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基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析

日期:2022-09-20 22:51
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摘要: 基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析 黃宇 0 引言 手機顯示屏從手機誕生開始就是不可或缺,只是從以前的顯示數字,短信文字到現在將書籍,音樂,視頻,游戲等等呈現給用戶,特別是隨著現在大型的手機游戲的流行,用戶對手機屏幕的要求也越來越高了。因此手機屏幕材質從當初了UFB、STN進化到現在的TFT、SLCD等等。 不過畢竟屏幕材質實在夠多,而消費者對它們的優缺點也不能一一了解,本文先通過對目前九大手機屏幕材質的解析,...

基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析

                                                              黃宇

0 引言

手機顯示屏從手機誕生開始就是不可或缺,只是從以前的顯示數字,短信文字到現在將書籍,音樂,視頻,游戲等等呈現給用戶,特別是隨著現在大型的手機游戲的流行,用戶對手機屏幕的要求也越來越高了。因此手機屏幕材質從當初了UFB、STN進化到現在的TFT、SLCD等等。

不過畢竟屏幕材質實在夠多,而消費者對它們的優缺點也不能一一了解,本文先通過對目前九大手機屏幕材質的解析,讓消費者有一個明明白白的消費觀。這九大手機屏幕材質及技術中,除了傳統的TFT、OLED等屏幕之外,還有NOVA、AMOLED、Suoer AMOLED、Super AMOLED Plus、IPS、SLCD、ASV等這幾年十分流行的屏幕材質及技術,下表總結了這九大類手機屏幕代表機型及優缺點。從表1可知,不同屏幕材質均有其優點及不足之處,關鍵在于消費者的抉擇。

 

1 九大類手機屏幕代表機型及其優缺點

 

 

TFT

OLED

NOVA

AMOLED

Super AMOLED

Super AMOLED Plus

IPS

LCD

ASV

代表機型

摩托羅拉XT702

紅米Pro

LG P970

聯想樂phone

三星I9000

三星I9100

Iphone 5S

Iphone 6 plus

夏普7218U

屏幕優點

對比度較高

可視角度大、省電

亮度高、省電

色彩豐富、反應快、可視角度大

色彩豐富、可視角度大、省電

畫質細膩、色彩豐富、可視角度大、省電

色彩還原度高、色彩好

可視角度大、色彩還原度高

可視角度大、反應速度快

屏幕不足

耗電、靈敏度差

色彩還原度差、使用壽命短

可視度較差

色彩還原度差

顆粒度高

色彩還原度差

功耗較高

亮度一般

色彩豐富度較差

    從表1可知,IPSLCD屏幕的優點均為色彩還原度高,但是究竟是哪一個屏幕的色彩還原度更高?為解決這個問題,本研究以目前主流手機華為mate7、華為p8、iphone 5S、iphone 6 plus為例,分析華為mate7在顯微下放大5倍,觀察其屏幕在脫膜前后獲取紅綠藍三顏色的高光譜相應變化;分析iphone 6 plus在顯微下放大10倍觀察其開目鏡前后獲取紅綠藍三顏色的高光譜特征變化;同時分析華為p8、iphone 5S、iphone 6 plus這三款手機在顯微放大5倍、10倍條件下,其在紅綠藍三顏色的高光譜特征變化。

1 基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析試驗部分

1.1 儀器及參數

   本試驗利用四川雙利合譜科技有限公司自主研發的GaiaMicro顯微高光譜成像系統,光譜范圍為400-1000nm,光譜分辨率為2.8 nm,圖像分辨率為1392*1040。顯微高光譜成像系統如圖1所示。

                     

                1 400-1000nm系列顯微高光譜成像系統

1.2 樣品來源

    此次試驗用到的華為mate7、華為p8、iphone 5S、iphone 6 plus這四款手機,均是公司同事在手機生產廠家購買,為自用產品。

1.3 基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析試驗方法

    在同樣的外界條件下,利用GaiaMicro顯微高光譜成像系統獲取華為mate7在顯微放大5倍下脫膜前后的紅綠藍三顏色的高光譜影像數據;iphone 6 plus在顯微下放大10倍下開目鏡前后紅綠藍三顏色的高光譜影像數據;華為p8、iphone 5S、iphone 6 plus三款手機在顯微放大5倍、10倍條件下,紅綠藍三顏色的高光譜影像數據。利用ENVIROI Tools工具統計同樣像元數下紅綠藍三顏色在400-100nm的光譜變化。

2 基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析結果與討論

2.1 華為mate7顯微下放大5倍其在脫膜前后紅綠藍三顏色的光譜變化

    華為Mate7配備6英寸顯示屏,擁有FHD 1080p(1920x1080)像素分辨率,368PPI,IPS/LTPS (低溫多晶硅)技術,表面覆蓋康寧大猩猩第3代玻璃。從圖2可知,當華為Mate7脫膜時,其藍色顯示的峰值會上升,但位置保持不變;綠色顯示的峰值與藍色一樣,會有所上升,但是峰值的位置發生了“紅移”;而紅色顯示的峰值下降,且峰值的位置發生了“藍移”。從而可以判斷華為mate7的顯示屏色彩還原度一般。

      

2 華為Mate7手機屏幕脫膜前后顏色顯示差異(顯微放大5倍)

2.2 iphone 6 plus顯微下放大10倍其在開目鏡前后紅綠藍三顏色的光譜變化

    iPhone6 Plus采用5.5英寸LCD屏幕,內置了1920×1080的分辨率,PPI高達400。從圖3可知,當ihpone6 plus開目鏡時,與未開目鏡前相比,其藍色和綠色顯示的峰值會上升;紅色顯示的峰值下降;但紅綠藍三顏色峰值位置均保持不變。結合圖2和圖3可知,與華為mate7相比,iPhone6 Plus的顯示屏的色彩還原度較高。

 

3 ihpone6 plus開目鏡前后顏色顯示差異(顯微放大10倍)

2.3華為p8、iphone 5S、iphone 6 plus在顯微放大5倍、10倍條件下,其在紅綠藍三顏色的光譜變化

   華為P8采用5.2英寸 IPS-Neo負向液晶屏,內置了1920×1080的分辨率 PPI高達423。從圖4可知,顯微鏡放大不同的倍數,其紅綠藍三顏色的峰值及峰值位置均發生了較大的變化,放大5倍時其紅綠藍的峰值均大于放大10倍的峰值;不同的是當顯微放大10倍時,與顯微放大5倍相比,其藍色的峰值位置保持不變,綠色的峰值發生了“藍移”,而紅色的峰值發生了“紅移”。綜合判斷可知,華為P8的顯示屏色彩還原度較差。

 

  4 華為p8顯微放大不同倍數其顏色顯示差異

    iPhone5S配備了4英寸屏幕,1136x640分辨率的Super HD(超高清)IPS電容觸摸屏,PPI為326。從圖5可知,顯微鏡放大不同的倍數,iphone5S紅綠藍三顏色的峰值及峰值位置也發生了較大的變化。顯微放大5倍時,其藍色的峰值小于10倍的峰值,但峰值位置不變;顯微放大5倍和10倍時,綠色的峰值無明顯變化,但是顯微放大10倍時峰值的峰值發生了“紅移”;顯微放大5倍時,其紅色的峰值高于顯微放大10倍,綠色的峰值發生了“紅移”,但顯微放大10倍時,其峰值位置發生了“藍移”。綜合判斷可知,與華為P8一樣,iphone 5S的顯示屏色彩還原度也較為一般。

 

        

             5 iphone 5S顯微放大不同倍數其顏色顯示差異

    iPhone6 Plus采用5.5英寸LCD屏幕,內置了1920×1080的分辨率,PPI高達400。從圖6可知,無論iPhone6 Plus的顯示屏在顯微條件下放大5倍還是10倍,其紅綠藍三顏色的峰值位置均保持不變,且峰值的大小并無顯著變化。因此,與華為P8、iphone 5S相比,iphone 6 plus的色彩還原度更高。

 

            6 iphone 6 Plus顯微放大不同倍數其顏色顯示差異

3 基于高光譜技術不同手機屏幕的色彩還原度分析結論

   從圖3和圖6可知,iphone 6 plus在開目鏡前后、顯微放大不同倍數兩種不同條件下,其紅綠藍三顏色的光譜值均無顯著變化,這充分說明iphone 6 plus搭載的LCD屏幕色彩還原度較高;從圖2、圖4、圖5可知,而無論是華為mate7、華為P8或者iphone 5S,其搭載的顯示屏色彩還原度都較為一般,仔細分析可知,這三款手機搭載的都是IPS屏幕。綜合分析可知,LCD屏幕的色彩還原度高于IPS屏幕的色彩還原度。

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