iPhoneX手机屏幕尺寸_iphonex是什么屏幕

iPhoneX手机屏幕尺寸_iphonex是什么屏幕小小手机,大有乾坤。这个曾经只用来打电话的通信工具,目前已经无所不能,成为了人们连接整个世界的第一窗口。而手机屏幕,承担着手机的显示功能,以及触控操作的入口,更是“窗口的窗口”,地位十分重要。本期,蜉蝣君将跟大家聊一聊手机屏幕背后的秘密。看完本文,下面的这些问题就可以得到答案:1、手机屏幕都有哪些形态?2、如何度量手机屏幕的尺寸大小?3、分辨率,PPI,刷新率这些概念指的是什么?4、手机...

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小小手机,大有乾坤。

这个曾经只用来打电话的通信工具,目前已经无所不能,成为了人们连接整个世界的第一窗口。

而手机屏幕,承担着手机的显示功能,以及触控操作的入口,更是“窗口的窗口”,地位十分重要。

本期,蜉蝣君将跟大家聊一聊手机屏幕背后的秘密。看完本文,下面的这些问题就可以得到答案:

1、手机屏幕都有哪些形态?

2、如何度量手机屏幕的尺寸大小?

3、分辨率,PPI,刷新率这些概念指的是什么?

4、手机屏幕有哪些类型,背后的技术原理是什么?

一、手机屏幕的形态

自从智能手机占据主流市场以来,手机作为碎片时间的娱乐及资讯中心,需要更大的显示面积,因此屏幕越来越大;与此同时,传统的手机都有一个用来放置听筒和前置摄像头的“额头”,以及用来放置Home键的“下巴”,导致手机体积过大,屏占比难以提升。

后来,苹果想出了一个办法,把手机额头上的一系列器件集中要中央,两边则让屏幕延伸上去,神似“齐刘海儿”,因此这种屏幕就被叫做“刘海屏”。

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iPhone标志性的“刘海屏”

“刘海屏”打响了手机屏占比这场战争的第一枪。之后各路安卓手机争相效仿,但很快觉得丑陋且乏味,于是各种屏占比更高的设计出现了。

水滴屏:屏幕上方避开了前置摄像头,且摄像头的黑底色和上边框连在一起,就像悬挂着一颗摇摇欲坠的水滴一样,因此得名“水滴屏”。

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安卓手机的“水滴屏”

珍珠屏:其实就是水滴屏,但华为觉得摄像头占据的部分更像是一颗饱满圆润的珍珠,为了彰显不凡气质,故称之为“珍珠屏”。

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华为手机的“珍珠屏”

挖孔屏:从前面的几种形态可以看出,对于前置摄像头的处理方式,决定了屏幕的形态。如果把屏幕挖个孔,并将摄像头镶于其上,就成为了“挖孔屏”。

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安卓手机的“挖孔屏”

瀑布屏:前面的刘海屏,水滴屏还有挖孔屏都无一例外地跟手机上端的摄像头死磕,但手机两侧还是有边框啊,看着还是不够震撼。于是就有人想到,那我在左右两侧搞个曲面,把屏幕往下弯一些,不就从正面不就看不到边框了吗!这种屏幕的左右两侧像瀑布一样,因此得名“瀑布屏”。

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安卓手机的“瀑布屏”

全面屏:手机的正面就是完整的一块屏幕,没有刘海,也没有水滴或者珍珠,更没有挖孔。全面屏看似完美,却是由一系列妥协达成的:前置摄像头平时收缩于机身内部,使用时则徐徐从顶部弹出,这个结构必须精密耐用,因此为了完美的外观增加了不必要的复杂度。真全屏还可以和瀑布屏叠加。

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安卓手机的真“全面屏”

二、手机屏幕的主要参数

手机屏幕以英寸度量,每英寸相当于2.54厘米。我们平常说手机屏幕是多少寸,其实指的并非是手机的边长,而是屏幕对角线的长度。

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屏幕的大小使用对角线的长度来衡量,单位为英寸

随着手机从功能机向智能机的演进,手机屏幕也越来越大。曾经乔布斯宣称手机屏幕的黄金尺寸是3.5英寸,结果现在大多数旗舰机屏幕尺寸都维持在6英寸以上,甚至有不少厂商已经将手机屏幕扩大到了7英寸。

话说屏幕尺寸大了,图像显示必然就更清晰吗?这就要引入像素和分辨率的概念。

像素(Pixel):屏幕显示的原理,其实是把有效面积划分为很多个小格子,每个格子只显示一种颜色,是成像的最小元素,因此就叫做“像素”。

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像素是屏幕上的小方格,每个方格显示一种颜色

分辨率:屏幕在长度和宽度这两个方向上各有多少像素,就叫做分辨率,一般用AxB来表示。分辨率越高,每个像素的面积越小,显示效果就越平滑精细。

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常见的显示器屏幕分辨率定义

比如,iPhone X的屏幕大小为5.8英寸,分辨率为1125x2436,也就是说,这款手机在宽度方向有1125个像素,长度方向有2436个像素。

PPI:不同手机屏幕的尺寸不同,自然分辨率也就不同,那么如何直观地表示手机屏幕的像素密度,也就是清晰度呢?

答案很简单,不管你屏幕面积多大,我都给折算成单位面积的像素数量,然后不就标准统一,可以相互比较了吗?

实际上,因为屏幕大小用英寸表示,业界标准折算的是每英寸屏幕包含的像素数量,叫做PPI(Pixels Per Inch),也可称为像素密度。

PPI的计算方式如下:利用勾股定理,通过分辨率中水平方向和垂直方向的像素数量,计算出对角线方向的像素数量,然后再除以对角线长度(也就是手机平面大小的英寸数)即可。

下图以iPhone5为例,通过计算可得出其PPI为326。当然,通过查看产品介绍来获取PPI值更为简单方便。

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PPI计算示例(iPhone5)

有了度量方式,那么手机屏幕采用多大的PPI才好呢?我们的期望当然是:眼睛看到的图像清晰平滑,完全感受不到像素的存在。

十年前,在iPhone 4发布会上,乔布斯是这样说的:“当你所拿的东西距离你10-12英寸(约25-30厘米)时,它的分辨率只要达到300 PPI这个‘神奇数字’以上,你的视网膜就无法分辨出像素点了。”

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乔布斯手持iPhone4

这就是苹果对“视网膜屏幕(Retina)”的最初定义,iPhone 4屏幕的像素密度也达到了326ppi。

实际上,乔布斯的定义中假设看屏幕的人的视力为1.0,但实际上很多人的视力要远好于1.0;并且看屏幕的距离需要在25到30厘米,实际上很多人可能会凑地更近。因此,300 PPI这个数值并不是绝对的。

业界也并未囿于这个值,而是不断拔高,目前主流手机的PPI都在300到500之间,三星的旗舰甚至都超过了500,连苹果自己的iPhone X和11都已达到了458的PPI。

下面再说说最近被炒得比较热的另外一个参数:刷新率

刷新率,就是一秒时间内手机屏幕显示刷新的次数。比如常见的60Hz刷新率,就是屏幕上显示的内容每秒刷新60次。

为啥屏幕显示的内容要快速刷新呢?

当物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。

由于视觉暂留效应,如果给人眼看多张快速变换的图片的话,前一张图片的内容还在视觉暂留,下一张图片又很快映入眼帘,就给人以连续的动画感觉,这就是视频的原理。

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视频或者动画的原理

因此,视频播放有一个“帧率(FPS: Frame per second)的概念,就是每秒播放多少张连续画面。

当帧率为16 FPS时,人眼就会认为图像是连贯的,更高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说25到30 FPS是可以接受的,但是将帧率提升至60 FPS则可以明显提升交互感和逼真感。 

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不同帧率下的动图

因此,屏幕的刷新率必须要大于视频的帧率。否则,视频都播放到下一帧了,而屏幕还没刷新显示,停留在上一帧都内容上,用户体验自然是不好。

目前绝大多数的视频帧率都小于60FPS,因此手机屏幕的刷新率不应低于60Hz。理论上来说,刷新率越高,屏幕的显示和操作越细腻流畅,因此目前很多旗舰机都使用了90Hz,甚至120Hz的刷新率。

三、手机的屏幕背后的技术

如果我们看手机的宣传海报是话,可以发现这里面关于屏幕材质和技术的的用语是五花八门:有TFT LCD,TFT,IPS,LTPS,OLED,AMOLED等等,让人眼花缭乱。

使用这些技术的屏幕到底哪里不同,有啥优劣点?

其实,目前主流的手机屏幕,从大的技术上来分类,无非就是LCD和OLED这两种。

LCD:英文全称Liquid Crystal Display,其实就是大名鼎鼎的液晶显示。

OLED:英文全称Organic Light-Emitting Diode,翻译过来就是有机发光二极管,又称作有机电激光显示。

光的三原色是红绿蓝,不同比例的这三种颜色混合,就可以得到自然界中几乎所有颜色了。因此,手机屏幕上的每个像素也都是由这三种颜色混合组成。

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光的三原色及混合色

下图是LCD和OLED技术下,每个像素的纵切面图,表示了这个像素发光的原理。

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LCD和OLED屏幕结构

LCD技术,“液晶(就是上图中左侧的Liquid Crystal)”两个字虽然很显眼,但液晶却并不能发出光来,需要一块由LED(发光二极管)组成的背板来提供白色光源,也叫做“背光(上图中的Back-light)”。

每个像素在背光的基础上,再加上一层有着红,绿,蓝这三种颜色的薄膜,白光透过这些薄膜,就变成了红,绿,蓝这三种颜色的有色光。

但这三种光的强度如果一样的话,混合起来就又成了白光或者灰光,因此必须灵活控制每种光的强度,才能混合出多种颜色来。

这时,就轮到液晶这种材料出场了。液晶这种物质有个特点,那就是在电场的作用下,其分子排列会产生变化,从而影响到对光的通透性,改变电压可调整透过光的多少。

对于LCD屏幕来说,夹在背光和薄膜之间的液晶层,通过调整输入电压来调整可通过的光亮,再通过有色薄膜之后,就可以得到不同强度的三原色光,混合之后就是变化万千的颜色了。

那么,怎样调整每个像素输入电压呢?

所谓TFT(Thin film transistor)是指液晶面板玻璃基片上的薄膜晶体管阵列,可以让LCD的每个像素都设有自身的一个半导体开关,从而实现“点对点”的独立精确控制。

因此,主流的LCD屏幕也叫做TFT-LCD。而IPS,LTPS其实都是TFT-LCD下的不同技术实现,在此不再赘述。

LCD说了这么多,现在轮到OLED了。

OLED屏的结构和LCD相比简单很多,不需要背光,也没有液晶和彩色滤光膜,其内部的有机材料涂层就像有色小灯泡一样,通电即可发光。

AMOLED:OLED大家已经知道了,前面的AM说的是OLED的驱动方式,其全称是Active Matrix,也就是有源矩阵,通常使用TFT作为开关,来控制通过有机材料的电流来实现不同颜色显示。目前所有用于手机的OLED都是AMOLED,因此可以认为两者是同一个东西。

Super AMOLED:三星对AMOLED的改进,取消了中间的触摸感应面板,将AMOLED感应层做在了屏幕之上,因此操控更灵敏,更纤薄,亮度也更高,在阳光下的演示效果更好。

Dynamic AMOLED:还是三星推出的AMOLED改进技术,目前主要用于高端机。这种技术改变了OLED中的有机材料,据称可以实现更广的动态范围,在图像明暗对比较高时,可以显示更多的暗部细节。

本质来说,Super AMOLED和Dynamic AMOLED噱头的成分居多,它们都属于AMOLED,而AMOLED正是用于手机的OLED技术。

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LCD和OLED下的各种细分屏幕技术

跟OLED屏相比,LCD屏有不少劣势。

1、无法显示黑色:由于液晶层无法完全闭合,总有一些背光会透过去,因此LCD无法显示纯黑色,只能显示为深灰色。而OLED则可以通过控制每个像素的开关来实现纯黑色显示。

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OLED屏幕(左侧)下的夜空要明显深邃一些

2、容易漏光:LCD屏幕的背光,很容易从屏幕和手机的边框泄漏出去,形成漏光现象,这种现象在手机做工粗糙的时代很普遍,目前已经很少见到了。

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LCD屏幕漏光

3、屏幕厚度大:LCD由于技术复杂,受限于背光层和液晶层,屏幕厚度远大于OLED。当然这点厚度在电视上完全不值一提,但在手机这种追求纤薄,内部空间极为有限的场景下,屏幕薄一些,就能塞下更多的其他元器件,用于提升其它方面的性能。

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LCD屏幕的厚度远大于OLED屏幕

4、难以实现曲面屏:LCD无法大幅度弯曲,而OLED可以。因此对于那些像曲面屏手机,就只能采用OLED屏了。

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OLED非常适合实现曲面屏

5、耗电量大:由于LCD屏存在背光,使用时必须整个点亮,而OLED可以单独控制每个像素的开关,所以LCD屏的耗电量远大于OLED。下图中坚果R1和小米mix2s都是LCD屏幕,在长时间视频播放下续航明显处于劣势。

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LCD屏幕能耗大,续航吃亏

6、响应时间长:LCD屏幕由于响应时间长,在画面快速滑动时会产生拖影。而OLED响应迅速,干净利落没有拖影。

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LCD屏幕的拖影现象

说了这么多LCD的缺点,那么,难道OLED就是完美无缺的吗?当然不是,OLED主要有烧屏和频闪的问题。

1、烧屏:由于OLED屏所采用的有机材料老化速度较快,如果有的像素工作负荷大,有的则比较空闲,就会出现整块屏幕老化程度不一致的问题,导致不同区域的颜色显示发生偏差。这种现象就叫做烧屏。

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OLED屏幕的烧屏现象

不过在正常使用情况下,烧屏是个缓慢的过程,等明显感受到的时候三年都过去了,大部分人也该换手机了。

烧屏是OLED屏的缺点,对于LCD来说,背光事整个点亮的,并且液晶的老化时间也要更长一些,因此基本不存在烧屏的问题。

2、频闪:对于LCD来说,要控制屏幕亮度,直接调整背光的亮度就可以了。但OLED就比较麻烦,需要通过高频地开关屏幕来实现调光,想要调亮就打开屏幕的次数多一些,想要调暗就关闭屏幕的次数多一些。

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OLED屏幕的调光:凸起的部分为屏幕打开

由于每次开关屏幕的时间很短,人眼虽然难以察觉到屏幕的每次开关变化,但可以却感受到一段时间内平均的明暗,这样就实现了调光的效果。

比如说,要实现50%的亮度,就要一半的时间打开屏幕,一半的时间关闭屏幕,在更低亮度是关闭屏幕的时间会更长,屏幕一闪一闪的,甚至到了肉眼可以可见到的地步:眼睛说不出的难受。

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OLED屏幕低亮度时的频闪

OLED的这个现象就叫做频闪,也因此得名“伤眼屏”。与之相对的,LCD屏幕就大大方方地自称为“护眼屏”了。

虽有缺点,但瑕不掩瑜,目前来说,OLED屏幕已步入主流,逐渐压缩LCD屏的生存空间,这一点在高端机上尤为明显。

对此,我们从苹果的配置上可以一窥端倪。

发布年份

iPhone型号

屏幕

2017

iPhone 8/8 plus

LCD

iPhone X

OLED

2018

iPhone XR

LCD

iPhone Xs/Xs Max

OLED

2019

iPhone 11

LCD

iPhone 11 Pro/Pro Max

OLED

从上可以看出,从刘海屏的X系列开始,定位高的产品都使用OLED屏,而价格低的则使用LCD。

好了,本期的内容就到这里。相信大家已经对手机屏幕的主要参数和技术有所了解,希望在后续选购手机时有所帮助。

作者:蜉蝣采采

来源:无线深海

‧  END   推荐文章:

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