Samsung Galaxy S21 Ultra Display anmeldelse: Et teknisk skridt fremad

Lanceringen af ​​nye Galaxy-enheder er altid en spændende tid for displayteknologientusiaster. Med Samsung Display stadig førende i branchens fremskridt inden for mobilskærme, fremviser den nye Samsung Galaxy S21 Ultra blødende kant i mobil skærmteknologi og giv os hints om, hvad vi kan forvente af skærme på telefoner udgivet i den nærmeste fremtid fremtid.

De nyeste paneler er ikke altid bedst paneler dog. Selvom teknologien muligvis forbedres, skal virksomheder sikre sig, at de holder deres kalibreringskvalitet i skak. Nogle gange har teknologiske forbedringer introduceret nye problemer: For eksempel introducerede paneler med høj opdateringshastighed farveskift, da telefonen skiftede opdateringshastighed, og der skulle skabes softwareløsninger for at løse dette problem. Nyt emittermateriale og driverjusteringer kan også påvirke billedkvaliteten. Mens Galaxy S21 Ultra viser Samsungs nyere OLED-teknologi frem, så lad os se, om den også formår at forbedre billedkvaliteten.

Snapdragon Samsung Galaxy S21 Ultra-enheden i denne anmeldelse blev personligt købt. Samsung kompenserede ikke for denne anmeldelse på nogen måde.

Hvad er ændret?

Sammenlignet med Galaxy Note20 Ultra har Samsung ikke nævnt nogen store ændringer. På papiret virker panelerne ekstremt ens: Begge er store QHD-paneler med understøttelse af op til 120 Hz opdateringshastigheder, og begge annoncerer et næste generations LTPO-panel med VRR (variabel opdateringshastighed) support. Med hensyn til lysstyrke kan begge også prale af en top på 1.500 nits. En stor forskel med den nye Galaxy S21 Ultra er dog, at den endelig tillader sin 120 Hz opdateringshastighed ved skærmens native QHD opløsning — tidligere Galaxy-flagskibe sad fast med FHD (1080p)-gengivelsesopløsningen, hvis de ønskede at bruge den 120 Hz høje opdateringshastighed mode. Desværre har jeg ikke en Galaxy Note20 Ultra til at undersøge andre potentielle forskelle, men Andrei fra Anandtech fandt panelet i Galaxy S21 Ultra at være endnu mere strømbesparende end den i Note20 Ultra.

"Variabel" opdateringshastighed

Mens Samsung Galaxy S21 Ultra annonceres for at have en "ægte" løsning med variabel opdateringshastighed, skifter den stadig faktisk mellem diskrete opdateringshastighedstilstande. Men med LTPO "VRR" panelerne på Galaxy S21 Ultra og Note20 Ultra er der flere opdateringshastighedstilstande i skærmdriveren end dem, der er udsat for Android OS. Andrei fra Anandtech også dækker skærmdrivermekanismen der er ansvarlig for panelets finjusterede skift af opdateringshastighed.

Farveprofiler

Samsung Galaxy S21 Ultra (sammen med de fleste andre Android-enheder) bevarer de samme skærmfarvetilstandskonfigurationer som de sidste to generationer med sin Vivid og Natural profil. Vivid-tilstanden blev indstillet som standard på min Snapdragon-enhed.

Det Naturlig profil er telefonens farvenøjagtige profil, og den er målrettet mod sRGB-farverummet med farvestyring op til Display P3-farverummet. Profilens hvide punkt er målrettet mod D65/6500 K (med mine målinger på ca. ~6300 K), og dens tonekortlægning målretter mod en standard gamma på 2,20.

Det Levende profil er en farveforstærket profil, som øger farvemætningen på skærmen. Profilens målfarverum er omkring 36 % større end sRGB og ligner Display P3, men med ændrede blåtoner. Røde er forstærket med omkring 24% og tonet mod orange; Grønne er forstærket med omkring 35% og tonet mod cyan; blues er forstærket med omkring 18% og tonet kraftigt mod cyan. De resulterende farver er overmættede og lidt skæve i nuancen, men mange brugere foretrækker måske dette på grund af dets punchiness. Det hvide punkt er lidt koldere, målrettet omkring 6700 K i standardindstillingen. For denne profil er der mulighed for at justere farvetemperaturen for profilen. Individuelle RGB-kanaljusteringer (polynomiale farvekorrektioner) findes også under Avancerede indstillinger. Profilens tonemapping er også målrettet mod en standard gamma på 2,20, men den divergerer til en højere værdi ved højere lysstyrke, da profilen ikke normaliserer displayets luminans som reaktion på indhold APL.

Lysstyrke

Nye Samsung Galaxy-flagskibe kommer typisk med nye højeste lysstyrkerekorder for mobile OLED'er. Imidlertid, med Samsung Galaxy S21 Ultra ser vi tal for lysstyrke, der ligner Note20 Ultra. Det vil sige, at vi ser omkring 900 nits ved hvid fuldskærm (100 % APL), ned til 1.500 nits ved en lille 1 % APL. De fleste apps med lystema har omkring 75-85 % APL, hvor Galaxy S21 Ultra kan udsende omkring 1.000 nits. Det er overflødigt at sige, at disse stadig er ekstremt imponerende lysstyrketal. Bemærk, at Samsung Galaxy S21 Ultra (og de fleste andre Android-enheder) kun kan nå denne maksimale lysstyrke i høj omgivende belysning, såsom i sollys. Ellers er den maksimale lysstyrke for det manuelle lysstyrkeområde kun omkring 400 nits for hvid fuldskærm.

Når den er på sit højeste, er en advarsel med skærmens lysstyrke, at den ofrer billedkontrasten for maksimal hvid luminans. Galaxy S21 Ultras maksimale lysstyrke varierer betydeligt med indholdets APL; telefonen kan pumpe mere strøm til lyse områder af skærmen, når resten af ​​skærmen ikke udsender meget lys. Selvom dette har fordelen ved at lade små lyse områder skille sig ud mere, kan det fuldstændig rode med gengivelsen af ​​farvetoner, hvilket gør detaljer i billeder sværere at se. Af denne grund deaktiverer nogle OLED'er denne lysstyrke-forstærkende (eller lysstyrke-reducerende, uanset hvilken måde du vil se på det) ved at begrænsning af strømmen til panelet og normalisering af lysstyrken til fuldskærms hvide (maks. strømforbrug), uanset indhold APL. Denne adfærd er nu implementeret i den naturlige (eller lignende) profil på de fleste telefoner nu for forbedret farvetonenøjagtighed. Nogle telefoner, såsom Samsung Galaxy S21 Ultra, fortsætter dog med at tillade lysstyrken at variere ved maksimal lysstyrke, sandsynligvis for spec sheet — jeg har fundet ud af, at skærme, der styrer lysstyrkeresponsen til APL ved maksimal lysstyrke, er generelt mere læselige under sollys. OnePlus 8 Pro, som normaliserer dens maksimale lysstyrke (til kun omkring ~720 nits) og derefter booster dens mellemtoner er stille blandt de bedste telefonskærme, jeg har set til visning af sollys; Google Pixel 5 udfører tilsvarende.

Ved den laveste lysstyrkeindstilling bemærkede jeg, at jeg fik to separate aflæsninger. Hvis Adaptive Brightness var deaktiveret, kunne skærmen blive så svag som 1,6 nits for fuldskærms hvid, hvilket er fremragende - de fleste andre OLED'er går kun ned til omkring 1,8-2,0 nits. Men når Adaptive Brightness er aktiveret, og lysstyrkeskyderen er sat til sit minimum, kan Galaxy S21 Ultras skærm blive så lavt som 1,2 nits for hvid fuldskærm, hvilket er imponerende. De fleste andre skærme kan ikke få denne dæmpning uden hjælp fra en form for mørkt filter overlejret i software. Samsung Galaxy S21 Ultra gør også dette uden væsentlig skade for billedkvaliteten. Tak til Samsung her.

Strømforbrug

Sammenlignet med den to år gamle Galaxy S10 ser vi, at Galaxy S21 Ultra er det bemærkelsesværdigt mere strømeffektiv med hensyn til lyseffektivitet. Ved Galaxy S10's maksimale fuldskærmslysstyrke, som er omkring 750 nits, forbruger Galaxy S21 Ultra næsten en hele watt mindre end S10 — omkring 25 % mindre strøm — selv når Galaxy S21 Ultra har en ~20 % større skærm areal. Når Galaxy S10's effekttal skaleres op for at matche skærmområdet på Galaxy S21 Ultra's, er forskellen endnu mere svimlende; i dette scenarie bruger Galaxy S21 Ultra derefter omkring 37 % mindre strøm og kan udsende omkring 1.000 nits for den samme effekt som den skalerede S10's maksimale lysstyrke på 750 nits.

Kontrast- og tonekortlægning

Målt ved 40 % APL (~27 % Target ADL)

Som tidligere diskuteret normaliserede den naturlige profil på Samsung Galaxy S21 Ultra skærmens lysstyrkerespons på indholdets APL. Dette er et afgørende skridt i at producere en stram overføringsfunktion (tonekort) kalibrering; uden det vil billedkontrasten variere afhængigt af indholdets gennemsnitlige lysstyrke, som kan observeres i vores kontrast- og tonekortdiagrammer for Vivid-profilen nedenfor. Den naturlige profil producerer fremragende tonal nøjagtighed i forhold til standard 2,20 power gamma for sit manuelle lysstyrkeområde takket være lysstyrkenormaliseringen. Men på sit højeste lysstyrke, når høj lysstyrke-tilstand er aktiveret, deaktiverer Samsung lysstyrkenormaliseringen, så panelet kan udsende de klareste hvide, som det kan. Dette har den ulempe, at det påvirker den tonale nøjagtighed, og vores målinger viser, at ved maksimal lysstyrke, Galaxy S21 Ultra gengiver farvetoner langt mørkere end beregnet, og detaljer i billeder kan blive faret vild.

Ved lav lysstyrke bevarer Natural-profilen sin sporing af 2,20 gamma-effekten. Selvom dette virker nøjagtigt på papiret, er det typisk ikke ønskeligt ved lave lysstyrkeniveauer. Forskellene mellem de mørkeste nuancer af farver bliver virkelig små ved disse lysstyrkeniveauer, forårsager et tab af detaljer og "black crush" selv for en skærm, der perfekt sporer en gammastyrke på 2.20. Derfor bør skærmkalibratorerne i stedet bruge en lavere, lysere gammastyrke i de første tonetrin for at forbedre skærmens læsbarhed ved lav lysstyrke. Telefoner som Google Pixel 5 og Apples iPhones er gode eksempler på skærme med fremragende skyggelæsbarhed ved lav lysstyrke på grund af deres tonekortlægningsadfærd.

Målt ved 40 % APL (~27 % Target ADL)

Vivid-profilen anvender ikke lysstyrkenormalisering, så dens billedkontrast varierer med skærmens lysstyrke og indholdets APL. Den sporer korrekt en 2,20 gamma-effekt for lav til medium lysstyrke, men begynder mærkbart at spore højere over omkring 400 nits. Dette bliver først virkelig et problem ved maksimal lysstyrke (høj lysstyrketilstand), men jeg ville ønske, at Samsung bare ville holde det statisk for at bevare billedkontrasten på tværs af lysstyrkeområdet. Til Vivid-tilstand kunne Samsung spore en statisk 2,40 gamma-effekt i stedet, så den har øget kontrasten over hele linjen, i stedet for kun ved høje lysstyrkeniveauer.

Gradientbånd til Natural-profilen

Gradient banding har altid været min klage for Samsung-enheder. Selv med den splinternye Galaxy S21 Ultra fortsætter bitdybdekvantiseringen med at være subtilitet til stede for skærmen i Natural-profilen. Selv for 10-bit indhold, hvis eneste eksistens i displayverdenen er at adressere kvantiseringsartefakter, udviser Galaxy S21 Ultra stadig nogle bånd. Hovedforbryderen ser ud til at være en stribe i mellemtonerne, der er tonet rød ved medium til høje lysstyrkeniveauer. Det er ikke så stort et problem, som det var i S10-skærmen, men det er der stadig, når det ikke har været en klage fra mig for nogen anden større OEM i nyere tid.

Hvidbalance og gråtonefarvepræcision

Gråtoneplot til naturlig profil, 120 Hz

Gråskalafarven på Samsung Galaxy S21 Ultra er anstændigt stram og velkontrolleret i Natural-profilen. Der er et hul, som mine plot mangler, som kan ses fra den røde stribe i mine fotos med gradientbånd i det foregående afsnit, men generelt er der ingen skurrende farvetone på skærmen. Jeg er glad for at se, at Samsung har forbedret sig i denne henseende: Den sidste Galaxy-skærm, som jeg anmeldte, Note10, ikke fungerede for godt i sin gråtonefarvepræcision. Men som med alle Samsung Galaxy-skærme, som jeg har anmeldt, er de kalibreret lidt for varme i deres naturlige tilstand, og vores Galaxy S21 Ultra målte til omkring 6300 K i dens gråtoner og hvid punkt.

Gråtoneplot til Vivid-profil, 120 Hz

Vivid-profilens gråtonefarvespredning er lidt strammere, hvilket kan forventes af en farveprofil med mindre kompression af farveskalaen. Der er også mindre farvestriber i denne profil, og hvidpunktet og gråtoner måler ved omkring 6700 K som standard.

Farveforskel i opdateringshastigheden

Fra mine observationer efter at have brugt tid med skærmen, har jeg ikke bemærket ændringer i billedkvaliteten, når skærmen skiftede opdateringshastighedstilstande, når i brug. Det er ikke til at sige der er det ikke eventuelle forskelle mellem opdateringshastighedstilstandene. Der er subtile farvekalibreringsforskelle mellem 60 Hz og 120 Hz skærmtilstande, men det ser ud til, at OS er smart nok til ikke at skifte, når forskellen kan være mærkbar. Ved at spore den aktuelle opdateringshastighed for Android OS fandt jeg ud af, at Galaxy S21 Ultra ikke skifter tilstand under en bestemt systemlysstyrke og omgivende lysstyrke. Dette er kun for de opdateringshastighedstilstande, der er udsat for Android; opdateringshastighedstilstandene på førerniveau udviste ingen synlige farveskift for mit øje, men det er svært at vurdere dette korrekt uden at vide, hvornår skærmen er rent faktisk ændrer driverens opdateringshastighed, da det ikke er synligt for OS.

Farvenøjagtighed

sRGB farvenøjagtighed plots for naturlig profil

Samsungs Galaxy S21 Ultra viser generelt fremragende sRGB farvenøjagtighed i sin naturlige profil for dets manuelle lysstyrkeområde (ΔE_TP = 2.7). Som en tommelfingerregel er ΔE_TP værdier under 3,0 kan betragtes som referencekvalitet. Men selvom profilens gennemsnitlige farvefejl er meget lave, er der et par høje farvefejl ved mellem til høj skærmlysstyrker, som er bemærkelsesværdige. Mellem 60%-80% PQ-lysstyrke, højmætningsrøde farver i sRGB får en let orange farvetone (ΔE_TP ≈ 10), og farveskalaen udvides mod orange i denne region, mens rød-til-lyserød er noget begrænset. Ved samme lysstyrkeområde er et område med medium-høj blåtoner skæv i nuancen mod lilla, hvilket er mærkeligt, da resten af ​​blåtonerne ser fine ud.

Ved maksimal lysstyrke ser vi en tendens til overmætning på tværs af farveskalaen. Dette er faktisk ønskværdig adfærd, da det opvejer noget af skærmfarvekompressionen fra høj omgivende belysning, når skærmen er på sit højeste lysstyrke. De fleste af farverne bevarer den samme nuance, hvilket er fremragende. Men ligesom i dets manuelle lysstyrkeområde, er røde farver stærkt skæve mod orange (selvom da appelsiner ser ud til at være okay, betyder det, at hudtoner sandsynligvis ikke vil blive mærkbart forvrænget).

Farvekalibrering med lav lysstyrke er fremragende og bedre end på de fleste andre mobilskærme, jeg har set. De fleste telefoner viser en komprimeret farveskala ved lav lysstyrke, hvilket ikke er tilfældet for Galaxy S21 Ultra. Galaxy S21 Ultra har dog stadig et problem med skyggelæsbarhed ved lav lysstyrke.

Vis P3 farvenøjagtighedsplot for naturlig profil

Natural-profilens Display P3-farvekalibrering ser ud til at være lidt mere nøjagtig end dens sRGB-farvekalibrering. Inden for Galaxy S21 Ultras manuelle lysstyrkeområde giver profilen en gennemsnitlig farvefejl ΔE_TP på 2,4 for Display P3, hvilket er fremragende. Display P3-kalibreringen har ikke de problemer med røde farver, der er til stede i sRGB-kalibreringen, men fejlen i medium til høj mætning blå er der stadig. Dette skulle give god fremtidssikring, når Display P3-indhold uundgåeligt bliver mere almindeligt i Android-økosystemet.

HDR-afspilning

Målt til 20% APL

~400 nit rammegennemsnitligt lysniveau (HDR10 1000) / ~900 nit rammegennemsnitligt lysniveau (HDR10 4000))

HDR-indhold (i form af HDR10 og Dolby Vision) bliver mere og mere produktivt hver dag. Der er nu masser af HDR-titler på hver streamingplatform, og vi ser først nu toppen af ​​isbjerget. Samsungs kameraer giver også mulighed for HDR10+ videooptagelse, som kan afspilles direkte på Galaxy S21 Ultra, og dermed bør indholdsskabere forvente en grad af nøjagtighed fra deres afspilning enhed. Der er stadig et væld af uudnyttet potentiale i vores nuværende standarder, og jeg forventer mange fremtidige forbedringer og revisioner, såsom en standardiseret form for Dolby Vision IQ. Til vores HDR-gennemgang vil vi se på den nuværende de-facto HDR10-standardafspilning ved hjælp af ST. 2084 (alias Perceptual Quantizer eller PQ) absolut overførselsfunktion. HDR-afspilning i profilerne Natural og Vivid på Galaxy S21 Ultra er identisk.

Med hensyn til maksimal lysstyrke annoncerer Samsung Galaxy S21 Ultra 1.500 nits peak, hvilket er rigeligt til HDR10-1000 (HDR10 ved 1.000 nits peak) indhold. Ud fra mine målinger fandt jeg ud af, at Galaxy S21 Ultra kan ramme 1.480 nits ved en vinduesstørrelse på 20 % (som også er den typiske APL for HDR), så Samsungs påstande om 1.500 nits for HDR er ægte. Det er faktisk også ret beskeden: Ved 10 % APL kan Galaxy S21 Ultra ramme 1.580 nits, og ved 1 % APL formåede den at udsende 1.680 nits. Disse tal er endnu ikke helt levedygtige for HDR-indhold, der er mestret ved 4.000 nits, men det er ikke desto mindre respektable fremskridt, og det giver plads til ordentlige 1.000-nit-højdepunkter ved højere APL'er.

Vores kontrastdiagram viser, hvordan Galaxy S21 Ultra gengiver standard PQ-kurven, når der afspilles HDR10-indhold. Vi kan se, at Galaxy S21 Ultra gør HDR10-indhold meget lysere end standard, når skærmen er på maksimal lysstyrke (som er den lysstyrkeindstilling, som HDR10-indhold skal afspilles på). Jeg formoder dog, at Samsung måske bare ikke følger konventionen, og måske at manuelt justere skærmens lysstyrke til 1.000 nits peak ville resultere i en nøjagtig HDR10-1000 PQ-kurve. Bemærk, at skærmens gengivelse af PQ-kurven afhænger af peak-luminansmetadataene for HDR10-indholdet (1000 nits eller 4000 nits peak); forbrugerskærme kan i øjeblikket ikke nå 4.000 nits (og nogle kan ikke nå 1.000 nits), så skærmen ruller forsigtigt af sted mod dens højeste lysstyrke i stedet. Samsung Galaxy S21 Ultra er den første Android-telefon, jeg har testet, der faktisk ændrer sin tonemapping afhængigt af metadataene for HDR-indhold, som er fremragende at se (det kan tidligere generationer også have, men jeg testede ikke dette) — det er bare en skam at se, at det ikke ser ud til at følge PQ-kurven ordentligt. Desuden fandt jeg ud af, at de første 10 % af kurven gradvist blev lysere, jo længere Galaxy S21 Ultra viste HDR-indhold; spidsen i bunden af ​​diagrammet viser denne adfærd på et tidspunkt, hvor displayet gjorde tonerne omkring 0,3 nits lysere end beregnet, hvilket er en enorm forskel i skyggerne.

I gråtonefarvepræcision præsterer Samsung Galaxy S21 Ultra middelmådigt til HDR-afspilning. Dens skygger er tonet mod magenta, og farvetemperaturen på resten af ​​gråskalapunkterne er meget varmere end standard, med højlys toner mod gul. Standardafstanden σ på 4,7 er bemærkelsesværdig høj og overgår værdien for en ikke-kritisk mærkbar forskel (ΔE_TP > 3.0) til indsamling af gråtonepunkter.

Galaxy S21 Ultra ser også problemer med farvenøjagtighed for HDR-indhold. Vores farvenøjagtighedsdiagram viser, at Galaxy S21 Ultra overmætter alle farver inden for P3-BT.2100-skalaen, og den hvide punkttone mod gul er også synlig. Denne overmætning går hånd i hånd med den alt for lyse gengivelse af PQ-kurven.

Samlet set giver Samsung Galaxy S21 Ultra en ekstremt levende HDR-oplevelse - en, der er lysere og mere farverig end standard. Det giver måske ikke den mest naturtro oplevelse, men en fordel til lysstyrken og farveoverskuddet er at det kan forbedre din HDR-seeroplevelse under lysere forhold, og ikke begrænse det til kun mørke rum.

Afsluttende bemærkninger om Samsung Galaxy S21 Ultras skærm

Samsung Galaxy S21 Ultra er virkelig et avanceret panel, der adresserer mange af de tidligere mangler ved høj opdateringshastighed OLED'er på smartphones. Med hensyn til kalibrering bevarer Galaxy S21 Ultra den farvenøjagtighed, der forventes af en telefon af dens kaliber. Jeg vil dog gerne se en finjustering af skyggedetaljer ved dens lavere lysstyrkeindstillinger, som jeg ser, at andre Androider nu er mere opmærksomme på. På den anden ende vil jeg også gerne se Samsung forbedre sin tonale tuning ved maksimal lysstyrke i stedet for blot at prøve at konkurrere om det højest mulige antal nits. Min Snapdragon Galaxy S21 Ultra-enhed viste også fremragende panelensartethed ved lav lysstyrke og meget lidt gråtonefarvetoning, hvilket er det modsatte af min erfaring med min tidligere Note10, som var forfærdelig i begge hilsen. Og endelig synes jeg faktisk nu, at kurvens tilstand er tålelig: Selv med lyst indhold, gav kurven lidt til ingen mærkbar forvrængning i kanterne, når man ser på skærmen frontalt - jeg ville ikke have noget imod denne kurve på en daglig chauffør.