Recensione del Display Ultra Samsung Galaxy S21: un passo avanti dal punto di vista tecnico

Il lancio dei nuovi dispositivi Galaxy è sempre un momento emozionante per gli appassionati di tecnologia dei display. Con Samsung Display ancora leader nel progresso del settore negli schermi mobili, il nuovo Samsung Galaxy S21 Ultra mette in mostra la all'avanguardia nella tecnologia dei display mobili e darci suggerimenti su cosa aspettarci dai display dei telefoni rilasciati a breve futuro.

Gli ultimi pannelli non sono sempre quelli migliore pannelli, però. Sebbene la tecnologia possa migliorare, le aziende devono assicurarsi di mantenere sotto controllo la qualità della calibrazione. A volte i miglioramenti tecnologici hanno introdotto nuovi problemi: ad esempio, sono stati introdotti pannelli ad alta frequenza di aggiornamento cambiamento di colore quando il telefono cambiava la frequenza di aggiornamento ed è stato necessario creare soluzioni software per risolvere questo problema problema. Anche il nuovo materiale dell'emettitore e le regolazioni del driver potrebbero influire sulla qualità dell'immagine. Mentre il Galaxy S21 Ultra mette in mostra la nuova tecnologia OLED di Samsung, vediamo se riesce anche a migliorare la qualità dell'immagine.

L'unità Snapdragon Samsung Galaxy S21 Ultra in questa recensione è stata acquistata personalmente. Samsung non ha compensato in alcun modo questa recensione.

Cosa è cambiato?

Rispetto al Galaxy Note20 Ultra, Samsung non ha menzionato grandi cambiamenti. Sulla carta, i pannelli sembrano estremamente simili: entrambi sono grandi pannelli QHD con supporto fino a 120 Hz frequenze di aggiornamento ed entrambi pubblicizzano un pannello LTPO di prossima generazione con VRR (frequenza di aggiornamento variabile) supporto. In termini di luminosità entrambi vantano anche un picco di 1.500 nit. Tuttavia, una delle principali differenze con il nuovo Galaxy S21 Ultra è che finalmente consente la frequenza di aggiornamento di 120 Hz al QHD nativo del display risoluzione: i precedenti flagship Galaxy erano bloccati con la risoluzione di rendering FHD (1080p) se volevano utilizzare l'elevata frequenza di aggiornamento di 120 Hz modalità. Sfortunatamente non ho un Galaxy Note20 Ultra per indagare su altre potenziali differenze, ma Andrei da Anandtech ho trovato che il pannello del Galaxy S21 Ultra lo fosse ancora più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a quello del Note20 Ultra.

Frequenza di aggiornamento "variabile".

Sebbene il Samsung Galaxy S21 Ultra sia pubblicizzato come dotato di una "vera" soluzione con frequenza di aggiornamento variabile, in realtà passa comunque da una modalità di frequenza di aggiornamento discreta all'altra. Tuttavia, con i pannelli LTPO "VRR" del Galaxy S21 Ultra e del Note20 Ultra, ci sono più modalità di frequenza di aggiornamento all'interno del driver del display rispetto a quelle esposte nel sistema operativo Android. Andrei da Anandtech Anche copre il meccanismo del driver del display questo è responsabile della commutazione della frequenza di aggiornamento più precisa del pannello.

Profili colore

Il Samsung Galaxy S21 Ultra (insieme alla maggior parte degli altri dispositivi Android) mantiene le stesse configurazioni della modalità colore dello schermo delle ultime due generazioni, con il profilo Vivid e Natural. La modalità Vivida è stata impostata come predefinita sulla mia unità Snapdragon.

IL Naturale Il profilo è il profilo accurato del colore del telefono e si rivolge allo spazio colore sRGB con gestione del colore fino allo spazio colore Display P3. Il punto di bianco del profilo punta a D65/6500 K (con le mie misurazioni che leggono circa ~6300 K) e la sua mappatura dei toni punta a una gamma standard di 2,20.

IL Vivido Il profilo è un profilo potenziato dal colore, che aumenta la saturazione dei colori sullo schermo. Lo spazio colore target del profilo è circa il 36% più grande di sRGB ed è simile al Display P3 ma con blu alterati. I rossi sono potenziati di circa il 24% e sfumati verso l'arancione; I verdi sono potenziati di circa il 35% e sfumati verso il ciano; i blu sono potenziati di circa il 18% e sfumati pesantemente verso il ciano. I colori risultanti sono troppo saturi e leggermente distorti nella tonalità, ma molti utenti potrebbero preferirlo per la sua intensità. Il punto di bianco è un po' più freddo, puntando a circa 6700 K nella sua impostazione predefinita. Per questo profilo viene fornita un'opzione per regolare la temperatura del colore del profilo. Le regolazioni individuali dei canali RGB (correzioni colore polinomiali) sono fornite anche in Impostazioni avanzate. Anche la mappatura dei toni del profilo punta a una gamma standard di 2,20, ma diverge verso un valore più alto con luminosità più elevata poiché il profilo non normalizza la luminanza del display in risposta al contenuto APL.

Luminosità

I nuovi flagship Samsung Galaxy in genere sono dotati di nuovi record di luminosità di picco per gli OLED mobili. Tuttavia, con il Samsung Galaxy S21 Ultra, vediamo valori di luminosità simili a quelli del Note20 Ultra. Cioè, vediamo circa 900 nit con il bianco a schermo intero (100% APL), fino a 1.500 nit con un minuscolo 1% APL. La maggior parte delle app a tema luminoso si attesta a circa il 75-85% APL, a cui il Galaxy S21 Ultra può produrre circa 1.000 nit. Inutile dire che si tratta di valori di luminosità estremamente impressionanti. Tieni presente che il Samsung Galaxy S21 Ultra (e la maggior parte degli altri dispositivi Android) può raggiungere questo picco di luminosità solo in condizioni di illuminazione ambientale elevata, come sotto la luce del sole. Altrimenti, la luminosità di picco per l'intervallo di luminosità manuale è di soli 400 nit circa per il bianco a schermo intero.

Quando è al suo apice, un avvertimento riguardo alla luminosità del display è che sacrifica il contrasto dell'immagine per la massima luminanza bianca. La luminosità massima del Galaxy S21 Ultra varia in modo significativo con l'APL dei contenuti; il telefono può pompare più corrente nelle regioni luminose del display quando il resto del display non emette molta luce. Sebbene ciò abbia il vantaggio di far risaltare maggiormente le piccole regioni luminose, può compromettere completamente la resa delle tonalità di colore, rendendo più difficili da vedere i dettagli nelle immagini. Per questo motivo, alcuni OLED disabilitano questo meccanismo di aumento della luminosità (o di riduzione della luminosità, in qualunque modo tu lo voglia vedere) limitando la corrente al pannello e normalizzando la luminosità a quella del bianco a schermo intero (assorbimento massimo), indipendentemente dal contenuto APL. Questo comportamento è ora implementato nel profilo Naturale (o simile) della maggior parte dei telefoni per una migliore precisione della tonalità del colore. Tuttavia, alcuni telefoni, come il Samsung Galaxy S21 Ultra, continuano a consentire la variazione della luminosità al picco di luminosità, probabilmente per scheda tecnica: ho scoperto che i display che controllano la risposta alla luminosità dell'APL alla massima luminosità sono complessivamente più leggibili luce del sole. OnePlus 8 Pro, che normalizza la sua luminosità di picco (a soli circa ~720 nit) e poi aumenta i suoi mezzitoni, è fermo tra i migliori display di telefoni che abbia mai visto per la visione della luce solare; il Google Pixel 5 si comporta in modo simile.

Con l'impostazione di luminosità più bassa, ho notato che stavo ottenendo due letture separate. Se la luminosità adattiva fosse disabilitata, il display potrebbe attenuarsi fino a 1,6 nit per il bianco a schermo intero, il che è eccellente: la maggior parte degli altri OLED scende solo a circa 1,8-2,0 nit. Tuttavia, quando la luminosità adattiva è abilitata e il cursore della luminosità è impostato al minimo, il display del Galaxy S21 Ultra potrebbe arrivare fino a 1,2 nit per il bianco a schermo intero, il che è impressionante. La maggior parte degli altri display non può ottenere questa attenuazione senza l'aiuto di una sorta di filtro scuro sovrapposto al software. Anche il Samsung Galaxy S21 Ultra fa lo stesso senza compromettere in modo significativo la qualità dell'immagine. Complimenti a Samsung qui.

Consumo di energia

Rispetto al Galaxy S10 di due anni fa, vediamo che il Galaxy S21 Ultra lo è notevolmente di più efficiente dal punto di vista energetico per quanto riguarda l'efficienza luminosa. Alla massima luminosità a schermo intero del Galaxy S10, che è di circa 750 nit, il Galaxy S21 Ultra consuma quasi un intero watt in meno rispetto all'S10 – circa il 25% di potenza in meno – anche quando il Galaxy S21 Ultra ha uno schermo più grande del 20% circa la zona. Quando i dati di potenza del Galaxy S10 vengono ingranditi per corrispondere all'area dello schermo del Galaxy S21 Ultra, la differenza è ancora più sconcertante; in questo scenario, il Galaxy S21 Ultra consuma circa il 37% in meno di energia e può emettere circa 1.000 nit per la stessa potenza della luminosità di picco di 750 nit in scala dell'S10.

Contrasto e mappatura dei toni

Misurato al 40% APL (~27% ADL target)

Come discusso in precedenza, il profilo Natural del Samsung Galaxy S21 Ultra ha normalizzato la risposta della luminosità del display all'APL dei contenuti. Questo è un passo cruciale nella produzione di una calibrazione precisa della funzione di trasferimento (mappa dei toni); senza di esso, il contrasto dell'immagine varierà in base alla luminosità media del contenuto, che può essere osservata nei nostri grafici della mappa del contrasto e dei toni per il profilo Vivid di seguito. Il profilo Naturale produce un'eccellente precisione tonale rispetto alla gamma di potenza standard 2.20 per la sua gamma di luminosità manuale, grazie alla normalizzazione della luminosità. Ma alla massima luminosità, quando è attivata la modalità ad alta luminosità, Samsung disabilita la normalizzazione della luminosità in modo che il pannello possa emettere i bianchi più luminosi possibili. Ciò ha lo svantaggio di influire sulla precisione tonale e le nostre misurazioni mostrano che, alla massima luminosità, il Galaxy S21 Ultra rende le tonalità di colore molto più scure del previsto e i dettagli nelle immagini possono diventare perduto.

A bassa luminosità, il profilo Naturale mantiene il tracciamento della potenza gamma 2,20. Sebbene questo sembri accurato sulla carta, in genere non è desiderabile a bassi livelli di luminosità. Le differenze tra le tonalità più scure dei colori diventano davvero minime a questi livelli di luminosità, causando una perdita di dettaglio e un "black crush" anche per un display che segue perfettamente una potenza gamma di 2.20. Pertanto, i calibratori del display dovrebbero invece utilizzare una potenza gamma più bassa e più luminosa per i primi passaggi tonali per una migliore leggibilità del display a bassa luminosità. Telefoni come Google Pixel 5 e iPhone di Apple sono buoni esempi di display con un'eccellente leggibilità delle ombre a bassa luminosità grazie al loro comportamento di mappatura dei toni.

Misurato al 40% APL (~27% ADL target)

Il profilo Vivido non utilizza la normalizzazione della luminosità, quindi il contrasto dell'immagine varia con la luminosità del display e l'APL del contenuto. Tiene traccia correttamente di una potenza gamma di 2,20 per livelli di luminosità medio-bassi, ma inizia a tracciare notevolmente valori più alti sopra i 400 nit. Questo diventa davvero un problema solo alla massima luminosità (modalità alta luminosità), ma vorrei che Samsung lo mantenesse statico per mantenere il contrasto dell'immagine nell'intervallo di luminosità. Per la modalità Vivid, Samsung potrebbe invece tracciare una potenza gamma statica di 2,40 in modo da aumentare il contrasto su tutta la linea, anziché solo a livelli di luminosità elevati.

Bande sfumate per il profilo Naturale

Il gradient banding è sempre stato un mio reclamo per i dispositivi Samsung. Anche con il nuovissimo Galaxy S21 Ultra, la quantizzazione della profondità di bit continua ad essere sottilmente presente per il display nel profilo Natural. Anche per i contenuti a 10 bit, la cui unica esistenza nel mondo dei display è quella di risolvere gli artefatti di quantizzazione, il Galaxy S21 Ultra mostra ancora qualche banding. Il principale colpevole sembra essere una striscia nei mezzitoni che si colora di rosso a livelli di luminosità medio-alti. Non è un problema così grande come lo era nel display dell'S10, ma è ancora lì quando non c'è stato un mio reclamo per nessun altro importante OEM negli ultimi tempi.

Bilanciamento del bianco e precisione del colore in scala di grigi

Grafici in scala di grigi per il profilo Naturale, 120 Hz

La diffusione del colore in scala di grigi sul Samsung Galaxy S21 Ultra è abbastanza compatta e ben controllata nel profilo Naturale. C'è una lacuna che manca nelle mie trame e che può essere vista dalla striscia rossa nelle mie foto con bande sfumate nella sezione precedente, ma in generale non c'è alcuna tinta stridente sul display. Sono felice di vedere che Samsung sia migliorata in questo senso: l'ultimo display Galaxy che ho recensito, il Note10, non ha funzionato troppo bene nella sua precisione cromatica in scala di grigi. Tuttavia, come tutti i display Samsung Galaxy che ho recensito, sono calibrati leggermente troppo caldi nella modalità Naturale, e il nostro Galaxy S21 Ultra ha misurato circa 6300 K in scala di grigi e bianco punto.

Tracciati in scala di grigi per il profilo Vivid, 120 Hz

La diffusione del colore in scala di grigi del profilo Vivid è un po' più ristretta, come ci si può aspettare da un profilo colore con una minore compressione della gamma. Ci sono anche meno bande di colore in questo profilo, e il punto di bianco e la scala di grigi misurano a circa 6700 K per impostazione predefinita.

Differenza di colore della frequenza di aggiornamento

Dalle mie osservazioni dopo aver trascorso del tempo con il display, non ho notato alterazioni della qualità dell'immagine quando il display ha cambiato modalità di frequenza di aggiornamento quando in uso. Questo non vuol dire lì non lo sono eventuali differenze tra le modalità di frequenza di aggiornamento. Ci sono sottili differenze nella calibrazione del colore tra le modalità di visualizzazione a 60 Hz e 120 Hz, ma sembra che il sistema operativo sia abbastanza intelligente da non cambiare quando la differenza potrebbe essere evidente. Monitorando l'attuale frequenza di aggiornamento del sistema operativo Android, ho scoperto che il Galaxy S21 Ultra non cambia modalità con una determinata luminosità del sistema e luminosità ambientale. Questo vale solo per le modalità di frequenza di aggiornamento esposte ad Android; le modalità di frequenza di aggiornamento a livello di driver non hanno mostrato alcun cambiamento di colore visibile ai miei occhi, tuttavia, è difficile valutarlo correttamente senza sapere quando il display è In realtà modificando la frequenza di aggiornamento del driver poiché non è evidente al sistema operativo.

Precisione del colore

Tracciamenti della precisione del colore sRGB per il profilo Naturale

Il Galaxy S21 Ultra di Samsung mostra generalmente un'eccellente precisione del colore sRGB nel suo profilo naturale per la sua gamma di luminosità manuale (ΔE_TP = 2.7). Come regola generale, ΔE_TP valori inferiori a 3,0 possono essere considerati qualità di riferimento. Tuttavia, anche se gli errori cromatici medi del profilo sono molto bassi, ci sono un paio di errori cromatici elevati con luminosità del display medio-alta che sono degni di nota. Tra il 60% e l'80% di luminosità PQ, i rossi ad alta saturazione in sRGB assumono una tonalità leggermente arancione (ΔE_TP ≈ 10), e la gamma è ampliata verso l'arancione in questa regione mentre il rosso-rosa è alquanto limitato. Allo stesso intervallo di luminosità, una regione di blu medio-alto ha una tonalità distorta verso il viola, il che è strano dato che il resto dei blu appare buono.

Alla massima luminosità, vediamo una tendenza alla sovrasaturazione su tutta la gamma. Questo è in realtà un comportamento desiderabile poiché compensa parte della compressione della gamma dello schermo dovuta all'elevata illuminazione ambientale quando il display è alla massima luminosità. La maggior parte dei colori mantiene la stessa tonalità, il che è eccellente. Ma proprio come nella gamma di luminosità manuale, i rossi sono fortemente sbilanciati verso l'arancione (anche se, poiché gli arancioni sembrano andare bene, ciò significa che è probabile che i toni della pelle non siano notevolmente distorti).

La calibrazione del colore a bassa luminosità è eccellente e migliore rispetto alla maggior parte degli altri display mobili che ho visto. La maggior parte dei telefoni mostra una gamma compressa a bassa luminosità, il che non è il caso del Galaxy S21 Ultra. Tuttavia, il Galaxy S21 Ultra ha ancora un problema con la leggibilità delle ombre a bassa luminosità.

Visualizza grafici di precisione del colore P3 per il profilo Naturale

La calibrazione del colore Display P3 del profilo Natural sembra essere leggermente più accurata della calibrazione del colore sRGB. All'interno dell'intervallo di luminosità manuale del Galaxy S21 Ultra, il profilo produce un errore di colore medio ΔE_TP di 2,4 per Display P3, che è eccellente. La calibrazione del Display P3 non presenta i problemi con i rossi presenti nella calibrazione sRGB, ma l'errore nei blu con saturazione medio-alta è ancora presente. Ciò dovrebbe fornire una buona prova per il futuro quando i contenuti del Display P3 diventeranno inevitabilmente più comuni all’interno dell’ecosistema Android.

Riproduzione HDR

Misurato al 20% APL

Livello di luce medio del fotogramma di ~400 nit (HDR10 1000) / Livello di luce medio del fotogramma di ~900 nit (HDR10 4000))

I contenuti HDR (sotto forma di HDR10 e Dolby Vision) stanno diventando ogni giorno sempre più prolifici. Ora ci sono moltissimi titoli HDR su ogni piattaforma di streaming e vediamo solo la punta dell'iceberg. Le fotocamere Samsung consentono anche la registrazione video HDR10+, che può essere riprodotta direttamente sul Galaxy S21 Ultra, e con ciò, i creatori di contenuti dovrebbero aspettarsi un certo grado di precisione dalla loro riproduzione dispositivo. C'è ancora un sacco di potenziale non sfruttato nei nostri standard attuali e mi aspetto molti miglioramenti e revisioni futuri, come una forma standardizzata di Dolby Vision IQ. Per la nostra recensione sull'HDR, esamineremo l'attuale riproduzione standard HDR10 di fatto utilizzando l'ST. Funzione di trasferimento assoluto 2084 (aka Perceptual Quantizer, o PQ). La riproduzione HDR nei profili Naturale e Vivido sul Galaxy S21 Ultra è identica.

In termini di luminosità di picco, il Samsung Galaxy S21 Ultra pubblicizza un picco di 1.500 nit, che è sufficiente per i contenuti HDR10-1000 (HDR10 con picco di 1.000 nit). Dalle mie misurazioni, ho scoperto che il Galaxy S21 Ultra può raggiungere 1.480 nit con una dimensione della finestra del 20% (che è anche il tipico APL per HDR), quindi le affermazioni di Samsung di 1.500 nit per HDR sono autentiche. In realtà è anche abbastanza modesto: Al 10% APL, il Galaxy S21 Ultra può raggiungere 1.580 nit e all'1% APL è riuscito a produrre 1.680 nit. Queste cifre non sono ancora del tutto praticabili per i contenuti HDR masterizzati a 4.000 nit, ma si tratta comunque di un progresso rispettabile e consente margine per alte luci a 1.000 nit con APL più elevati.

La nostra tabella di contrasto mostra come il Galaxy S21 Ultra riproduce la curva PQ standard durante la riproduzione di contenuti HDR10. Possiamo vedere che il Galaxy S21 Ultra rende i contenuti HDR10 molto più luminosi dello standard quando il display è alla massima luminosità (che è l'impostazione di luminosità con cui si suppone che il contenuto HDR10 venga riprodotto A). Tuttavia, sospetto che Samsung potrebbe semplicemente non seguire le convenzioni e forse regolare manualmente la luminosità del display su un picco di 1.000 nit si tradurrebbe in una curva PQ HDR10-1000 accurata. Tieni presente che il rendering della curva PQ da parte del display dipende dai metadati di luminanza di picco del contenuto HDR10 (1000 nit o 4000 nit di picco); i display consumer attualmente non possono raggiungere i 4.000 nit (e alcuni non possono raggiungere i 1.000 nit), quindi il display si sposta gradualmente verso la sua luminosità di picco. Il Samsung Galaxy S21 Ultra è il primo telefono Android che ho testato che cambia effettivamente la mappatura dei toni in base ai metadati del contenuto HDR, che è eccellente da vedere (anche le generazioni precedenti potrebbero averlo fatto, ma non l'ho testato) - è semplicemente un peccato vedere che non sembra seguire la curva PQ correttamente. Inoltre, ho scoperto che il primo 10% della curva diventava gradualmente più luminoso man mano che il Galaxy S21 Ultra visualizzava contenuti HDR; il picco nella parte inferiore del grafico mostra questo comportamento in un caso in cui il display ha reso i toni circa 0,3 nit più luminosi del previsto, il che rappresenta un'enorme differenza nelle ombre.

Nella precisione del colore in scala di grigi, il Samsung Galaxy S21 Ultra ha prestazioni mediocri per la riproduzione HDR. Le sue ombre sono sfumate verso il magenta e la temperatura del colore del resto dei punti della scala di grigio è molto più calda dello standard, con le luci sfumate verso il giallo. La distanza standard σ di 4,7 è notevolmente elevata, superando il valore di una differenza evidente non critica (ΔE_TP > 3.0) per la raccolta dei punti della scala di grigi.

Il Galaxy S21 Ultra riscontra problemi anche nella precisione del colore per i contenuti HDR. La nostra tabella sulla precisione del colore mostra che il Galaxy S21 Ultra satura tutti i colori all'interno della gamma P3-BT.2100, ed è visibile anche la tinta del punto bianco verso il giallo. Questa sovrasaturazione va di pari passo con la resa eccessivamente brillante della curva PQ.

Nel complesso, il Samsung Galaxy S21 Ultra offre un'esperienza visiva HDR estremamente vivace, più luminosa e colorata rispetto allo standard. Potrebbe non fornire l'esperienza più fedele al cinema, ma lo è un vantaggio in termini di luminosità e colore che può migliorare la tua esperienza di visione HDR in condizioni più luminose e non limitarla solo alle stanze buie.

Osservazioni finali sul display del Samsung Galaxy S21 Ultra

Il Samsung Galaxy S21 Ultra è davvero un pannello all'avanguardia che risolve molte delle precedenti carenze degli OLED ad alta frequenza di aggiornamento sugli smartphone. In termini di calibrazione, il Galaxy S21 Ultra mantiene la precisione del colore che ci si aspetta da un telefono del suo calibro. Tuttavia, mi piacerebbe vedere una regolazione più precisa dei dettagli delle ombre con impostazioni di luminosità inferiori, a cui vedo ora che altri Android prestano maggiore attenzione. D'altro canto, mi piacerebbe anche vedere Samsung migliorare la regolazione tonale alla massima luminosità invece di cercare semplicemente di competere per il numero più alto di nit possibile. Anche la mia unità Snapdragon Galaxy S21 Ultra ha mostrato un'eccellente uniformità del pannello a bassa luminosità e molto poco colorazione in scala di grigi, che è l'opposto della mia esperienza con il mio precedente Note10, che era terribile in entrambi saluti. E infine, ora trovo effettivamente sopportabile lo stato della curva: anche con contenuti brillanti, la curva ha ceduto distorsione minima o nulla ai bordi guardando il display frontalmente: non mi dispiacerebbe questa curva ogni giorno autista.