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基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析

基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析

                                                              黄宇

0 引言

手机显示屏从手机诞生开始就是不可或缺,只是从以前的显示数字,短信文字到现在将书籍,音乐,视频,游戏等等呈现给用户,特别是随着现在大型的手机游戏的流行,用户对手机屏幕的要求也越来越高了。因此手机屏幕材质从当初了UFBSTN进化到现在的TFTSLCD等等。

不过毕竟屏幕材质实在够多,而消费者对它们的优缺点也不能一一了解,本文先通过对目前九大手机屏幕材质的解析,让消费者有一个明明白白的消费观。这九大手机屏幕材质及技术中,除了传统的TFTOLED等屏幕之外,还有NOVAAMOLEDSuoer AMOLEDSuper AMOLED PlusIPSSLCDASV等这几年十分流行的屏幕材质及技术,下表总结了这九大类手机屏幕代表机型及优缺点。从表1可知,不同屏幕材质均有其优点及不足之处,关键在于消费者的抉择。

 

1 九大类手机屏幕代表机型及其优缺点

 

 

TFT

OLED

NOVA

AMOLED

Super AMOLED

Super AMOLED Plus

IPS

LCD

ASV

代表机型

摩托罗拉XT702

红米Pro

LG P970

联想乐phone

三星I9000

三星I9100

Iphone 5S

Iphone 6 plus

夏普7218U

屏幕优点

对比度较高

可视角度大、省电

亮度高、省电

色彩丰富、反应快、可视角度大

色彩丰富、可视角度大、省电

画质细腻、色彩丰富、可视角度大、省电

色彩还原度高、色彩好

可视角度大、色彩还原度高

可视角度大、反应速度快

屏幕不足

耗电、灵敏度差

色彩还原度差、使用寿命短

可视度较差

色彩还原度差

颗粒度高

色彩还原度差

功耗较高

亮度一般

色彩丰富度较差

    从表1可知,IPSLCD屏幕的优点均为色彩还原度高,但是究竟是哪一个屏幕的色彩还原度更高?为解决这个问题,本研究以目前主流手机华为mate7、华为p8iphone 5Siphone 6 plus为例,分析华为mate7在显微下放大5倍,观察其屏幕在脱膜前后获取红绿蓝三颜色的高光谱相应变化;分析iphone 6 plus在显微下放大10倍观察其开目镜前后获取红绿蓝三颜色的高光谱特征变化;同时分析华为p8iphone 5Siphone 6 plus这三款手机在显微放大5倍、10倍条件下,其在红绿蓝三颜色的高光谱特征变化。

1 基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析试验部分

1.1 仪器及参数

   本试验利用四川双利合谱科技有限公司自主研发的GaiaMicro显微高光谱成像系统,光谱范围为400-1000nm,光谱分辨率为2.8 nm,图像分辨率为1392*1040。显微高光谱成像系统如图1所示。

                     

                1 400-1000nm系列显微高光谱成像系统

1.2 样品来源

    此次试验用到的华为mate7、华为p8iphone 5Siphone 6 plus这四款手机,均是公司同事在手机生产厂家购买,为自用产品。

1.3 基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析试验方法

    在同样的外界条件下,利用GaiaMicro显微高光谱成像系统获取华为mate7在显微放大5倍下脱膜前后的红绿蓝三颜色的高光谱影像数据;iphone 6 plus在显微下放大10倍下开目镜前后红绿蓝三颜色的高光谱影像数据;华为p8iphone 5Siphone 6 plus三款手机在显微放大5倍、10倍条件下,红绿蓝三颜色的高光谱影像数据。利用ENVIROI Tools工具统计同样像元数下红绿蓝三颜色在400-100nm的光谱变化。

2 基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析结果与讨论

2.1 华为mate7显微下放大5倍其在脱膜前后红绿蓝三颜色的光谱变化

    华为Mate7配备6英寸显示屏,拥有FHD 1080p(1920x1080)像素分辨率,368PPIIPS/LTPS (低温多晶硅)技术,表面覆盖康宁大猩猩第3代玻璃。从图2可知,当华为Mate7脱膜时,其蓝色显示的峰值会上升,但位置保持不变;绿色显示的峰值与蓝色一样,会有所上升,但是峰值的位置发生了“红移”;而红色显示的峰值下降,且峰值的位置发生了“蓝移”。从而可以判断华为mate7的显示屏色彩还原度一般。

      

2 华为Mate7手机屏幕脱膜前后颜色显示差异(显微放大5倍)

2.2 iphone 6 plus显微下放大10倍其在开目镜前后红绿蓝三颜色的光谱变化

    iPhone6 Plus采用5.5英寸LCD屏幕,内置了1920×1080的分辨率,PPI高达400。从图3可知,当ihpone6 plus开目镜时,与未开目镜前相比,其蓝色和绿色显示的峰值会上升;红色显示的峰值下降;但红绿蓝三颜色峰值位置均保持不变。结合图2和图3可知,与华为mate7相比,iPhone6 Plus的显示屏的色彩还原度较高。

 

3 ihpone6 plus开目镜前后颜色显示差异(显微放大10倍)

2.3华为p8iphone 5Siphone 6 plus在显微放大5倍、10倍条件下,其在红绿蓝三颜色的光谱变化

   华为P8采用5.2英寸 IPS-Neo负向液晶屏,内置了1920×1080的分辨率 PPI高达423。从图4可知,显微镜放大不同的倍数,其红绿蓝三颜色的峰值及峰值位置均发生了较大的变化,放大5倍时其红绿蓝的峰值均大于放大10倍的峰值;不同的是当显微放大10倍时,与显微放大5倍相比,其蓝色的峰值位置保持不变,绿色的峰值发生了“蓝移”,而红色的峰值发生了“红移”。综合判断可知,华为P8的显示屏色彩还原度较差。

 

  4 华为p8显微放大不同倍数其颜色显示差异

    iPhone5S配备了4英寸屏幕,1136x640分辨率的Super HD(超高清)IPS电容触摸屏,PPI为326。从图5可知,显微镜放大不同的倍数,iphone5S红绿蓝三颜色的峰值及峰值位置也发生了较大的变化。显微放大5倍时,其蓝色的峰值小于10倍的峰值,但峰值位置不变;显微放大5倍和10倍时,绿色的峰值无明显变化,但是显微放大10倍时峰值的峰值发生了“红移”;显微放大5倍时,其红色的峰值高于显微放大10倍,绿色的峰值发生了“红移”,但显微放大10倍时,其峰值位置发生了“蓝移”。综合判断可知,与华为P8一样,iphone 5S的显示屏色彩还原度也较为一般。

 

        

             5 iphone 5S显微放大不同倍数其颜色显示差异

    iPhone6 Plus采用5.5英寸LCD屏幕,内置了1920×1080的分辨率,PPI高达400。从图6可知,无论iPhone6 Plus的显示屏在显微条件下放大5倍还是10倍,其红绿蓝三颜色的峰值位置均保持不变,且峰值的大小并无显著变化。因此,与华为P8iphone 5S相比,iphone 6 plus的色彩还原度更高。

 

            6 iphone 6 Plus显微放大不同倍数其颜色显示差异

3 基于高光谱技术不同手机屏幕的色彩还原度分析结论

   从图3和图6可知,iphone 6 plus在开目镜前后、显微放大不同倍数两种不同条件下,其红绿蓝三颜色的光谱值均无显著变化,这充分说明iphone 6 plus搭载的LCD屏幕色彩还原度较高;从图2、图4、图5可知,而无论是华为mate7、华为P8或者iphone 5S,其搭载的显示屏色彩还原度都较为一般,仔细分析可知,这三款手机搭载的都是IPS屏幕。综合分析可知,LCD屏幕的色彩还原度高于IPS屏幕的色彩还原度。

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