Ako môže čip Pixelworks Iris 5 zlepšiť zážitok zo zobrazenia Androidu

Obrazovky smartfónov sa každým rokom zlepšujú vo vizuálnej kvalite typickými spôsobmi, ako je presnosť farieb, farebný gamut a jas. Dostali sme sa však do bodu, keď mnohé technické pokroky aj v displejoch najvyššej úrovne sú teraz nepostrehnuteľné alebo nepostrehnuteľné. Okrem toho sa predajcovia panelov a OEM neustále snažia prísť s novými spôsobmi „Len to zväčši“ a tvarovým faktorom, aby bola najpútavejšia časť vášho telefónu ešte atraktívnejšia. Pixelworks a ich vizuálny procesor Iris majú za cieľ zlepšiť zážitok zo zobrazovania smartfónov integráciou jedinečných funkcií displeja a adaptívnych prvkov založených na ľudskom vizuálnom vnímaní.

Pixelworks a vizuálny procesor Iris 5

Pixelworks bol v oblasti smartfónov väčšinou nízkoprofilový, ale s video a zobrazovacími riešeniami pracuje už asi dvadsať rokov. Svoje prvé partnerstvo s výrobcom smartfónov debutovali v roku 2016 so spoločnosťou ASUS na ZenFone 3 Ultra, pričom integrovali skorú verziu ich vizuálneho procesora Iris. Medzi ich doteraz najvýznamnejšie spolupráce v oblasti smartfónov patrí Nokia 6.2/7.2, ASUS ROG Phone a len nedávno

Čierny žralok 3 a OPPO Find X2. Posledné dva telefóny obsahujú najnovšiu piatu generáciu procesora Pixelwork Iris. Iris 5 je zobrazovací procesor, ktorý je umiestnený medzi SoC zariadenia a IC ovládača displeja, pripája sa k obom cez MIPI DSI a podporuje duálne MIPI. To spolu so softvérom spoločnosti, ktorý vytvorili „Soft Iris“, sú zodpovedné za funkcie spoločnosti orientované na displej.

Ľubovoľné „vylepšenia“ zobrazenia

Mnohé „vylepšenia“ displeja, ktoré OEM poskytujú, vo všeobecnosti zahŕňajú umelé a svojvoľné úpravy obrazu, ktoré môžu skresliť umelecký zámer obsahu. Jedným z bežných spôsobov, ako výrobcovia OEM smartfónov pomáhajú svojim displejom vyniknúť, je použitie veľmi živého farebný profil, ktorý rozšíri všetky farby na obrazovke tak, aby vyzerali sýtejšie ako pôvodne zamýšľané. To je zvyčajne sprevádzané modro-bielym bodom, ktorý väčšina spotrebiteľov považuje za príťažlivejší ako štandardný biely bod známy ako D65.

Obe tieto charakteristiky boli pôvodne artefaktmi hrubej kalibrácie farieb a nedostatočnej správy farieb v minulých displejoch, ale mnohé vylepšenia oboch prijali zle; presné farby majú spoločné vnímanie ako bytia obmedzenie farby displeja, zatiaľ čo štandardný biely bod sa javí teplejší, než na aký bola väčšina ľudí zvyknutá.

Aby výrobcovia smartfónov zostali atraktívni pre spotrebiteľov, museli pokračovať v umelom presýtení farieb obrazovky a používať chladnejší biely bod. Mnoho výrobcov OEM to robí dodnes. Spoločnosť Samsung bola notoricky známa tým, že dodávala všetky svoje OLED telefóny s presýtenými displejmi, ale s touto praxou prestali pri Galaxy S10 a teraz ich dodávajú s presným farebný profil vo väčšine častí sveta (s výnimkou ich predvádzacích jednotiek v predajni, ktoré pochopiteľne predvolene používajú tento živý farebný profil na porovnanie s ostatnými, tiež).

Zlepšenie vernosti zobrazenia: Adaptívne úpravy Pixelworks

Na presný zážitok zo sledovania je potrebné viac ako len „dobre kalibrovaný“ displej. Svetelné podmienky v prostredí monitora môžu výrazne zmeniť vzhľad obsahu na displeji. Aby obsah vyzeral správne, mal by byť v ideálnom prípade prezeraný v prostredí, pre ktoré bol vytvorený. A z tohto dôvodu sa štandardy farieb, ktoré sa zobrazujú, riadia aj referenčným prostredím na sledovanie, v ktorom sa tieto farby javia ako presné. Pri prezeraní displeja v inom prostredí sa môžu farby na displeji zobrazovať nesprávne. „Dobre nakalibrovaný“ displej by teda mal byť kalibrovaný aj na prostredie, v ktorom sa pozerá.

Smartfóny sa však používajú vo všetkých druhoch prostredia: vonku na jasnom slnečnom svetle, v noci v posteli alebo možno na mieste s viacfarebnými svetlami. Všetky tieto rôzne prostredia menia vnímaný vzhľad obsahu na obrazovke vášho smartfónu.

Pixelworks sa zameriava na zlepšenie presnosti zobrazenia v týchto podmienkach reálneho sveta a obnovenie umeleckého zámeru tvorcu obsahu. Namiesto frivolného zvyšovania kontrastu/kvality/sýtosti obrazu sú založené riešenia Pixelwork na zlepšenie vernosti obsahu prispôsobením displeja a jeho obsahu okolitému prostrediu podmienky.

Tu je to, čo Pixelworks a ich čip Iris 5 dokážu:

• Výrobná kalibrácia displeja V prvom rade nám spoločnosť Pixelworks hovorí, že preberá zodpovednosť za úplnú kalibráciu displeja telefónov, s ktorými pracuje. Vykonávajú individuálne kalibrácie displeja každej jednotky v továrni a tvrdia, že ich výsledky kalibrácie sú v rámci delta E < 1 cieľových hodnôt v ich nezávislých laboratórnych testoch. Iris 5 je tiež schopný zvládnuť správu farieb pre zariadenie.
• Spracovanie pohybu v reálnom čase na Iris 5 Spracovanie pohybu, ak sa vykonáva správne, je kľúčovým komponentom pri znižovaní chvenia a pri riešení nesúladu snímkovej frekvencie. Pixelworks zdôrazňuje, že sa to nesmie zamieňať so všeobecnou pohybovou interpoláciou, ktorá vedie k hanebným „telenovelový efekt". Bolo nám povedané, že ich spracovanie pohybu zachováva zamýšľaný pohybový vzhľad obsahu a prispôsobuje ho typu obsahu a prostrediu. To je dôležité, pretože mnohé filmy nie sú určené na to, aby mali super plynulý pohyb, zatiaľ čo športové prenosy by možno mali. Okrem toho sa vnímanie trhania zvyšuje s kontrastom obsahu a kontrast je ďalej ovplyvnený prostredím sledovania. Pixelworks tvrdí, že oba tieto faktory kompenzujú pri spracovaní pohybu. To je dôležité najmä pre obsah HDR, ktorý má potenciál pre veľmi vysoký kontrast. Pohybové spracovanie vraj funguje aj pri mobilných hrách. Pixelworks predtým vyhral Cena Hollywoodskej profesionálnej asociácie (HPA). a Cena Lumiere za zábavnú technológiu spoločnosti Advanced Imaging Society (AIS). pre ich TrueCut motion grading video platformu používanú v kinofilmoch.
• Automatické nastavenie vyváženia bielej a kontrastu displeja Ako už bolo spomenuté, vzhľad obsahu na obrazovke sa mení v závislosti od prostredia na sledovanie. Pixelworks sa zaoberá efektmi okolitého jasu a farieb, ktoré menia vaše vnímanie farieb na displeji. Teplejšie prostredie na sledovanie spôsobí, že vyváženie bielej na displeji bude vyzerať relatívne chladnejšie – a naopak – efekt známy ako chromatické prispôsobenie. Na kompenzáciu by mal displej upraviť farby smerom k farbu okolitého svetla tak, aby sa displej javil vnemovo podobný pri rôznom farebnom osvetlení. Mnoho telefónov teraz poskytuje túto funkciu, pravdepodobne popularizovanú Apple True Tone, ktorý bol predstavený v ich 9,7-palcovom iPad Pro. True Tone sa však prispôsobuje iba okolitým farbám, zatiaľ čo okolitý jas má ďalší vplyv na kontrast obrazovky. Čím jasnejšie je okolité svetlo (vzhľadom na displej), tým tmavšie farby na obrazovke sa zobrazujú a stláčajú sa smerom k čiernej. A čím je displej jasnejší (v porovnaní s okolitým svetlom), tým svetlejšie sa farby na obrazovke zobrazujú a stláčajú sa smerom k bielej. Toto je známe ako Bartlesonov-Brenemanov efekta Pixelworks je schopný to kompenzovať úpravou gama systému a použitím lokálneho vylepšenia kontrastu. Podrobnosti o správnej implementácii sú však veľmi komplikované, od percepčných meraní až po zmapované hodnoty pixelov displeja. Samsung je ďalší výrobca OEM smartfónov, ktorý to zvažuje, aj keď len pre režim vysokého jasu na slnku.
• DC stmievanie, aby sa zabránilo blikaniu OLED Vo väčšine telefónov s obrazovkou OLED sa jas displeja nastavuje rýchlym blikaním obrazovky zapínaním a vypínaním, čo je metóda nazývaná modulácia šírky impulzu (PWM). U väčšiny telefónov sa toto blikanie vyskytuje približne 240-krát za sekundu a výsledný jas displeja závisí od toho, ako dlho je displej v stave „zapnuté“. Niektorí spotrebitelia však tvrdia, že im toto blikanie spôsobilo bolesti hlavy, ktoré sa zhoršuje pri nižších úrovniach jasu displeja. DC stmievanie sa to pokúša napraviť tým, že namiesto toho upravuje jas displeja prostredníctvom tradičného analógového ovládania. Aj keď sa tým eliminuje blikanie, kalibrácia a jednotnosť displeja môžu byť negatívne ovplyvnené, pretože zmeny napätia OLED môžu výrazne zmeniť jej výstupné charakteristiky. Môžeme však vidieť OLED s vyššou bitovou hĺbkou DAC, ktoré sa môžu viac spoliehať na prúd pri úprave amplitúdy jednotlivých LED.
• Mapovanie tónov SDR na HDR pre videá a hry Iris 5 je schopný konvertovať štandardný obsah do HDR. Cieľom je, aby štandardný obsah vyzeral, ako keby bol zvládnutý pre vysoký dynamický rozsah. To sa deje v reálnom čase na Iris 5 DSP a konverzia funguje spolu s ďalšími adaptívnymi funkciami. Napísal som celý predchodca o ľubovoľných vylepšeniach zobrazenia, takže sa môže zdať, že táto funkcia patrí do tejto kategórie. Hoci je táto funkcia najviac subjektívna, Pixelworks racionalizuje, že mapovanie tónov umožňuje lepšie zastúpenie konvertovaného obsahu v rôznych podmienkach zobrazenia. Ak sa to urobí dobre, SDR-to-HDR sa pekne spáruje s adaptívnym kontrastom displeja a úpravami vyváženia bielej.
• HDR10 pre zariadenia nízkej a strednej triedy Zatiaľ čo HDR10 je zvyčajne vyhradené pre prémiovejšie zariadenia, Pixelworks môže spolupracovať so zariadeniami strednej triedy a cenovo dostupnými zariadeniami, aby priniesol „certifikované HDR“ masám. Iris 5 podporuje natívne 10-bitové spracovanie, ktoré väčšina rozpočtových SoC nepodporuje. Lacné mobilné displeje sú teraz schopné aspoň 95 % DCI-P3 a približne 400 nitov so statickým kontrastom 1 000: 1, čo môže za danú cenu poskytnúť uspokojivý mobilný HDR zážitok. Okrem toho pri LCD displejoch Iris 5 dokáže riadiť podsvietenie displeja pomocou dynamického ovládania podsvietenia na zníženie spotreby energie a zlepšenie dynamického kontrastu. Väčšina LCD to však už dokáže.

Funkcie „Natural Tone Display“ a „O1 Ultra Vision Engine“. nájdete na OPPO Find X2 Pro. Tieto funkcie poháňa vizuálny procesor Pixelworks Iris 5.

Pixelworks a ich čip poskytujú aj niektoré ďalšie menšie funkcie, ako je zvýšenie rozlíšenia videa a vylepšenia ostrosti/okrajov a tvrdia, že Iris 5 dokáže ubrať zo spracovania zobrazenia SoC. Nižšie je vložené propagačné video, ktoré spoločnosť zdieľala a ktoré zdôrazňuje hlavné vlastnosti vizuálneho procesora Pixelworks. Video sme nahrali na YouTube s povolením od Pixelworks, ale ak si radšej pozriete nekomprimované video, môžete urobte tak tu z webovej stránky Pixelworks.

Vylepšenia, o ktorých Pixelworks tvrdí, že prinášajú, sú všetky na papieri zdravé a šmrncovné, ale skutočnú účinnosť týchto funkcií som ešte nezažil. Žiadne nie sú úplne nové nápady, no zároveň ani jeden z nich nebol veľmi dobre implementovaný na smartfóne. Z týchto funkcií je koncept prispôsobenia kontrastu displeja prostrediu pravdepodobne najdôležitejší pre ďalšie zlepšovanie vernosti obsahu vo svete, kde každý vlajkový telefón zdá sa mať "A+ displej" s farbami "na nerozoznanie od dokonalého" (v skutočnosti nie). Spolu s tým, čo Pixelworks ponúka "vedúci v odvetví" Továrenská kalibrácia displeja, teším sa, ako to všetko funguje, keď sa mi dostane do rúk telefón s ich najnovším čipom Iris 5.

Spoločnosť Pixelworks nás oslovila, aby nás informovala o svojich produktoch a službách. Názory napísané vyššie sú moje vlastné.

Upravené 25. marca 2020.