《電子技術(shù)應(yīng)用》
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IPS VS AMOLED 頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比
摘要: 一直以來,三星AMOLED屏幕憑借著出色的顯示效果以及鮮艷的色彩表現(xiàn)吸引了眾人的眼球,然而屏幕顆粒感嚴(yán)重是該屏幕的一個致命傷。直到三星I9100的推出,其搭載的SuperAMOLEDPlus屏幕,采用了全新的像素排列方式,才從根本上解決了屏幕顆粒感嚴(yán)重的問題。
Abstract:
Key words :

  一直以來,三星AMOLED屏幕憑借著出色的顯示效果以及鮮艷的色彩表現(xiàn)吸引了眾人的眼球,然而屏幕顆粒感嚴(yán)重是該屏幕的一個致命傷。直到三星I9100的推出,其搭載的Super AMOLED Plus屏幕,采用了全新的像素排列方式,才從根本上解決了屏幕顆粒感嚴(yán)重的問題,使屏幕顯示效果產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

  與此同時,隨著蘋果iPhone 4一起爆紅的IPS屏幕,也憑借著色彩還原真實、顯示效果細(xì)膩、觸控反映靈敏等特點,成為了人們心中最先進(jìn)的屏幕。那么,這兩款屏幕到底哪一款顯示效果更好,技術(shù)更為先進(jìn)呢?今天筆者為大家進(jìn)行詳細(xì)的講解。

  在對兩款屏幕進(jìn)行對比之前,我們先分別介紹一下它們各自的工作原理和顯示特點。為隨后的顯示效果對比提供理論依據(jù)。首先我們先介紹一下IPS屏幕。

  IPS屏幕詳解

  IPS(In-Plane Switching,平面轉(zhuǎn)換)技術(shù)是日立公司于2001推出的液晶面板技術(shù),俗稱“Super TFT”。從名字中我們也能看出,其實IPS就是基于TFT的一種技術(shù),其實質(zhì)還是TFT。

  IPS面板最大的特點就是它的兩極都在同一個面上,而不象其它液晶模式的電極是在上下兩面,立體排列。該技術(shù)把液晶分子的排列方式進(jìn)行了優(yōu)化,采取水平排列方式,當(dāng)遇到外界壓力時,分子結(jié)構(gòu)向下稍微下陷,但是整體分子還呈水平狀,這種技術(shù)也被稱為硬屏技術(shù)。在遇到外力時,硬屏液晶分子結(jié)構(gòu)堅固性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于軟屏!所以不會產(chǎn)生畫面失真和影響畫面色彩,可以最大程度的保護(hù)畫面效果不被損害。

 

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  IPS屏幕工作原理

 

  IPS屏幕的優(yōu)勢

  一、響應(yīng)速度快

  不同于VA類面板的是,IPS硬屏技術(shù)改變了液晶分子顆粒的排列方式,采用水平轉(zhuǎn)換技術(shù),使液晶屏的反應(yīng)速度更快更穩(wěn)定。在處理連續(xù)性的動態(tài)畫面時,水平轉(zhuǎn)換的一大優(yōu)勢就是加快了液晶分子的偏轉(zhuǎn)速度,體現(xiàn)在IPS硬屏其響應(yīng)速度快的優(yōu)勢,使圖像的運(yùn)動軌跡更加細(xì)膩清晰,解決了令人困擾的圖像拖影和抖動的問題。消費(fèi)者在長時間欣賞高速運(yùn)動畫面時,IPS硬屏能夠保證清晰、流暢和真實的效果,對眼睛的刺激明顯降低,完全符合健康訴求。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  IPS硬屏技術(shù)

 

  二、可視角度寬

  IPS硬屏面板的視角可達(dá)到178度。正面觀看與不同角度觀看時所產(chǎn)生的顏色變化程度稱為色彩扭曲率,結(jié)果表明IPS硬屏所得出的數(shù)值幾乎用肉眼分辨不出來,即意味著從正面還是側(cè)面觀看畫面的效果是相同的。

 

  IPS可視角度

  IPS可視角度寬

 

  三、色彩還原真實

  這也是IPS硬屏色彩保真特點的全面展現(xiàn)。IPS硬屏優(yōu)異的色彩反轉(zhuǎn)與亮度轉(zhuǎn)換等性能,讓您無論從哪個角度觀看,都能欣賞到色彩鮮明、飽和、自然的理想畫面。

  四、動態(tài)圖像變現(xiàn)出色

  IPS硬屏液晶電視能夠出色的表現(xiàn)動態(tài)高清畫面,特別適合運(yùn)動圖像重現(xiàn),無殘影和拖尾,是觀看數(shù)字高清影像,特別是快速運(yùn)動畫面,如比賽、競速游戲和動作電影的理想載體。由于IPS硬屏獨特的水平分子結(jié)構(gòu),使其在觸摸時無水紋、暗影和閃光現(xiàn)象,非常穩(wěn)定,因而極為適合于具有觸摸功能顯示設(shè)備。

 

  IPS屏幕觸摸無拖影

  IPS屏幕觸摸無拖影

 

  通過對IPS屏幕優(yōu)勢的了解,我們可以想到,估計當(dāng)初喬布斯就是看到IPS屏幕采用硬屏技術(shù),適合作為觸摸屏;可視角度廣,在多人看電影或者玩賽車等重力感應(yīng)控制游戲的時候,優(yōu)勢明顯;而且響應(yīng)速度快,色彩還原真實等特點,才選擇了IPS作為自己產(chǎn)品的顯示屏幕。

 

  AMOLED屏幕詳解

 

  AMOLED屏幕在發(fā)展過程中衍生出了很多不同的版本,比如AMOLED、Super AMOLED、Super AMOLED Plus以及Super AMOLED Advanced等等。下面我們分別對他們進(jìn)行分析。

  AMOLED屏幕

  AMOLED也稱“魔麗屏”全稱是Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,即主動矩陣有機(jī)發(fā)光二極體面板。AMOLED屏幕的構(gòu)造有三層,AMOLED屏幕+Touch Screen Panel(觸控屏面板)+外保護(hù)玻璃。AMOLED是OLED技術(shù)的一種,OLED代表著它是自發(fā)光顯示器,利用多層有機(jī)化合物來實現(xiàn)獨立R、G、B三色光。它的前綴AM(主動矩陣)相對的是PM(被動矩陣),它比后者的細(xì)節(jié)還原更細(xì)膩,而且響應(yīng)時間也更快。

 

  AMOLED屏幕構(gòu)造圖

  AMOLED屏幕構(gòu)造圖

 

  拋開AMOLED屏幕復(fù)雜的技術(shù)原理,我們可以把它簡單的概括為六大優(yōu)勢:

  1、AMOLED屏幕具有自發(fā)光特性,這和需要靠背光燈照在液晶板面上才能顯示的傳統(tǒng)TFT屏幕相比,有很大的區(qū)別。這種屏幕擁有更大的可視角度。很多人認(rèn)為太大的可視角度沒有什么必要,這種觀點是不正確的。如果你經(jīng)常玩狂野飆車等通過重力感應(yīng)來控制的游戲時,就能深刻體會到可是角度的重要性。

  2、AMOLED屏幕具有功耗低的特點,它能帶來更長的續(xù)航能力讓用戶隨時都能享受手機(jī)的豐富功能。

  3、AMOLED屏幕的色彩更加鮮艷,亮度表現(xiàn)也更出色。在戶外強(qiáng)光下依然可以保持良好的視覺效果。

  4、AMOLED屏幕具有更高的對比度,和傳統(tǒng)的TFT屏幕相比,AMOLED顯示出的黑,是厚重的純黑,而TFT相比之下更像是深灰;AMOLED的白也是純白,從而實現(xiàn)更加通透的顯示效果。

  5、AMOLED屏幕具有更快的響應(yīng)速度。能給用戶帶來更加流暢的觸控體驗。

  6、AMOLED屏幕具有更“輕”、更“薄”的體型優(yōu)勢,可以讓手機(jī)設(shè)計的更加輕薄。

  AMOLED屏幕雖然有很多優(yōu)點,但是AMOLED顯示屏有天生的缺陷,就是它的像素排列采用PenTile排列方式,雖然顯示效果好,但是由于排列的原因,實際顯示像素僅為標(biāo)稱的66%,雖然不影響圖片和視頻的觀看,但卻在顯示細(xì)節(jié)或文字邊緣時,不夠精細(xì)。

  Super AMOLED

  雖然AMOLED屏幕的表現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)不錯,但是科技水平的發(fā)展也讓我們對完美體驗的追求永無止息,在AMOLED之后,三星又推出了Super AMOLED,又稱“超炫屏”,較之于AMOLED采用的顯示層+觸控感應(yīng)層+外覆玻璃層的層疊式設(shè)計,新技術(shù)讓Super AMOLED的顯示層、觸控感應(yīng)層和外覆玻璃層無縫貼合在一起,這使得Super AMOLED面板更加纖薄,多點觸控也更加靈敏易用,并且在對比度、色彩還原上進(jìn)一步得到提升。目前,首款采用百度·易平臺新機(jī)--Dell Streak Pro D43就使用Super AMOLED屏幕。

 

  傳統(tǒng)觸控屏幕與Super AMOLED屏幕的差異

  傳統(tǒng)觸控屏幕與Super AMOLED屏幕的差異

 

  Super AMOLED Plus

  AMOLED和Super AMOLED雖然表現(xiàn)都已經(jīng)很出色,但是由于以上兩者均采用了PenTile Matrix排列方式,畫面看起來顆粒感比較重,仔細(xì)看的話,文字邊緣會有輕微的毛邊,細(xì)節(jié)表現(xiàn)不夠完美。而Super AMOLED Plus的出現(xiàn)有效的解決了這個問題。Super AMOLED Plus改變了Super AMOLED的排列方式為普通的RGB矩陣排布方式,并且加入了DNIe+圖像處理引擎,使每個像素點的亞像素數(shù)較以往提升了50%,所以影像會更清晰細(xì)致,并且色彩飽和度、細(xì)膩度、對比度等等都有了一定的提升。

 

  I9100采用Super AMOLED Plus屏幕

  I9100采用Super AMOLED Plus屏幕

 

  Super AMOLED Advanced

  摩托羅拉Droid RAZR采用Super AMOLED Advanced屏幕

  摩托羅拉Droid RAZR采用Super AMOLED Advanced屏幕

 

  Super AMOLED Advanced(超炫屏增強(qiáng)顯示技術(shù))這種屏幕是隨著摩托羅拉Droid RAZR的問世,一同出現(xiàn)的,據(jù)國外媒體報道,這種屏幕實際上是經(jīng)過摩托羅拉公司優(yōu)化的Super AMOLED屏幕,而實際上它并非采用的RGB矩陣排列方式,而是采用了PenTile的排布方式,相比Super AMOLED,Super AMOLED Advanced屏幕分辨率也升級為qHD級別(960×540像素),屏幕更?。ㄟ@也是為什么摩托羅拉Droid RAZR能夠設(shè)計的如此纖薄的一方面原因)、觸控更靈敏、顏色更亮麗,色彩還原能力更強(qiáng),并且在強(qiáng)光下有更好的顯示效果。目前只有在摩托羅拉Droid RAZR上使用該屏幕。

  IPS對比Super AMOLED Plus

  以上分別為大家介紹了IPS和AMOLED兩種屏幕,大家可以看到,這兩種屏幕雖然采用了不同的顯示原理,但都屬于目前最為先進(jìn)的屏幕技術(shù)。接下來,筆者以采用目前最先進(jìn)屏幕技術(shù)的蘋果iPhone 4和三星I9100分別代表IPS和Super AMOLED Plus,進(jìn)行一下比較。看看到底孰優(yōu)孰略。

  室內(nèi)弱光環(huán)境對比

  首先我們對比一下兩種屏幕在室內(nèi)弱光環(huán)境下的顯示效果。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  三星I9100(左)和iPhone 4(右)

 

  從圖中我們可以看出,三星I9100顯示色彩更加鮮艷,對比度也更高,整體畫面栩栩如生。不足之處在于,色階范圍較窄,暗部細(xì)節(jié)損失較多。而iPhone 4則顯得色彩更為真實,整體畫面清新自然,色階范圍較寬,亮部和暗部細(xì)節(jié)表現(xiàn)充分。不足之處在于,色彩較為平淡,視覺沖擊力較弱。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  三星I9100(左)和iPhone 4(右)

 

  從圖中我們可以看出,三星I9100的色調(diào)偏冷,白色的背景顯示偏藍(lán)色。而iPhone 4色彩還原較為出色,最接近真實色彩,不過還是有些許偏暖色調(diào)。如果用戶在瀏覽網(wǎng)頁時,由于網(wǎng)頁背景一般為白色,所以偏暖色調(diào)的iPhone 4看起來會更加舒適,有助于保護(hù)眼睛。

  另外,大家也可以發(fā)現(xiàn),三星I9100的顯示效果發(fā)暗。這是因為AMOLED屏幕在顯示白色較多的畫面時,會自動調(diào)整屏幕亮度,使屏幕變暗。特別是瀏覽網(wǎng)頁時,即使把屏幕亮度調(diào)到最亮,網(wǎng)頁顯示依然偏暗,以至于文字辨識度會有所下降。

  這也和AMOLED屏幕的顯示原理密不可分,由于AMOLED屏幕材料具有自發(fā)光特性,顯示黑色時發(fā)光材料不發(fā)光,此時最省電。而顯示白色時,發(fā)光材料達(dá)到最大亮度值,此時也最費(fèi)電。故,AMOLED屏幕處于對屏幕節(jié)能的考慮,采用了亮度自動調(diào)節(jié)的功能。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  三星I9100(左)和iPhone 4(右)

 

  從圖中我們可以看出,三星I9100對藍(lán)色和綠色等冷色調(diào)表現(xiàn)更加突出,整個畫面看起來更加通透。在顯示風(fēng)景圖片時,更具優(yōu)勢。不過通過遠(yuǎn)處房屋左側(cè)的小房子可以看出,I9100暗部細(xì)節(jié)損失較為嚴(yán)重,而且原本潔白的云彩也被染上了較濃的藍(lán)色。相比而言iPhone 4的細(xì)節(jié)則保留的更多。不過原本綠色的植物則顯得泛黃,整體畫面通透性略差。

  通過對兩種屏幕弱光下顯示效果的對比,我們可以看出,采用Super AMOLED Plus屏幕的三星I9100色彩表現(xiàn)更加鮮艷,對比度更高,整體畫面看起來更加生動,視覺效果更具沖擊力。這也正是Super AMOLED Plus屏幕最吸引人之處。不過,也有很多人持反對意見,認(rèn)為Super AMOLED Plus屏幕過于濃艷,背離真實色彩,顯得庸俗。個人認(rèn)為,這是仁者見仁的事情,沒有必要抨擊別人,對于普通用戶而言,顯示效果好看,看著舒服就行,沒有必要過于追求還原真實。

  相比而言,采用IPS屏幕的iPhone 4則顯得色彩更為真實,色階范圍更廣,細(xì)節(jié)顯示更加豐富。這樣的好處是,在圖片輸出時,與手機(jī)顯示的效果誤差較小。對于那些對顯示效果要求較高的人士,比如攝影師、圖片設(shè)計師等,更具實際意義。

  室外強(qiáng)光下的屏幕顯示效果對比

  相對于較早之前的手機(jī)屏幕,在戶外強(qiáng)烈的陽光照射下根本看不見屏幕顯示內(nèi)容,現(xiàn)在的主流手機(jī)屏幕大部分都已經(jīng)解決了這個問題。在陽光下都能取得比較好的顯示效果。雖然各屏幕之間還是存在著差異。但是對顯示效果影響基本很小。以下為iPhone 4和三星I9100在室外強(qiáng)光下的顯示效果對比。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  三星I9100(右)和iPhone 4(左)

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  三星GALAXY SII(左)和I9100(右)

 

  從圖中我們可以看出,即使在室外強(qiáng)烈的陽光照射下,兩款屏幕的顯示效果基本不受影響。兩款屏幕都已經(jīng)達(dá)到了頂級屏幕的標(biāo)準(zhǔn)。

  屏幕厚度對比

  MWC 2011大會上,三星在為Super AMOLED Plus制作的宣傳片中也加入了與IPS屏幕的對比。雖然僅為三星的一面之詞,但是我們也可以當(dāng)做一個參考,一下圖片均為筆者從宣傳片中截取的圖片。

 

  頂級手機(jī)屏幕材質(zhì)對比 IPS比拼AMOLED

  屏幕厚度對比

 

  圖中雖然為AMOLED屏幕與TFT屏幕的厚度對比,但是IPS也屬于TFT屏幕的一種,而且Super AMOLED Plus的屏幕構(gòu)造與Super AMOLED的構(gòu)造基本相同,只是改變了像素排列方式。所以也可以看做是Super AMOLED Plus與IPS的厚度對比。

  上圖中雖然沒有明確標(biāo)注各屏幕的具體厚度值,但是我們可以看出Super AMOLED屏幕的厚度要明顯比TFT薄。這一點從兩種屏幕的構(gòu)造可以得到證實。下面我們來了解一下兩種屏幕的構(gòu)造。

 

  TFT屏幕構(gòu)造

  TFT屏幕構(gòu)造

 

  AMOLED與Super AMOLED屏幕構(gòu)造圖

  AMOLED與Super AMOLED屏幕構(gòu)造圖

 

  從以上圖中我們可以看出,TFT屏幕的構(gòu)造比較復(fù)雜,因此,屏幕也會相對較厚。而AMOLED與Super AMOLED的構(gòu)造則相對要簡單的多。AMOLED屏幕的構(gòu)造有三層,AMOLED屏幕+Touch Screen Panel(觸控屏面板)+外保護(hù)玻璃。而Super AMOLED將顯示層、觸控感應(yīng)層和外覆玻璃層無縫貼合在一起,這使得Super AMOLED面板更加纖薄。

  超薄也是Super AMOLED屏幕的一大優(yōu)勢,簡單的結(jié)構(gòu)不僅可以降低屏幕的成本(目前Super AMOLED屏幕技術(shù)還不成熟,成品率不高,所以價格仍然較貴),而且有助于手機(jī)設(shè)計的更加纖薄。目前,采用超薄機(jī)身設(shè)計的摩托羅拉Droid RAZR以及三星I9100都是采用了Super AMOLED的屏幕衍生品。

  色域?qū)Ρ?/strong>

  首先我們先來了解一下什么是色域。色域(Color Gamut),就是指某種設(shè)備所能表達(dá)的顏色數(shù)量所構(gòu)成的范圍區(qū)域,即各種屏幕顯示設(shè)備、打印機(jī)或印刷設(shè)備所能表現(xiàn)的顏色范圍。

 

  CIE-xy色度圖

  CIE-xy色度圖

 

  在現(xiàn)實世界中,自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間,該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。

  為了能夠直觀的表示色域這一概念,CIE國際照明協(xié)會制定了一個用于描述色域的方法:CIE-xy色度圖。在這個坐標(biāo)系中,各種顯示設(shè)備能表現(xiàn)的色域范圍用RGB三點連線組成的三角形區(qū)域來表示,三角形的面積越大,就表示這種顯示設(shè)備的色域范圍越大。

 

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  色域?qū)Ρ?/p>

 

  以上圖中顯示了兩種屏幕的色域?qū)Ρ?,圖中顯示:IPS色域為52%,而SuperAMOLED Plus的色域為110%。

  關(guān)于這兩組數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還有待考證,不過有兩點可以坑定。

  第一點,SuperAMOLED Plus的色域確實比IPS要廣。

  第二點,兩者的差距不會這么大。

  從IPS屏幕的顯示原理可以得知,IPS也是屬于LCD的一種,而LCD是通過對背光過濾進(jìn)行顯示。因此LCD的色域完全取決于背光的光譜。通常LCD顯示器使用熒光燈或發(fā)光二極管作為背光,而熒光燈的色域通常比較小。SuperAMOLED Plus材料具有自發(fā)光特性,無需背光模塊及彩色濾光片,在色彩顯示上更具優(yōu)勢。

  銳度、對比度對比

 

  銳度對比

  銳度對比

 

  普通IPS銳度為85%,SuperAMOLED Plus的銳度為100%。

 

  對比度對比

  對比度對比

 

  普通IPS對比度為1263,SuperAMOLED Plus的對比度為150,954。

  以上兩圖的數(shù)據(jù)顯示,Super AMOLED Plus數(shù)據(jù)均比IPS要出色。但是這組數(shù)據(jù)也并不完全準(zhǔn)確。

  從顯示原理來看,Super AMOLED Plus改變了Super AMOLED的Pentile排列方式為普通的RGB矩陣排布方式,使每個像素點的亞像素數(shù)較以往提升了50%,并且加入了DNIe+圖像處理引擎,所以影像會更清晰細(xì)致,并且色彩飽和度、細(xì)膩度、對比度等等都有了一定的提升。相比普通的IPS屏幕也會更勝一籌。

  值得注意的是,圖中的IPS為普通的IPS,并非iPhone 4中所采用的IPS屏幕,如果與采用視網(wǎng)膜技術(shù)的iPhone 4的IPS屏幕相比。則IPS在銳度方面將完勝Super AMOLED Plus。

  至于對比度方面,前面的顯示效果實測中已經(jīng)證實,Super AMOLED Plus的對比度確實更高。但是這也是以犧牲細(xì)節(jié)來實現(xiàn)的。

  結(jié)束語:

  今天筆者對IPS屏幕與Super AMOLED Plus屏幕進(jìn)行了詳細(xì)的對比,不難發(fā)現(xiàn),兩種屏幕不僅顯示原理不同,顯示效果也各具特點。Super AMOLED Plus屏幕色彩鮮艷,對比度高,畫面更為生動。而IPS屏幕色彩還原則更為真實,顯示效果清新自然。兩者均達(dá)到了頂級屏幕的水準(zhǔn)。值得注意的是,文中的IPS屏幕是以iPhone 4的屏幕為例的,由于蘋果公司在普通IPS屏幕的基礎(chǔ)上進(jìn)行了各種優(yōu)化設(shè)計,比如著名的“視網(wǎng)膜”技術(shù)等,所以,不能完全代表其他手機(jī)中采用的IPS屏幕。

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