Pixelworks Iris 5 チップが Android のディスプレイ エクスペリエンスを向上させる方法

スマートフォンの画面は、色の精度、色域、明るさなどの一般的な面で、視覚的な品質が毎年向上し続けています。 しかし、現在では、最上位のディスプレイであっても、技術的な進歩の多くは知覚できないか、気付かれないという点に達しています。 パネル ベンダーと OEM は、常に新しい方法を考案しようとしています。 「もっと大きくしてよ」とフォームファクターを調整して、携帯電話の最も魅力的な部分をさらに魅力的にします。 Pixelworks と同社の Iris ビジュアル プロセッサは、独自の表示機能と人間の視覚に基づく適応要素を統合することで、スマートフォンの表示エクスペリエンスを向上させることを目指しています。

Pixelworks と Iris 5 ビジュアル プロセッサ

Pixelworks の主要な顧客とパートナー。

Pixelworks はスマートフォンの分野ではほとんど目立たなかったが、同社は約 20 年間ビデオおよびディスプレイのソリューションに取り組んできた。 同社は、2016 年に ASUS との最初のパートナーシップを ZenFone 3 Ultra でデビューさせ、初期バージョンの Iris ビジュアル プロセッサを統合しました。 これまでの最も注目すべきスマートフォン コラボレーションには、Nokia 6.2/7.2、ASUS ROG Phone、そしてつい最近では、 ブラックシャーク3 そしてその OPPO Find X2. 後者の 2 つの携帯電話には、最新の第 5 世代 Pixelwork の Iris プロセッサが搭載されています。 Iris 5 は、デバイス SoC とディスプレイ ドライバー IC の間に位置するディスプレイ プロセッサであり、MIPI DSI 経由で両方に接続し、デュアル MIPI をサポートします。 これは、彼らが「Soft Iris」と名付けた同社のソフトウェアとともに、同社のディスプレイ向け機能を担っています。

任意の表示「拡張機能」

OEM が提供するディスプレイの「拡張機能」の多くには、通常、コンテンツの芸術的意図を歪める可能性のある人工的かつ恣意的な画像調整が含まれています。 スマートフォン OEM が自社のディスプレイを目立たせるために行う一般的な方法の 1 つは、非常に鮮やかなディスプレイを使用することです。 画面上のすべての色を拡張して、元よりも彩度が高く見えるようにするカラー プロファイル 意図されました。 これには通常、青っぽい白色点も伴いますが、ほとんどの消費者は、D65 として知られる標準的な白色点よりも魅力的だと感じます。

これらの特性は両方とも、元々は粗雑なカラー キャリブレーションと過去のディスプレイのカラー マネージメントの欠如によって生じたものでしたが、両方の改善は多くの人から不評でした。 正確な 色は次のものであるという共通の認識を持っています。 制約 標準の白色点は、ほとんどの人が慣れ親しんでいるものよりも暖かく見えます。

消費者にとって魅力的であり続けるために、スマートフォンメーカーは画面の色を人工的に過飽和にし続け、より冷たい白色点を使用する必要がありました。 これは現在でも多くの OEM によって行われています。 サムスンは、すべての OLED 携帯電話に過飽和のディスプレイを搭載して出荷することで悪名が高かったが、Galaxy S10 ではこの慣行をやめ、正確なディスプレイを搭載して出荷するようになりました。 世界のほとんどの地域でカラー プロファイルを使用できます (ただし、店頭のデモ ユニットは例外で、他のデモ ユニットと比較するために、当然のことながらその鮮やかなカラー プロファイルがデフォルトで使用されます)。 あまりにも）。

表示の忠実度の向上: Pixelworks の適応調整

正確な視聴体験を実現するには、「適切に調整された」ディスプレイ以上のものが必要です。 ディスプレイの表示環境における照明条件により、ディスプレイ上のコンテンツの外観が大きく変化する可能性があります。 コンテンツが適切に見えるようにするには、理想的には、そのコンテンツがマスタリングされた環境で表示される必要があります。 このため、ディスプレイが準拠する色標準は、その色が正確に見える基準となる表示環境も課します。 それ以外の環境でご覧になった場合、ディスプレイ上の色が正しく表示されない場合があります。 したがって、「適切に調整された」ディスプレイも、その表示環境に合わせて調整する必要があります。

しかし、スマートフォンは、明るい日光の下での屋外、夜のベッドの中、あるいは色とりどりの照明のある会場など、あらゆる種類の視聴環境で使用されます。 これらすべてのさまざまな環境により、スマートフォンの画面上のコンテンツの見た目が変化します。

Pixelworks の自動適応ディスプレイ。

Pixelworks は、こうした現実世界の状況における表示精度を向上させ、コンテンツ作成者の芸術的意図を再現することに重点を置いています。 画像のコントラスト/品質/彩度を軽薄に高めるのではなく、Pixelwork のソリューションは次のことに基づいています。 ディスプレイとそのコンテンツを周囲環境に適応するように調整することで、コンテンツの忠実度を向上させることについて 条件。

Pixelworks と Iris 5 チップでできることは次のとおりです。

• 工場出荷時のディスプレイ調整 何よりもまず、Pixelworks は、自社が使用する携帯電話の完全なディスプレイ調整作業に責任を負っていると述べています。 彼らは工場ですべてのユニットの個別のディスプレイ調整を実行し、独立したラボテストで調整結果が目標のデルタ E < 1 以内であると主張しています。 Iris 5 は、デバイスのカラー管理も処理できます。
• Iris 5 でのリアルタイム モーション処理 モーション処理は、正しく行われれば、ジャダーを軽減し、フレームレートの不一致に対処する上で重要なコンポーネントとなります。 Pixelworks は、これを一般的なモーション補間と混同しないことを強調しています。その結果、悪質な結果が生じます。メロドラマ効果". 彼らのモーション処理は、コンテンツの意図されたモーションの外観を保持し、それをコンテンツの種類と環境に適応させると言われています。 多くの映画は非常に滑らかなモーションを意図していないため、これは重要です。スポーツ ストリームでは、非常に滑らかなモーションが必要になる可能性があります。 さらに、ジャダーの知覚はコンテンツのコントラストとともに増加し、コントラストは視聴環境によってさらに影響されます。 Pixelworks は、モーション処理においてこれら両方の要素を補償すると主張しています。 これは、コントラストが非常に高くなる可能性がある HDR コンテンツの場合に特に重要です。 モーション処理はモバイルゲームでも動作するという。 Pixelworks は以前にも優勝しています ハリウッドプロフェッショナル協会 (HPA) 賞 そしてその Advanced Imaging Society (AIS) エンターテインメント テクノロジー ルミエール賞 映画フィルムで使用される TrueCut モーション グレーディング ビデオ プラットフォーム用。
• ディスプレイのホワイトバランスとコントラストの自動調整 前述したように、ディスプレイ上のコンテンツの見え方は、視聴環境に応じて変化します。 Pixelworks は、ディスプレイ上の色の認識を変える周囲の明るさと色が及ぼす影響を扱います。 視聴環境が暖かいと、ディスプレイのホワイトバランスが相対的に寒く見えます。逆も同様です。この効果は、 色順応. それを補うために、ディスプレイは色を調整する必要があります に向かって 環境光の色を調整して、異なる色の照明の下でもディスプレイが知覚的に同じように見えるようにします。 現在、多くの携帯電話がこの機能を提供していますが、おそらく Apple の 9.7 インチ iPad Pro に導入された True Tone によって普及したものと考えられます。 ただし、True Tone は周囲の色にのみ適応し、周囲の明るさは画面のコントラストにさらに影響します。 周囲の光が (ディスプレイに対して) 明るくなるほど、画面上の色は暗くなり、黒に向かって圧縮されて表示されます。 また、ディスプレイが (周囲光と比較して) 明るくなるほど、画面上の色は明るくなり、白に向かって圧縮されます。 これはとして知られています バートルソン・ブレネマン効果Pixelworks は、システム ガンマを調整し、ローカル コントラスト強調を使用することでこれを補償できます。 ただし、これを正しく実装する詳細は、知覚測定からマッピングされた表示ピクセル値に至るまで、非常に複雑です。 サムスンもこれを考慮しているもう 1 つのスマートフォン OEM ですが、太陽光の高輝度モードのみです。
• OLEDのちらつきを防ぐDC調光 OLED 画面を備えたほとんどの携帯電話では、ディスプレイの明るさは、パルス幅変調 (PWM) と呼ばれる方法で、画面を素早くオン/オフすることで調整されます。 ほとんどの携帯電話では、このちらつきは 1 秒あたり約 240 回発生し、その結果生じるディスプレイの明るさは、ディスプレイが「オン」状態にある時間によって異なります。 しかし、消費者の中にはこのちらつきによって頭痛が引き起こされ、ディスプレイの輝度レベルが低いと悪化する、と主張する人もいます。 DC 調光は、代わりに従来のアナログ制御によってディスプレイの明るさを調整することでこの問題を解決しようとします。 これによりちらつきは解消されますが、OLED の電圧の変化により出力特性が大幅に変化する可能性があるため、ディスプレイのキャリブレーションと均一性に悪影響を及ぼす可能性があります。 ただし、より高い DAC ビット深度を備えた OLED が登場する可能性があります。これにより、個々の LED の振幅を調整するために電流にさらに依存できるようになります。
• ビデオやゲーム向けの SDR から HDR へのトーン マッピング Iris 5 は、標準コンテンツを HDR に変換できます。 目標は、標準コンテンツがハイ ダイナミック レンジ用にマスタリングされたかのように表示されることです。 これは Iris 5 DSP 上でリアルタイムで行われ、変換は他の適応機能と並行して動作します。 私は任意の表示強化に関する前書き全体を書いたので、この機能はそのカテゴリに分類されるように見えるかもしれません。 この機能は最も主観的なものですが、Pixelworks は、トーン マッピングにより、変換されたコンテンツがさまざまな表示条件でより適切に表現されることを正当化します。 うまく行えば、SDR から HDR への変換は、アダプティブ ディスプレイ コントラストおよびホワイト バランス調整とうまく組み合わされます。
• 低価格帯および中価格帯のデバイス向けの HDR10 HDR10 は通常、より高級なデバイス向けに予約されていますが、Pixelworks はミッドレンジおよび低価格のデバイスと連携して、「認定された HDR」を一般向けに提供できます。 Iris 5 は、ほとんどの低価格 SoC がサポートしていないネイティブ 10 ビット処理をサポートしています。 現在、安価なモバイル ディスプレイは、少なくとも 95% DCI-P3 と 1000:1 の静的コントラストで約 400 nit の性能を備えており、価格の割にまずまずのモバイル HDR エクスペリエンスを提供できます。 さらに、LCD の場合、Iris 5 はディスプレイのバックライトを管理でき、動的バックライト制御を採用して消費電力を削減し、動的コントラストを向上させます。 ただし、ほとんどの LCD はすでにこれに対応しています。

「ナチュラルトーンディスプレイ」と「O1ウルトラビジョンエンジン」が特長 OPPO Find X2 Proで見つかりました. これらの機能は、Pixelworks の Iris 5 ビジュアル プロセッサによって強化されています。

Pixelworks とそのチップは、ビデオのアップスケーリングや 彼らは、Iris 5 が一部の表示処理をオフロードできると主張しています。 SoC。 以下に埋め込まれているのは、Pixelworks のビジュアル プロセッサの主な機能を紹介する、同社が共有したプロモーション ビデオです。 Pixelworks の許可を得てビデオを YouTube にアップロードしましたが、非圧縮ビデオを見たい場合は、 Pixelworks Web サイトからここにアクセスしてください.

Pixelworks がもたらすと主張する改善は、机上ではすべて健全で素晴らしいものですが、私はこれらの機能の実際の有効性をまだ経験していません。 どれもまったく新しいアイデアではありませんが、同時に、どれもスマートフォンにうまく実装されていません。 これらの機能から、ディスプレイのコントラストを環境に適応させるという概念は、おそらくすべてのフラッグシップ携帯電話が普及している世界でコンテンツの忠実度をさらに向上させる上で最も重要です。 らしい 持っている 「A+表示」 色付き 「完璧と見分けがつかない」 （実際はそうではなくて）。 Pixelworks が宣伝しているものに加えて、 「業界をリードする」 工場出荷時のディスプレイ調整を行っているため、最新の Iris 5 チップを搭載した携帯電話を手に入れたら、これがどのように機能するのかを楽しみにしています。

Pixelworks は、製品とサービスについて説明するために連絡を取ってきました。 上に書いた意見は私個人のものです。

2020年3月25日改訂。