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硬件参数只是噱头 手机内部优化技术解析(3)

王朝手机·作者佚名  2012-03-05
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RGB PenTile显示垂直间隔的白色线条

接下来我们再模拟一下RGB PenTile显示黑白点阵。

RGB PenTile显示黑白点阵

注意,问题来了:应该有的蓝色像素不见了!这是因为每一个像素都失去了邻居,无法公用,所以RGB PenTile屏幕无法精确显示这样的图案。这个问题非常麻烦,为了让显示的结果仍然为白色,就需要把原本应该熄灭的蓝色像素重新点亮,结果就是显示白色点阵失败。

现在我们知道了,RGB PenTile技术的精髓就是要做到相邻像素的子像素公用。这要求屏幕上显示的任何像素都需要有相邻像素的存在,但实际情况中,并不是时时刻刻都可以满足这点的,比如下面我们可以在实际中可能遇到的情况就是。这些情况下会出现什么问题呢?

首先,我们看一下当RGB PenTile显示垂直方向的黑白交界线时,会发生怎样的情况?这种情况通常发生在文字边缘的位置。

RGB PenTile显示垂直方向的黑白交界线

我们可以看到,在最左边一条,出现了红蓝红蓝像素的垂直交替排列。这在视觉上会导致明显的“彩边”现象。

然后,我们看一下当RGB PenTile显示45度倾斜的黑白分界线。这种情况也经常出现在文字边缘的位置。

RGB PenTile显示45度倾斜的黑白分界线

在这些情况下,会出现的问题都是屏幕上会出现非白色的边缘,这和我们要求的想去甚远,毕竟谁都不希望把黑白照片显示的花花绿绿吧?所以RGB PenTile技术会对这些情况作出一定的修正,那就是把一些本该熄灭的子像素点亮,人为的制造一些相邻像素,来实现颜色的正常显示。但这就带来了一个问题,那就是本来平整的边缘变得不再平整,成为了锯齿状。这也是RGB PenTile之所以会出现边缘毛刺的原因。

上述的讨论都是在显示黑色和白色的基础上进行的,实际显示彩色画面的时候RGB PenTile还会遇到一些更奇怪的问题。举例来说,当我们需要显示纯黄色的时候,就需要把屏幕上所有蓝色的像素都关闭。但由于红色像素是间隔排列,而不是紧密排列的,所以导致肉眼可以轻易看出其间夹杂的黑色斑点,它们之间的距离是两倍于像素距离的,导致出现“网纹”。而当显示淡橙色的时候,红色和绿色像素会100%发光,而蓝色像素则以50%亮度发光,此时这些不发光的蓝色像素会构成暗点,导致本来应该是纯净的颜色表面出现两倍于像素距离程斜向分布的“颗粒感”。

追其根本,RGB PenTile是一种通过相邻像素公用子像素的方式,减少子像素个数,从而达到以低分辨率去模拟高分辨率的效果。优点是同样亮度下视觉亮度更高,以及成本更低,但缺点也不言而喻——模拟的自然比不过真货。一旦需要显示精细内容的时候,Pentile的本质就会显露无遗,清晰度会大幅下降,导致小号字体无法清晰显示;而为了弥补色彩问题,所以在PRGB PenTile技术下显示色彩分割区的时候,分割线会产生两倍于实际像素点距的锯齿状纹路,也就是会产生锯齿状边缘。最后一点就是只要显示的内容不是白色,就会出现两倍于点距的网格状斑点。所以说,RGB PenTile技术的显示屏必须需要拥有足够高的分辨率,才可以弥补由于会产生两倍点距纹理带来的视觉效果下降。

目前采用RGB PenTile排列的屏幕主要为三星的AMOLED屏幕以及Super AMOLED屏幕等衍生品。直到三星推出I9100后,其搭载的Super AMOLED Plus屏幕才改为标准RGB排列方式。大家在购买时需要注意。

Exmor R CMOS 背照式影响传感器

现在手机摄像头的像素越来越高,动辄上千万像素,然而越来越高的像素真的能带来更好的画质吗?答案必然是否定的。影响拍照质量的因素有很多种,唯独不包括像素数量。回首目前市面上拍照最好的手机,要么采用了大尺寸的感光元件,例如诺基亚N8;要么采用了Exmor R CMOS(背照式影响传感器),例如苹果iPhone 4S和索尼爱立信LT18i。可见,感光元件是影响拍照质量的最关键因素。在小巧的手机中采用大尺寸感光元件,必然会大幅度增加手机的体积和成本,实用性不高。而Exmor R CMOS是则是最佳的选择。

Exmor R CMOS背照式影响传感器

Exmor R CMOS是一项全新的影像传感器技术,主要用于改善小尺寸影像传感器在弱光环境下感光能力不足的问题。传统的小尺寸传感器在夜晚或光线昏暗的室内排出的照片,往往曝光不足,噪点严重,细节和色彩损失也比较大,大大的影响了视觉感受。而采用了Exmor R CMOS的摄像头,感光能力提升了2倍,并且有效地减少了噪点,即使拍夜景时,也能得到画质出色的照片。

为什么采用Exmor R CMOS的摄像头能够拍出优秀的照片呢?与传统的CMOS传感器有什么区别呢?接下来笔者为大家介绍一下Exmor R CMOS的感光原理。

传统的CMOS传感器每个像素点都要搭配一个对应的A/D转换器以及对应的放大电路,而这些电路线是放在感光层上面的(如下图左侧所示),当光线入射到感光层的时候,覆盖在上面的电路线必然会遮挡一部分光线,造成了传感器感光能力下降。影响了拍照质量。

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