灰色种类越多。过渡越自然。

    后面的同学说了,黑白屏有什么好看,要彩色的啊,恩,这就是下一层滤色片的作用

    滤色片就是你们在微焦下看到的哪些小色块,红蓝绿(电视用的液晶屏幕有的发展到四种颜色了)

    黑白灰色经过红色滤色片,就变成了红,黑,各种深浅不等的纯红色,8位色的屏幕这样就得到了256种红色。绿色,蓝色一样。

    把红,绿,蓝三个小色块放在一起,亮度都一样的话,你看到的不是三色,而是三色混合出来的白色。也就是纯白色。

    红色亮度0,绿色,蓝色最强,你看到的是黄色,各自有256种色,256种红、蓝、绿组合起来就是1677216种颜色

    也就是1670万色,24位色(三个2的8次幂再乘起来),真彩色。
    先到这,我去喝口水。有空回来连载。

    二、液晶的限制和oled

    从液晶显示的原理可以看出,液晶发的光实际是后面的灯管发出来了。这样就有两个问题

    1、液晶分子遮挡光线有个极限,不能一点不剩的都挡住,所谓的纯黑色,实际还是一种灰色,因为有光线能透过来嘛。

    去看gsmarena的都知道,他们测试对比度,都是开50%亮度和100%亮度分别测试

    为什么,你看看亮度不同,黑色的光强就知道了。亮度越高,露出来的光越多,所以很长时间以来,液晶显示不了纯黑色。

    显示不了纯黑,对比度无限大是不可能的,对比度受到限制,色彩也就不鲜明,所以很多搞设计的至今在用老旧的特丽珑。

    2、色彩区域取决于灯管的水平。

    人眼能分辨的色彩从科学上讲属于可见光的光谱范围,相当的大,显示设备只能显示一部分,为了标准,有什么RGB,NTSC,NTSC是个老标准,通常CRT显示器和液晶显示器有70%左右,笔记本为了节能,灯管弱一点,60%就不错了,手机....灯管更弱,一般不到50%。

    后来,人们对材料开发有了心得,CRT搞出了宽色域荧光粉,达到95%,那是三菱一款给设计专用的。桌面液晶显示器也改进了灯管的材料,也有90%多产品。
    手机可能就是sharp一度搞了个三色LED背光的,达到100%左右,大部分还是稀烂的,包括iphone。

    二,继续

    led不是个什么新技术,很古老的,oled的o字是有机的缩写,追究历史是柯达实验室,具体不多说了。

    这个东西的好处是主动发光,不需要灯管,通电就亮还能控制强度,还能做很小。能做很小是关键的关键。

    因为主动发光可以控制强度,白炽灯一样能做到,能精确控制,还能做得很小,构成屏幕,目前就只有oled

    不带o的led,马路上的大屏幕都是这个东西。但是太大,做不到显示器上,也做不到手机上。
    因为主动发光,不用灯管,要黑色,你把它关了就行,所以可以显示纯正的黑色,因为主动发光,所以色彩区域不看灯管的脸色,可以达到很高的色彩区域,恩,现在的技术,除了激光就是它的,所以色彩可以做得非常逼真(事实上,因为太优秀,往往偏色,看起来很荒谬的逻辑,这个后面再说。)

    三、oled以外的优秀屏幕

    普通液晶屏幕,一般是按照液晶分子的排列来分的,包括TN类,VS类和IPS类。OCB类(这一类效果出色,但是有致命缺陷,实际产品极少。)

    VA类包括富士通的MVA,三星的PVA,夏普的ASV其实也应该算到里面

    IPS类大家都知道,其实还有个现代的FFS,后来给了京东方。

    这些技术最早都是日本厂家开发的,后来经济危机期间,韩国搞了去自己变造了若干种。

    早期,这些技术的差别主要在可视角度上,TN很差,横向纵向都有色阶翻转,VA类侧面看有偏色,IPS类斜向45度角色阶翻转。但是一般来说,普遍认为IPS类的颜色比较好,EIZO做设计用的显示器都是选择IPS类屏幕。手机也是如此。

    其实在苹果之前,大量的日系手机使用了IPS类屏幕,譬如NEC的N840,只是知道的不多而已。
    但是无论那一类,都有普通液晶存在的两个问题,色彩问题通过改进背光(三色led背光)可以接近oled的表现,对比度问题是无法解决的。动态对比度只是自欺欺人。

    四、什么样的屏幕才是好屏幕

    通常是这些指标

    亮度(越亮越好,高低可调,高了的好处是在阳光下也能看清楚,一般条件下无需太高,太高还刺眼,所以要可调节)

    对比度(越高越好,最好无限大,对比度越好,色彩越鲜明艳丽,oled看起来漂亮,很大程度是对比度的功劳)

    色彩区域(理论上色彩区域越大,越接近真实)

    多说两句,本来因为色彩区域大,oled应该有绝对的色彩优势。

    但是,我们看到的图片绝大多数都是针对72%ntsc色彩区域的显示设备优化的,这种色域的显示设备用的最多。把针对72%ntsc色域的图片放到有100%以上ntsc色域的oled上面,如果色彩管理不做好调整的情况下,反而会失真。本来具有绝对优势的显示技术,意味太优秀,反而会偏色。
    绝妙的讽刺。

    响应时间(这个主要是动态画面别有脱影,oled有绝对优势,但是现在普通液晶也足以满足日常的需要,这个指标不被重视了)

    发色数(这个前面解释过,8位色一般来说足够,一些高级设备有10位色的只是噱头,意义不大,理论上10位色过渡更自然)

    细腻程度
    这个要多说两句,前面原理说的很清楚了,我们看到的分辨率320*240是76800个点,但是实际上每个点都是三个RGB点构成的,实际有230400个点。为什么p排列有颗粒感,因为,p排列同样的分辨率少了三分之一的点,只有153600个点。

    oled屏幕随着材料技术,制造工艺的进步也在不断进步

    其实,oled最早是日系厂商的技术,三星只是后来者,但是现在大家知道的都是三星SA,SAP

    技术一日千里,不进则退。

    但是三星手机自己对色彩的管理很有问题,没有优化好针对72% ntsc色域的照片在oled上面色彩管理的问题,所以有人反应偏色,其实从技术角度,SAP屏幕是应该有绝对优势的,只是没有优化好。

    现在炒得很热的IPS类屏幕,其实因为背光没优化的关系,色彩还不如前几年SHARP的一些屏幕。

    所谓的SLCD,不过72%的ntsc色域,比一般液晶屏幕耗电,也不如前几年的SHARP。

    TFT其实是个大概念,现在所有屏幕都可以归到TFT上面,IPS仅仅是TFT里面一类的一小类,这两个概念是不能对立的。
     
  2. 胡椒面儿

    胡椒面儿 入门会员

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    2012-05-10
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    介绍得非常详细。
     
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