RedmiK30S:手机屏幕是绿色的?一切为了环保?

作者: 落笔画忧愁 热度: 时间: 2020-11-29 06:47:54

最近,苹果手机的绿屏引起了广泛关注。很多人都遇到过手机绿屏的问题。怎么会这样:手机屏幕的工作原理是什么:什么情况下会出现绿屏:有什么办法可以避免这种情况:

绿屏是怎么回事:

最开始这个绿屏事件是有用户发现的:当iPhone 12的屏幕亮度调整到最高时,当显示一些深灰色的图片时,也就是非常接近黑色时,屏幕边缘会出现绿色。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

IPhone12边缘为绿色,图片来源bilibili

其实这种现象在OLED屏幕上是很常见的问题。华为的Mate20Pro之前也有类似情况。

当用户调低亮度,背景为灰色时,屏幕会变成绿色。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

Mate20Pro绿屏,图片来源腾讯

为什么OLED屏幕普遍存在这个问题:首先简单介绍一下我们今天的主角——OLED屏幕。

OLED屏幕

OLED(有机发光二极管)——有机激光显示器是一种专门设计的自发光二极管,通电时会亮起,亮度随电压变化。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

OLED示意图,图片来源bilibili-硬件茶

OLED的每个像素由红、绿、蓝三个子像素组成,可以理解为可以独立控制的小型彩色灯泡。当三种颜色以不同的比例混合时,就形成了彩色的视频和图片。

正是因为没有液晶层和背光层,所以OLED屏幕可以做得很薄,甚至可以做成充满未来科技感的透明显示器!

手机屏幕发绿:一切为了环保:

小米透明电视,图片来源小米

但是目前OLED技术并不完善,仍然存在Mura(显示器灰度不均匀的现象)、烧屏等问题。绿屏就是典型的问题。

又不是爱钻箱子的网名猫maru。别搞错了。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

图像来源见水印

0LED屏幕发绿的原因

屏幕变绿,在LCD行业称为Mura,表示显示不均匀。

在OLED屏幕的制造过程中,发光原材料通过蒸发覆盖在显示面板上,但是目前的蒸发工艺本身很难将每个独立的小灯泡均匀地排列在显示面板上,导致不同区域覆盖的小灯泡数量不同。

而且每个小灯泡本身由三个子像素组成,这三个子像素的电压控制很难完全一致。

这就导致了屏幕为灰色低亮度时的Mura现象。那为什么屏幕是灰色的时候更容易出现Mura:

需要引入一个概念,RGB颜色。RGB指红、绿、蓝三种颜色。我们之前学过,OLED就是由这三种颜色组成的。通过电压控制三种颜色的亮度,可以形成不同的颜色。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

RGB示意图,图片来源作者

自制我们用0-255范围内的数字表示三种颜色的亮度,255表示最亮,0表示不亮。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

灰度示意图:RGB (0,0,0)为黑色,RGB (255,255,255)为白色。RGB亮度相同时,就是各种灰色。图片来源作者自制

我们在手机上调整屏幕亮度,其实是在调整灰度。可以拿出手机试试,观察下面纯白的画面,然后慢慢把亮度从最高调至最低。

很明显,这是一个从白色到灰色的过程。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

亮度测试图

手机屏幕发绿:一切为了环保:

亮度等级示意图

当我们调低亮度时,实际上是同时调低了三个子像素的电压。

调出不同的颜色就是按比例把三个子像素的电压调整到合适的大小。

如果以低亮度显示不同的颜色,三种颜色的值将相应地减少,并且减少的范围涉及复杂的计算。

亮度很低的时候,三个值很接近,最后会出现灰色。

如前所述,很难控制OLED的三个子像素的电压(即亮度)完全相同。当其中一个子像素偏高时,比如绿色太高,那么就会出现绿屏,这也是为什么深灰时屏幕上容易出现Mura现象的原因。

其实不光是绿色,OPPO的Find X已经指出屏幕是红色的。原理和绿屏差不多,就是控制红色子像素的电压不稳定性。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

Oppo是红色的,图片来源99淡季

解决方案

目前几乎所有的OLED显示器厂商,无论是LG还是三星,都无法从OLED制造工艺上解决Mura问题。

于是,工程师们开始研究去Mura的技术。

比如用二维成像仪对点亮的OLED显示器拍照,根据实际显示情况,拍摄分布图,然后将这些数据反过来反馈给屏幕的驱动,使过亮的地方变暗。

这样可以很大程度上缓解OLED屏幕在高亮度下显示不均匀的问题。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

灰度测试确定亮度分布,图片来源bilibili

手机屏幕发绿:一切为了环保:

消除有机发光二极管显示面板的Mura的方法

然而,上述方法通常适用于高亮度情况。对于亮度较低的绿色屏幕,智能工程师们提出了另一个绝妙的解决方案。

假设我们的屏幕在1nit(亮度单位,手机屏幕峰值亮度一般为1000nit),不会出现Mura现象,但是在0.1nit,会出现Mura现象。

然后我们可以让屏幕在1nit的亮度下工作,但只有10%的时间。

此时,由于眼睛视觉的持久性(当物体快速运动时,当人眼看到的图像消失时,人眼仍能保持其图像约0.1-0.4秒),我们眼中的10% 1nit为0.1nit。

这种技术被称为PWM(脉宽调制),但不是很好的技术,因为它本质上是通过眨眼来达到低亮度,有些人的眼睛长期使用后会受不了。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

脉宽调制,源bilibilii。

出现Phone12的绿色屏幕是因为我们将屏幕亮度设置得非常高。

这时PWM会停止工作,但我们还是让它显示暗灰色,这时就会出现Mura现象。

那么,为什么安卓阵营的OLED很少出现这种情况呢:

华为在最后一款Mate20Pro翻车后,面对OLED低亮度下的Mura问题,强行将那些最有可能出现在Mura区域的灰度降低为较暗的灰度。此时人眼很难分辨出这种微小的差别。

手机屏幕发绿:一切为了环保:

Mura易发区在OLED屏幕制造工艺改进之前,Mura现象会一直伴随着OLED屏幕,我们只能通过一些技术来摆脱Mura来避免,或者尽可能的让用户少意识到。如果您在使用手机时出现严重的Mura现象,请尽快联系售后服务解决问题。