Огляд дисплея Samsung Galaxy S21 Ultra: технічний крок вперед

Випуск нових пристроїв Galaxy — це завжди хвилюючий час для ентузіастів дисплеїв. Оскільки дисплей Samsung продовжує лідирувати в галузі мобільних екранів, новий Samsung Galaxy S21 Ultra демонструє передові технології мобільних дисплеїв і дайте нам підказки про те, чого очікувати від дисплеїв на телефонах, випущених найближчим часом майбутнє.

Останні панелі не завжди найкращі найкращий однак панелі. Хоча технологія може вдосконалюватися, компаніям потрібно переконатися, що вони тримають якість калібрування під контролем. Іноді технологічні вдосконалення створюють нові проблеми: наприклад, з’являються панелі з високою частотою оновлення зміна кольору, коли телефон перемикав частоту оновлення, і для вирішення цієї проблеми потрібно було створити програмні рішення проблема. Новий матеріал емітера та налаштування драйвера також можуть вплинути на якість зображення. Незважаючи на те, що Galaxy S21 Ultra демонструє нову технологію OLED від Samsung, давайте подивимося, чи вдасться їй також покращити якість зображення.

Блок Snapdragon Samsung Galaxy S21 Ultra в цьому огляді був куплений особисто. Samsung жодним чином не компенсувала цей огляд.

Що змінилося?

У порівнянні з Galaxy Note20 Ultra компанія Samsung не згадала про якісь значні зміни. На папері панелі здаються надзвичайно схожими: обидві великі панелі QHD із підтримкою до 120 Гц частоти оновлення, і обидва рекламують панель LTPO нового покоління з VRR (змінною частотою оновлення) підтримка. Що стосується яскравості, обидва також можуть похвалитися піком 1500 ніт. Однак одна головна відмінність нового Galaxy S21 Ultra полягає в тому, що він нарешті дозволяє частоту оновлення 120 Гц при рідній QHD дисплея. роздільна здатність — попередні флагмани Galaxy застрягли з роздільною здатністю FHD (1080p), якщо вони хотіли використовувати високу частоту оновлення 120 Гц режим. На жаль, я не маю Galaxy Note20 Ultra, щоб досліджувати інші потенційні відмінності, але Андрій із Anandtech знайшов панель у Galaxy S21 Ultra ще більш енергоефективний ніж у Note20 Ultra.

«Змінна» частота оновлення

Хоча рекламується, що Samsung Galaxy S21 Ultra має «справжнє» рішення зі змінною частотою оновлення, він все ще фактично перемикається між режимами дискретної частоти оновлення. Однак із панелями LTPO «VRR» Galaxy S21 Ultra та Note20 Ultra у драйвері дисплея є більше режимів частоти оновлення, ніж у тих, які доступні для ОС Android. Андрій с Anandtech також закриває механізм драйвера дисплея який відповідає за більш точно налаштоване перемикання частоти оновлення панелі.

Кольорові профілі

Samsung Galaxy S21 Ultra (як і більшість інших пристроїв Android) зберігає ті самі конфігурації колірного режиму екрану, що й попередні два покоління, з профілем Vivid і Natural. Яскравий режим був встановлений за замовчуванням на моєму пристрої Snapdragon.

The Природні profile — це профіль телефону з точним відображенням кольору, який орієнтований на колірний простір sRGB із керуванням кольором до колірного простору Display P3. Точка білого профілю націлена на D65/6500 K (мої вимірювання показують близько ~6300 K), а його відображення тонів націлено на стандартну гамму 2,20.

The Яскравий профіль — це профіль із підсиленням кольору, який збільшує насиченість кольорів на екрані. Цільовий колірний простір профілю приблизно на 36% більший, ніж sRGB, і схожий на Display P3, але зі зміненим синім. Червоні відтінки посилені приблизно на 24% і відтінені до оранжевого; Зелений підсилюється приблизно на 35% і відтінюється до блакитного; синій посилений приблизно на 18% і сильно відтінений до блакитного. Отримані кольори перенасичені та дещо спотворені за відтінком, але багато користувачів можуть віддати перевагу цьому через його яскравість. Точка білого трохи холодніша, орієнтована приблизно на 6700 К за умовчанням. Для цього профілю передбачена можливість налаштування колірної температури профілю. Індивідуальні налаштування RGB-каналу (поліноміальні корекції кольорів) також доступні в розділі «Додаткові налаштування». Тонове відображення профілю також націлено на стандартну гамму 2,20, але вона відхиляється до більш високого значення при вищій яскравості, оскільки профіль не нормалізує яскравість дисплея у відповідь на вміст APL.

Яскравість

Нові флагмани Samsung Galaxy зазвичай мають нові рекорди максимальної яскравості для мобільних OLED. однак, з Samsung Galaxy S21 Ultra ми бачимо показники яскравості, подібні до Note20 Ultra. Тобто ми бачимо близько 900 ніт на повноекранному білому (100% APL), до 1500 ніт на крихітному 1% APL. Більшість додатків зі світлою темою мають близько 75-85% APL, при якому Galaxy S21 Ultra може видавати близько 1000 ніт. Зайве говорити, що це все ще надзвичайно вражаючі показники яскравості. Зауважте, що Samsung Galaxy S21 Ultra (і більшість інших пристроїв Android) може досягти цієї максимальної яскравості лише при сильному зовнішньому освітленні, наприклад під сонячним світлом. В іншому випадку пікова яскравість для ручного діапазону яскравості становить лише близько 400 ніт для повноекранного білого.

Коли яскравість дисплея досягає піку, одне застереження щодо яскравості дисплея полягає в тому, що він жертвує контрастом зображення заради максимальної яскравості білого. Пікова яскравість Galaxy S21 Ultra значно змінюється в залежності від APL вмісту; телефон може пропускати більше струму до яскравих областей дисплея, коли решта дисплея не випромінює багато світла. Хоча це має перевагу в тому, що невеликі яскраві ділянки більше виділяються, це може повністю зіпсувати передачу колірних тонів, ускладнюючи перегляд деталей на зображеннях. З цієї причини деякі OLED-дисплеї вимикають цей механізм підвищення яскравості (або зменшення яскравості, як ви хочете дивитися на це) шляхом обмеження струму на панелі та нормалізація яскравості до білого на весь екран (максимальне споживання енергії), незалежно від вмісту APL. Ця поведінка тепер реалізована в природному (або подібному) профілі більшості телефонів для покращеної точності відтінку кольору. Однак деякі телефони, як-от Samsung Galaxy S21 Ultra, продовжують допускати зміну яскравості на піку яскравості, ймовірно, для специфікація — я виявив, що дисплеї, які контролюють реакцію яскравості на APL на піковій яскравості, загалом краще розбірливі під сонячне світло. OnePlus 8 Pro, який нормалізує свою пікову яскравість (до приблизно ~720 ніт), а потім підвищує його півтони, нерухомі серед найкращих дисплеїв телефонів, які я бачив для перегляду сонячного світла; Google Pixel 5 працює аналогічно.

На найнижчому рівні яскравості я помітив, що я отримую два окремих показання. Якщо адаптивну яскравість було вимкнуто, дисплей міг би стати тьмяним до 1,6 ніт для повноекранного білого, що чудово — більшість інших OLED-дисплеїв падає лише приблизно до 1,8–2,0 ніт. Однак, коли ввімкнено адаптивну яскравість і повзунок яскравості встановлено на мінімум, дисплей Galaxy S21 Ultra може опускатися до 1,2 ніта для білого на весь екран, що вражає. Більшість інших дисплеїв не можуть отримати таке затемнення без допомоги якогось темного фільтра, накладеного в програмному забезпеченні. Samsung Galaxy S21 Ultra також робить це без істотної шкоди для якості зображення. Слава Samsung тут.

Споживання енергії

Порівняно з Galaxy S10 дворічної давності ми бачимо, що Galaxy S21 Ultra є значно більше енергоефективність щодо світловіддачі. При максимальній повноекранній яскравості Galaxy S10, яка становить близько 750 ніт, Galaxy S21 Ultra споживає майже на цілий ват менше, ніж у S10 — приблизно на 25% менше енергії — навіть якщо Galaxy S21 Ultra має ~20% більший екран область. Якщо показники потужності Galaxy S10 збільшити відповідно до площі екрана Galaxy S21 Ultra, різниця стає ще приголомшливішою; у цьому сценарії Galaxy S21 Ultra споживає приблизно на 37% менше енергії та може видавати близько 1000 ніт за тієї ж потужності, що й максимальна яскравість масштабованого S10 у 750 ніт.

Контраст і відображення тонів

Виміряно при 40% APL (~27% цільової ADL)

Як обговорювалося раніше, природний профіль Samsung Galaxy S21 Ultra нормалізував реакцію яскравості дисплея на вміст APL. Це важливий крок у створенні точного калібрування функції передачі (тональної карти); без нього контрастність зображення змінюватиметься залежно від середньої яскравості вмісту, яку можна спостерігати в наших діаграмах контрастності та карти тонів для профілю Vivid нижче. Завдяки нормалізації яскравості профіль Natural забезпечує чудову точність відтінків до стандартної гами потужності 2,20 для ручного діапазону яскравості. Але на піку яскравості, коли активовано режим високої яскравості, Samsung вимикає нормалізацію яскравості, щоб панель могла виводити найяскравіші білі відтінки, які тільки можливо. Недоліком цього є вплив на тонову точність, і наші вимірювання показують, що на піку яскравості, Galaxy S21 Ultra передає відтінки кольорів набагато темніші, ніж заплановано, і деталі на зображеннях можуть стати втрачено.

При низькій яскравості профіль Natural зберігає відстеження потужності гамма-випромінювання 2,20. Хоча це здається точним на папері, зазвичай це не бажано при низьких рівнях яскравості. Відмінності між найтемнішими відтінками кольорів стають справді невеликими за таких рівнів яскравості, спричиняючи втрату деталей і «розмивання чорного» навіть для дисплея, який ідеально відстежує гамма-потужність 2.20. Таким чином, натомість калібратори дисплея повинні використовувати нижчу, яскравішу потужність гамма-випромінювання для перших кількох кроків тону для покращення розбірливості дисплея за низької яскравості. Такі телефони, як Google Pixel 5 і iPhone від Apple, є хорошими прикладами дисплеїв із чудовою розбірливістю тіней при низькій яскравості завдяки їхній поведінці відображення тонів.

Виміряно при 40% APL (~27% цільової ADL)

Профіль Vivid не використовує нормалізацію яскравості, тому його контрастність зображення змінюється залежно від яскравості дисплея та APL вмісту. Він правильно відстежує гамма-потужність 2,20 для низьких і середніх рівнів яскравості, але починає помітно відстежувати вище приблизно 400 ніт. Це справді стає проблемою лише при максимальній яскравості (режим високої яскравості), але я б хотів, щоб Samsung просто тримав його статичним, щоб зберегти контрастність зображення в діапазоні яскравості. Для яскравого режиму Samsung може відстежувати статичну потужність гами 2,40, щоб підвищити контрастність по всій панелі, а не лише на високих рівнях яскравості.

Градієнтна смуга для профілю Natural

Градієнтні смуги завжди були моїми скаргами щодо пристроїв Samsung. Навіть у новому Galaxy S21 Ultra бітове квантування залишається тонким елементом для дисплея в природному профілі. Навіть для 10-бітного вмісту, єдине існування якого в світі дисплеїв полягає в усуненні артефактів квантування, Galaxy S21 Ultra все ще демонструє деякі смуги. Головним порушником, здається, є смужка в середніх тонах, яка забарвлюється в червоний колір на середньому та високому рівнях яскравості. Це не така велика проблема, як у випадку з дисплеєм S10, але вона все ще існує, хоча останнім часом на неї не зверталися жодні інші великі OEM-виробники.

Баланс білого та точність кольорів у градаціях сірого

Діаграми градацій сірого для природного профілю, 120 Гц

Відтінки сірого кольору на Samsung Galaxy S21 Ultra досить щільні та добре контрольовані в природному профілі. Є проміжок, якого не вистачає на моїх ділянках, який можна побачити з червоної смуги на моїх фотографіях із градієнтними смугами в попередньому розділі, але загалом на дисплеї немає різкого відтінку. Я радий бачити, що Samsung удосконалився в цьому плані: останній дисплей Galaxy, який я перевірив, Note10, не надто добре у своїй точності кольорів у відтінках сірого. Однак, як і всі дисплеї Samsung Galaxy, які я оглядав, вони відкалібровані занадто тепло у природному режимі, а наш Galaxy S21 Ultra виміряв приблизно 6300 К у відтінках сірого та білому точка.

Діаграми градацій сірого для яскравого профілю, 120 Гц

Кольори у градаціях сірого профілю Vivid трохи щільніші, чого можна очікувати від колірного профілю з меншим стисненням палітри. У цьому профілі також менше колірних смуг, а точка білого та градації сірого за замовчуванням становлять близько 6700 K.

Різниця кольорів частоти оновлення

З моїх спостережень після роботи з дисплеєм я не помітив змін якості зображення, коли дисплей змінював режими частоти оновлення, коли в вживанні. Про це там не говорять не є будь-які відмінності між режимами частоти оновлення. Існують тонкі відмінності калібрування кольору між режимами відображення 60 Гц і 120 Гц, але, здається, ОС достатньо розумна, щоб не перемикатися, коли різниця може бути помітною. Відстежуючи поточну частоту оновлення ОС Android, я виявив, що Galaxy S21 Ultra не перемикає режими за певної яскравості системи та навколишнього освітлення. Це лише для режимів частоти оновлення, доступних для Android; режими частоти оновлення на рівні драйвера не показали видимого для мого ока зміни кольору, однак важко правильно оцінити це, не знаючи, коли дисплей насправді зміна частоти оновлення драйвера, оскільки це не видно ОС.

Точність кольору

Графіки точності кольору sRGB для природного профілю

Galaxy S21 Ultra від Samsung загалом показує чудову точність кольорів sRGB у своєму природному профілі для діапазону ручної яскравості (ΔE_TP = 2.7). Як правило, ΔE_TP значення нижче 3,0 можна вважати еталонною якістю. Однак, незважаючи на те, що середні похибки кольору профілю дуже низькі, є кілька значних похибок кольору при середній і високій яскравості дисплея, які заслуговують на увагу. При яскравості PQ від 60% до 80% червоні з високою насиченістю в sRGB набувають злегка помаранчевого відтінку (ΔE_TP ≈ 10), і гамма розширена в бік помаранчевого в цій області, тоді як від червоного до рожевого дещо обмежена. У тому самому діапазоні яскравості область середнього та високого синього відтінку спотворена в бік фіолетового, що є дивним, враховуючи, що решта синього виглядає добре.

При максимальній яскравості ми бачимо тенденцію до перенасичення по всій гамі. Це насправді бажана поведінка, оскільки вона компенсує деяку частину стиснення палітри екрана від сильного навколишнього освітлення, коли дисплей має максимальну яскравість. Більшість кольорів зберігають однаковий відтінок, що чудово. Але, як і в ручному діапазоні яскравості, червоні кольори сильно зміщені в бік помаранчевого (хоча, оскільки апельсини здаються нормальними, це означає, що відтінки шкіри навряд чи будуть помітно спотворені).

Калібрування кольору низької яскравості є чудовою та кращою, ніж на більшості інших мобільних дисплеїв, які я бачив. Більшість телефонів показують стиснуту гаму при низькій яскравості, чого не можна сказати про Galaxy S21 Ultra. Однак у Galaxy S21 Ultra все ще є проблема з розбірливістю тіней при низькій яскравості.

Відображення графіків точності кольору P3 для природного профілю

Калібрування кольору Display P3 профілю Natural є дещо точнішим, ніж калібрування кольору sRGB. У межах ручного діапазону яскравості Galaxy S21 Ultra профіль дає середню похибку кольору ΔE_TP 2,4 для дисплея P3, що чудово. Калібрування дисплея P3 не має проблем із червоними кольорами, які присутні в калібруванні sRGB, але помилка синього від середнього до високого насиченості все ще існує. Це повинно забезпечити хорошу надійність у майбутньому, коли вміст Display P3 неминуче стане більш поширеним в екосистемі Android.

Відтворення HDR

Виміряно при 20% APL

~400 ніт у середньому за кадром (HDR10 1000) / ~900 ніт у середньому за кадром (HDR10 4000))

Контент HDR (у формі HDR10 і Dolby Vision) з кожним днем ​​стає все більш плідним. Зараз на кожній потоковій платформі є багато назв HDR, і ми лише зараз бачимо верхівку айсберга. Камери Samsung також дозволяють записувати відео HDR10+, яке можна відтворювати прямо на Galaxy S21 Ultra, і разом з цим творці контенту повинні очікувати певної точності від їх відтворення пристрій. У наших поточних стандартах ще є маса невикористаного потенціалу, і я очікую багато майбутніх покращень і переглядів, таких як стандартизована форма Dolby Vision IQ. У нашому огляді HDR ми розглянемо поточний де-факто стандарт відтворення HDR10 за допомогою ST. 2084 (він же Perceptual Quantizer або PQ) абсолютна функція передачі. Відтворення HDR у профілях Natural і Vivid на Galaxy S21 Ultra ідентичне.

З точки зору максимальної яскравості, Samsung Galaxy S21 Ultra рекламує пікову яскравість 1500 ніт, що цілком достатньо для вмісту HDR10-1000 (HDR10 при піковій яскравості 1000 ніт). Завдяки моїм вимірюванням я виявив, що Galaxy S21 Ultra може досягати 1480 ніт при розмірі вікна 20% (що також є типовим APL для HDR), тому заява Samsung про 1500 ніт для HDR є правдивою. Насправді це також досить скромний: При 10% APL Galaxy S21 Ultra може досягти 1580 ніт, а при 1% APL йому вдалося вивести 1680 ніт. Ці цифри поки що не зовсім життєздатні для HDR-контенту, освоєного на рівні 4000 ніт, але це, тим не менш, поважний прогрес, і він дає запас для належних відблисків 1000 ніт при вищих APL.

Наша діаграма контрастності показує, як Galaxy S21 Ultra відтворює стандартну криву PQ під час відтворення вмісту HDR10. Ми бачимо, що на дисплеї Galaxy S21 Ultra відтворює вміст HDR10 набагато яскравіше стандартного має максимальну яскравість (це налаштування яскравості, за якого має відтворюватися вміст HDR10 в). Однак я підозрюю, що Samsung просто не дотримується умов, і, можливо, ручне налаштування яскравості дисплея до пікового значення 1000 ніт призведе до точної кривої HDR10-1000 PQ. Зауважте, що рендеринг кривої PQ дисплеєм залежить від пікових метаданих яскравості вмісту HDR10 (1000 ніт або 4000 ніт пік); Споживчі дисплеї наразі не можуть досягти 4000 ніт (а деякі не можуть досягти 1000 ніт), тому натомість дисплей плавно зменшується до максимальної яскравості. Samsung Galaxy S21 Ultra — це перший телефон Android, який я тестував, який фактично змінює своє відображення тонів залежно від метаданих вмісту HDR, який чудово видно (може бути й у попередніх поколіннях, але я не перевіряв це) — просто прикро бачити, що він не відповідає кривій PQ належним чином. Крім того, я виявив, що перші 10% кривої поступово ставали яскравішими, чим довше Galaxy S21 Ultra відображав вміст HDR; сплеск у нижній частині діаграми показує таку поведінку в одному випадку, коли дисплей відтворював тони приблизно на 0,3 ніта яскравіше, ніж передбачалося, що є величезною різницею в тінях.

З точністю відтінків сірого кольору Samsung Galaxy S21 Ultra працює посередньо для відтворення HDR. Його тіні відтінені до пурпурового, а колірна температура решти точок відтінків сірого набагато тепліша за стандартну, а світлі відтінки відтінені до жовтого. Стандартна відстань σ 4,7 є надзвичайно високою, перевищуючи значення для некритичної помітної різниці (ΔE_TP > 3.0) для колекції точок сірого.

Galaxy S21 Ultra також бачить проблеми з точністю кольору для вмісту HDR. Наша діаграма точності передачі кольору показує, що Galaxy S21 Ultra перенасичує всі кольори в межах гами P3-BT.2100, а також помітний відтінок білої точки до жовтого. Це перенасичення йде рука об руку з надто яскравим відтворенням кривої PQ.

Загалом, Samsung Galaxy S21 Ultra забезпечує надзвичайно яскравий HDR-перегляд — яскравіший і барвистіший за стандартний. Можливо, він не забезпечує найкраще враження від кінематографа, але перевага яскравості та надлишку кольорів є що він може покращити ваші враження від перегляду HDR у яскравіших умовах, а не обмежувати його лише темними кімнатами.

Заключні зауваження щодо дисплея Samsung Galaxy S21 Ultra

Samsung Galaxy S21 Ultra — це справді ультрасучасна панель, яка усуває багато попередніх недоліків OLED-дисплеїв з високою частотою оновлення на смартфонах. З точки зору калібрування, Galaxy S21 Ultra підтримує точність передачі кольору, яка очікується від телефону такого калібру. Однак я хотів би побачити точнішу настройку деталей тіні на нижчих налаштуваннях яскравості, чому, як я бачу, зараз приділяють більше уваги інші Android. З іншого боку, я також хотів би, щоб Samsung покращив тональне налаштування на максимальній яскравості, а не просто намагався конкурувати за найвищу кількість ніт. Мій блок Snapdragon Galaxy S21 Ultra також продемонстрував чудову однорідність панелі при низькій і дуже малій яскравості відтінки сірого кольору, що є протилежністю мого досвіду з моїм попереднім Note10, який був жахливим в обох з повагою. І, нарешті, тепер я вважаю стан кривої терпимим: навіть із яскравим вмістом крива поступалася майже не помітні спотворення по краях, якщо дивитися на дисплей прямо — я б не заперечував проти цієї кривої щодня водій.