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　　隨著全面屏的已成為手機標配的趨勢日益明顯，當屏幕越來越大，分辨率也越來越高，很多人在購買手機時，往往認為，分辨率越高，屏幕顯示效果越清晰。實際上，這種想法是不全面的。屏幕的材質(zhì)以及子像素的排列方式也是影響屏幕顯示效果的重要因素。屏幕子像素的排列方式一般分為兩種，一種是標準RGB排列方式，另一種是RGB PenTile排列方式，那么它們都是什么意思呢？采用哪種子像素排列方式的屏幕更好呢？接下來OLEDindustry為大家詳細的解答。

　　顯示的基本原理，是由紅綠藍 (RGB) 三原色光條并列組成像素 (Pixel)，任何色彩都可經(jīng) RGB 色光不同的深淺層次的搭配制造出來，放大看雖是分開的三個條狀色光，但像素非常細小，肉眼的適當距離看上去則是三色的混合光。顯示屏是由許許多多的像素構(gòu)成的，而為了讓每一個單獨的像素可以顯示出各種顏色，就需要把它分解為紅綠藍三個比像素更低一級的子像素。即，3個子像素構(gòu)成一個整體，即彩色像素。當需要顯示不同顏色的時候，三個子像素分別以不同的亮度發(fā)光，由于子像素的尺寸非常小，在視覺上就會混合成所需要的顏色。

　　了解了子像素概念，那么就進入今天的主題——子像素的排列，上面提到了子像素的設(shè)計分為兩種一種是傳統(tǒng)的RGB排列，一種是RGB PenTile排列方式，那這兩種排列究竟是怎樣的餓呢？

　　兩種子像素排列的定義

　　RGB排列

　　RGB排列是最標準的排列方式，它把一個方塊形的像素，平均分成三等分，每一塊賦予不同的顏色，這樣就可以構(gòu)成一個彩色像素。這也是絕大多數(shù)LCD所采用的子像素排列方法（當然，三個像素的順序是隨意的，不國一般都是“紅綠藍”或者“藍綠紅”）。

　　因此，只要我們把足夠多這樣構(gòu)造的像素排列到一起，就可以顯示出我們所需要的圖案了。

　　事實上，絕大多數(shù)的LCD，采用的都是標準RGB子像素排列。它的好處是像素獨立性高，每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器，總共需要制作3m*n個像素（在制造過程中，子像素是最基本的制造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產(chǎn)生的）。這在液晶上是沒什么問題的，因為LCD采用的是印刷工藝，制作多少個像素對成本的影響并不高。

　　RGB PenTile排列

　　PenTile 是美國舊金山硅谷一家成立不久叫Clairvoyante的公司發(fā)明的，因為其突破了 RGB 的規(guī)格，除了 RGB 三色之外、增加一個白色 W (White)，同時把 RGBW 四色各變成獨立的像素，有可操縱的地址 (Addressable)，所以每一色光可以單獨運作，這就是 PenTile。而傳統(tǒng)的 RGB，則是三色連在一起成為一個像素，是基本的地址單位，在應(yīng)用層面不能單獨顯示其中任一彩色。

　　而發(fā)展到如今，RGB PenTile排列現(xiàn)在成為一些采用OLED材質(zhì)的手機RGB子像素的排列方式。它與標準RGB排列單個像素點是不一樣的，標準RGB排列的像素點是由紅綠藍三個子像素組成的，而PenTile的單個像素點只有“紅綠”或者“藍綠”兩個子像素點組成。圖中左邊就是RGB PenTile排列的子像素排列方法。可以看到，同樣顯示3x3個像素，RGB PenTile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數(shù)量減少了1/3。在實際顯示圖像時，RGB PenTile的一個像素點會“借”用與其相鄰的像素點的另一種顏色來構(gòu)成三基色。水平方向，每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素，共同達到白色顯示。

PenTile與標準RGB子像素排布對比

　　PenTile的優(yōu)點

　　下圖是 PenTile 與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在顯示技術(shù)上的差別。傳統(tǒng)的 RGB 像素，排列整齊一致，如圖顯示一條白線，每個像素里的 RGB 要開到最亮，要顯示一條黑線，像素里的 RGB 全部關(guān)閉。PenTile 則每一色都是單獨的像素，可以排列成棋盤狀，因為色彩之間沒有關(guān)連，所以每個像素都能與任何周遭像素結(jié)合顯示，也就是 RGBW 白四色能任意結(jié)合，如圖只用兩色就能顯示白線與黑線，而傳統(tǒng)則需用三色。（下圖中左側(cè)為傳統(tǒng)紅綠藍顯示，上圖為直線、下圖為橫線；圖右側(cè)則為 PenTile 結(jié)構(gòu)，上圖為直線、下圖為橫線。）

　　PenTile 結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢自省電。液晶顯示效率極低，因為 RGB 色光是透過濾色鏡制造出來的，濾色鏡把背板光源遮住了大部分，甚至高達 90%，我們看到的僅是少部分透視過來的光線，所以看起來覺得陰暗。PenTile 增加的白色光，則是從背板光源直接照射的光線，不需過濾，所以亮度極高，相對的可以使耗電量減低。

　　另外 PenTile 每一像素可與鄰近像素搭配，不受傳統(tǒng) RGB 同時運作的限制，許多色彩可兩色即可組成，不必一定要三色組合，像上圖的線條即是以兩色搭配的，比傳統(tǒng)三色減少一色顯示，但效果相同。這樣使得整個面板用的色彩條塊（不是像素數(shù)目），PenTile 的 RGBW 色彩條塊，就會比傳統(tǒng)的 RGB 色彩條塊減少三分之一，因此 PenTile 可以把 RGBW 每個色彩條塊面積放大，增加像素的透光度，讓整個面板亮度增加。初步估算，白色像素加上像素面積放大，可以讓面板亮度加倍，如果維持原來的亮度，耗電量就減半。

　　除了增加亮度，或節(jié)省電能，如果PenTile 的色彩條塊（像素）面積不放大，與傳統(tǒng) RGB 的色彩條塊數(shù)目相同，PenTile 的分辨率無形就增加了三分之一（如上圖 PenTile 用兩個色與傳統(tǒng)三個色顯示效果相同），對于多媒體的展現(xiàn)更為清晰。像手機的多媒體使用越來越普遍，但目前的亮度都嫌不夠，所以亮度可能比省電更重要，PenTile 就可以在節(jié)省電源與增加亮度上調(diào)整。亮度增加、分辨率增加，顯示的細節(jié)也更清晰，最明顯的是筆畫單純的字體，會更容易閱讀。

　　除了硬件，PenTile 在軟件上也作了許多調(diào)節(jié)。PenTile 的顯示雖然大多清晰亮麗，但部分圖形的色彩偏向飽和，顯得不自然，這時候就用軟件把白色像素亮度減低，用別的色彩調(diào)節(jié)，使得圖畫自然一些。PenTile 最近在一個會議上展示分析影視的畫面色彩，用這一畫面的色彩數(shù)值，來調(diào)解顯示下一畫面的背板光源，讓眼睛看起來畫面沒變，但用的電源卻大量減少，估計用到目前百分之四、五十的電量，就能觀看影視。

　　Pentile子像素排列利用鄰近的子像素來“模擬”一個像素點，這種投機取巧的方式能明顯降低子像素點的數(shù)量，打個比方，某屏幕用正常RGB像素排列會有總共1500萬的子像素點，但是如果換為Pentile就只會有1000萬的子像素點。

　　這相對于GPU來說是非常有利的情況，降低子像素的數(shù)量能直接降低GPU的負荷，這個不解釋了，某論壇某網(wǎng)友將游戲“塵埃3”的分辨率提高到5760*1080，結(jié)果只有用580SLI才能流暢運行！#p#分頁標題#e#

　　粗略算了下，sa720P屏幕總像素點為1280*720*0.66=608256（9100是800*480=384000）是9100屏幕“清晰度”的158.4%左右，我所說的清晰度，其實就是指子像素的數(shù)量。

　　順便說說，這里是直接用像素點算的，不是用像素密度，假設(shè)在相同大小的屏幕下。如果換成4.65寸，估計會在130%左右。

　　其實用“總像素數(shù)”除以“面積”更能體現(xiàn)像素點的密度，PPI相對來說已經(jīng)不能很好地比較Pentile的像素密度，何況從來在物理學上，密度的表現(xiàn)經(jīng)常是以面積、體積為分子的。

　　其實pentile真正的缺點就在于模擬出來的像素點太少了，I9000的pentile屏幕“模擬”出來的像素點只有9100的66.6%，文字邊緣發(fā)虛、“網(wǎng)格樣黑點”是肯定的，必然的，但如果將子像素點數(shù)量直接提升，就能掩蓋這些肉眼能看出的缺陷。

　　Pentile排列的AMOLED屏硬傷

　　很多工程師糾結(jié)于i9000屏幕的“顆粒感”的，但為什么i9000以及其他用大部分AMOLED的手機屏幕會顯現(xiàn)出顆粒感呢？

　　首先要說明的是，顆粒感和AMOLED材質(zhì)本身無關(guān)，而它完全和屏幕本身的子像素排列有關(guān)系。

　　首先是最簡單的情況，也就是把一個方塊形的像素，平均分成三等分，每一塊賦予不同的顏色，這樣就可以構(gòu)成一個彩色像素。這也是絕大多數(shù)液晶顯示器所采用的子像素排列方法（當然，三個像素的順序是隨意的，不國一般都是【紅綠藍】或者【藍綠紅】）。

　　這樣，只要我們把足夠多這樣構(gòu)造的像素排列到一起，就可以顯示出我們所需要的圖案了。

　　事實上，絕大多數(shù)的LCD顯示器，采用的都是這種子像素排列。它的好處是像素獨立性高，每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器，總共需要制作3m*n個像素（在制造過程中，子像素是最基本的制造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產(chǎn)生的）。這在LCD上是沒什么問題的，因為LCD采用的是印刷工藝，制作多少個像素對成本的影響并不高。

　　但是這個問題到了AMOLED時代就不一樣了，AMOLED面臨2個問題：第一個是像素總個數(shù)直接決定生產(chǎn)成本，第二個是AMOLED的發(fā)光效率并不高。如果采用和LCD一樣的工藝，就需要更高的發(fā)光亮度，才能得到和LCD一樣的觀感，同時也會增加制造成本，所以三星在制造AMOLED面板的時候，采用了一種不同于上面的子像素排列方法，這種子像素排列方式叫做RGB Pentile，有許多變種。

　　圖中左邊就是i9000所采用的Pentile RGB排列子像素的子像素排列方法?？梢钥吹剑瑯语@示3x3個像素，Pentile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數(shù)量減少了1/3。也就是說，Pentile技術(shù)下一個像素只包含兩個子像素，要么是綠+紅，要么是綠+藍。大家可能要奇怪了，Pentile為什么可以縮減1/3的子像素而保持總像素不變呢？既然缺少一種子像素，那它又是怎么達到依然顯示3x3全彩色像素的結(jié)果的呢？這里面的關(guān)鍵在于相鄰像素之間的“共用子像素”。

　　接下來聚焦Pentile在工作時的子像素點亮情況。

　　首先是顯示水平間隔的白色線條。

　　可以看到，水平方向，每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素，共同達到白色顯示。

　　然后是現(xiàn)實垂直間隔的白色線條。

　　公用情況也是一樣的。

　　下面來顯示黑白點陣。

　　注意，問題來了：應(yīng)該有的藍色像素不見了！這是因為每一個像素都失去了鄰居，無法公用，所以Pentile屏幕無法精確顯示這樣的圖案。這個問題非常麻煩，為了讓顯示的結(jié)果仍然為白色，就需要把原本應(yīng)該熄滅的藍色像素重新點亮，結(jié)果就是顯示白色點陣失敗。

　　現(xiàn)在我們知道了，Pentile技術(shù)的精髓就是要做到相鄰像素的子像素公用。這要求屏幕上顯示的任何像素都需要有相鄰像素的存在，但實際情況中，并不是時時刻刻都可以滿足這點的，比如下面我們可以在實際中可能遇到的情況就是。這些情況下會出現(xiàn)什么問題呢？

　　首先，是顯示垂直方向的黑白交界線?？赡艹霈F(xiàn)的位置：文字邊緣。

　　可以看到，在最左邊一條，出現(xiàn)了紅藍紅藍像素的垂直交替排列。這在視覺上會導致明顯的“彩邊”現(xiàn)象。

　　然后，是45度傾斜的黑白分界線?？赡艹霈F(xiàn)位置：文字邊緣。

　　可以看到，邊緣期待的白色變成了紅色。

　　更多的情況就不一一分析了，在這些情況下，會出現(xiàn)的問題都是屏幕上會出現(xiàn)非白色的邊緣，這和我們要求的想去甚遠，畢竟誰都不希望把黑白照片顯示的花花綠綠吧？所以Pentile技術(shù)會對這些情況作出一定的修正，那就是把一些本該熄滅的子像素點亮，人為的制造一些相鄰像素，來實現(xiàn)顏色的正常顯示。但這就帶來了一個問題，那就是本來平整的邊緣變得不再平整，成為了鋸齒狀。這也是Pentile之所以會出現(xiàn)邊緣毛刺的原因。具體的圖我就不畫了。

　　上述的討論都是在顯示黑色和白色的基礎(chǔ)上進行的，實際顯示彩色畫面的時候Pentile還會遇到一些更奇怪的問題。舉例來說，當我們需要顯示純黃色的時候，就需要把屏幕上所有藍色的像素都關(guān)閉。但由于紅色像素是間隔排列，而不是緊密排列的，所以導致肉眼可以輕易看出其間夾雜的黑色斑點，它們之間的距離是兩倍于像素距離的，導致出現(xiàn)“網(wǎng)紋”。而當顯示淡橙色的時候，紅色和綠色像素會100%發(fā)光，而藍色像素則以50%亮度發(fā)光，此時這些不發(fā)光的藍色像素會構(gòu)成暗點，導致本來應(yīng)該是純凈的顏色表面出現(xiàn)兩倍于像素距離程斜向分布的“顆粒感”。

　　追其根本，Pentile是一種通過相鄰像素公用子像素的方式，減少子像素個數(shù)，從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優(yōu)點是同樣亮度下視覺亮度更高，以及成本更低，但缺點也不言而喻——模擬的自然比不過真貨。一旦需要顯示精細內(nèi)容的時候，Pentile的本質(zhì)就會顯露無遺，清晰度會大幅下降，導致小號字體無法清晰顯示；而為了彌補色彩問題，所以在Pentile技術(shù)下顯示色彩分割區(qū)的時候，分割線會產(chǎn)生兩倍于實際像素點距的鋸齒狀紋路，也就是會產(chǎn)生鋸齒狀邊緣。

　　最后一點就是只要顯示的內(nèi)容不是白色，就會出現(xiàn)兩倍于點距的網(wǎng)格狀斑點。所以說，Pentile技術(shù)的顯示屏必須需要擁有足夠高的分辨率，才可以彌補由于會產(chǎn)生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。因此在i9000這樣的4寸顯示屏上使用Pentile技術(shù)的AMOLED顯示屏，這樣的問題還是蠻明顯的，雖然不會導致明顯的問題，但對屏幕顆粒感有要求的同學，最好還是先看真機再決定。