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姿势决定结果 AMOLED、LCD屏幕亮度测试方法解析

浏览1910次 时间:2018年07月31日 01:49

智能手机的屏幕从来都是买家讨论的焦点,目前主流的屏幕分为两种:AMOLED和LCD屏幕,这二者在性能上各有优劣,在亮度这个主要指标上尤甚,在测试亮度时使用不同的方法会对结果有明显影响吗?这就是我们今天探究的问题。

姿势决定结果 AMOLED、LCD屏幕亮度测试方法解析

在开始之前,我们还是需要把话题移到三星今年的旗舰手机Galaxy Note 4上,在许多网站的评测之中,该款手机的最大屏幕亮度不尽相同,举例来说,GSMArena网站测试获得的最大亮度是399尼特,PhoneArena的 测试结果则是468尼特,Anandtech的测试结果是462尼特,至于Display Mate的测试结果,则为478~750尼特,其中(尤其是750尼特这个指标)难免引发不少争议。

此外,同样使用AMOLED屏幕的Nexus 6的屏幕亮度也众说纷纭,各家网站的测试结果从250多尼特到400尼特左右不等,容易让人困惑。

这时候肯定会有人说某家网站的测试姿势不对了,甚至怀疑部分网站在测试结果上作假,尤其是争议性比较大的AMOLED屏幕。当然排除测试所用手机的个体差异之后,具体的测试方法对测试结果也存在明显的影响,但是要说孰对孰错,则也不太妥当。

在探讨这个最大亮度的问题之前,我们还是重温一下AMOLED和LCD屏幕工作的原理吧。 从发光原理上来说,LCD屏幕和OLED屏幕二者存在根本性的区别,不过它们面对的问题和限制确实相似的,简单点来说,LCD屏幕发光靠的是背光板,这块 背光板只能发出白光,要使得屏幕显示各种颜色,则需要通过液晶面板对背光进行过滤,控制背光通过的量,这其中还牵涉到偏振之类的原理,以便整块屏幕正常工作。

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    因为现在移动设备对于显示模块厚度以及功耗的要求比较高,所以目前主流的LCD屏幕都使用了边缘照明的形式,也就是说将LED光源排成一列安置在屏幕边 缘,发出的光通过一块透明的导光材料,使得背光能够均匀地分布到屏幕的每个角落,而目前主流的LCD屏幕的背光都是使用蓝光LED+黄色荧光粉的形式,以 获得最佳的能效比,而这种做法也就意味着LCD背光普遍的色温都在6504K以上,需要厂家进行后期调节,以校准白色(上图为iPod Touch屏幕拆解后的样子)。

姿势决定结果 AMOLED、LCD屏幕亮度测试方法解析

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LCD屏幕的 背光原理就这么简单,复杂的部分在液晶部分,我们在此拿目前主流的IPS液晶面板做例子(其实结构也不复杂),如上图,1和5分别是面板上下两个电极,它 们之间互相平行,它们之间能够产生电场使得中间液晶晶体发生扭转。LED背光发出的光线通过已经扭转的液晶阵列,就能够发出不用的颜色,而颜色的改变则是 依靠TFT改变施加在电极上的电压来实现的,最终实现每个像素发色。

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至于AMOLED屏幕,就大不一样了,AMOLED的基础是有机物发光体,成千上万个只能发出红、绿或蓝色 这三者颜色之中的一种的光源被以一种特定的形式安放在屏幕的基板上,这些发光体在被施加电压的时候会发出红、绿或者蓝色,电压的变换同样需要依靠TFT, 在调节三原色的比例之后,才能发出各种颜色。从结构上来说,AMOLED屏幕要比LCD屏幕简单很多,但是在实际上,AMOLED遇到的问题会比LCD屏 幕更多。

在测试屏幕亮度的时候,我们必须将平均图像电平(APL,Average Picture Level)加入考量的基准,这一名词主要指已经点亮的像素数量占总像素数量的比例,也就是说一块屏幕在显示纯红色、纯绿色或者纯蓝色的时候,APL值仅有33%。

对于AMOLED屏幕来说,同样亮度下APL值越高,消耗的电能就越多,因为一整块AMOLED屏幕在显示白色的时候,所有像素必须同时发光,而显示黑 色的时候对应像素是不发光的,而在手机屏幕上,总的最大功耗是一定的,这也就是说整块屏幕能耗保持不变的情况下,AMOLED屏幕在显示低APL值画面的 时候,单个像素所分配到的电能就比较大,这也就意味着已经点亮的像素能够获得更高的亮度。

也就是说手机上的AMOLED在显示非全白图 像的时候,会有更高的局部亮度,而对于手机上常见的边缘发光LCD屏幕来说,由于光源来自后方一整块发光组件,所以不存在某一部分亮度更高的情况(当然这 是假定背光是均匀的前提下),也就是说手机LCD屏幕的最大亮度基本是固定的,不会随着APL值改变太多。

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拿Nexus 6来举例子吧,从亮度-APL值表格上不难看出,在APL值超过40%之后,屏幕的亮度有显著下降,所以说各家网站测试出同一款手机的AMOLED屏幕的 亮度不一其实是很“科学”的,因为理论上来说,AMOLED屏幕在某一个APL值上,确实有可能获得750尼特的最大亮度,只不过我们在日常使用之中也不 可能仅仅对着屏幕上1%的像素点去享受那750尼特的亮度而已。

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在Android 5.0 Lollipop系统之中,整个系统的APL值比以前有了不少的提高,甚至50%以下的APL值的界面都是相当少见的,再次拿摩托罗拉来做例子,大部分的 明亮的UI的平均APL值都在80%以上,而这个APL值才是用户日常最多接触的。而经过对日常开启的APP和网页的一些测试之后,他们的APL值如上 表。

从表中不难看出,Android界面、网页以及不少第三方APP都会有相当高的APL,当然某些APP也会提供所谓的“夜间模式”,开启这个模式之后APL值会很低,但是总体来说,尤其是在升级到5.0系统以及扁平化盛行之后,手机界面的APL值比以前高得多了。

基于上面的结果,我们在进行亮度测试的时候,常常以100%的APL为准,确实在现实生活之中APL值也不会一直维持在100%,将80% APL时的亮度和100% APL时的亮度相对比,Nexus 6的屏幕亮度下降了44尼特,下降度达到了18%,而这18%的差别在许多时候是可见的,并且AMOLED屏幕也存在老化现象,老化之后亮度也会降低。这 么看来,把APL值固定在100%来测量屏幕的亮度也算是非常科学的,由此所获得的结果也可以在一定程度上代表用户在实际使用手机时所获得的亮度。

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