Jak může čip Pixelworks Iris 5 zlepšit zážitek ze zobrazení Androidu

Obrazovky smartphonů se každým rokem zlepšují ve vizuální kvalitě typickými způsoby, jako je přesnost barev, barevný gamut a jas. Dostali jsme se však do bodu, kdy je mnoho technických vylepšení i u displejů nejvyšší úrovně nyní nepostřehnutelných nebo nepovšimnutých. Kromě toho se dodavatelé panelů a OEM neustále snaží vymýšlet nové způsoby „jen to zvětši“ a tvarový faktor, aby byla nejpoutavější část vašeho telefonu ještě atraktivnější. Pixelworks a jejich vizuální procesor Iris mají za cíl zlepšit zážitek ze zobrazení smartphonu integrací jedinečných funkcí displeje a adaptivních prvků založených na lidském vizuálním vnímání.

Pixelworks a vizuální procesor Iris 5

Pixelworks byl v oblasti chytrých telefonů většinou nízkoprofilový, ale s videem a zobrazovacími řešeními pracuje zhruba dvacet let. Své první partnerství s výrobcem smartphonů debutovali v roce 2016 s ASUS na ZenFone 3 Ultra, integrujícím ranou verzi jejich vizuálního procesoru Iris. Mezi jejich dosud nejpozoruhodnější spolupráci s chytrými telefony patří Nokia 6.2/7.2, ASUS ROG Phone a teprve nedávno

Černý žralok 3 a OPPO Find X2. Poslední dva telefony obsahují nejnovější pátou generaci procesoru Iris společnosti Pixelwork. Iris 5 je zobrazovací procesor, který je umístěn mezi SoC zařízení a IC ovladače displeje, k oběma se připojuje přes MIPI DSI a podporuje duální MIPI. To spolu se softwarem společnosti, který vytvořili „Soft Iris“, je zodpovědné za funkce společnosti zaměřené na displej.

Libovolné "vylepšení" zobrazení

Mnoho „vylepšení“ zobrazení, které OEM poskytují, obecně zahrnuje umělé a svévolné úpravy obrazu, které mohou zkreslit umělecký záměr obsahu. Jedním z běžných způsobů, jak výrobci OEM smartphonů pomáhají svým displejům vyniknout, je použití velmi živého barevný profil, který rozšíří všechny barvy na obrazovce tak, aby vypadaly sytěji než původně zamýšlený. To je také obvykle doprovázeno modro-bílým bodem, který většina spotřebitelů považuje za přitažlivější než standardní bílý bod známý jako D65.

Obě tyto charakteristiky byly původně artefakty hrubé kalibrace barev a chybějící správy barev v minulých displejích, ale vylepšení obou byla mnohými přijata špatně; přesný barvy mají společné vnímání jako bytí omezení barvy displeje, zatímco standardní bílý bod se zdá teplejší, než na co byla většina lidí zvyklá.

Aby výrobci smartphonů zůstali atraktivní pro spotřebitele, museli i nadále uměle přesytit barvu obrazovky a používat studenější bílý bod. To dělá mnoho výrobců OEM dodnes. Samsung byl známý tím, že dodával všechny své OLED telefony s přesycenými displeji, ale u Galaxy S10 tuto praxi zastavil a nyní je dodává s přesným barevný profil ve většině částí světa (s výjimkou jejich předváděcích jednotek v obchodě, které pochopitelně standardně používají tento zářivý barevný profil pro srovnání s ostatními, také).

Zlepšení věrnosti zobrazení: Adaptivní úpravy Pixelworks

K přesnému zážitku ze sledování je potřeba více než jen „dobře zkalibrovaný“ displej. Světelné podmínky v prostředí pro sledování displeje mohou výrazně změnit vzhled obsahu na displeji. Aby obsah vypadal správně, měl by být ideálně zobrazen v prostředí, pro které byl vytvořen. A z tohoto důvodu barevné standardy, které se zobrazují, splňují také referenční prostředí pro prohlížení, pro které tyto barvy vypadají přesně. Při sledování displeje v jiném prostředí se mohou barvy na displeji jevit nesprávně. „Dobře zkalibrovaný“ displej by tedy měl být zkalibrován i pro své pozorovací prostředí.

Chytré telefony se však používají ve všech druzích prostředí: venku na jasném slunci, v noci v posteli nebo třeba na místě s vícebarevnými světly. Všechna tato různá prostředí mění vnímaný vzhled obsahu na obrazovce vašeho smartphonu.

Pixelworks se zaměřuje na zlepšení přesnosti zobrazení v těchto podmínkách reálného světa a obnovení uměleckého záměru tvůrce obsahu. Namísto frivolního zvyšování kontrastu/kvality/sytosti obrazu jsou založena řešení Pixelwork na zlepšení věrnosti obsahu přizpůsobením displeje a jeho obsahu okolnímu prostředí podmínky.

Zde je to, co Pixelworks a jejich čip Iris 5 umí:

• Tovární kalibrace displeje V první řadě nám Pixelworks říká, že přebírají odpovědnost za kompletní kalibraci displeje telefonů, se kterými pracují. Provádějí individuální kalibrace displeje každé jednotky v továrně a tvrdí, že jejich výsledky kalibrace jsou v rozmezí delta E < 1 jejich cílů v nezávislých laboratorních testech. Iris 5 je také schopen zvládnout správu barev pro zařízení.
• Zpracování pohybu v reálném čase na Iris 5 Zpracování pohybu, je-li provedeno správně, je klíčovou součástí při snižování chvění a při řešení nesouladu snímkové frekvence. Pixelworks zdůrazňuje, že to nelze zaměňovat s obecnou pohybovou interpolací, která vede k nekalým „efekt mýdlové opery". Bylo nám řečeno, že jejich zpracování pohybu zachovává zamýšlený pohybový vzhled obsahu a přizpůsobuje jej typu obsahu a prostředí. To je důležité, protože mnoho filmů není zamýšleno tak, aby měly superhladký pohyb, zatímco sportovní přenos by možná měl. Kromě toho se vnímání trhání zvyšuje s kontrastem obsahu a kontrast je dále ovlivněn prostředím sledování. Pixelworks tvrdí, že oba tyto faktory kompenzují při zpracování pohybu. To je důležité zejména u obsahu HDR, který má potenciál pro velmi vysoký kontrast. Pohybové zpracování prý funguje i pro mobilní hry. Pixelworks již dříve vyhrál Cena Hollywoodské profesionální asociace (HPA). a Cena Lumiere Entertainment Technology společnosti Advanced Imaging Society (AIS). za jejich TrueCut motion grading video platformu používanou ve filmech v kině.
• Automatické nastavení vyvážení bílé a kontrastu displeje Jak bylo zmíněno dříve, vzhled obsahu na displeji se mění v závislosti na prostředí pro sledování. Pixelworks se zabývá efekty okolního jasu a barev, které mění vaše vnímání barev na displeji. Teplejší prostředí pro sledování způsobí, že vyvážení bílé na displeji bude vypadat relativně chladněji – a naopak – efekt známý jako chromatická adaptace. Pro kompenzaci by měl displej upravit své barvy vůči barvu okolního světla tak, aby se displej při různém barevném osvětlení jevil vjemově podobný. Mnoho telefonů nyní tuto funkci poskytuje, pravděpodobně popularizovanou technologií True Tone společnosti Apple, která byla představena v jejich 9,7palcovém iPadu Pro. True Tone se však přizpůsobuje pouze okolním barvám, zatímco okolní jas má další vliv na kontrast obrazovky. Čím jasnější je okolní světlo (vzhledem k displeji), tím tmavší barvy se na obrazovce objeví a stlačují se směrem k černé. A čím je displej jasnější (vzhledem k okolnímu světlu), tím světlejší jsou barvy na obrazovce a stlačují se směrem k bílé. Toto je známé jako Bartleson-Brenemanův efekta Pixelworks je schopen to kompenzovat úpravou gama systému a použitím místního vylepšení kontrastu. Podrobnosti správné implementace jsou však velmi komplikované, od vjemových měření až po mapované hodnoty zobrazovacích pixelů. Samsung je dalším výrobcem smartphonu, který to zvažuje, i když pouze pro režim vysokého jasu na slunci.
• DC stmívání, aby se zabránilo blikání OLED Ve většině telefonů s obrazovkou OLED se jas displeje upravuje rychlým zapínáním a vypínáním obrazovky, což je metoda nazývaná modulace šířky pulzu (PWM). U většiny telefonů k tomuto blikání dochází přibližně 240krát za sekundu a výsledný jas displeje závisí na tom, jak dlouho je displej ve stavu „zapnuto“. Někteří spotřebitelé však tvrdí, že jim toto blikání způsobilo bolesti hlavy, které se zhoršuje při nižších úrovních jasu displeje. Stejnosměrné stmívání se to pokouší napravit tím, že místo toho upravuje jas displeje pomocí tradičního analogového ovládání. I když to eliminuje blikání, kalibrace displeje a uniformita mohou být negativně ovlivněny, protože změny napětí OLED mohou významně změnit jeho výstupní charakteristiky. Možná se však setkáme s OLED s vyšší bitovou hloubkou DAC, které se mohou více spoléhat na proud pro úpravu amplitudy jednotlivých LED.
• Mapování tónů SDR na HDR pro videa a hry Iris 5 je schopen převádět standardní obsah do HDR. Cílem je, aby standardní obsah vypadal, jako by byl zvládnutý pro vysoký dynamický rozsah. To se provádí v reálném čase na Iris 5 DSP a převod funguje spolu s dalšími adaptivními funkcemi. Napsal jsem celý předchůdce o libovolných vylepšeních zobrazení, takže se může zdát, že tato funkce spadá do této kategorie. Ačkoli je tato funkce nejvíce subjektivní, Pixelworks racionalizuje, že mapování tónů umožňuje lepší reprezentaci převedeného obsahu v různých podmínkách zobrazení. Pokud se to udělá dobře, SDR-to-HDR se pěkně spáruje s adaptivním nastavením kontrastu displeje a vyvážení bílé.
• HDR10 pro zařízení nízké a střední třídy Zatímco HDR10 je obvykle vyhrazeno pro prémiovější zařízení, Pixelworks může spolupracovat se zařízeními střední a levné třídy a přinést „certifikované HDR“ masám. Iris 5 podporuje nativní 10bitové zpracování, které většina levných SoC nepodporuje. Levné mobilní displeje jsou nyní schopné alespoň 95% DCI-P3 a asi 400 nitů se statickým kontrastem 1000:1, což může za danou cenu posloužit přijatelnému mobilnímu HDR zážitku. U LCD displejů navíc Iris 5 dokáže řídit podsvícení displeje pomocí dynamického řízení podsvícení pro snížení spotřeby energie a zlepšení dynamického kontrastu. Většina LCD to však již umí.

Funkce „Natural Tone Display“ a „O1 Ultra Vision Engine“. najdete na OPPO Find X2 Pro. Tyto funkce pohání vizuální procesor Pixelworks Iris 5.

Pixelworks a jejich čip také poskytují některé další drobné funkce, jako je upscaling videa a vylepšení ostrosti/hran a tvrdí, že Iris 5 může ubrat část zpracování displeje SoC. Níže je vloženo propagační video, které společnost sdílela a které zdůrazňuje hlavní rysy vizuálního procesoru Pixelworks. Video jsme nahráli na YouTube se svolením společnosti Pixelworks, ale pokud chcete sledovat nekomprimované video, můžete udělejte to zde z webu Pixelworks.

Vylepšení, o kterých Pixelworks tvrdí, že přinášejí, jsou na papíře zvuková a šmrncovní, ale skutečnou účinnost těchto funkcí jsem teprve zažil. Žádný z nich není zcela nový nápad, ale zároveň žádný z nich nebyl příliš dobře implementován na smartphonu. Z těchto funkcí je koncept přizpůsobení kontrastu displeje prostředí pravděpodobně nejdůležitější pro další zlepšování věrnosti obsahu ve světě, kde každý vlajkový telefon zdá se mít "A+ displej" s barvami "nerozeznatelné od dokonalého" (ve skutečnosti ne). Spolu s tím, co Pixelworks nabízí "vedoucí v oboru" tovární kalibrace displeje, těším se, až uvidím, jak to všechno funguje, až se mi dostane do rukou telefon s jejich nejnovějším čipem Iris 5.

Společnost Pixelworks nás oslovila, aby nás informovala o svých produktech a službách. Výše napsané názory jsou mé vlastní.

Upraveno 25. března 2020.