WikiDer > Семейство матриц PenTile

PenTile matrix family

Матрица PenTile это семейство запатентованных субпиксель матричные схемы, используемые в дисплеи электронных устройств. PenTile - торговая марка Samsung. Матрицы PenTile используются в AMOLED и ЖК-дисплей отображает.

Эти субпиксельные макеты специально разработаны для работы с проприетарными алгоритмы за субпиксельный рендеринг встроен в драйвер дисплея, что позволяет подключи и играй совместимость с обычными RGB Панели в полоску (красный-зеленый-синий).

История

Прототип пятипиксельной повторяющейся геометрии ячейки PenTile Matrix (увеличенная диаграмма)

«PenTile Matrix» (а неологизм из пента-, что означает «пять» по-гречески и плитка) описывает геометрическую схему прототипной компоновки субпикселей, разработанной в начале 1990-х годов.[1] Макет состоит из квинконс состоящий из двух красный субпикселей, два зеленый субпикселей и один центральный синий субпиксель в каждой элементарной ячейке. Это было вдохновлено биомимикрия человека сетчатка который имеет примерно равное количество типов L и M конические клетки, но значительно меньше S-конусов. Поскольку S-колбочки в первую очередь отвечают за восприятие синего цвета, который не оказывает заметного влияния на восприятие яркостьуменьшение количества синих субпикселей по сравнению с красным и зеленым субпикселями на дисплее не снижает качество изображения.[2] Этот макет специально разработан для работы и зависимости от субпиксельного рендеринга, при котором для рендеринга изображения в среднем используется только один с четвертью субпикселя на пиксель. То есть любой заданный входной пиксель отображается либо в логический пиксель с центром в красном, либо в логический пиксель с центром в зеленом.

PenTile была изобретена Кэндис Х. Браун Эллиотт, за что получила награду Общество отображения информацииПремия Отто Шаде в 2014 году.[3] Технология была лицензирована компанией Clairvoyante с 2000 по 2008 год, за это время было разработано несколько прототипов дисплеев PenTile рядом азиатских стран. жидкокристаллический дисплей (LCD) производители. В марте 2008 года Samsung Electronics приобрела активы PenTile IP компании Clairvoyante. Затем Samsung профинансировал новую компанию Nouvoyance, Inc., чтобы продолжить разработку технологии PenTile.[4]

PenTile RGBG

Увеличенное изображение AMOLED экран в Google Nexus One смартфон, использующий систему RGBG семейства матриц PenTile

Макет PenTile RGBG, используемый в AMOLED и плазма[5] В дисплеях используются зеленые пиксели, чередующиеся с чередующимися красными и синими пикселями. В человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому, особенно для информации о яркости с высоким разрешением. Зеленые субпиксели сопоставлены с входными пикселями на взаимно однозначной основе. Красный и синий субпиксели подвергаются субдискретизации, восстанавливая сигнал цветности с более низким разрешением. Сигнал яркости обрабатывается с использованием адаптивных фильтров субпиксельного рендеринга для оптимизации восстановления высоких пространственных частот из входного изображения, при этом зеленые субпиксели обеспечивают большую часть восстановления. Красный и синий субпиксели способны восстанавливать горизонтальные и вертикальные пространственные частоты, но не самые высокие из диагонали. Информация о диагональной высокой пространственной частоте в красном и синем каналах входного изображения передается в зеленые подпиксели для восстановления изображения. Таким образом, схема RG-BG создает цветной дисплей с на треть меньше субпикселей, чем традиционная схема RGB-RGB, но с такой же измеренной яркостью. разрешение экрана.[6][7] Это похоже на Фильтр Байера обычно используется в цифровые фотоаппараты.

Устройства

PenTile RGBW

Увеличенное изображение блока RGBW

Технология PenTile RGBW, используемая в ЖК-дисплее, добавляет дополнительный субпиксель к традиционным красным, зеленым и синим субпикселям, который представляет собой чистую область без материала цветовой фильтрации и с единственной целью: подсветка пройти,[17] следовательно, W для белый. Это позволяет получать более яркое изображение по сравнению с RGB-матрицей при том же энергопотреблении или создавать столь же яркое изображение при меньшем потреблении энергии.[18]

Макет PenTile RGBW использует каждый красный, зеленый, синий и белый субпиксель для представления высокого разрешения. яркость информация для восприятия человеческими глазами красного и зеленого конические клетки, при использовании комбинированного эффекта всех цветовых субпикселей для представления более низкого разрешения цветность (цветная) информация для всех трех типов колбочек. В совокупности это оптимизирует соответствие технологии отображения биологическим механизмам человеческого зрения.[19] Макет использует на треть меньше субпикселей для того же разрешения, что и макет полосы RGB (RGB-RGB), несмотря на наличие четырех основных цветов вместо обычных трех, с использованием субпиксельного рендеринга в сочетании с метамер рендеринг. Рендеринг Metamer оптимизирует распределение энергии между белым субпикселем и объединенными красным, зеленым и синим субпикселями: W <> RGB, чтобы улучшить резкость изображения.

Микросхема драйвера дисплея имеет преобразователь цветового векторного пространства RGB в RGBW и отображение гаммы алгоритм, за которым следуют метамер и субпиксельный рендеринг алгоритмы. Для того, чтобы поддерживать насыщенный качество цвета, чтобы избежать одновременной ошибки контрастности между насыщенными цветами и максимальной яркостью белого, при одновременном снижении требований к мощности подсветки, яркость подсветки дисплея находится под управлением движка драйвера PenTile.[20] Когда на изображении преобладают ненасыщенные цвета, близкие к белому серый, яркость задней подсветки значительно снижается, часто до менее чем 50% пика, в то время как уровни ЖК-дисплея увеличиваются для компенсации. Когда изображение имеет очень яркие насыщенные цвета, яркость задней подсветки сохраняется на более высоком уровне. PenTile RGBW также имеет дополнительный режим высокой яркости, который удваивает яркость областей ненасыщенного цветного изображения, таких как черно-белый текст, для улучшения видимости вне помещения.

Устройства

Полемика

Продолжающийся спор относительно определения или измерения разрешения цветных субпиксельных плоских дисплеев привел к тому, что многие люди[25][26][27] ставить под сомнение заявленное разрешение дисплеев PenTile.[28] Журналисты отметили, что в "практически на всех существующих плоских телевизорах каждый пиксель состоит из одного красного, одного зеленого и одного синего субпикселей (RGB), и все они имеют одинаковый размер.".[5] В традиционных плоских экранах разрешение определяется количеством красных, зеленых и синих субпикселей, сгруппированных по три, в массиве на каждой оси. В результате каждый пиксель или группа субпикселей может отображать любой цвет на экране независимо от соседних пикселей. Это не относится к экранам PenTile.

Ассоциация стандартов видеоэлектроники (VESA) метод измерения и определения разрешения на цветных дисплеях заключается в измерении контрастности пар линий, требующих минимум 50% Контраст Майкельсона для дисплеев, предназначенных для отображения текста.[29] Разработчики дисплеев PenTile используют этот критерий VESA для контраста пар линий для расчета указанных разрешений.[30] В компоновке RGBG чередующиеся красные и синие субпиксели «разделяются» или подвергаются субдискретизации с соседними пикселями. Из-за того, что плотность субпикселей на дисплеях PenTile на треть ниже[31] структура пикселей может быть более заметной по сравнению с полосовыми дисплеями RGB с той же плотностью пикселей.[32][33] Потеря субпикселей для данной спецификации разрешения заставила некоторых журналистов охарактеризовать использование PenTile как «теневую практику».[34] и «своего рода обман».[35]

Для заданного размера и разрешения экран PenTile может выглядеть зернистым, пиксельным, пятнистым, с размытым текстом на некоторых насыщенных цветах и ​​фоне по сравнению с цветом полосы RGB.[36] Подразумевается, что этот эффект вызван ограничением количества подпикселей, которые могут участвовать в восстановлении изображения, когда цвета имеют высокую насыщенность до основных цветов. В случае RGBW это вызвано тем, что субпиксель W не будет доступен для сохранения насыщенного цвета. В случае RGBG этот эффект будет иметь место, когда цветовая граница в основном красная или синяя, поскольку полностью заполненный (один зеленый на пиксель) подпиксель не может вносить вклад. Во всех остальных случаях эффективно реконструируются текст и особенно полноцветные изображения.[20]

Преимущества и недостатки

Макет PenTile уменьшает количество субпикселей, необходимых для создания заданного разрешения. Следовательно, можно получить разрешение HD на экране PenTile AMOLED по более низкой цене, чем другие технологии, и большинство обозревателей отмечают, что дисплеи с разрешением «300 ppi» (согласно VESA - не полные пиксели) (например, Samsung Galaxy S III) делают эффект PenTile менее очевидным, чем дисплеи PenTile с более низким разрешением (Дроид Разр). Второе преимущество - меньшее энергопотребление: HTC One SИспользование дисплея PenTile делает его более энергоэффективным и тонким, чем аналогичные ЖК-экраны, что увеличивает время автономной работы по сравнению с HTC One XIPS LCD.[37][38][39][40] Экран PenTile AMOLED также дешевле, чем AMOLED с полосой RGB.[41]

Большинство дисплеев PenTile используют прямоугольную сетку с чередующимися зелеными и синими / красными пикселями. Тем не менее Самсунг гэлакси с4 использует массив PenTile Diamond Pixel, в котором зеленые пиксели имеют овальную форму и повторяются в одной строке, а красные и синие пиксели больше и чередуются между линиями зеленого цвета, обеспечивая более однородные цвета с меньшим количеством аберраций по сравнению с дисплеем PenTile предыдущего поколения на Galaxy S III.[42]

Прием

Дисплеи PenTile для смартфонов получили неоднозначную оценку. Например, Motorola Atrix 4GУ дисплея были «неточные цвета и плохие углы обзора, не говоря уже о практически нечитаемом тексте при максимальном увеличении». Также в сравнении с оригиналом Дроид Разр и дешевле RAZR V, TN TFT ЖК-дисплей RAZR V (ЖК-дисплей нижнего уровня по сравнению с Панель IPS LCD) оказался намного четче, чем Super AMOLED Advanced PenTile Droid Razr, несмотря на то, что оба экрана использовали одинаковое «разрешение».[43][44]

Смотрите также

  • Quattron - Воспроизведение RGB через RGBY
  • RGBE фильтр - RGB с дополнительным изумрудным субпикселем
  • Фильтр Байера - фильтры RGGB, используемые в датчиках изображения

Рекомендации

  1. ^ Тим Орен. «Pentile Matrix: 50% энергосбережения с плоскими панелями сейчас, больше в будущем». Получено 2011-08-02.
  2. ^ Браун Эллиотт, К. (Декабрь 1999 г.). «Уменьшение количества пикселей без снижения качества изображения». Журнал информационных дисплеев. Архивировано из оригинал на 2012-03-02. Получено 2011-08-09.
  3. ^ Журнал информационных дисплеев. «Награды и награды SID 2014». Архивировано из оригинал на 2014-04-16. Получено 2014-04-08.
  4. ^ Nouvoyance. «Пресс-релиз: Samsung Electronics приобретает интеллектуальную собственность Clairvoyante». Архивировано из оригинал на 2012-09-13. Получено 2010-08-19.
  5. ^ а б «Обзор плазменных панелей Samsung F5500». CNET. Получено 23 июля, 2013.
  6. ^ «Измерение разрешения дисплея с помощью методологии контрастной модуляции» (PDF). Nouvoyance. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июля 2011 г.. Получено 6 марта, 2012.
  7. ^ Мобильный дисплей Samsung. «Визуальная (= Pentile) технология». Получено 2010-03-03.
  8. ^ Flatpanelshd. «iPhone X - первый смартфон Apple с OLED и HDR». Получено 2017-11-01.
  9. ^ Преслав Кателиев. «В иске говорится, что Apple солгала о размере и разрешении экрана нового iPhone XS, но это неверно». Получено 2018-12-22.
  10. ^ CrackBerry. «Обзор BlackBerry Q10». Получено 2013-04-25.
  11. ^ «Подтверждено: Galaxy Nexus включает PenTile». АнандТех. Получено 2013-07-26.
  12. ^ «Обзор Motorola RAZR i: Intel внутри, Pentile Display». GSMArena. Получено 2013-09-13.
  13. ^ «Пользователь на бразильском форуме подтверждает, что новый дисплей Moto X 2014 - пентильный».
  14. ^ я чиню это. "Разрушение Nexus One". Получено 2010-03-03.
  15. ^ Команда, GSMArena. "Обзор Samsung I8190". GSMArena. GSMArena. Получено 11 мая 2014.
  16. ^ Samsung. «Технические характеристики NX10». Получено 2010-08-24.
  17. ^ [1][мертвая ссылка]
  18. ^ Nouvoyance. "Технология PenTile RGBW, для чего она нужна?". Архивировано из оригинал на 2012-09-13. Получено 2010-03-03.
  19. ^ Nouvoyance. «Технология PenTile RGBW». Архивировано из оригинал на 2010-02-10. Получено 2010-03-03.
  20. ^ а б Браун Эллиотт, Кэндис, Глава 12, «Реконструкция изображения на цветных субпиксельных дисплеях», Мобильные дисплеи: технологии и приложения, Wiley, 2008 год, ISBN 978-0-470-72374-6
  21. ^ Motorola. "Motorola MC65 Технические характеристики".
  22. ^ Motorola. "Motorola MC55 Технические характеристики".
  23. ^ Motorola. "Motorola es400 Технические характеристики". Получено 2010-08-24.
  24. ^ Insight Media. «Display Daily - самый значительный новый смартфон в мире». Архивировано из оригинал на 2011-01-23. Получено 2011-01-21.
  25. ^ «Super AMOLED Plus против Super AMOLED: к матрице PenTile и обратно». 12 мая 2011. Получено 3 ноября 2013.
  26. ^ Клуг, Инофуэнтес (21 октября 2011 г.). «Подтверждено: Galaxy Nexus включает PenTile». AnandTech.
  27. ^ «Тема на форуме: iPhone 5 официально признан самым мощным телефоном в мире».
  28. ^ DisplayBlog. Резолюция "Nexus One" "Дебаты продолжаются". Получено 2011-07-06.
  29. ^ Общество отображения информации. «Международный комитет по метрологии дисплеев». Получено 2011-07-06.
  30. ^ Nouvoyance. "Технические документы по технологии PenTile" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 14 июля 2011 г.. Получено 6 марта 2012.
  31. ^ Nouvoyance. «Дизайн дисплея и система человеческого зрения». Архивировано из оригинал на 2010-02-10. Получено 2012-04-16.
  32. ^ Тейлор Мартин. "Обзор Motorola DROID 3 от Тейлора". Получено 2012-04-16.
  33. ^ Droid-Life. «Сравнение Pentile и RGB-полосы». Получено 2012-04-16.
  34. ^ Савова (2 апреля 2012 г.). «Обзор HTC One S». Получено 3 ноября 2013.
  35. ^ Филиппиды (18 апреля 2012 г.). "Перестрелка дисплеев: сравнение экранов HTC One X и Galaxy Nexus (против iPad 3)". Получено 3 ноября 2013.
  36. ^ Протестированный блог. «Как дисплеи PenTile становятся ярче, но не всегда лучше». Получено 2011-07-27.
  37. ^ «Обзор HTC One S». MobileSyrup.com. 2012-05-30. Получено 2013-07-26.
  38. ^ Молен, Брэд (2012-04-05). «HTC One X против One S: какой телефон вам подойдет?». Engadget.com. Получено 2013-07-26.
  39. ^ Боксолл, Энди (2012-05-04). «В Samsung Galaxy S III есть дисплей PenTile: что это такое и почему вам это нужно?». Цифровые тенденции. Получено 2013-07-26.
  40. ^ Влад Савов (02.04.2012). «Обзор HTC One S». Грани. Получено 2013-07-26.
  41. ^ Сакр, Шариф (2011-11-03). "Обзор Nokia Lumia 800". Engadget.com. Получено 2013-07-26.
  42. ^ «Обзор Samsung Galaxy S4 (видео)». MobileSyrup.com. 2013-05-01. Получено 2013-07-26.
  43. ^ «Обзор: Motorola RAZR V». Neowin. Получено 2013-07-26.
  44. ^ «Еще раз: Motorola Atrix». MobileSyrup.com. 2011-12-11. Получено 2013-07-26.