camio 发表于 2014-12-10 09:32

锋狂百科第25期 超灵敏触控技术的故事

曾经作为诺基亚Lumia系列的四**宝之一,自打诺基亚将这一技术带到了智能手机终端之后,超灵敏触控技术(Super Sensitive Touch)便受到了人们广泛的关注。通过这项技术,用户可以通过使用手套、指甲来对手机进行触控操作。而对于那些身处严寒地区或者珍惜长指甲的用户来说,这项技术的出现极大的方便了他们的使用。有了这项技术的出现,我们在寒冷的冬天再也不用用鼻子给手机解锁打电话了。而就在现在,有越来越多的智能手机都开始支持这项技术,那么这项技术到底是如何工作的呢?相信通过今天的文章,我们能够多超灵敏触控技术有一个更加深层次的理解。

  很多人都认为超灵敏触控技术是诺基亚的专利,其实不然,在这一技术领域走在最前列的便要属美国新思科技(Synaptics),他们将超灵敏触控这项技术建立在自家的ClearPad Series 3电容触摸屏感应技术之上。 在使用这项技术之后,屏幕可以通过自动感应皮肤、戴手套已经指甲来做出相应,达到优化触控体验、为用户提供无缝多点触摸的目的。http://www.gfan.com/html/uploads/allimg/141203/2301591-1412031G050-lp.jpg
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  事实上,ClearPad Series传感器在之前就已经有过在智能手机上使用的案例。比如HTC One X和索尼Xperia P上,都使用了新思科技提供的ClearPad Series传感器,并且都是通过In-cell的方式来实现的。而到了诺基亚Lumia 920之后,采用了比上面我们提到的两款机型更新并且是最新的版本—Synaptics ClearPad 3250。该技术通过将触摸传感器内嵌于显示屏当中,无需使用分离式触控传感器,让触摸信号强度比其他同类产品高出3倍。
  接下来我们用两张图来具体解释超灵敏触控的技术原理。
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  通过上图我们不难看出,普通屏幕分解之后,我们看到其实屏幕是由盖板、非集成式传感器、显示屏以及机身四个部分组成。其中传感器又是由感应器和传送器两个组件构成的,而这两个组件所担负的共同的任务就是处理手指按压屏幕时所产生的静电,并且通过信号转换,将手指静电转化为触控信号,最终完成手指在手机上的触控操作。
  而这种普通触摸屏幕缺点在于:由于传感器位于显示屏与盖板之间,在屏幕发光时,它就吸收了显示屏部分发光,这就意味着手机必须要消耗更多的电量以保证屏幕拥有足够高的亮度。同时由于传感器与显示屏是分离的,在接受信号时信噪比较低,而对于智能手机来说,信噪比的高低直接关系到手机触摸敏感度。普通触控屏由于信噪比较低,所以当带上手套或者在低温下操控都会造成触摸不准的情况。
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  而在采用了超灵敏触控技术之后,我们从示意图中可可以看出,屏幕的组件由四个减少到了三个,显示屏与传感器集成到了一起,不过就这张图还不能彰显出超灵敏触控屏的妙处,接下来我们再来进一步看看集成式传感器的拆解图。
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  从拆解图中我们可以看到,原本都在显示屏上方的感应器和传送器的位置都发生了变化,从图中我们看到,原本集成在一起的传感器层被重新组合,传感器变成了显示器的背部,而感应器则成为显示器的正面。别看这个改变并不大,正是因为这个看上去很不起眼的调整,却给整个手机触控体验带来了革命性的变化。
  在调整之后,首先带来变化的就是屏幕信噪比的提升,将传感器与显示屏集成到一起之后,显示屏与传感器之间的空气层也就没有了,而集成了传感器之后的显示屏与屏幕盖板在使用了新的贴合技术之后,为整个屏幕模组的信噪比带来了空前的提升。而提高了信噪比之后,屏幕中的触摸传感器捕捉微弱触摸型号的能力也得到非常大程度上的提高。也就说明了为什么使用了超灵敏触控技术之后我们用指尖,货是带上厚厚的手套都能对手机进行操作。
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  同时,将传感器集成到显示屏上另一个好处就在于,集成之后的传感器吸收屏幕光要比非集成式传感器少很多,这也就意味着当两部手机亮度相同的情况下时,使用非集成传感器的屏幕要比集成了传感器的屏幕需要更大的功耗。除此之外,在将显示屏与传感器进行集成之后,超灵敏触控屏的整体屏幕厚度要比普通触摸屏薄了很多,这也算是为硬件厂商制造出更薄的智能手机贡献了一份力量。
  结束语:写到这儿相信大家对超灵敏触控技术有了一个更深层次的认识,其实通过本期的《锋狂百科》,我们不仅知道了超灵敏触控技术究竟为何物,更是透过这项技术的发展,让我们大家明白一个道理,有些时候或许我们只需要一个很小的变通,就能带来一个全新的革命性技术,就像超灵敏触控技术一样,仅仅通过对传感器的位置的调整,对于整个智能手机的触控就带来了全新的体验,而我们的人生,又何尝不是如此呢?

camio 发表于 2014-12-10 09:33

锋狂百科24期:手机屏幕像素的那点事儿

在功能机时代,人们对于手机屏幕的显示细腻程度似乎追求的并不像现在那样,自从乔布斯老爷子将人们的视力彻底惯坏之后,人们似乎突然间就开始关心起自己所用的手机屏幕到底是720P,还是1080P的。在2K时代到来之后,人们又都希望拥有一款2K分辨率屏幕的手机。
可是当我们在追求更高分辨率屏幕的时候,我们有没有想过那些成天出现在我们耳边的2K、1080P到底都是什么东西?其实我们已经知道,这些整天挂在我们耳边的数值其实就是我们所说的屏幕图像 的精密度,也就是指显示屏所能显示的像素有多少。而通常情况下我们所说的1080P也就是说1920×1080,解释的再通俗一点的话,也就是说在手机的屏幕中,共含有1920×1080个像素。在知道了这一点之后,也就引出我们今天的话题,我们知道了屏幕分辨率为何物,可是隐藏在分辨率背后的像素又是什么东西呢?在今天的文章中,我们就一起来聊聊手机屏幕里那些像素的故事。


 首先我们先来了解一下到底什么是像素。像素是构成数码影像的基本单元,而通常情况下以PPI像素每英寸(pixel per inch)为单位来表示影像分辨率的大小。举个例子,厂商宣传他们的手机屏幕像素密集度为300PPI,也就是表示手机屏幕在水平方向以及垂直方向上每英寸长度上像素数都是300,也就是说我们所说的这块屏幕一平方英寸内都包含了9万(300×300)个像素。
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  另外,我们在手机屏幕中所看到的图像是由点、线、面组成的。当着三样元素交织在一起之后加上颜色,也就构成了我们所看到的图像。可是对于图像组成的三个要素以及颜色,在屏幕的这个范畴内却都是由无数个像素点来组成的。比如说我们看到我们手机屏幕中显示一个文字,而这个文字便是由无数个像素点组成的。
  还记得苹果在发布iPhone 4时,首次向全世界推出了超越人眼视觉极限的视网膜屏幕时苹果是怎样介绍的吗?为了保证屏幕显示画面的细腻程度,苹果将一块3.5英寸的屏幕史无前例的将分辨率提升到了960×640,而像素密集度也提升到了326PPI。要知道,在3.5英寸这么小的尺寸内塞进去614400个像素。那么iPhone 4的显示效果要比前一代产品iPhone 3GS提升了整整四倍。
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  现在我们知道了,手机屏幕中图像是由像素组成的。可是像素又是由什么组成的呢?这里就要跟大家科普一下了,其实我们通常意义上所说的像素点并不是单一构成的,而是由红(Red)、绿(Green)、蓝(Bule)三种次像素(也称为子像素)所构成的。而每个次像素在显示时会根据显示图像所显示的内容需要而调整自己在一个像素中的颜色配比,通过红绿蓝三原色的不同配比,再由所有像素集合在一起,从而反应在屏幕上,投射到我们的眼睛中,也就成为我们所看到的图像。

 我们知道了像素以及次像素的功能,而在实际应用中,不同的厂商针对屏幕也采用了不同的处理方式。举个例子吧,目前市面上最主要的两种屏幕分别是以苹果为代表的IPS技术以及三星为代表的AMOLED技术,而这两种技术最大的区别在于屏幕的发光方式以及次像素的排列方式都不经相同。在这里我们就不去讨论LCD的IPS技术以及OLED的AMOLED两种技术不同的发光方式。咱们就来看看IPS技术与AMOLED两种技术不同的次像素排列方式。
  首先我们先来看一下采用了IPS技术的iPhone 6,通过屏幕显微镜我们可以清晰的看到iPhone 6的屏幕采用了标准的RGB次像素排列方式。通过屏幕显微镜我们可以清晰的看到,采用了IPS技术的iPhone 6的红、绿、蓝三个次像素以三条竖线的形式展现。
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显微镜下iPhone 6的屏幕次像素排列
  之所以称其为标准RGB排列方式,是因为对于需要背光灯的LCD屏幕来说,它需要更大的单个次像素面积来进行颜色的调和,因为对于LCD屏幕来说,光源是来自于液晶层下方的LCD,所以体积更大的次像素对于屏幕颜色的调和也是能够起到一定的帮助。同时,由于红绿蓝三个次像素体积一样,所以屏幕在使用寿命上也会更加长。
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  不过后来出现的一种新型的RGB次像素排列方式,我们通过示意图就可以看出,为了解决RGB三个次像素中蓝色像素寿命短的问题,在新型的RGB像素排列中,增大了蓝色次像素的体积,占了整个像素面积的一半。而红色以及绿色次像素组成整个像素中的另一半。
  看完了代表IPS的iPhone 6之后,我们在来看一下OLED中代表人物—三星。而在三星的机型选择上,我们选择了三星今年最新的旗舰机型,三星GALAXY Note 4,而这款机型所采用的屏幕技术则是三星自家的AMOLED屏幕技术。而相比与IPS技术,OLED技术的实质是像素自身可以发光,而不需要靠屏幕中的LCD是打亮屏幕。
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  而在次像素排列方式上,三星AMOLED技术并没有采用行业内通用的RGB排列方式,而是采用了另一种名为Pentile的像素排列方式,首先我们还是先回过头来看一下我们上一张像素排列示意图,其中我们可以看到,Pentile是将蓝、绿组成一个像素,然后红、绿组成一个像素,同时红色以及蓝色次像素体积是绿色的一倍。
  采用了Pentile像素排列方式的屏幕有点在于屏幕相应速度快、显示单个颜色时发生十分准确。不过由于OLED屏幕像素自发光的特性,使得采用了Pentile像素排列方式的手机或多或少都会存在偏色的现象。尤其是在显示一些合成色的时候,也会出现颜色过饱和的倾向。那么这么说,难道采用了Pentile排列方式真的就不好了么?别着急,咱们接着往下看。
  三星GALAXY Note 4作为三星今天的全新力作,整机在几乎所有方面都做出了非常大的改进。当然,屏幕上的改进也是不小的,具体是如何改进的呢?我们还是通过屏幕显微镜来仔细观察吧。
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显微镜下三星GALAXY Note 4屏幕次像素排列
  透过屏幕显微镜我们可以和很清楚的看到,三星改变了以往Pentile的排列方式,而是采用了全新的排列方式,三星改变了以往次像素竖条状的形状,而是改用小圆点的方式来重新对像素内的三个次像素来进行组合。这样的作法大大增加了OLED的屏幕寿命,同时AMOLED屏幕一直被诟病的发色不准的问题这一次终于得到了解决。
  总结:其实在写今天这篇文章时,我们并不想去评价究竟IPS与AMOLED两种屏幕技术哪一种更好。本着存在即为合理的原则,我们认为两种屏幕技术在行业内都已经存在多年,那么就说明它们是可以被市场认可的。其中以AMOLED为代表的OLED技术在这几年的努力当中已经明显进步了很多。而现在行业内也在流传着未来OLED技术会取代LCD,这也只是一种猜想。不过对于我们这些普通消费者来说,无论未来手机屏幕会发展到何种地步,但一定是会向更好、更清晰的方向前进的,这是趋势,也是必然。
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