stringtranslate.com

Семейство матриц PenTile

Матрица PenTile — это семейство запатентованных схем субпиксельных матриц, используемых в дисплеях электронных устройств . PenTile является торговой маркой Samsung . Матрицы PenTile используются в AMOLED и LCD дисплеях.

Эти субпиксельные макеты специально разработаны для работы с запатентованными алгоритмами субпиксельного рендеринга , встроенными в драйвер дисплея, что обеспечивает совместимость по принципу «включай и работай» с обычными панелями с полосами RGB (красный-зеленый-синий).

Обзор

Прототип пятисубпиксельной повторяющейся геометрии ячеек PenTile Matrix (увеличенная диаграмма)

«PenTile Matrix» ( неологизм от слова «пента-», что по-гречески означает «пять» и « плитка» ) описывает геометрическую схему прототипного расположения субпикселей, разработанную в начале 1990-х годов. [1] Макет состоит из квинконса , состоящего из двух красных субпикселей, двух зеленых субпикселей и одного центрального синего субпикселя в каждой элементарной ячейке. Он был вдохновлен биомимикрией сетчатки человека , которая имеет почти равное количество колбочек типа L и M , но значительно меньше колбочек S. Поскольку S-конусы в первую очередь отвечают за восприятие синих цветов, которые существенно не влияют на восприятие яркости , уменьшение количества синих субпикселей по сравнению с красными и зелеными субпикселями на дисплее не снижает качество изображения. [2] [ требуется проверка ] Однако макет может привести к искажению изображения при утечке цвета, которое можно уменьшить с помощью фильтров. [3] [4] В некоторых случаях макет приводит к уменьшению муара и блочности по сравнению с обычными макетами RGB. [5] Макет PenTile специально разработан для работы и зависит от субпиксельного рендеринга, который использует в среднем только один с четвертью субпикселя на пиксель для рендеринга изображения. То есть любой данный входной пиксель отображается либо в логический пиксель с красным центром, либо в логический пиксель с зеленым центром.

История

PenTile была изобретена Кэндис Х. Браун Эллиотт, за что она была награждена Премией Отто Шаде Общества информационных дисплеев в 2014 году. [6] Технология была лицензирована компанией Clairvoyante с 2000 по 2008 год, за это время было создано несколько прототипов PenTile. Дисплеи были разработаны рядом азиатских производителей жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев). В марте 2008 года Samsung Electronics приобрела IP-активы PenTile компании Clairvoyante. Затем Samsung профинансировала новую компанию Nouvoyance, Inc. для продолжения разработки технологии PenTile. [7]

Пентайл RGBG

Увеличенное изображение экрана AMOLED смартфона Google Nexus One с использованием системы RGBG семейства матриц PenTile.

В макете PenTile RGBG, используемом в AMOLED и плазменных дисплеях [8], используются зеленые пиксели, чередующиеся с чередующимися красными и синими пикселями. Человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цвету, особенно к информации о яркости с высоким разрешением. Зеленые субпиксели сопоставляются с входными пикселями по принципу «один к одному». Красные и синие субпиксели подвергаются субдискретизации, восстанавливая сигнал цветности с более низким разрешением. Сигнал яркости обрабатывается с использованием адаптивных фильтров рендеринга субпикселей для оптимизации восстановления высоких пространственных частот из входного изображения, при этом зеленые субпиксели обеспечивают большую часть реконструкции. Красный и синий субпиксели способны восстанавливать горизонтальные и вертикальные пространственные частоты, но не самую высокую из диагонали. Диагональная информация высокой пространственной частоты в красном и синем каналах входного изображения передается в зеленые субпиксели для реконструкции изображения. Таким образом, схема RG-BG создает цветной дисплей с на треть меньшим количеством субпикселей, чем традиционная схема RGB-RGB, но с тем же разрешением измеренной яркости . [9] [10] Он похож на фильтр Байера , обычно используемый в цифровых камерах .

Устройства

По состоянию на 2021 год «почти все OLED-экраны портативных потребительских устройств используют ту или иную форму субпиксельной компоновки Pentile». [11]

Пентайл RGBW

Увеличенное изображение блока RGBW.

Технология PenTile RGBW, используемая в ЖК-дисплеях, добавляет дополнительный субпиксель к традиционным красным, зеленым и синим субпикселям, который представляет собой чистую область без материала цветовой фильтрации и с единственной целью - пропускать фоновую подсветку , [24] отсюда W означает белый . Это дает возможность получить более яркое изображение по сравнению с RGB-матрицей при использовании того же количества энергии или получить столь же яркое изображение при меньшем энергопотреблении. [25]

Макет PenTile RGBW использует каждый красный, зеленый, синий и белый субпиксели для представления информации о яркости с высоким разрешением конусным ячейкам человеческого глаза, чувствительным к красному и зеленому свету , при этом используется комбинированный эффект всех цветовых субпикселей для представления более низких цветов. Информация о разрешении цветности (цвета) для всех трех типов колбочек. В совокупности это оптимизирует соответствие технологии отображения биологическим механизмам человеческого зрения. [26] В макете используется на треть меньше субпикселей при том же разрешении, что и в макете с полосами RGB (RGB-RGB), несмотря на наличие четырех основных цветов вместо обычных трех с использованием субпиксельного рендеринга в сочетании с метамерным рендерингом. Метамерный рендеринг оптимизирует распределение энергии между белым субпикселем и комбинированными красными, зелеными и синими субпикселями: W <> RGB, чтобы улучшить резкость изображения.

Чип драйвера дисплея имеет преобразователь цветового векторного пространства RGB в RGBW и алгоритм отображения гаммы , за которым следуют алгоритмы рендеринга метамеров и субпикселей . Чтобы сохранить качество насыщенного цвета, избежать одновременной ошибки контраста между насыщенными цветами и максимальной яркостью белого, одновременно снижая требования к мощности подсветки, яркость подсветки дисплея находится под контролем драйвера PenTile. [27] Когда изображение в основном имеет ненасыщенные цвета, близкие к белому или серому , яркость подсветки значительно снижается, часто до пиковой менее 50%, в то время как уровни ЖК-дисплея увеличиваются для компенсации. Когда изображение имеет очень яркие насыщенные цвета, яркость подсветки поддерживается на более высоком уровне. PenTile RGBW также имеет дополнительный режим высокой яркости, который удваивает яркость ненасыщенных цветных областей изображения, таких как черно-белый текст, для улучшения видимости на открытом воздухе.

Устройства

Споры

Продолжающиеся споры относительно определения или измерения разрешения цветных субпиксельных плоских дисплеев заставили многих людей [32] [33] [34] усомниться в заявлении о разрешении дисплеев PenTile. [35] Журналисты отмечают, что « почти в каждом существующем плоском телевизоре каждый пиксель состоит из одного красного, одного зеленого и одного синего субпикселя (RGB), причем все они имеют одинаковый размер ». [8] В традиционных плоских экранах разрешение определяется количеством красных, зеленых и синих субпикселей в группах по три в массиве на каждой оси. В результате каждый пиксель или группа субпикселей могут отображать на экране любой цвет независимо от соседних пикселей. Это не относится к экранам PenTile.

Метод измерения и определения разрешения Ассоциации по стандартизации видеоэлектроники ( VESA ) заключается в измерении контрастности пар линий, что требует минимум 50% контрастности Майкельсона для дисплеев, предназначенных для рендеринга текста. [36] Разработчики дисплеев PenTile используют этот критерий VESA для контраста пар линий для расчета заданного разрешения. [37] В макете RGBG чередующиеся красные и синие субпиксели «совместно» или субдискретизируются с соседними пикселями. Из-за меньшей на треть плотности субпикселей на дисплеях PenTile [38] структура пикселей может быть более заметной по сравнению с полосовыми дисплеями RGB с той же плотностью пикселей. [39] [40] Потеря субпикселей для заданной спецификации разрешения побудила некоторых журналистов охарактеризовать использование PenTile как «теневую практику» [41] и «своего рода мошенничество». [42]

Для заданного размера и разрешения экран PenTile может выглядеть зернистым, пиксельным, крапчатым, с размытым текстом на некоторых насыщенных цветах и ​​фоне по сравнению с цветом полос RGB. [43] Предполагается, что этот эффект вызван ограничением количества субпикселей, которые могут участвовать в реконструкции изображения, когда цвета сильно насыщены до основных цветов. В случае RGBW это вызвано тем, что субпиксель W будет недоступен для сохранения насыщенного цвета. В случае RGBG этот эффект будет возникать, когда граница цвета в основном красная или синяя, поскольку полностью заполненный (один зеленый на пиксель) субпиксель не может внести вклад. Во всех остальных случаях эффективно восстанавливается текст и особенно полноцветные изображения. [27]

Преимущества и недостатки

Макет PenTile уменьшает количество субпикселей, необходимых для создания заданного разрешения. Следовательно, можно достичь разрешения HD на экране PenTile AMOLED с меньшими затратами, чем другие технологии, и большинство обозревателей отмечают, что дисплеи с разрешением «300 ppi» (согласно VESA, а не полные пиксели) (например, Samsung Galaxy S III ) Эффект PenTile менее очевиден, чем у дисплеев PenTile с более низким разрешением ( Droid Razr ). Второе преимущество — более низкое энергопотребление: использование дисплея PenTile в HTC One S делает его более энергоэффективным и тоньше, чем эквивалентные ЖК-экраны, что обеспечивает лучшее время автономной работы, чем IPS LCD в HTC One X. [44] [45] [46] [47] Экран PenTile AMOLED также дешевле, чем AMOLED с полосой RGB. [48]

По данным Samsung, дисплеи PenTile AMOLED имеют более длительный срок службы из-за меньшего количества синих субпикселей. [49]

В большинстве дисплеев PenTile используются прямоугольные сетки из чередующихся зеленых и сине-красных пикселей. Однако в Samsung Galaxy S4 используется массив пикселей PenTile Diamond, в котором зеленые пиксели имеют овальную форму и повторяются в одной строке, а красные и синие пиксели крупнее и чередуются между линиями зеленого цвета, что обеспечивает более однородные цвета с меньшим количеством аберраций по сравнению с Дисплей PenTile предыдущего поколения на Galaxy S III. [50]

Прием

Дисплеи PenTile для смартфонов были встречены неоднозначно. Например, дисплей Motorola Atrix 4G имел «неточные цвета и плохие углы обзора, не говоря уже о практически нечитаемом тексте при максимальном увеличении». Кроме того, при сравнении оригинального Droid Razr и более дешевого RAZR V, TN TFT ЖК-дисплей RAZR V (более дешевый ЖК-дисплей по сравнению с более дорогим ЖК-дисплеем с IPS-панелью ) оказался намного более четким, чем Super AMOLED Droid Razr. Advanced PenTile, несмотря на то, что оба экрана используют одинаковое разрешение. [51] [52]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тим Орен. «Pentile Matrix: 50% энергосбережение плоской панели теперь, еще больше» . Проверено 2 августа 2011 г.
  2. ^ Браун Эллиотт, CH (декабрь 1999 г.). «Уменьшение количества пикселей без снижения качества изображения». Журнал «Информационный дисплей» . Архивировано из оригинала 2 марта 2012 г. Проверено 9 августа 2011 г.
  3. ^ Че, Сон Хо; Ю, Чоль-Хван; Сун, Джи-Янг; Канг, Мун-Чхон; Ко, Сунг-Джи (ноябрь 2017 г.). «Субпиксельный рендеринг для пентильного дисплея на основе зрительной системы человека». Транзакции IEEE по бытовой электронике . 63 (4): 401–409. дои : 10.1109/TCE.2017.015103. ISSN  0098-3063. S2CID  20161486.
  4. ^ Эллиотт, CH Браун; Кределл, ТЛ; Хан, С.; Я, МХ; Хиггинс, МФ; Хиггинс, П. (2003). «Разработка цветной субпиксельной архитектуры PenTile Matrix™ AMLCD и алгоритмов рендеринга». Журнал Общества отображения информации . 11 (1): 89. дои : 10.1889/1.1831725. S2CID  62614305.
  5. ^ Эллиотт, Кэндис Хеллен Браун. «Технология отображения PenTile».
  6. ^ Журнал информационного дисплея. «Награды и награды СИД 2014». Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 г. Проверено 8 апреля 2014 г.
  7. ^ Нувоянс. «Пресс-релиз: Samsung Electronics приобретает интеллектуальные активы Ясновидящего». Архивировано из оригинала 27 февраля 2012 г. Проверено 19 августа 2010 г.
  8. ^ ab «Обзор плазмы серии Samsung F5500» . CNET . Проверено 23 июля 2013 г.
  9. ^ «Измерение разрешения дисплея с помощью методологии контрастной модуляции» (PDF) . Новованс. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2011 года . Проверено 6 марта 2012 г.
  10. ^ Мобильный дисплей Samsung. «Визуальная (=Пентильная) технология» . Проверено 3 марта 2010 г.
  11. ^ Байфорд, Сэм (08 октября 2021 г.). «У OLED-переключателя Nintendo Switch нет экрана Pentile». Грань . Проверено 25 января 2022 г.
  12. ^ плоская панельшд. «iPhone X — первый смартфон Apple с OLED и HDR» . Проверено 1 ноября 2017 г.
  13. ^ Преслав Кательев. «В иске говорится, что Apple солгала о размере и разрешении экрана нового iPhone XS, но это неверно» . Проверено 22 декабря 2018 г.
  14. ^ Доктор Раймонд М. Сонейра. «Разбор технологии OLED-дисплея iPhone 14 Pro Max» . Проверено 6 ноября 2022 г.
  15. ^ CrackBerry (23 апреля 2013 г.). «Обзор BlackBerry Q10» . Проверено 25 апреля 2013 г.
  16. ^ «Подтверждено: Galaxy Nexus включает PenTile» . АнандТех . Проверено 26 июля 2013 г.
  17. ^ «Я рассматриваю Motorola RAZR: Intel внутри, дисплей Pentile» . GSMАрена . Проверено 13 сентября 2013 г.
  18. ^ «Пользователь на бразильском форуме подтверждает, что новый дисплей Moto X 2014 является пентилем» .
  19. ^ iFixit (6 января 2010 г.). «Разборка Nexus One» . Проверено 3 марта 2010 г.
  20. ^ Команда GSMArena. «Обзор Samsung I8190». GSMАрена . GSMАрена . Проверено 11 мая 2014 г.
  21. ^ «Дисплей настоящий полосатый или пентильный? | Поддержка Samsung AFRICA_EN» .
  22. ^ Самсунг. «Технические характеристики NX10» . Проверено 24 августа 2010 г.
  23. ^ «Практический обзор Xiaomi Mi A3: это не понижение версии» . 19 июля 2019 г.
  24. ^ [1] [ неработающая ссылка ]
  25. ^ Нувоянс. «Технология PenTile RGBW. Что она делает?». Архивировано из оригинала 23 июля 2012 г. Проверено 3 марта 2010 г.
  26. ^ Нувоянс. «Технология PenTile RGBW». Архивировано из оригинала 10 февраля 2010 г. Проверено 3 марта 2010 г.
  27. ^ ab Браун Эллиотт, Кэндис, Глава 12, «Реконструкция изображения на цветных субпиксельных дисплеях», Мобильные дисплеи: технологии и приложения , Wiley, 2008, ISBN 978-0-470-72374-6 
  28. ^ Моторола. «Технические характеристики Motorola MC65».
  29. ^ Моторола. «Технические характеристики Motorola MC55».
  30. ^ Моторола. «Технические характеристики Motorola es400» . Проверено 24 августа 2010 г.
  31. ^ Инсайт Медиа. «Display Daily – самый значимый новый смартфон в мире». Архивировано из оригинала 23 января 2011 г. Проверено 21 января 2011 г.
  32. ^ «Super AMOLED Plus против Super AMOLED: к матрице PenTile и обратно». 12 мая 2011 года . Проверено 3 ноября 2013 г.
  33. ^ Клуг, Инофуэнтес (21 октября 2011 г.). «Подтверждено: Galaxy Nexus включает PenTile». АнандТех.
  34. ^ «Тема на форуме: iPhone 5 официально признан самым мощным телефоном в мире» .
  35. ^ ДисплейБлог. «Дебаты по «Резолюции» Nexus One продолжаются» . Проверено 6 июля 2011 г.
  36. ^ Общество отображения информации. «Международный комитет по метрологии дисплеев» . Проверено 6 июля 2011 г.
  37. ^ Нувоянс. «Информационные документы по технологии PenTile» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2011 года . Проверено 6 марта 2012 г.
  38. ^ Нувоянс. «Дизайн дисплея и система человеческого зрения». Архивировано из оригинала 10 февраля 2010 г. Проверено 16 апреля 2012 г.
  39. ↑ Тейлор Мартин (18 июля 2011 г.). «Обзор Motorola DROID 3 от Тейлора» . Проверено 16 апреля 2012 г.
  40. ^ Жизнь дроида. «Сравнение полос Pentile и RGB» . Проверено 16 апреля 2012 г.
  41. ^ Савов (2 апреля 2012 г.). «Обзор HTC One S» . Проверено 3 ноября 2013 г.
  42. ↑ Филиппид (18 апреля 2012 г.). «Состязание по дисплеям: сравнение экранов HTC One X и Galaxy Nexus (против iPad 3)» . Проверено 3 ноября 2013 г.
  43. ^ Протестированный блог. «Как дисплеи PenTile ярче, но не всегда лучше» . Проверено 27 июля 2011 г.
  44. ^ «Обзор HTC One S» . MobileSyrup.com . 30 мая 2012 г. Проверено 26 июля 2013 г.
  45. ^ Молен, Брэд (5 апреля 2012 г.). «HTC One X против One S: какой телефон вам больше всего подходит?». Engadget.com . Проверено 26 июля 2013 г.
  46. ^ Боксалл, Энди (4 мая 2012 г.). «У Samsung Galaxy S III дисплей PenTile: что это такое и почему вас это должно волновать?». Цифровые тенденции . Проверено 26 июля 2013 г.
  47. ^ Влад Савов (2 апреля 2012 г.). «Обзор HTC One S». Грань . Проверено 26 июля 2013 г.
  48. ^ Сакр, Шариф (3 ноября 2011 г.). «Обзор Nokia Lumia 800». Engadget.com . Проверено 26 июля 2013 г.
  49. ^ «Galaxy S III оснащен PenTile AMOLED, потому что он служит дольше» . GSMArena.com . Проверено 4 января 2022 г.
  50. ^ «Обзор Samsung Galaxy S4 (видео)» . MobileSyrup.com . 01.05.2013 . Проверено 26 июля 2013 г.
  51. ^ «Обзор: Motorola RAZR V» . Неовин . Проверено 26 июля 2013 г.
  52. ^ «Возвращение: Motorola Atrix» . MobileSyrup.com . 11 декабря 2011 г. Проверено 26 июля 2013 г.