Samsung Galaxy S21 Ultra Display-anmeldelse: Et teknisk skritt fremover

Lanseringen av nye Galaxy-enheter er alltid en spennende tid for skjermteknologientusiaster. Med Samsung Display som fortsatt leder bransjens fremgang innen mobilskjermer, viser den nye Samsung Galaxy S21 Ultra frem blødende kant i mobil skjermteknologi og gi oss hint om hva vi kan forvente av skjermer på telefoner som lanseres i nær fremtid framtid.

De nyeste panelene er ikke alltid det beste paneler, derimot. Selv om teknologien kan bli bedre, må bedrifter sørge for at de holder kalibreringskvaliteten i sjakk. Noen ganger har teknologiske forbedringer introdusert nye problemer: For eksempel introduserte paneler med høy oppdateringsfrekvens fargeskifte når telefonen byttet oppdateringsfrekvens, og det måtte lages programvareløsninger for å løse dette problem. Nytt emittermateriale og driverjusteringer kan også påvirke bildekvaliteten. Mens Galaxy S21 Ultra viser frem Samsungs nyere OLED-teknologi, la oss se om den også klarer å forbedre bildekvaliteten.

Snapdragon Samsung Galaxy S21 Ultra-enheten i denne anmeldelsen ble personlig kjøpt. Samsung kompenserte ikke for denne anmeldelsen på noen måte.

Hva er endret?

Sammenlignet med Galaxy Note20 Ultra, har ikke Samsung nevnt noen store endringer. På papiret virker panelene ekstremt like: Begge er store QHD-paneler med støtte for opptil 120 Hz oppdateringsfrekvenser, og begge annonserer et neste generasjons LTPO-panel med VRR (variabel oppdateringsfrekvens) Brukerstøtte. Når det gjelder lysstyrke, har begge også en topp på 1500 nits. En stor forskjell med den nye Galaxy S21 Ultra er imidlertid at den endelig tillater 120 Hz oppdateringsfrekvens på skjermens opprinnelige QHD oppløsning — tidligere Galaxy-flaggskip ble sittende fast med FHD (1080p) gjengivelsesoppløsning hvis de ønsket å bruke 120 Hz høy oppdateringsfrekvens modus. Dessverre har jeg ikke en Galaxy Note20 Ultra for å undersøke andre potensielle forskjeller, men Andrei fra Anandtech fant panelet i Galaxy S21 Ultra å være enda mer strømeffektiv enn den i Note20 Ultra.

"Variabel" oppdateringsfrekvens

Mens Samsung Galaxy S21 Ultra annonseres for å ha en "ekte" løsning med variabel oppdateringsfrekvens, bytter den faktisk mellom diskrete oppdateringsfrekvensmoduser. Imidlertid, med LTPO "VRR"-panelene til Galaxy S21 Ultra og Note20 Ultra, er det flere oppdateringsfrekvensmoduser i skjermdriveren enn de som er utsatt for Android OS. Andrei fra Anandtech også dekker skjermdrivermekanismen som er ansvarlig for panelets finjusterte bytte av oppdateringsfrekvens.

Fargeprofiler

Samsung Galaxy S21 Ultra (sammen med de fleste andre Android-enheter) opprettholder samme skjermfargemoduskonfigurasjoner som de siste to generasjonene, med sin Vivid og Natural profil. Vivid-modusen ble satt som standard på Snapdragon-enheten min.

De Naturlig profilen er telefonens fargenøyaktige profil, og den retter seg mot sRGB-fargerommet med fargestyring opp til Display P3-fargerommet. Det hvite punktet på profilen er målrettet mot D65/6500 K (med målingene mine på ca. ~6300 K), og tonekartleggingen er målrettet mot en standard gamma på 2,20.

De Levende profile er en fargeforsterket profil, som øker fargemetningen på skjermen. Profilens målfargerom er omtrent 36 % større enn sRGB og ligner på Display P3, men med endrede blåtoner. Rødt er forsterket med ca. 24 % og farget mot oransje; Greenene er forsterket med ca. 35 % og farget mot cyan; blues er forsterket med ca. 18 % og tonet kraftig mot cyan. De resulterende fargene er overmettede og litt skjeve i fargetonen, men mange brukere foretrekker kanskje dette på grunn av sin punchiness. Det hvite punktet er litt kaldere, og målretter seg mot omtrent 6700 K i standardinnstillingen. For denne profilen er det gitt et alternativ for å justere fargetemperaturen til profilen. Individuelle RGB-kanaljusteringer (polynomiske fargekorrigeringer) er også tilgjengelig under Avanserte innstillinger. Profilens tonekartlegging retter seg også mot en standard gamma på 2,20, men den divergerer til en høyere verdi ved høyere lysstyrke siden profilen ikke normaliserer skjermens luminans som svar på innhold APL.

Lysstyrke

Nye Samsung Galaxy-flaggskip kommer vanligvis med nye topplysstyrkerekorder for mobile OLED-er. Derimot, med Samsung Galaxy S21 Ultra ser vi lysstyrketall som ligner på Note20 Ultra. Det vil si at vi ser omtrent 900 nits ved hvit fullskjerm (100 % APL), ned til 1500 nits ved små 1 % APL. De fleste apper med lystema har omtrent 75–85 % APL, der Galaxy S21 Ultra kan gi ut omtrent 1000 nits. Unødvendig å si er dette fortsatt ekstremt imponerende lysstyrketall. Merk at Samsung Galaxy S21 Ultra (og de fleste andre Android-enheter) bare kan nå denne høyeste lysstyrken i høy omgivelsesbelysning, for eksempel i sollys. Ellers er topplysstyrken for det manuelle lysstyrkeområdet bare rundt 400 nits for hvit fullskjerm.

Når det er på topp, er en advarsel med skjermens lysstyrke at den ofrer bildekontrasten for maksimal hvit luminans. Galaxy S21 Ultras topplysstyrke varierer betydelig med innhold APL; telefonen kan pumpe mer strøm til lyse områder på skjermen når resten av skjermen ikke sender ut mye lys. Selv om dette har fordelen av å la små lyse områder skille seg ut mer, kan det rote fullstendig med gjengivelsen av fargetoner, noe som gjør detaljer i bilder vanskeligere å se. Av denne grunn deaktiverer noen OLED-er denne lysstyrkeøkende (eller lysstyrkereduserende, uansett hvordan du vil se på det) ved å begrense strømmen til panelet og normalisere lysstyrken til den for hvite fullskjermer (maks strømforbruk), uavhengig av innhold APL. Denne oppførselen er nå implementert i den naturlige (eller lignende) profilen på de fleste telefoner nå for forbedret fargetonenøyaktighet. Noen telefoner, for eksempel Samsung Galaxy S21 Ultra, fortsetter imidlertid å la lysstyrken variere ved maksimal lysstyrke, sannsynligvis for spesifikasjonsark — jeg har funnet ut at skjermer som kontrollerer lysstyrkeresponsen til APL ved topplysstyrke for å være generelt mer lesbare under sollys. OnePlus 8 Pro, som normaliserer topplysstyrken (til bare ca. ~720 nits) og deretter øker dens mellomtoner, er stille blant de beste telefonskjermene jeg har sett for visning av sollys; Google Pixel 5 fungerer på samme måte.

På den laveste lysstyrkeinnstillingen la jeg merke til at jeg fikk to separate avlesninger. Hvis Adaptive Brightness ble deaktivert, kan skjermen bli så svak som 1,6 nits for hvit fullskjerm, noe som er utmerket - de fleste andre OLED-er går bare ned til omtrent 1,8–2,0 nits. Men når Adaptiv lysstyrke er aktivert og lysstyrkeglidebryteren er satt til minimum, kan skjermen til Galaxy S21 Ultra bli så lav som 1,2 nits for hvit fullskjerm, noe som er imponerende. De fleste andre skjermer kan ikke få denne svakheten uten hjelp av et slags mørkt filter som er lagt over i programvaren. Samsung Galaxy S21 Ultra gjør også dette uten nevneverdig skade på bildekvaliteten. Kudos til Samsung her.

Strømforbruk

Sammenlignet med den to år gamle Galaxy S10 ser vi at Galaxy S21 Ultra er det bemerkelsesverdig mer strømeffektiv med hensyn til lyseffektivitet. Med Galaxy S10s høyeste fullskjermlysstyrke, som er omtrent 750 nits, bruker Galaxy S21 Ultra nesten en hele watt mindre enn S10 — omtrent 25 % mindre strøm — selv når Galaxy S21 Ultra har en ~20 % større skjerm område. Når Galaxy S10s krafttall skaleres opp for å matche skjermområdet til Galaxy S21 Ultra, er forskjellen enda mer svimlende; i dette scenariet bruker Galaxy S21 Ultra omtrent 37 % mindre strøm og kan gi ut omtrent 1000 nits for samme kraft som den skalerte S10s topplysstyrke på 750 nits.

Kontrast- og tonekartlegging

Målt til 40 % APL (~27 % Target ADL)

Som tidligere diskutert normaliserte den naturlige profilen til Samsung Galaxy S21 Ultra skjermens lysstyrkerespons på innholdets APL. Dette er et avgjørende skritt for å produsere en tett overføringsfunksjon (tonekart) kalibrering; uten det, vil bildekontrasten variere avhengig av den gjennomsnittlige lysstyrken til innholdet, som kan observeres i våre kontrast- og tonekartdiagrammer for Vivid-profilen nedenfor. Natural-profilen produserer utmerket tonal nøyaktighet mot standard 2,20 kraftgamma for det manuelle lysstyrkeområdet, takket være lysstyrkenormaliseringen. Men når lysstyrken er på topp, når modusen for høy lysstyrke er aktivert, deaktiverer Samsung lysstyrkenormaliseringen slik at panelet kan sende ut de klareste hvite fargene som det kan. Dette har den ulempen at det påvirker tonal nøyaktighet, og våre målinger viser at ved topp lysstyrke, Galaxy S21 Ultra gjengir fargetoner langt mørkere enn tiltenkt og detaljer i bilder kan bli tapt.

Ved lav lysstyrke opprettholder Natural-profilen sin sporing av 2,20 gammaeffekten. Selv om dette virker nøyaktig på papiret, er det vanligvis ikke ønskelig ved lave lysstyrkenivåer. Forskjellene mellom de mørkeste fargenyansene blir veldig små ved disse lysstyrkenivåene, forårsaker tap av detaljer og "black crush" selv for en skjerm som perfekt sporer en gammastyrke på 2.20. Dermed bør skjermkalibratorene i stedet bruke en lavere, lysere gammastyrke for de første tone-trinnene for forbedret skjermlesbarhet ved lav lysstyrke. Telefoner som Google Pixel 5 og Apples iPhones er gode eksempler på skjermer med utmerket skyggelesbarhet ved lav lysstyrke på grunn av deres tonekartlegging.

Målt til 40 % APL (~27 % Target ADL)

Vivid-profilen bruker ikke lysstyrkenormalisering, så bildekontrasten varierer med skjermens lysstyrke og innholdets APL. Den sporer riktig 2,20 gammastyrke for lave til middels lysstyrkenivåer, men begynner merkbart å spore høyere over omtrent 400 nits. Dette blir først et problem ved maksimal lysstyrke (høy lysstyrkemodus), men jeg skulle ønske at Samsung bare ville holde den statisk for å opprettholde bildekontrasten i lysstyrkeområdet. For Vivid-modus kan Samsung spore en statisk 2,40 gammastyrke i stedet slik at den har økt kontrast over hele linja, i stedet for bare ved høye lysstyrkenivåer.

Gradientbånd for Natural-profilen

Gradientbanding har alltid vært en klage for Samsung-enheter. Selv med den splitter nye Galaxy S21 Ultra, fortsetter bitdybdekvantisering å være subtilitet til stede for skjermen i Natural-profilen. Selv for 10-biters innhold, hvis eneste eksistens i skjermverdenen er å adressere kvantiseringsartefakter, viser Galaxy S21 Ultra fortsatt noen bånd. Hovedforbryteren ser ut til å være en stripe i mellomtonene som er tonet rød ved middels til høye lysstyrkenivåer. Det er ikke et så stort problem som det var i S10-skjermen, men det er der fortsatt når det ikke har vært en klage fra meg for noen andre store OEM i nyere tid.

Hvitbalanse og gråtonefargepresisjon

Gråtoneplott for naturlig profil, 120 Hz

Gråtonefargespredningen på Samsung Galaxy S21 Ultra er anstendig stram og godt kontrollert i Natural-profilen. Det er et gap som plottene mine mangler, som kan sees fra den røde stripen i bildene mine med gradientbånd i forrige seksjon, men generelt er det ingen skurrende fargetone som skjer med skjermen. Jeg er glad for å se at Samsung har forbedret seg i denne forbindelse: Den siste Galaxy-skjermen jeg vurderte, Note10, presterte ikke for godt i sin gråtonefargepresisjon. Men som med alle Samsung Galaxy-skjermer som jeg har anmeldt, er de kalibrert litt for varme i naturlig modus, og vår Galaxy S21 Ultra målt til omtrent 6300 K i gråtoner og hvitt punkt.

Gråtoneplott for Vivid-profil, 120 Hz

Vivid-profilens gråtonefargespredning er litt strammere, noe som kan forventes fra en fargeprofil med mindre skalakomprimering. Det er også mindre fargebånd i denne profilen, og hvitpunktet og gråtonene måler omtrent 6700 K som standard.

Fargeforskjell i oppdateringsfrekvens

Fra mine observasjoner etter å ha brukt tid med skjermen, har jeg ikke lagt merke til endringer i bildekvaliteten når skjermen endret oppdateringsfrekvensmodus når i bruk. Dette er ikke å si der er det ikke eventuelle forskjeller mellom oppdateringsfrekvensmodusene. Det er subtile fargekalibreringsforskjeller mellom visningsmodusene 60 Hz og 120 Hz, men det ser ut til at operativsystemet er smart nok til å ikke bytte når forskjellen kan være merkbar. Ved å spore den nåværende oppdateringsfrekvensen til Android OS, fant jeg ut at Galaxy S21 Ultra ikke bytter modus under en viss systemlysstyrke og omgivelseslysstyrke. Dette er kun for oppdateringsfrekvensmodusene som er utsatt for Android; oppdateringsfrekvensmodusene på førernivå viste ingen synlig fargeskifting for øyet mitt, men det er vanskelig å vurdere dette riktig uten å vite når skjermen er faktisk endrer driveroppdateringsfrekvensen siden den ikke er synlig for operativsystemet.

Fargenøyaktighet

sRGB fargenøyaktighetsplott for naturlig profil

Samsungs Galaxy S21 Ultra viser generelt utmerket sRGB fargenøyaktighet i sin naturlige profil for sitt manuelle lysstyrkeområde (ΔE_TP = 2.7). Som en tommelfingerregel er ΔE_TP verdier under 3.0 kan betraktes som referansekvalitet. Men selv om profilens gjennomsnittlige fargefeil er svært lave, er det et par høye fargefeil ved middels til høye skjermlysstyrker som er bemerkelsesverdige. Mellom 60 % og 80 % PQ-lysstyrke, røde med høy metning i sRGB får en litt oransje fargetone (ΔE_TP ≈ 10), og spekteret utvides mot oransje i denne regionen mens rød-til-rosa er noe begrenset. Ved samme lysstyrkeområde er et område med middels høy blåtone skjev i nyansen mot lilla, noe som er rart gitt at resten av blåtonene ser fine ut.

Ved maksimal lysstyrke ser vi en trend med overmetning over hele spekteret. Dette er faktisk ønskelig atferd siden det oppveier noe av skjermspekterets kompresjon fra høy omgivelsesbelysning når skjermen er på topplysstyrken. De fleste fargene beholder samme fargetone, noe som er utmerket. Men akkurat som i det manuelle lysstyrkeområdet, er røde sterkt skjevt mot oransje (selv om siden appelsiner ser ut til å være ok, betyr dette at hudtoner sannsynligvis ikke vil bli merkbart forvrengt).

Fargekalibrering med lav lysstyrke er utmerket og bedre enn på de fleste andre mobilskjermer jeg har sett. De fleste telefoner viser et komprimert skala ved lav lysstyrke, noe som ikke er tilfellet for Galaxy S21 Ultra. Galaxy S21 Ultra har imidlertid fortsatt et problem med skyggelesbarhet ved lav lysstyrke.

Vis P3 fargenøyaktighetsplott for naturlig profil

Natural-profilens Display P3-fargekalibrering ser ut til å være litt mer nøyaktig enn sRGB-fargekalibreringen. Innenfor Galaxy S21 Ultras manuelle lysstyrkeområde gir profilen en gjennomsnittlig fargefeil ΔE_TP på 2,4 for Display P3, som er utmerket. Display P3-kalibreringen har ikke problemene med røde som er tilstede i sRGB-kalibreringen, men feilen i blåtoner med middels til høy metning er fortsatt der. Dette bør gi god fremtidssikring når Display P3-innhold uunngåelig blir mer vanlig i Android-økosystemet.

HDR-avspilling

Målt til 20 % APL

~400 nit rammegjennomsnittlig lysnivå (HDR10 1000) / ~900 nit rammegjennomsnittlig lysnivå (HDR10 4000))

HDR-innhold (i form av HDR10 og Dolby Vision) blir mer og mer produktivt hver dag. Det er nå mange HDR-titler på hver streamingplattform, og vi ser først nå toppen av isfjellet. Samsungs kameraer tillater også HDR10+ videoopptak, som kan spilles av rett på Galaxy S21 Ultra, og med det bør innholdsskapere forvente en viss grad av nøyaktighet fra avspillingen enhet. Det er fortsatt massevis av uutnyttet potensial i våre nåværende standarder, og jeg forventer mange fremtidige forbedringer og revisjoner, for eksempel en standardisert form for Dolby Vision IQ. For vår HDR-gjennomgang skal vi se på den nåværende de-facto HDR10-standardavspillingen med ST. 2084 (aka Perceptual Quantizer, eller PQ) absolutt overføringsfunksjon. HDR-avspilling i Natural og Vivid-profilene på Galaxy S21 Ultra er identisk.

Når det gjelder topp lysstyrke, annonserer Samsung Galaxy S21 Ultra 1500 nits peak, som er nok for HDR10-1000 (HDR10 ved 1000 nits peak) innhold. Fra mine målinger fant jeg ut at Galaxy S21 Ultra kan treffe 1480 nits ved en 20% vindusstørrelse (som også er den typiske APL for HDR), så Samsungs påstander om 1500 nits for HDR er ekte. Det er også faktisk ganske beskjeden: Med 10 % APL kan Galaxy S21 Ultra nå 1580 nits, og med 1 % APL klarte den å gi ut 1680 nits. Disse tallene er ikke helt levedyktige ennå for HDR-innhold mestret på 4000 nits, men det er respektabel fremgang likevel, og det gir rom for skikkelige 1000-nit-høydepunkter ved høyere APL-er.

Kontrastdiagrammet vårt viser hvordan Galaxy S21 Ultra reproduserer standard PQ-kurven når du spiller av HDR10-innhold. Vi kan se at Galaxy S21 Ultra gjør HDR10-innhold mye lysere enn standard når skjermen er på maksimal lysstyrke (som er lysstyrkeinnstillingen som HDR10-innhold skal spilles av på). Imidlertid mistenker jeg at Samsung kanskje ikke følger konvensjonen, og kanskje manuell justering av skjermens lysstyrke til 1000 nits topp ville resultere i en nøyaktig HDR10-1000 PQ-kurve. Merk at skjermens gjengivelse av PQ-kurven avhenger av toppluminansmetadataene til HDR10-innholdet (1000 nits eller 4000 nits topp); forbrukerskjermer kan for øyeblikket ikke nå 4000 nits (og noen kan ikke nå 1000 nits), så skjermen ruller forsiktig av mot den høyeste lysstyrken i stedet. Samsung Galaxy S21 Ultra er den første Android-telefonen jeg har testet som faktisk endrer tonekartleggingen avhengig av metadataene til HDR-innhold, som er utmerket å se (tidligere generasjoner kan ha det også, men jeg testet ikke dette) — det er bare synd å se at det ikke ser ut til å følge PQ-kurven skikkelig. Videre fant jeg ut at de første 10% av kurven gradvis ble lysere jo lenger Galaxy S21 Ultra viste HDR-innhold; piggen nederst på diagrammet viser denne oppførselen ved ett tilfelle da skjermen gjengav tonene omtrent 0,3 nits lysere enn beregnet, noe som er en enorm forskjell i skygger.

I gråtonefargepresisjon yter Samsung Galaxy S21 Ultra middelmådig for HDR-avspilling. Skyggene er tonet mot magenta, og fargetemperaturen på resten av gråtonepunktene er mye varmere enn standard, med høylys toner mot gult. Standardavstanden σ på 4,7 er bemerkelsesverdig høy, og overgår verdien for en ikke-kritisk merkbar forskjell (ΔE_TP > 3.0) for innsamling av gråtonepunkter.

Galaxy S21 Ultra ser også problemer med fargenøyaktighet for HDR-innhold. Vårt fargenøyaktighetskart viser at Galaxy S21 Ultra overmetter alle farger innenfor P3-BT.2100-skalaen, og det hvite punktet mot gult er også synlig. Denne overmetningen går hånd i hånd med den altfor lyse gjengivelsen av PQ-kurven.

Samlet sett gir Samsung Galaxy S21 Ultra en ekstremt levende HDR-seeropplevelse – en som er lysere og mer fargerik enn standard. Det gir kanskje ikke den mest sanne kinoopplevelsen, men en oppside til lysstyrken og fargeoverskuddet er at den kan forbedre HDR-seeropplevelsen din under lysere forhold, og ikke begrense den til bare mørke rom.

Siste kommentarer på skjermen til Samsung Galaxy S21 Ultra

Samsung Galaxy S21 Ultra er virkelig et toppmoderne panel som adresserer mange av de tidligere manglene med OLED-er med høy oppdateringsfrekvens på smarttelefoner. Når det gjelder kalibrering, opprettholder Galaxy S21 Ultra fargenøyaktigheten som forventes av en telefon av dens kaliber. Imidlertid vil jeg gjerne se finere justering av skyggedetaljer ved de lavere lysstyrkeinnstillingene, som jeg ser at andre Androider nå legger mer vekt på. På den andre enden vil jeg også se at Samsung forbedrer sin tonale innstilling ved maksimal lysstyrke i stedet for bare å prøve å konkurrere om det høyeste antallet nits som er mulig. Min Snapdragon Galaxy S21 Ultra-enhet viste også utmerket panelenhet ved lav lysstyrke og veldig lite gråtonefargetoning, som er det motsatte av min erfaring med min forrige Note10, som var forferdelig i begge hilsen. Og til slutt, nå synes jeg faktisk at tilstanden til kurven er utholdelig: Selv med lyst innhold ga kurven etter liten til ingen merkbar forvrengning i kantene når du ser på skjermen front mot front — jeg ville ikke hatt noe imot denne kurven på en daglig sjåfør.