قد تبدو شاشات الهواتف الذكية بسيطة، ولكن هناك الكثير من الأبحاث والتطوير التي تدخل في تصنيع شاشات OLED وشاشات LCD في الأجهزة الرئيسية.
في ضوء المحادثات الأخيرة حول شاشات الهواتف الذكية، من المهم الرجوع خطوة إلى الوراء والنظر في جميع المصطلحات التي نواصل القراءة عنها في سياقها. الهواتف مثل جوجل بيكسل 2 اكس ال تم انتقادها بسبب شاشات العرض الخاصة بها، ولكن من ناحية أخرى، أشاد المستهلكون بشكل عام بشاشات OLED. مع مثل هذا النظام البيئي القوي، هناك الكثير لنتعلمه عن شاشات أجهزتنا في عام 2017، والمزيد وكلما عرفنا نقاط القوة والضعف لديهم، كلما تمكنا من الوصول إلى جذور هذه المناقشات عبر الإنترنت.
ما الفرق بين شاشة AMOLED وشاشة P-OLED، أو بين شاشة LTPS وشاشة IGZO؟ ما الذي يجعل شاشة هاتف ذكي أفضل من الآخر؟ هل يجب أن نبني تقييماتنا على بيانات موضوعية أم على انطباعات ذاتية؟ هذا هو المكان الذي يلعب فيه موضوع تحليل شاشات الهواتف الذكية دورًا رئيسيًا.
إن تحليل شاشات الهواتف الذكية ليس مجالًا سهلاً، ولقياس خصائص شاشات الهواتف الذكية بدقة، يحتاج المراجعون إلى مئات الآلاف معدات بقيمة دولارات، بما في ذلك (على سبيل المثال لا الحصر) أجهزة قياس الألوان، وأجهزة قياس الطيف الضوئي، وبرامج معايرة الألوان، وأجهزة قياس النصوع، والمزيد. لكن امتلاك المعدات ليس كافياً؛ يتعين على مختبري شاشات الهواتف الذكية اعتماد منهجيات صارمة لضمان الحصول على بيانات صالحة وقابلة للتكرار تعرض بدقة الاختلافات عبر اللوحات المختلفة. هذا هو المجال الذي يتم فيه استخدام المصطلحات التقنية بكثرة، ولكن غالبًا ما يتم شرحها بشكل سيء، مما يجعل معظم الأشخاص الذين يقرؤون التقارير من مواقع مثل
ديسبلاي ميت مرتبك قليلا. وهذا مجرد غيض من فيض من مشاكل السوق.فلماذا نتحمل كل هذه المتاعب في إلقاء نظرة فاحصة على شاشات الهاتف الذكي؟ السبب بسيط: بدون شاشات اللمس عالية الدقة والجودة العالية، لن تتمتع الهواتف الذكية الحديثة بنفس الجاذبية التي تتمتع بها الآن. الشاشات هي الوسيلة التي نتفاعل من خلالها مع المحتوى الذي يعمل الملايين من المبدعين والمطورين بجد لإنتاجه ونستهلكه، ويجب أن تحقق الشاشات هذا المحتوى بشكل عادل.
يمكننا أن نرى كيف تحسنت جودة عرض الهواتف الذكية بشكل مطرد على مر السنين إلى جانب المشاكل التي تواجهها شاشات العرض اليوم. ولأغراض هذه المقالة، فإننا نفكر فقط في جودة العرض على الهواتف الذكية التي تعمل باللمس والتي تم إصدارها في عام 2007 أو بعده.
لقد قرأت العنوان، وتعرف محتوى هذه القطعة، فلنبدأ!
تطور شاشات الهواتف الذكية
كان لدى iPhone الأصلي شاشة TFT مقاس 3.5 بوصة بدقة HVGA (480 × 320). أول هاتف أندرويد، اتش تي سي دريم / تي موبايل جي 1، كان لديه شاشة أصغر مقاس 3.2 بوصة بنفس الدقة. لم تكن شاشات العرض هذه IPS (اختصار للتبديل داخل الطائرة، والذي سنعود إليه لاحقًا)، و لم تكن لديهم نسبة عرض إلى ارتفاع تبلغ 16:9 - في الواقع، بالنسبة لمعظم الناس، تبدو نسب العرض إلى الارتفاع القديمة 3:2 قليلاً عفا عليها الزمن. من حيث جودة العرض، لم تتم معايرة الشاشات عادةً من أجل دقة الألوان، وكان السطوع والتباين وزوايا المشاهدة دون المستوى مقارنة بشاشات اليوم.
لقد قطعت شاشات الهواتف الذكية شوطا طويلا منذ ذلك الحين. في عام 2009، وصلت أول هواتف Android المزودة بشاشات WVGA (800 × 480) ونسب عرض إلى ارتفاع تبلغ 15:9. ثم، في أوائل عام 2010، تم إطلاق أول هواتف OLED. تم استخدام شاشات AMOLED من سامسونج في نيكزس وان و اتش تي سي الرغبة، بنفس دقة WVGA الاسمية ولكن مع ترتيب بكسلات مصفوفة PenTile، مما قلل من فعالية الشاشات لون القرار (المزيد حول هذا لاحقًا). وبما أن هذه كانت الأيام الأولى لهذه التكنولوجيا، فإن جودة العرض على AMOLED لم تكن على مستوى الصفر بعد.
سرقت شركة أبل الأضواء من سامسونج من خلال شاشة Retina التي ظهرت لأول مرة على هاتف iPhone 4 في يونيو 2010. كان يتمتع بدقة لا مثيل لها تبلغ 960 × 640 (326 نقطة في البوصة) مع تقنية IPS، والتي كانت جيدة بقدر ما يمكن أن تحصل عليه التكنولوجيا في ذلك الوقت.
كانت شاشة Retina الخاصة بجهاز iPhone 4 لا مثيل لها في عالم Android. لكن هذا لم يثني سامسونج عن محاولة التفوق عليها. ال غالاكسي اس، الذي تم إصداره في نفس الوقت تقريبًا مع iPhone 4، يتميز بتقنية العرض Super AMOLED الجديدة للشركة التي يوجد مقرها في كوريا الجنوبية. لقد كان جيلًا أحدث مقارنةً بشاشة Nexus One، وكان يتمتع برؤية أفضل في ضوء الشمس المباشر. لسوء الحظ، على الرغم من ذلك، فقد استخدم ترتيب PenTile بكسل وكانت دقة الصورة أقل من منافسة شاشات الكريستال السائل.
لكن جودة العرض على الهواتف الذكية استمرت في التحسن بمرور الوقت. شهد عام 2011 شاشة Super AMOLED Plus من سامسونج مع ترتيب بكسلات مصفوفة RGB، وهي الأولى والأخيرة من نوعها. وشهدت ظهور شاشات عرض بدقة 720 بكسل عالية الدقة في كل من شاشات LCD وشاشات OLED، والتي تفوقت على دقة Retina الأصلية من Apple وبدأت جبهة جديدة في حروب العرض: كثافة البكسل الواحدة.
تقدمت شاشات العرض بوتيرة أسرع من أي وقت مضى في السنوات الفاصلة. تحسنت شاشات LCD بشكل كبير، حيث وصلت إلى 1080p Full HD ثم QHD مع تقنية مصفوفة RGB؛ سطوع يصل إلى 700 شمعة في المتر المربع؛ زوايا مشاهدة تبلغ 178 درجة (في الطرف العلوي من الطيف، بفضل IPS)؛ وتكسير نسب التباين 2000:1.
في الواقع، تحسنت شاشات AMOLED من سامسونج بسرعة كبيرة، لدرجة أن التكنولوجيا بدأت تتفوق على شاشات الكريستال السائل في عام 2014. لبضع سنوات متتالية، كل شركة سامسونج الرائدة لديها تصدرت ديسبلاي ماتي قائمة أفضل شاشات الهواتف الذكية - حتى تم كسر هذا الاتجاه مع شاشة OLED الخاصة بهاتف iPhone X (لوحة من صنع سامسونج)، والتي ديسبلاي ميت توج بجائزة أفضل شاشة للهواتف الذكية لهذا العام.
لبعض الوقت، شاشة سامسونج كانت الشركة المصنعة الوحيدة للملاحظات في مجال OLED، لكن ذلك تغير في عام 2017 عندما شاشة ال جي حصلت على عقد رفيع المستوى لشحن شاشات P-OLED الخاصة بها على الهواتف الذكية.
لذلك، شهدنا ظهور معايرة الألوان sRGB وDCI-P3 في الهواتف الذكية، ويدعم كلا نظامي تشغيل الأجهزة المحمولة الرئيسيين إدارة الألوان الآن. لقد شهدنا أيضًا ظهور شاشات HDR المحمولة ومعدلات تحديث الشاشة التكيفية التي تصل إلى 120 هرتز. ليس هناك شك في ذلك: المستقبل مشرق لشاشات الهواتف الذكية.
مع أخذ كل ذلك في الاعتبار، دعونا نوضح بعض مصطلحات العرض الشائعة ونتوسع فيها.
عرض المصطلحات بعبارات بسيطة
شاشات الكريستال السائل (شاشة الكريستال السائل): شاشة LCD عبارة عن شاشة عرض مسطحة تعتمد على خصائص تعديل الضوء للبلورات السائلة. على الرغم من أن شاشات LCD رقيقة جدًا، إلا أنها تتكون من عدة طبقات. تشتمل هذه الطبقات على لوحين مستقطبين بينهما محلول بلوري سائل، حيث يتم تسليط الضوء من خلال طبقة البلورات السائلة ويتم تلوينه، مما ينتج الصورة المرئية.
الشيء المهم الذي يجب ملاحظته هو ذلك البلورات السائلة لا تبعث الضوء من تلقاء نفسها، لذلك تتطلب شاشات LCD إضاءة خلفية. إنها نحيفة وخفيفة الوزن وغير مكلفة عمومًا في الإنتاج، وهي تقنية العرض الأكثر نضجًا المستخدمة في الهواتف الذكية.
تتضمن بعض مزايا شاشات LCD السطوع العالي ودقة الألوان المتسقة في زوايا مشاهدة مختلفة ووضوح أفضل للألوان بفضل استخدام مصفوفة RGB وطول العمر (لا تكون شاشات LCD عرضة للحرق، على الرغم من أنها قد تعاني من صور مؤقتة حفظ). كما أنها تميل أيضًا إلى إظهار تباين أقل وأوقات استجابة أقل مقارنةً ببعض مكافئات OLED.
IPS (التبديل داخل الطائرة): يتضمن التبديل داخل الطائرة ترتيب وتبديل اتجاه جزيئات الطبقة البلورية السائلة بين الركائز الزجاجية لشاشة العرض. ببساطة، إنها تقنية تُستخدم لتحسين زوايا المشاهدة وإعادة إنتاج الألوان على شاشات TFT، والمقصود منها أن تكون بديلاً لشاشات TN (Twisted Nematic). يتم استخدامه على شاشات LCD للحصول على زوايا مشاهدة أفقية وعمودية تصل إلى 178 درجة.
OLED (الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي): OLED، على عكس شاشات الكريستال السائل، لا تتطلب إضاءة خلفية، لأن وحدات البكسل تحتوي على صمامات ثنائية باعثة للضوء يتم تشغيلها وإيقاف تشغيلها على أساس فردي. تشتمل مزايا شاشات OLED على نسبة تباين "لا نهائية" نظريًا، بالإضافة إلى نطاق ألوان أصلي أوسع، وتحول أقل في السطوع عند المشاهدة المختلفة الزوايا، وكفاءة أفضل في استخدام الطاقة مع انخفاض مستوى الألغام المضادة للأفراد. تشمل الجوانب السلبية تغيير اللون عند زوايا مشاهدة مختلفة، والاحتراق، وانخفاض كفاءة الطاقة في APL العالية التطبيقات.
APL (متوسط مستوى الصورة): يحدد APL مقدار المحتوى الأبيض الموجود على شاشة معينة. بدون معرفة APL لجزء من المحتوى، لا يمكن تحديد السطوع الحقيقي لشاشة OLED، ولهذا السبب نعرض عادةً قياسات متعددة بنسب APL مختلفة. 100% APL بيضاء بالكامل، بينما 0% APL عبارة عن شاشة سوداء بالكامل دون أي أثر للون الأبيض. السطوع في لوحات OLED متغير - فهو يزيد في سيناريوهات APL المنخفضة والعكس صحيح.
LTPS (بولي سيليكون ذو درجة حرارة منخفضة): هذه هي تقنية التصنيع في شاشات الكريستال السائل. إنه يستبدل السيليكون غير المتبلور بالبولي سيليكون لزيادة دقة العرض والحفاظ على درجات حرارة منخفضة. يتم استخدامه لزيادة كفاءة الطاقة وكثافة البكسل.
IGZO (أكسيد الزنك الإنديوم الغاليوم): IGZO عبارة عن شاشة عرض مصنوعة من شبه موصل أكسيد بلوري شفاف اصطناعي، تم إنتاجه لأول مرة بواسطة حاد. وهو يتكون من الإنديوم والغاليوم والزنك والأكسجين، ويستخدم في الغالب في الأجهزة اللوحية، على الرغم من أن بعض الشركات المصنعة للهواتف الذكية بدأت في استخدامه أيضًا. (من الأمثلة الجيدة على ذلك شاشات العرض 120 هرتز على أجهزة Android مثل هاتف ريزر.) يعد بتحسينات كبيرة في كفاءة الطاقة، ولكن الجانب السلبي هو أن بعض شاشات العرض قد خفضت السطوع والتباين مقارنة بشاشات LTPS LCD.
HDR (النطاق الديناميكي العالي): HDR، أو النطاق الديناميكي العالي، عبارة عن ميزة عرض في بعض الأجهزة الأحدث والأجهزة الرئيسية المستقبلية التي تعد بتجربة مشاهدة وسائط أكثر واقعية. إليك التفسير البسيط: تتميز شاشات العرض التي تدعم تقنية HDR بأعلى درجة سطوع عالية، مما يمنح المشاهد ظلالاً أكثر تفصيلاً دون التضحية بالتفاصيل في الإضاءة الساطعة. علاوة على ذلك، يمكنهم عرض نطاقات ألوان أوسع وأعماق ألوان أكثر ثراءً، مما يؤدي إلى عدد أكبر من الألوان مع المزيد من الخطوات في كل تدرج لوني.
وذلك لأن شاشات HDR تدعم التدرج اللوني الواسع (يعد DCI-P3 حاليًا التدرج اللوني الواسع الأكثر دعمًا على نطاق واسع)، كما تدعم أيضًا ألوان 10 بت (حسب تحالف UHD). يسمح هذا نظريًا للهواتف الذكية التي تدعم تقنية HDR بعرض أكثر من مليار لون. اعتبارًا من الآن، بدأت الهواتف الذكية الرائدة في دعم HDR10 و دولبي فيجن المعايير.
كانديلا لكل متر مربع: الشمعة لكل متر مربع، والمعروفة أيضًا باسم الصئبان، هي دالة على شدة مصدر الضوء، وتستخدم لقياس سطوع أي شاشة). كلما زاد الرقم cd/m^2، زادت سطوع الشاشة. ستجد أن معظم مراجعات شاشات الهواتف الذكية تجري قياسات عند حوالي 200 شمعة في المتر المربع.
نسبة التباين: هذه هي نسبة ذروة سطوع الشاشة إلى مستوى اللون الأسود. تتمتع شاشات OLED بنسبة تباين لا نهائية نظريًا لأنه يمكن تبديل وحدات البكسل بالكامل قبالة، على الرغم من أن الضوء المحيط يمنع من تحقيق ذلك إلا في الظلام التام غرفة. وبالتالي، يمكن لألواح OLED تحسين نسبة التباين الخاصة بها عن طريق تقليل انعكاس الشاشة.
مشاكل في شاشات LCD الحديثة
شاشات الكريستال السائل هي الأكثر شعبية تكنولوجيا عرض الهواتف الذكية في السوق. تحتوي الغالبية العظمى من الهواتف الذكية ذات الميزانيات المتوسطة والمتوسطة على شاشات LCD بدلاً من شاشات OLED، ويرجع ذلك في الغالب إلى التكلفة. في الهواتف الذكية غير الرائدة، يؤدي استخدام شاشات الكريستال السائل بدلاً من OLED إلى تقليل فاتورة المواد الخاصة بالمصنعين (BOM)، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة هامش الربح وخفض التكلفة.
لكن هذا لا يعني أن شاشات الكريستال السائل خالية من العيوب. على الرغم من أنها تعتبر تقنية أكثر نضجًا من البدائل مثل OLED، إلا أن شاشات LCD أقل شأناً من OLED في عدة جوانب. دعونا نلقي نظرة عليها واحدا تلو الآخر:
مقابلة. تتمتع شاشات LCD الحديثة بما يصل إلى 2000:1 تباينًا ثابتًا، على الرغم من أن الشركات المصنعة تقوم أحيانًا بتسويق تباين ديناميكي أعلى. وفي هذا الصدد، فإن شاشات LCD أقل بكثير من التباين اللانهائي من الناحية النظرية لـ OLED، على الرغم من أن البائعين مثل Apple وHuawei يختارون التخلي عن تصنيف التباين اللانهائي. السبب؟ اللون الأسود على شاشات LCD ليس كذلك حقيقي اللون الأسود بسبب الإضاءة الخلفية للشاشات. حتى أعمق درجات اللون الأسود تبدو وكأنها ظل غامق من اللون الرمادي، وهذا ملحوظ بشكل خاص في الظلام.
لا يوجد حل حقيقي لهذه المشكلة، لأن شاشات LCD تتطلب إضاءة خلفية لتعمل - ولن تكون الشاشة مرئية بخلاف ذلك. الحل الوحيد لمصنعي شاشات العرض هو تقليل سطوع مستويات اللون الأسود - فكلما كانت أكثر قتامة، زاد التباين.
في البيئات التي تحتوي على الكثير من الضوء المحيط، لا يوجد في الواقع فرق كبير ملموس بين شاشات LCD وشاشات OLED (على الأقل في هذا الجانب)، لأن مزايا الأخيرة تكمن في الأساس نفي. ومع ذلك، عند مشاهدة مقطع فيديو أو استخدام مظهر داكن أو خلفية شاشة، يتم تسليط الضوء على نقاط الضعف في شاشة LCD. وتظهر المشكلة أيضًا في زوايا عرض شاشات العرض، حيث يميل اللون الأسود إلى الاختفاء مع تحول الزاوية من اليسار إلى اليمين. وهذا يمكن أن يجعل تجربة مشاهدة الوسائط أقل غامرة.
تؤثر عيوب التباين في شاشات LCD أيضًا على الوضوح في ضوء الشمس. في الماضي، كانت شاشات LCD تتفوق بلا شك على شاشات OLED في ضوء الشمس المباشر، ولكن لم يعد الأمر كذلك. شاشات OLED المجهزة بأوضاع تعزيز السطوع التلقائي والتقنيات الأخرى قادرة على الاستفادة من الانعكاس المنخفض والتباين العالي لشاشات LCD المتفوقة.
على الرغم من أن شاشات LCD تتمتع بمستويات سطوع مستدامة أعلى من شاشات OLED، إلا أن ضوء الشمس تميل الوضوح إلى أن تكون أفضل على شاشات OLED بفضل أوجه القصور في الانعكاس والتباين في شاشات الكريستال السائل الحديثة لوحات. قد يتم تخفيفها في المستقبل من خلال شاشات أكثر سطوعًا ذات تباينات أصلية أعلى، لكن شاشات LCD فقدت زخمها هنا.
دقة السطوع في زوايا المشاهدة. أفضل شاشات IPS LCD هي في الغالب خالية من التحول اللوني، مما يعني أن ألوانها لا تتغير أو تظهر صبغة عند تغيرات الزاوية. ومع ذلك، حتى التغيير الطفيف في الزاوية يؤثر حتماً على مستوى السطوع المتصور. إنه ليس كسرًا للصفقات، ولكنه أكثر وضوحًا في الهواتف الذكية ذات الميزانية المتوسطة والمتوسطة، والتي تميل أيضًا إلى تجربة درجة أعلى من التحول اللوني مقارنة بالأجهزة المتميزة.
لا تتأثر شاشات OLED بالسطوع وفقدان التباين عند تغيير زوايا المشاهدة يتعلق الأمر حقًا باختيار أهون الشرين: هل يمكنك التعايش مع تغير اللون أو الخسارة سطوع؟ في الحالة الأولى، يجب عليك اختيار شاشة OLED، وفي الحالة الأخيرة، فإن شاشة LCD هي أفضل رهان لك. يمكن للوحات عالية الجودة (الموجودة عادةً في السفن الرائدة) أن تقلل من هذه المعضلة.
أوقات استجابة أقل مقارنة بـ OLED. لقد تحسنت شاشات LCD بشكل مطرد على هذه الجبهة، حيث تعاني شاشات LCD من الجيل الأحدث من ظلال أقل مقارنة بالشاشات القديمة. ومع ذلك، فهذه مشكلة أخرى يمكن تخفيفها ولكن لا يمكن حلها. تتفوق شاشات OLED ببساطة في هذا المجال، وهذا أحد الأسباب التي تجعل منصة الواقع الافتراضي المحمولة Daydream من Google يتطلب شاشات OLED.
تعد شاشات LCD الموجودة في الهواتف الذكية متوسطة المدى والميزانية أكثر عرضة للظلال وأوقات استجابة أقل. وهذا يمكن أن يجعل الهواتف تبدو أقل سلاسة واستجابة من المنافسين الذين يستخدمون شاشات OLED.
بشكل عام، من الصعب انتقاد شاشات LCD بشدة نظرًا للتحسن الهائل الذي طرأ عليها في السنوات القليلة الماضية. ليس من غير المألوف أن تحتوي الهواتف الذكية ذات الميزانية المحدودة على شاشات 5.5 بوصة بدقة Full HD IPS دون تغيير اللون، وهو أمر أفضل بشكل ملحوظ من الهواتف الذكية الرائدة منذ بضع سنوات مع دقة أقل وسطوع ولون دقة.
ولكن في الأجهزة الرئيسية (والمتوسطة المدى بشكل متزايد) تبرز قيود شاشات الكريستال السائل برؤوسها القبيحة. تشير الأدلة المقدمة من الخبراء إلى أن OLED، على الرغم من عدم نضجها النسبي، أفضل بشكل عام من شاشات الكريستال السائل في النهاية العليا. ولهذا السبب أصبحت شاشات LCD أقل شيوعًا في الهواتف الذكية الرائدة، على الرغم من أنها تدعم نطاقًا أوسع التدرجات اللونية (مثل DCI-P3)، ومعايير HDR مثل HDR10 وDolby Vision، وأوقات استجابة أفضل من أي وقت مضى قبل.
ويبدو من المحتمل أن وتيرة التحسن الحالية في شاشات OLED ستضمن تفوقها على شاشات الكريستال السائل. لكن OLED ليست مثالية أيضًا. دعنا ننتقل إلى إنه أكبر القضايا.
مشاكل في شاشات OLED
لقد بدأت شركة Samsung في استخدام تقنية OLED منذ عام 2010 غالاكسي اس. يبدو الآن أن العديد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية تفضل شاشات OLED في هواتفها الذكية الرائدة، وتتغلغل التكنولوجيا ببطء في الأجهزة الرئيسية متوسطة المدى وبأسعار معقولة. وعلى الرغم من أن الهواتف ذات الميزانية المحدودة المزودة بشاشات OLED ليست شائعة بشكل خاص، إلا أن ذلك قد يتغير في غضون سنوات قليلة مع استمرار انخفاض أسعار شاشات OLED.
ومع ذلك، فإن مجرد شهرة تقنية معينة لا يعني أنها خالية من المشكلات. من الواضح أن شاشات OLED غير كاملة، لدرجة أن الجودة يمكن أن تبدأ في التدهور خلال أيام، حيث لاحظ بعض المستخدمين علامات الاحتراق بعد وقت قصير من بدء استخدام هواتفهم. تواجه تقنية العرض أيضًا مشكلات طويلة الأمد لم تتم معالجتها بعد عدة أجيال.
مصفوفة PenTile. شاشات PenTile مصفوفة OLED تقصر في وضوح الصورة. تستخدم معظم شاشات LCD مصفوفة RGB، مما يعني أنها تحتوي على ثلاث وحدات بكسل فرعية موحدة (الأحمر والأخضر والأزرق) لكل بكسل. تحتوي شاشات PenTile OLED على وحدتي بكسل فرعيتين فقط لكل بكسل (أحمر وأخضر، أو أزرق وأخضر) في تخطيط غير متساوٍ. منذ إطلاق Galaxy S4 في عام 2013، استخدمت شاشات PenTile OLED تخطيطًا للبكسل الفرعي يشبه شكل الماس - ومن هنا جاء مصطلح "Diamond PenTile". في حين أن عدد البكسلات الفرعية الخضراء في شاشة PenTile OLED يعادل عدد البكسلات الفرعية الخضراء في شاشة LCD، فإن عدد البكسلات الفرعية الحمراء والزرقاء أصغر.
على وجه الدقة، تحتوي شاشات PenTile OLED على نصف عدد البكسلات الفرعية الحمراء والزرقاء فقط مقارنة بعدد البكسلات الفرعية الخضراء. وهذا يعني أنه على الرغم من وجود كثافة بكسلات اسمية مكافئة مقارنة بشاشات LCD، فإن شاشات PenTile OLED ليست حادة لأن كثافة البكسلات الفرعية الخاصة بها أقل.
ولذلك، فإن شاشة LCD ذات الدقة العالية الكاملة (1920 × 1080) تكون أكثر وضوحًا من شاشة PenTile OLED ذات الدقة العالية الكاملة، على الرغم من أن هذا الاختلاف يختلف وفقًا للمحتوى المعروض على الشاشة. تكون دقة الألوان الفعالة لشاشة PenTile OLED دائمًا أقل من دقتها الاسمية. في حالة شاشة Full HD (1920x1080)، تكون دقة الألوان الفعالة هي 1357x763 (تقسيم كل من الدقة الرأسية والأفقية على الجذر التربيعي لـ 2).
هذا لا يعني أن شاشات PenTile OLED تتميز بنصف دقة شاشات LCD المنافسة لها مع تخطيطات بكسل مصفوفة RGB. تتميز شاشات PenTile OLED بتقنية تسمى صقل البكسل الفرعي لتغطية عجز البكسل. على الرغم من أنها لا تسد الفجوة بشكل كامل، إلا أنها تساعد على تقليل فقدان دقة الألوان الفعالة.
يكون تأثير ترتيبات PenTile أكثر وضوحًا في عرض النص. نظرًا لأن وحدات البكسل الفرعية لها تخطيط غير متساوٍ، فإن حواف الحروف لها تأثير PenTile. في جوهر الأمر، النص ليس حادًا مثل شاشات LCD ذات مصفوفة RGB، إلى درجة أن شاشات QHD PenTile تكون حادة عمليًا مثل شاشات Full HD RGB.
حتى لا يكون هناك حل؟ في عام 2011، قامت سامسونج بشحن شاشة RGB Matrix AMOLED إلى جالاكسي اس الثاني يسمى سوبر أموليد بلس. في عام 2012، جالاكسي اس الثالث اعتمدت ترتيب PenTile مرة أخرى لاستيعاب دقة HD، ولكن مع Galaxy Note II، حاولت Samsung شيئًا مختلفًا.
تحتوي الملاحظة الثانية على عرض على شكل حرف S (على أساس مواد تسويقية مسربة) مع مصفوفة RGB غير قياسية. على الرغم من أن تخطيط البكسل الفرعي لم يكن متساويًا مثل مصفوفة RGB التقليدية، إلا أن النقطة الأساسية هي أن الشاشة كانت كذلك ثلاث وحدات بكسل فرعية لكل بكسل، مما يتغلب على مشكلات الحدة في PenTile مع الحفاظ على دقة عالية نسبيًا (عالية الدقة).
لكن شاشة S-Stripe لم تدم طويلاً حيث انتقلت شركة Samsung إلى Diamond PenTile مع مذكرة المجرة 3وبينما استمرت الشركة في استخدام شاشات S-Stripe AMOLED في الأجهزة اللوحية مقاس 10 بوصات مثل جالاكسي تاب اس، لم تظهر هذه التقنية في الهواتف الذكية الأخرى.
حتى جهاز iPhone X يستخدم شاشة PenTile مع صقل البكسل الفرعي، مما يثبت أن S-Stripe عند ارتفاع PPI (بكسل لكل بوصة) يظل غير ممكن ماليًا أو تقنيًا. (البكسلات الفرعية الزرقاء هي الأسرع في OLED، وهو ما أشارت إليه سامسونج كسبب لعودتها إلى PenTile مع Galaxy S III).
باختصار، يظل PenTile يمثل مشكلة مع OLED، خاصة عند الدقة المنخفضة. تعد شاشات PenTile HD أقل من المستوى الأمثل من حيث الحدة. تتحسن الأمور مع نطاق الوضوح العالي الكامل، ولكن وحدات البكسل الفردية قد تظل مرئية في نطاقات العرض العادية وفي سياقات معينة. لن يكون الأمر كذلك حتى دقة QHD وما فوق حيث يبدأ PenTile في أن يصبح مشكلة أقل.
تحول لون. هذه هي المشكلة الأساسية الثانية لشاشات OLED. تتمتع شاشات OLED تقليديًا بسطوع وتباين ممتازين، مما يعني أن شاشات العرض لا تفقد تباين الألوان مع تغير زوايا المشاهدة. ومن ناحية أخرى، فإنهم يعانون من تغير اللون، مما يعني أن درجة لون الشاشة أو لونها يتغير مع تغير الزاوية.
بعض شاشات OLED أفضل من غيرها في هذا الصدد. على سبيل المثال، كانت شاشات AMOLED من سامسونج تعاني من قدر كبير من تغير الألوان، لكن الشركة عملت على تقليل التأثير تدريجيًا. مع كل جيل جديد، أصبح تغير اللون أقل وضوحًا - ولكن لم يتم القضاء عليه. لا تزال شاشات AMOLED الأحدث من سامسونج، والتي تظهر في هواتف مثل Note 8، تعاني من تغير طفيف في اللون عند الزوايا المائلة. إنها أفضل بشكل ملحوظ من شاشات AMOLED من 2012/2013، ولكنها لم تتحسن بشكل كبير عن شاشة Galaxy S7، على سبيل المثال.
من ناحية أخرى، تعاني تقنية العرض P-OLED من إل جي، والتي تظهر في هاتفي V30 وPixel 2 XL، من تحول لوني أكثر وضوحًا. تتطور شاشات العرض إلى تحول لوني إلى اللون الأزرق حتى مع تغيرات الزاوية الدقيقة، وهو ما يذكرنا بشاشات سامسونج في عصر 2012/2013.
هل تغير اللون مشكلة كبيرة؟ الرأي السائد هو أنها مشكلة رئيسية في شاشات P-OLED، ولكنها "ليست مشكلة كبيرة" بالنسبة لمعظم شاشات AMOLED. ومع ذلك، من وجهة نظرنا، فإن الخطوة الرئيسية التالية للأمام هي القضاء تمامًا على تغير اللون. يؤدي تغيير اللون إلى تقليل دقة الألوان إذا كنت لا تشاهد الشاشة أمامك. وأيضًا، عندما يشاهد عدة أشخاص شاشة العرض في نفس الوقت، فإن تغير اللون يمنع تجربة المشاهدة المتسقة.
شيخوخة. من الخصائص المؤسفة الأخرى لشاشات OLED أنها تميل إلى التقدم في السن بشكل أسرع من شاشات LCD. OLED تعاني شاشات العرض من مشكلتين قديمتين: الاحتفاظ بالصورة (على المدى القصير) واحتراق الشاشة (طويل الأمد).
يعد الاحتفاظ بالصورة أمرًا مؤقتًا بطبيعته، ويحدث عندما يتم تركيب جزء من المحتوى الذي يظهر على الشاشة أو "تعليقه" على الشاشة. تعد المشكلة أكثر شيوعًا في شاشات LCD (خاصة في شاشات Quantum IPS الموجودة في الهواتف الذكية الرائدة من LG)، ولكنها تحدث في شاشات OLED أيضًا.
والأكثر شيوعًا أن شاشات OLED تعاني من الاحتراق. ويظهر على شكل تغير دائم في اللون في مناطق على الشاشة، وهو الأكثر شيوعًا تم العثور عليها في المناطق التي تظل ثابتة لفترة طويلة، مثل شريط التنقل وشريط الحالة على Android الهواتف.
الوقت المستغرق لتطوير الاحتراق عادة هو عدة أشهر، وسنوات في أفضل الحالات. ومع ذلك، فإن الاحتراق هو ظاهرة متغيرة للغاية. أبلغ بعض المستخدمين عن حدوث احتراق دائم حتى بعد بضعة أيام أو أسابيع فقط من الاستخدام، حتى مع الهواتف الذكية التي تحتوي على أحدث شاشات AMOLED من سامسونج (مثل Galaxy S8). أبلغ المستخدمون أيضًا عن حدوث احتراق بعد فترة قصيرة من الوقت على شاشات P-OLED المستخدمة في إل جي V30 وجوجل بكسل 2 XL.
هل يوجد حل لمشكلة الاحتراق؟ مرة أخرى، يمكن للمصنعين التخفيف من هذه المشكلة، لكنهم لا يستطيعون حلها - إنها سمة متأصلة في شاشات OLED من الجيل الحالي. غالبًا ما تقوم الشركات المصنعة الأصلية بتخفيف ذلك عن طريق استخدام أشرطة التنقل البيضاء، وتعتيم أزرار شريط التنقل، وإجراء تعديلات على البرامج الأخرى مثل الساعات المتحركة قليلاً في شاشات العرض التي تعمل دائمًا. صرحت كل من Samsung وApple وGoogle أنهم يستخدمون برامج لمحاربة الاحتراق، لكن الثلاثة جميعًا ذكروا أن الاحتراق أمر لا مفر منه. ببساطة، تتدهور جودة شاشة OLED بشكل دائم بعد الاستخدام المنتظم لبضعة أشهر (وإن لم يكن بدرجات كبيرة في هذا الإطار الزمني).
أحد أسباب حدوث الاحتراق هو الطبيعة العضوية لمصابيح LED في شاشات OLED، كما أن عمر البكسل الفرعي الأزرق هو الأسرع، كما ذكرنا سابقًا. MicroLED هي تقنية يمكنها حل المشكلة نظريًا من خلال الجمع بين مصابيح LED غير العضوية وتقنيات البكسل الفرعي الخاصة بـ OLED، ولكن لم يتم تسويقها بعد. في المستقبل القريب، ستظل شاشات OLED تتميز بالاحتراق الدائم ما لم يتم تحقيق اختراق.
كفاءة الطاقة عند مستوى APL العالي. كما هو موضح في قسم المصطلحات، فإن سطوع الشاشة في OLED متغير، لأنه يتناقص مع ارتفاع متوسط مستوى الصورة (APL) ويزيد مع انخفاض APL. ترتبط كفاءة الطاقة في OLED بـ APL للمحتوى الذي يظهر على الشاشة.
عند مستوى APL المنخفض (<65%)، يكون OLED أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من شاشات الكريستال السائل، وفقًا لـ ديسبلاي ميت. وهذا يعني أنه إذا لم يكن المحتوى الموجود على الشاشة يحتوي على الكثير من الخلفيات البيضاء، فسوف يستهلك طاقة أقل. وهذا أمر مهم بالنسبة لمحتوى الوسائط مثل مقاطع الفيديو التي لا تحتوي على خلفيات بيضاء سائدة، حيث تضيء المزيد من وحدات البكسل الفرعية لتندمج في الضوء الأبيض الناتج.
من ناحية أخرى، يؤدي محتوى الويب عادةً إلى جذب شاشات OLED لمزيد من الطاقة لأن صفحات الويب تحتوي في الغالب على خلفيات بيضاء، وبالتالي ارتفاع مستوى الألغام الأرضية المضادة للأفراد. (من الجدير بالذكر أن متوسط APL في واجهة مستخدم Android 5.0 Lollipop يبلغ 80%، وفقًا لـ موتورولا).
إليك الصفقة: بالنسبة لمهام مثل تصفح الويب، ستكون شاشات الكريستال السائل دائمًا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من OLED، على الرغم من التحسينات الكبيرة في كفاءة الباعث في أحدث أجيال OLED. تعمل تقنية OLED على سد الفجوة في مستوى APL المرتفع، وقد تجاوزت بالفعل شاشات الكريستال السائل في مستوى APL المنخفض. لم يتم الوصول إلى هذا الحد تمامًا بعد، ولكن ليس من المستبعد أن نتوقع أن تكون شاشات OLED أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من شاشات الكريستال السائل في سيناريوهات APL العالية في غضون بضع سنوات.
الآن بعد أن ألقينا نظرة سريعة على المشكلات التي تؤثر على تقنيات شاشات OLED وLCD، فلننظر الآن في المواصفات المضللة التي يروج لها مصنعو المعدات الأصلية فيما يتعلق بجودة العرض.
مواصفات مضللة في شاشات الهواتف الذكية
وفق ديسبلاي ميتيمكن أن تصل درجة سطوع شاشة هاتف Galaxy Note 8 إلى 1200 شمعة. ومع ذلك، فإن هذا الرقم ينطبق فقط على زيادة السطوع التلقائي في ضوء الشمس. عند 1% APL، مما يعني أن الشاشة تعرض خلفية كاملة الشاشة سوداء تقريبًا، يمكن أن تصل شاشة Note 8 إلى 728 شمعة مع زيادة السطوع يدويًا. ومع ذلك، فإن سطوعها الحقيقي يبلغ 423 شمعة في المتر المربع بنسبة 100٪ APL في الوضع التكيفي. من الواضح أن هناك تناقضًا كبيرًا بين الرقمين، ومن المضلل الترويج لرقم 728 شمعة في المتر المربع كأحد ميزات Note 8 دون إضافة المعلومات المؤهلة اللازمة.
فيما يتعلق بالتباين، يميل المصنعون إلى الإعلان عن تباين ديناميكي عالي بشكل مخادع. غالبًا ما يكون التباين الثابت أقل من التباين المقدر، وهي مشكلة تؤثر على شاشات LCD (بفضل اللون الأسود الحقيقي، لا تعاني شاشات OLED من مشكلات التباين). يميل التباين الديناميكي إلى أن يكون أعلى بكثير من التباين الثابت، ولكن هذا ليس ذا فائدة كبيرة للمستخدم العادي ثم هناك حقيقة أن أرقام التباين الثابتة لا تأخذ في الاعتبار البيئات ذات الكميات الكبيرة من البيئة المحيطة ضوء. عند هذه النقطة، ينخفض التباين الحقيقي إلى 100:1-200:1، وهو فرق كبير عن التباين المقدر للشاشة.
جانب العرض من المعادلة
يمكن أن تحقق شاشات OLED دقة صورة رائعة، ويتزايد الطلب عليها. لكن هل العرض يصل إلى الصفر؟
الجواب هو: ليس في هذا الوقت. هناك العديد من الشركات المصنعة لشاشات العرض في مساحة شاشات الكريستال السائل، وهي تشمل Japan Display (JDI)، وSharp، وLG Display، وTianma، وBOE، وغيرها. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بتقنية OLED، تحتل شاشة Samsung مكانة مهيمنة في السوق. بدأت شركة LG Display بشكل خاص في بيع شاشات P-OLED في عام 2017، وتستعد الشركات المصنعة الصينية مثل BOE لتصنيع شاشات OLED أيضًا. لكن تتمتع شركة Samsung Display بميزة كونها متقدمة على المنافسة بعدة سنوات.
في الماضي، استخدمت شركة Samsung Display موقعها للبيع ن-1 تعرض شاشات AMOLED لمصنعي المعدات الأصلية الآخرين وتحتفظ بأفضل لوحات AMOLED من الجيل الحالي لقسم الأجهزة المحمولة بشركة Samsung Electronics. حتى اليوم، عدد قليل من الهواتف الذكية تحتوي على شاشات AMOLED بنسبة 18:9 WQHD+ (2880x1440). أجهزة مثل هواوي ميت 10 برو و ال ون بلس 5T شاشة 6 بوصة بدقة Full HD+ (2160x1080) 18:9. على الرغم من أن هذه الشاشات هي لوحات من الجيل الحالي، إلا أنها أقل دقة. إذا كانت الشركات على استعداد لدفع المزيد مقابل شاشات OLED، فبالطبع، سوف تزودهم شركة Samsung Display بكل سرور بتكنولوجيا AMOLED الأعلى جودة. أحد الأمثلة على ذلك هو شركة أبل، التي تتمتع بنفوذ كبير في الصناعة. تطلب الشركة شاشات عالية الجودة من مصادر التوريد الخاصة بها، وشاشة OLED الموجودة في iPhone X ليست استثناءً.
يُقال إن شاشة iPhone X عبارة عن لوحة مصممة خصيصًا من قبل Apple وتم تصنيعها بواسطة Samsung. تتميز بنسبة عرض إلى ارتفاع (19.5:9)، ودقة (2436 × 1125)، وكثافة بكسل (458 نقطة في البوصة) مختلفة عن الشاشات الموجودة في هواتف سامسونج الذكية.
نظرًا لأن iPhone X هو منتج كبير الحجم، فإن الطلب على شاشات OLED كبير لدرجة أن Samsung Display غير قادرة تقريبًا على تلبية هذا الطلب. وزودت الشركة شركة آبل بحوالي 50 مليون لوحة OLED في عام 2017 لجهاز iPhone X، ومن المتوقع أن يزيد العدد لجهاز iPhone القادم. يمكن أن يؤدي ذلك إلى نقص في سوق شاشات OLED، فمعظم شاشات AMOLED التي يتم توفيرها تتجه إلى شركة Apple وليس إلى مصنعي المعدات الأصلية الذين يعملون بنظام Android.
المنافسة في OLED هي أحد الحلول. استخدمت شركة LG Display سابقًا شاشات P-OLED في سلسلة هواتفها الذكية G Flex، ودخلت مجال شاشات OLED مرة أخرى في عام 2017. أبدت Google اهتمامها من خلال الدخول في صفقة بقيمة ملايين الدولارات لاستخدام شاشات P-OLED من LG. أبدت شركة أبل أيضًا اهتمامًا بالماضي.
لا تعد شاشات P-OLED قادرة على المنافسة مع شاشات AMOLED حتى الآن، ولكن يمكن لشركة LG Display سد الفجوة في عام 2018 وما بعده. وهذا لن يكون سوى أخبار جيدة لهذه الصناعة.
الكلمات الأخيرة
على مدار هذه المقالة، رأينا مدى تعقيد مجال تحليل العرض. يقول العديد من خبراء العرض أنه لا ينبغي عليك مطلقًا الحكم على أي شاشة بشكل شخصي. ومع ذلك، بالنسبة لمعظم الأشخاص، لا تزال التقييمات الذاتية مفيدة - خاصة بالنظر إلى حقيقة أنه من الصعب جدًا إعداد سير عمل اختبار موضوعي. الشيء الذي يجب أخذه في الاعتبار هو أنه قبل إصدار الأحكام، يجب أن يكون لدى المستخدمين معرفة مسبقة بتقنيات عرض الهواتف الذكية من أجل منع المعلومات الخاطئة من تلوين آرائهم.
الناس لديهم تفضيلات ذاتية مختلفة، بطبيعة الحال، وهذا جيد. يفضل الكثيرون الألوان المشبعة غير الدقيقة من الناحية الموضوعية. يفضل البعض الآخر أوضاع الألوان الدقيقة التي تتم معايرتها فيما يتعلق بمساحات الألوان sRGB أو DCI-P3. يفضل البعض دقة Quad HD، بينما يشعر البعض الآخر بالسعادة التامة مع دقة PenTile Full HD في شاشات OLED. يعد الاختيار أمرًا جيدًا عندما يتعلق الأمر بشاشات الهواتف الذكية، ويجب على كل من الشركات المصنعة للشاشات وبائعي الهواتف الذكية احترامه.
وإليكم الخلاصة: تتمتع شاشات LCD وشاشات OLED بمزايا وعيوب، وقد تطور كلاهما بمسارات مختلفة. من المحتمل أن تظل تقنية OLED هي التقنية المفضلة للهواتف الذكية في السنوات القليلة المقبلة، ولكن في الوقت الحالي، مشاكل مثل PenTile، وتغير اللون، والاحتراق تعيق التكنولوجيا عن تحقيق مستخدم لا تشوبه شائبة خبرة. ويحتاج جانب العرض أيضًا إلى التحسين، قبل أن يصبح قابلاً للتطبيق في نطاقات الأجهزة المنخفضة.
لقد قطعنا شوطا طويلا منذ ظهور أول شاشات للهواتف الذكية تعمل باللمس في عام 2007، ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.