Hvordan Pixelworks Iris 5-chip kan forbedre Android-skærmoplevelsen

Smartphone-skærme fortsætter med at forbedre visuel kvalitet hvert år på typiske måder som farvenøjagtighed, farveskala og lysstyrke. Men vi er nået til et punkt, hvor mange af de tekniske fremskridt i selv de øverste skærme nu er umærkelige eller ubemærkede. Panelleverandører og OEM'er forsøger desuden konstant at finde på nye måder "bare gør det større" og formfaktor for at gøre den mest engagerende del af din telefon endnu mere attraktiv. Pixelworks og deres Iris visuelle processor sigter mod at forbedre smartphone-skærmoplevelsen ved at integrere unikke skærmfunktioner og adaptive elementer baseret på menneskelig visuel opfattelse.

Pixelworks og Iris 5 visuelle processor

Pixelworks har for det meste været lavprofileret på smartphone-området, men virksomheden har arbejdet med video- og displayløsninger i omkring tyve år. De debuterede deres første partnerskab med en smartphone-producent i 2016 med ASUS på ZenFone 3 Ultra, der integrerede en tidlig version af deres Iris visuelle processor. Deres mest bemærkelsesværdige smartphone-samarbejde til dato omfatter Nokia 6.2/7.2, ASUS ROG-telefonen og for nylig

Black Shark 3 og OPPO Find X2. De to sidstnævnte telefoner inkluderer den nyeste femte generation af Pixelworks Iris-processor. Iris 5 er en skærmprocessor, der sidder mellem enhedens SoC og skærmdriverens IC, forbinder til begge via MIPI DSI og understøtter dual MIPI. Dette sammen med virksomhedens software, som de laver "Soft Iris", er ansvarlige for virksomhedens display-vendte funktioner.

Vilkårlig visning af "forbedringer"

Mange viser "forbedringer", som OEM'er leverer, involverer generelt kunstige og vilkårlige billedjusteringer, der kan skævvride indholdets kunstneriske hensigt. En almindelig måde, smartphone OEM'er hjælper deres skærme med at skille sig ud på, er ved at bruge en meget levende farveprofil, der udvider alle farverne på skærmen, så de fremstår mere mættede end oprindeligt tilsigtet. Dette er normalt også ledsaget af et blåligt hvidt punkt, som de fleste forbrugere finder mere tiltalende end det standard hvide punkt kendt som D65.

Begge disse egenskaber var oprindeligt artefakter af rå farvekalibrering og manglen på farvestyring i tidligere skærme, men forbedringer af begge er blevet dårligt modtaget af mange; nøjagtig farver har en fælles opfattelse som værende begrænsning af displayfarve, mens standard hvidpunktet ser varmere ud, end hvad de fleste havde været vant til.

For at forblive attraktive for forbrugerne måtte smartphoneproducenter fortsætte med at kunstigt overmætte deres skærmfarve og bruge et koldere hvidt punkt. Dette gøres af mange OEM'er selv den dag i dag. Samsung havde været berygtet for at sende alle deres OLED-telefoner med overmættede skærme, men de stoppede denne praksis med Galaxy S10, og de sender dem nu med en nøjagtig farveprofil i de fleste dele af verden (med undtagelse af deres in-store demo-enheder, som forståeligt nok er standard til den levende farveprofil for at sammenligne med de andre, der gør, også).

Forbedring af skærmgengivelse: Pixelworks' adaptive justeringer

Det kræver mere end et "velkalibreret" display for en nøjagtig seeroplevelse. Lysforhold i en skærms visningsmiljø kan ændre udseendet af indholdet på skærmen markant. For at indholdet skal se rigtigt ud, skal det ideelt set ses i det miljø, det blev mestret til. Og af denne grund overholder farvestandarder, der viser, sig også at pålægge et referencevisningsmiljø, for hvilket disse farver virker nøjagtige. Når du ser skærmen i andre miljøer, kan farverne på skærmen forekomme forkerte. En "velkalibreret" skærm bør således også kalibreres til sit visningsmiljø.

Smartphones bruges dog i alle mulige visningsmiljøer: Ude i det skarpe sollys, i sengen om natten eller måske i et sted med flerfarvet lys. Alle disse forskellige miljøer ændrer det opfattede udseende af indholdet på din smartphones skærm.

Pixelworks fokuserer på at forbedre visningsnøjagtigheden under disse forhold i den virkelige verden og genskabe indholdsskaberens kunstneriske hensigt. I stedet for useriøse boosts til billedkontrast/kvalitet/mætning er Pixelworks løsninger baseret om at forbedre indholdets troværdighed ved at justere displayet og dets indhold, så det tilpasser sig til omgivelserne betingelser.

Her er hvad Pixelworks og deres Iris 5-chip kan gøre:

• Fabrikskalibrering af display Først og fremmest fortæller Pixelworks os, at de tager ansvar for den fulde skærmkalibrering af de telefoner, de arbejder med. De udfører individuelle skærmkalibreringer af hver enhed på fabrikken, og de hævder, at deres kalibreringsresultater er inden for delta E < 1 af deres mål i deres uafhængige laboratorietest. Iris 5 er også i stand til at håndtere farvestyringen for en enhed.
• Bevægelsesbehandling i realtid på Iris 5 Bevægelsesbehandling, når det gøres rigtigt, er en nøglekomponent i at reducere rystelser og i håndteringen af ​​billedhastighedsmismatch. Pixelworks understreger, at dette ikke skal forveksles med generisk bevægelsesinterpolation, hvilket resulterer i det uhyggelige "sæbeopera effekt". Vi får at vide, at deres bevægelsesbehandling bevarer indholdets tilsigtede bevægelsesudseende og tilpasser det til typen af ​​indhold og til miljøet. Dette er vigtigt, da mange film ikke er beregnet til at have superglat bevægelse, mens det måske burde være en sportsstream. Derudover øges opfattelsen af ​​rystelse med kontrasten i indholdet, og kontrasten påvirkes yderligere af visningsmiljøet. Pixelworks hævder, at de kompenserer for begge disse faktorer i deres bevægelsesbehandling. Dette er især vigtigt for HDR-indhold, som har potentiale for meget høj kontrast. Bevægelsesbehandlingen siges også at fungere til mobilspil. Pixelworks har tidligere vundet Hollywood Professional Association (HPA) Award og Advanced Imaging Society (AIS) Entertainment Technology Lumiere Award for deres TrueCut motion grading video platform brugt i biograffilm.
• Automatisk justering af hvidbalance og kontrast Som tidligere nævnt ændres udseendet af indhold på en skærm afhængigt af visningsmiljøet. Pixelworks beskæftiger sig med de effekter, som omgivende lysstyrke og farver har, som ændrer din opfattelse af farver på en skærm. Et varmere visningsmiljø vil få en skærms hvidbalance til at virke relativt koldere - og omvendt - en effekt kendt som kromatisk tilpasning. For at kompensere skal en skærm justere sine farver hen imod farven på det omgivende lys, så displayet fremstår perceptuelt ens under forskellig farvebelysning. Mange telefoner har nu denne funktion, velsagtens populariseret af Apples True Tone, som blev introduceret i deres 9,7-tommer iPad Pro. True Tone tilpasser sig dog kun til omgivende farver, mens omgivende lysstyrke har en yderligere effekt på kontrasten på en skærm. Jo lysere det omgivende lys (i forhold til displayet), jo mørkere bliver farverne på skærmen og komprimeres mod sort. Og jo lysere displayet er (i forhold til det omgivende lys), jo lysere bliver farverne på skærmen og komprimeres mod hvidt. Dette er kendt som Bartleson-Breneman effekt, og Pixelworks er i stand til at kompensere for dette ved at justere systemets gamma og bruge lokal kontrastforbedring. Detaljerne for korrekt implementering af dette er imidlertid meget komplicerede, fra perceptuelle målinger til de kortlagte displaypixelværdier. Samsung er en anden smartphone OEM, der overvejer dette, dog kun for sollys høj lysstyrketilstand.
• DC-dæmpning for at forhindre OLED-flimmer I de fleste telefoner med en OLED-skærm justeres skærmens lysstyrke ved hurtigt at flimre skærmen til og fra, en metode kaldet pulsbreddemodulation (PWM). For de fleste telefoner sker denne flimren omkring 240 gange i sekundet, og den resulterende skærmlysstyrke afhænger af, hvor længe skærmen er i "on"-tilstand. Nogle forbrugere hævder dog at have forårsaget hovedpine fra denne flimren, og den forværres ved lavere skærmlysstyrkeniveauer. DC-dæmpning forsøger at afhjælpe dette ved i stedet at justere skærmens lysstyrke via traditionel analog styring. Selvom dette eliminerer flimren, kan skærmkalibrering og ensartethed blive negativt påvirket, da ændringer i en OLEDs spænding kan ændre dens outputkarakteristika betydeligt. Vi kan dog se OLED'er med højere DAC-bitdybder, som kan stole mere på strømmen for at justere amplituden af ​​de individuelle LED'er.
• SDR-til-HDR-tonekortlægning til videoer og spil Iris 5 er i stand til at konvertere standardindhold til HDR. Målet er, at standardindhold skal se ud, som om det var mestret til høj dynamisk rækkevidde. Dette gøres i realtid på Iris 5 DSP, og konverteringen fungerer sammen med dens andre adaptive funktioner. Jeg skrev en hel forløber om vilkårlige skærmforbedringer, så denne funktion kan virke som om den falder inden for den kategori. Selvom denne funktion er den mest subjektive, rationaliserer Pixelworks, at tonemappingen tillader det konverterede indhold at blive bedre repræsenteret under forskellige visningsforhold. Hvis det gøres godt, parrer SDR-til-HDR fint med den adaptive skærmkontrast og hvidbalancejusteringer.
• HDR10 til lav- og mellemklasseenheder Mens HDR10 typisk er reserveret til mere premium-enheder, kan Pixelworks samarbejde med mellemklasse- og budgetenheder for at bringe "certificeret HDR" til masserne. Iris 5 understøtter indbygget 10-bit-behandling, som de fleste budget-SoC'er ikke understøtter. Billige mobilskærme er nu i stand til mindst 95 % DCI-P3 og omkring 400 nits med 1000:1 statisk kontrast, hvilket kan tjene en acceptabel mobil HDR-oplevelse til prisen. For LCD'er kan Iris 5 desuden styre skærmens baggrundsbelysning ved at anvende dynamisk baggrundslysstyring for reduceret strømforbrug og forbedret dynamisk kontrast. De fleste LCD'er er dog allerede i stand til dette.

"Natural Tone Display" og "O1 Ultra Vision Engine" er funktioner findes på OPPO Find X2 Pro. Disse funktioner er drevet af Pixelworks' Iris 5 visuelle processor.

Pixelworks og deres chip giver også nogle andre mindre funktioner, såsom videoopskalering og skarphed/kantforbedringer, og de hævder, at Iris 5 kan aflaste noget skærmbehandling fra SoC. Integreret nedenfor er en salgsfremmende video, som virksomheden delte, der fremhæver hovedfunktionerne i Pixelworks' visuelle processor. Vi uploadede videoen til YouTube med tilladelse fra Pixelworks, men hvis du foretrækker at se den ukomprimerede video, kan du gør det her fra Pixelworks hjemmeside.

De forbedringer, som Pixelworks hævder at bringe, er alle sunde og flotte på papiret, men jeg mangler endnu at opleve den faktiske effektivitet af disse funktioner. Ingen er helt nye ideer, men samtidig er ingen af ​​dem blevet implementeret særlig godt på en smartphone. Ud fra disse funktioner er konceptet med at tilpasse skærmens kontrast til miljøet uden tvivl det vigtigste for yderligere at forbedre indholdets troværdighed i en verden, hvor enhver flagskibstelefon ser ud til at have en "A+ skærm" med farver "kan ikke skelnes fra perfekt" (ikke faktisk). Sammen med hvad Pixelworks udråber som "brancheledende" fabriksskærmkalibrering, jeg er ivrig efter at se, hvordan det hele klarer sig, når jeg får fingrene i en telefon med deres seneste Iris 5-chip.

Pixelworks tog ud for at orientere os om deres produkter og tjenester. Ovenstående meninger er mine egne.

Revideret 2020 25. marts.