Galaxy S3畫面沒有iPhone 4S細緻! PenTile是禍首?

Galaxy S3畫面沒有iPhone 4S細緻! PenTile是禍首?
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最近紅透半邊天的Samsung Galaxy S3轟動登場, 在規格與應用部分, 都算的上是目前的旗艦等級之列, 而且使用的還是目前旗艦機必備的HD 720(1,280×720) 4.8″ 螢幕, 但為人詬病的是, 還是使用PenTile螢幕. 之前介紹過不少關於PenTile螢幕技術, 這邊特地整理一篇來讓大家知道PenTile到底是什麼?

PenTile原名為PenTile Matrix, 最早是在2006年由美國Clairvoyante公司所開發的Subpixel Rendering 子像素重現技術, 利用RGBW四色為基礎, 並以演算法模擬出高解析度的圖像. Clairvoyante這家公司成立於2000年7月, Samsung為了取得名為Sub-Pixel Rendering(SPR, PenTile Matrix)技術, 在2008年6月時併購了這家公司.

在聊Sub-Pixel Rendering(PenTile Matrix)的優勢之前先來解釋一下, 其實PenTile使用在LCD與OLED所使用的子像素(Sub-Pixel)是不相同的, 使用在LCD上的是RGBW多出一個白色的像素. 而使用在OLED上的是RGBG, 多出一個綠色的像素. LCD使用W的原因是白色在於彩色濾光片上無需上色阻, 可以大大的提高螢幕平均亮度.

那為什麼OLED不使用白色而是使用綠色呢? 原因是OLED為自發光, 無需使用彩色濾光片, 所以沒有節省色阻的問題. 另外更重要的是因為在白光OLED製作並不容易, 除了有三色OLDE混色問題外, 另外還牽扯到製作上需要多次對位問題. 所以因此使用RGB中亮度最高壽命也最長的綠色來取代.

最近討論很多的為什麼Galaxy S3為什麼繼續使用PenTile的原因都解釋為增長OLED壽命, 這是沒錯的. 增加整體亮度, 可讓壽命較短的藍色使用頻率不會那麼高, 可增加整個螢幕的使用壽命. 不過以目前手機短則數月換一隻, 長則三年換一隻的速度, 螢幕壽命這問題應該是沒什麼好擔心的.

其實以多出白色或是綠色的子像素來增加亮度這方式, 在Sharp或是SONY都有. 不過PenTile厲害的地方是使用一開始所提到的Sub-Pixel Rendering技術, 這技術的原理簡單來說就是打破以固定位置子像素來構成一像素, 也就是子像素共用的原理來進行, 所以可使用最少的像素就可模擬出一定品質的圖像.

舉個最容易懂的例子來看, 以垂直長度為10像素的白線來看, 一般RGB需使用到30個子像素, 而PenTile只需使用20個子像素. 以目前OLED技術來說, 最高解析度可以到達260DPI, 最好的表現差不多都在200DPI左右. 但是利用Sub-Pixel Rendering技術就可以讓200DPI左右的解析度模擬出超過300dpi的畫面.

上面聊的, 都是PenTile非常優異的表現, 但是事實上並非那麼美好, 要不然也不會有一堆人在罵. 那缺點到底在哪裡呢? 缺點就是在大家非常在意的螢幕精細度. PenTile在顯示黑白直線時與傳統 RGB Stripe 的精細度幾乎沒有差別, 但這世界並不是只有黑色與白色, 當顏色一出現後, 在顏色交接邊緣的平滑度, 與顏色的飽和度會受到相當大的影響, 最嚴重的就是單純以RGB單色呈現的狀態.

若以剛剛的直線來說明, 垂直線部分若以一般RBG Stripe來說, 會是連續的直線, 但若以PenTile表現, 就會變成斷斷續續的虛線.

若以水平線來說, 以相同DPI的狀況下, PenTile間隔會比RGB Stripe大

若以純色來看, PenTile的紅色密度會比RGB要小很多, 以實際照片來看就非常明顯.

如果不要把圖放太大的話, PenTile RGBW會變成底下這樣.

總結一下PenTile Matrix的優缺點, 在優點部分, PenTile RGBW因為平均光線穿透率高, 所以有省電之效. 而PenTile RGBG則是可以降低藍色OLED損耗, 延長顯示器壽命. 另外, 兩者都能以低畫素模擬出接近高畫素的品質. 在缺點部分的話, 就是在畫面上的邊緣容易產生缺角, 尤其以RGB純色最為明顯. 另外就是畫面顆粒感會較同解析度的顯示器嚴重許多, 有可能會變成滿天星星的狀況產生.

另外補充網友提供的專業資訊: OLED在大角度有可能會有色偏現象, 產生原因是top emission(OLED發光有分頂部發光top emission與底部發光Bottom Emission), 頂部發光結構上電極是半透明的金屬, 光線要離開上電極不會完全穿透有一部分反射回去, 這些反射光又跟其他要發射出來的光形成建設性或破壞性干涉, 所以借由調整上下電極的距離來達到最佳化某個波長的發光效率, 也可以將部屬與這波長的光利用破壞性干涉擋住. 如此可提高OLED發光效率, 但是因原先設計的光程差不一樣, 所以顏色波長就不準確, 導致色偏現象產生! (引用自 mobile01 ddcatt)

不過決定一隻手機的價值並不只是在他的硬體或是螢幕而已, 而是整體的表現與軟硬體的配合應用. 無論硬體有多強, 如果都沒有APP可以用, 這也是沒人會買的啦!!

*原標題為: PenTile是什麼? SPR優缺大評析, 經幾位大師開示, 所以改成更吸引人的標題啦!!

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