Hvordan Pixelworks Iris 5-brikke kan forbedre Android-skjermopplevelsen

Smarttelefonskjermer fortsetter å forbedre visuell kvalitet hvert år på typiske måter som fargenøyaktighet, fargeskala og lysstyrke. Vi har imidlertid kommet til et punkt hvor mange av de tekniske fremskritt i selv de øverste skjermene nå er umerkelige eller ubemerket. Panelleverandører og OEM-er prøver også hele tiden å komme opp med nye måter "bare gjør det større" og formfaktor for å gjøre den mest engasjerende delen av telefonen enda mer attraktiv. Pixelworks og deres Iris visuelle prosessor tar sikte på å forbedre smarttelefonens skjermopplevelse ved å integrere unike skjermfunksjoner og adaptive elementer basert på menneskelig visuell persepsjon.

Pixelworks og den visuelle prosessoren Iris 5

Pixelworks har stort sett vært lavprofilert på smarttelefonområdet, men selskapet har jobbet med video- og displayløsninger i rundt tjue år. De debuterte sitt første partnerskap med en smarttelefonprodusent i 2016 med ASUS på ZenFone 3 Ultra, og integrerte en tidlig versjon av deres Iris visuelle prosessor. Deres mest bemerkelsesverdige smarttelefonsamarbeid hittil inkluderer Nokia 6.2/7.2, ASUS ROG Phone, og nylig,

Black Shark 3 og OPPO Finn X2. De to sistnevnte telefonene inkluderer den nyeste femte generasjonen av Pixelworks Iris-prosessor. Iris 5 er en skjermprosessor som sitter mellom enhetens SoC og skjermdriverens IC, kobler til begge via MIPI DSI, og støtter dual MIPI. Dette sammen med selskapets programvare, som de mynter "Soft Iris", er ansvarlige for selskapets skjermvendte funksjoner.

Vilkårlig visning av "forbedringer"

Mange viser "forbedringer" som OEM-er tilbyr, involverer generelt kunstige og vilkårlige bildejusteringer som kan skjeve den kunstneriske intensjonen med innhold. En vanlig måte som OEM-er for smarttelefoner hjelper skjermene sine til å skille seg ut på er ved å bruke en veldig levende fargeprofil som utvider alle fargene på skjermen for å virke mer mettet enn opprinnelig tiltenkt. Dette er også vanligvis ledsaget av et blåaktig hvitt punkt, som de fleste forbrukere synes er mer attraktivt enn standard hvitt punkt kjent som D65.

Begge disse egenskapene var opprinnelig gjenstander av grov fargekalibrering og mangelen på fargestyring i tidligere skjermer, men forbedringer av begge har blitt dårlig mottatt av mange; korrekt farger har en felles oppfatning som å være begrensning av skjermfarge, mens standard hvitt punkt virker varmere enn hva folk flest hadde vært vant til.

For å forbli attraktive for forbrukere, måtte smarttelefonprodusenter fortsette å kunstig overmette skjermfargen og bruke et kaldere hvitt punkt. Dette gjøres av mange OEM-er selv den dag i dag. Samsung hadde vært beryktet for å sende alle OLED-telefonene deres med overmettede skjermer, men de stoppet denne praksisen med Galaxy S10, og de sender dem nå med en nøyaktig fargeprofil i de fleste deler av verden (med unntak av demoenhetene deres i butikk, som forståelig nok bruker den livlige fargeprofilen som standard for å sammenligne med de andre som gjør det, også).

Forbedrer skjermtrohet: Pixelworks' adaptive justeringer

Det krever mer enn en "godt kalibrert" skjerm for en nøyaktig seeropplevelse. Lysforhold i en skjerms visningsmiljø kan endre utseendet til innholdet på skjermen betydelig. For at innhold skal se riktig ut, bør det ideelt sett sees i miljøet det ble mestret for. Og av denne grunn samsvarer fargestandarder som vises, og pålegger også et referansevisningsmiljø der disse fargene virker nøyaktige. Når du ser på skjermen i andre miljøer, kan fargene på skjermen virke feil. Dermed bør en "godt kalibrert" skjerm også kalibreres for sitt visningsmiljø.

Smarttelefoner, derimot, brukes i alle slags visningsmiljøer: ute i sterkt sollys, i sengen om natten, eller kanskje i et sted med flerfarget lys. Alle disse forskjellige miljøene endrer det oppfattede utseendet til innholdet på smarttelefonens skjerm.

Pixelworks fokuserer på å forbedre visningsnøyaktigheten i disse virkelige forholdene og gjenskape den kunstneriske intensjonen til innholdsskaperen. I stedet for useriøse løft til bildekontrast/kvalitet/metning, er Pixelworks løsninger basert på å forbedre innholdskvaliteten ved å justere skjermen og innholdet for å tilpasse seg omgivelsene forhold.

Her er hva Pixelworks og deres Iris 5-brikke kan gjøre:

• Kalibrering av fabrikkdisplay Først og fremst forteller Pixelworks oss at de tar ansvar for hele skjermkalibreringsjobben til telefonene de jobber med. De utfører individuelle skjermkalibreringer av hver enhet på fabrikken, og de hevder at kalibreringsresultatene deres er innenfor delta E < 1 av deres mål i deres uavhengige laboratorietester. Iris 5 er også i stand til å håndtere fargestyring for en enhet.
• Sanntids bevegelsesbehandling på Iris 5 Bevegelsesbehandling, når det gjøres riktig, er en nøkkelkomponent for å redusere støy og for å håndtere misforhold mellom bildefrekvens. Pixelworks understreker at dette ikke må forveksles med generisk bevegelsesinterpolering, noe som resulterer i den uhyggelige "såpeopera-effekt". Vi blir fortalt at bevegelsesbehandlingen deres bevarer innholdets tiltenkte bevegelsesutseende og tilpasser det til typen innhold og miljøet. Dette er viktig siden mange filmer ikke er ment å ha superjevn bevegelse, mens kanskje en sportsstream burde. I tillegg øker oppfatningen av rystelse med kontrasten i innholdet, og kontrasten påvirkes ytterligere av seermiljøet. Pixelworks hevder at de kompenserer for begge disse faktorene i deres bevegelsesbehandling. Dette er spesielt viktig for HDR-innhold, som har potensial for svært høy kontrast. Bevegelsesbehandlingen sies også å fungere for mobilspill. Pixelworks har tidligere vunnet Hollywood Professional Association (HPA) Award og Advanced Imaging Society (AIS) Lumiere Award for underholdningsteknologi for deres TrueCut bevegelsesgraderingsvideoplattform brukt i kinofilmer.
• Automatisk justering av hvitbalanse og kontrast Nevnt tidligere, utseendet til innhold på en skjerm endres avhengig av visningsmiljøet. Pixelworks tar for seg effektene som omgivelseslysstyrke og farger har som endrer oppfatningen av farger på en skjerm. Et varmere visningsmiljø vil få skjermens hvitbalanse til å virke relativt kaldere – og omvendt – en effekt kjent som kromatisk tilpasning. For å kompensere bør en skjerm justere fargene mot fargen på omgivelseslyset slik at displayet fremstår perseptuelt likt under belysning med forskjellig farge. Mange telefoner har nå denne funksjonen, uten tvil popularisert av Apples True Tone som ble introdusert i deres 9,7-tommers iPad Pro. True Tone tilpasser seg imidlertid kun til omgivelsesfarger, mens lysstyrke i omgivelsene har en ytterligere effekt på kontrasten til en skjerm. Jo lysere omgivelseslyset er (i forhold til skjermen), desto mørkere vises fargene på skjermen, og komprimeres mot svart. Og jo lysere skjermen er (i forhold til omgivelseslyset), desto lysere vises fargene på skjermen, og komprimeres mot hvitt. Dette er kjent som Bartleson-Breneman-effekt, og Pixelworks er i stand til å kompensere for dette ved å justere systemgamma og bruke lokal kontrastforsterkning. Detaljene for riktig implementering av dette er imidlertid svært kompliserte, fra perseptuelle målinger til de kartlagte skjermpikselverdiene. Samsung er en annen smarttelefon-OEM som vurderer dette, men bare for sollys med høy lysstyrke.
• DC-dimming for å hindre OLED-flimmer På de fleste telefoner med OLED-skjerm justeres skjermens lysstyrke ved å raskt flimre skjermen av og på, en metode som kalles pulsbreddemodulasjon (PWM). For de fleste telefoner skjer denne flimringen med omtrent 240 ganger per sekund, og den resulterende skjermens lysstyrke avhenger av hvor lenge skjermen er i "på"-tilstand. Noen forbrukere hevder imidlertid å ha forårsaket hodepine fra denne flimringen, og den forverres ved lavere lysstyrkenivåer på skjermen. DC-dimming forsøker å bøte på dette ved i stedet å justere skjermens lysstyrke via tradisjonell analog kontroll. Selv om dette eliminerer flimringen, kan skjermkalibrering og enhetlighet bli negativt påvirket siden endringer i en OLEDs spenning kan endre utgangsegenskapene betydelig. Imidlertid kan vi se OLED-er med høyere DAC-bitdybder, som kan stole mer på strømmen for å justere amplituden til de individuelle LED-ene.
• SDR-til-HDR tonekartlegging for videoer og spill Iris 5 er i stand til å konvertere standardinnhold til HDR. Målet er at standardinnhold skal se ut som om det var mestret for høy dynamisk rekkevidde. Dette gjøres i sanntid på Iris 5 DSP, og konverteringen fungerer sammen med de andre adaptive funksjonene. Jeg skrev en hel forløper om vilkårlige skjermforbedringer, så denne funksjonen kan virke som den faller innenfor den kategorien. Selv om denne funksjonen er den mest subjektive, rasjonaliserer Pixelworks at tonekartleggingen gjør at det konverterte innholdet blir bedre representert under forskjellige visningsforhold. Hvis det gjøres bra, pares SDR-til-HDR fint med den adaptive skjermkontrasten og hvitbalansejusteringene.
• HDR10 for enheter på lavt og mellomnivå Mens HDR10 vanligvis er reservert for mer premium-enheter, kan Pixelworks samarbeide med mellomklasse- og budsjettenheter for å bringe "sertifisert HDR" til massene. Iris 5 støtter naturlig 10-bits prosessering, som de fleste budsjett-SoCer ikke støtter. Billige mobilskjermer er nå i stand til minst 95 % DCI-P3 og omtrent 400 nits med 1000:1 statisk kontrast, noe som kan tjene en akseptabel mobil HDR-opplevelse for prisen. I tillegg kan Iris 5 for LCD-er styre skjermens bakgrunnsbelysning, ved å bruke dynamisk bakgrunnslyskontroll for redusert strømforbruk og forbedret dynamisk kontrast. De fleste LCD-skjermer er imidlertid allerede i stand til dette.

"Natural Tone Display" og "O1 Ultra Vision Engine" er funksjoner funnet på OPPO Find X2 Pro. Disse funksjonene er drevet av Pixelworks' Iris 5 visuelle prosessor.

Pixelworks og deres brikke gir også noen andre mindre funksjoner, som videooppskalering og skarphet/kantforbedringer, og de hevder at Iris 5 kan avlaste noe skjermbehandling fra SoC. Innebygd nedenfor er en reklamevideo selskapet delte som fremhever hovedtrekkene til Pixelworks visuelle prosessor. Vi lastet opp videoen til YouTube med tillatelse fra Pixelworks, men hvis du foretrekker å se den ukomprimerte videoen, kan du gjør det her fra Pixelworks-nettstedet.

Forbedringene som Pixelworks hevder å bringe er alle lyd og dandy på papiret, men jeg har ennå ikke opplevd den faktiske effektiviteten til disse funksjonene. Ingen er helt nye ideer, men samtidig har ingen av dem blitt implementert veldig godt på en smarttelefon. Ut fra disse funksjonene er konseptet med å tilpasse skjermens kontrast til miljøet uten tvil det viktigste for å ytterligere forbedre innholdstroheten i en verden der alle flaggskiptelefoner virker å ha en "A+ skjerm" med farger "kan ikke skilles fra perfekt" (ikke egentlig). Sammen med det Pixelworks fremstår som "bransjeledende" kalibrering av fabrikkdisplay, er jeg ivrig etter å se hvordan alt dette fungerer når jeg får tak i en telefon med deres nyeste Iris 5-brikke.

Pixelworks tok kontakt for å orientere oss om deres produkter og tjenester. Meningene skrevet ovenfor er mine egne.

Revidert 2020 25. mars.