Як чіп Pixelworks Iris 5 може покращити роботу дисплея Android

Екрани смартфонів з кожним роком продовжують покращувати візуальну якість у таких типових аспектах, як точність кольорів, колірна гамма та яскравість. Однак ми дійшли до моменту, коли багато технічних удосконалень навіть у дисплеях найвищого рівня тепер непомітні або непомічені. Крім того, постачальники панелей і виробники комплектного обладнання постійно намагаються винайти нові способи "Просто зробіть його більшим" і форм-фактор, щоб зробити найбільш привабливу частину вашого телефону ще привабливішою. Pixelworks і їх візуальний процесор Iris спрямовані на покращення роботи дисплея смартфона шляхом інтеграції унікальних функцій дисплея та адаптивних елементів, заснованих на зоровому сприйнятті людини.

Pixelworks і візуальний процесор Iris 5

Pixelworks здебільшого була маловідомою у сфері смартфонів, але компанія працює з рішеннями для відео та дисплеїв близько двадцяти років. Вони дебютували в першому партнерстві з виробником смартфонів у 2016 році з ASUS на ZenFone 3 Ultra, інтегрувавши ранню версію свого візуального процесора Iris. Їхня найвизначніша співпраця зі смартфонами на сьогоднішній день включає Nokia 6.2/7.2, ASUS ROG Phone і нещодавно

Чорна акула 3 і OPPO Find X2. Останні два телефони включають новітнє п’яте покоління процесора Iris від Pixelwork. Iris 5 — це процесор дисплея, який розташований між SoC пристрою та мікросхемою драйвера дисплея, підключаючись до обох через MIPI DSI та підтримуючи подвійний MIPI. Це разом із програмним забезпеченням компанії, яке вони створили як "Soft Iris", відповідає за функції дисплею компанії.

"Покращення" довільного відображення

Багато «покращень» дисплеїв, які надають виробники оригінального обладнання, зазвичай передбачають штучне й довільне коригування зображення, яке може спотворити художній зміст вмісту. Один із поширених способів, за допомогою яких OEM-виробники смартфонів допомагають своїм дисплеям виділятися, – це використання дуже яскравих кольоровий профіль, який розширює всі кольори на екрані, щоб виглядати більш насиченими, ніж спочатку призначений. Це також зазвичай супроводжується синюватою білою точкою, яка більшості споживачів вважається більш привабливою, ніж стандартна біла точка, відома як D65.

Обидві ці характеристики спочатку були артефактами грубого калібрування кольору та відсутності керування кольором у попередніх дисплеях, але покращення обох були погано сприйняті багатьма; точні кольори мають загальне сприйняття як обмеження кольору дисплея, тоді як стандартна біла точка виглядає теплішою, ніж більшість людей звикли.

Щоб залишатися привабливими для споживачів, виробникам смартфонів довелося продовжувати штучно перенасичувати кольори екрана та використовувати більш холодну точку білого. Цим займаються багато OEM-виробників навіть донині. Раніше Samsung був відомий тим, що поставляв усі свої OLED-телефони з перенасиченими дисплеями, але вони припинили цю практику з Galaxy S10 і тепер постачають їх із точним кольоровий профіль у більшості країн світу (за винятком демонстраційних одиниць у магазинах, які зрозуміло, що за замовчуванням використовують цей яскравий колірний профіль для порівняння з іншими, які мають, теж).

Покращення точності відображення: адаптивні налаштування Pixelworks

Для точного перегляду потрібно більше, ніж «добре відкалібрований» дисплей. Умови освітлення в середовищі перегляду дисплея можуть суттєво змінити вигляд вмісту на дисплеї. Щоб вміст виглядав належним чином, в ідеалі його слід переглядати в тому середовищі, для якого його створено. І з цієї причини кольорові стандарти, які відповідають дисплеям, також накладають стандартне середовище перегляду, для якого ці кольори виглядають точними. Під час перегляду дисплея в інших середовищах кольори на дисплеї можуть виглядати неправильно. Таким чином, «добре відкалібрований» дисплей також має бути відкалібрований для середовища перегляду.

Однак смартфони використовуються в різноманітних середовищах перегляду: на вулиці під яскравим сонячним світлом, у ліжку ввечері або, можливо, в приміщенні з різнокольоровими вогнями. Усі ці різні середовища змінюють сприйняття вмісту на екрані вашого смартфона.

Pixelworks зосереджується на покращенні точності відображення в цих реальних умовах і відтворенні художнього наміру творця контенту. Замість легковажних посилень контрастності/якості/насиченості зображення рішення Pixelwork базуються на на покращенні точності вмісту шляхом налаштування дисплея та його вмісту відповідно до навколишнього середовища умови.

Ось на що здатні Pixelworks та їхній чіп Iris 5:

• Заводське калібрування дисплея Перш за все, Pixelworks повідомляє нам, що вони беруть на себе відповідальність за повне калібрування дисплея телефонів, з якими вони працюють. Вони виконують індивідуальне калібрування дисплея кожного пристрою на заводі та стверджують, що їхні результати калібрування знаходяться в межах дельта E < 1 від їхніх цілей у незалежних лабораторних тестах. Iris 5 також здатний керувати кольором пристрою.
• Обробка руху в реальному часі на Iris 5 Правильно виконана обробка руху є ключовим компонентом для зменшення тремтіння та вирішення проблеми невідповідності частоти кадрів. Pixelworks підкреслює, що це не слід плутати із загальною інтерполяцією руху, яка призводить до мерзотного "ефект мильної опери". Нам сказали, що їхня обробка руху зберігає запланований рух вмісту та адаптує його до типу вмісту та середовища. Це важливо, оскільки багато фільмів не призначені для надплавного руху, тоді як, можливо, спортивний потік повинен. Крім того, сприйняття тремтіння збільшується з контрастом вмісту, а на контраст ще більше впливає середовище перегляду. Pixelworks стверджує, що вони компенсують обидва ці фактори в своїй обробці руху. Це особливо важливо для вмісту HDR, який має потенціал для дуже високого контрасту. Кажуть, що обробка руху також працює для мобільних ігор. Pixelworks раніше вигравала Нагорода Голлівудської професійної асоціації (HPA). і Премія Люм’єра в галузі розважальних технологій від Advanced Imaging Society (AIS). за їхню відеоплатформу TrueCut для оцінки руху, яка використовується у кінофільмах.
• Автоматичне налаштування балансу білого та контрастності дисплея Як згадувалося раніше, вигляд вмісту на дисплеї змінюється залежно від середовища перегляду. Pixelworks має справу з ефектами зовнішньої яскравості та кольорів, які змінюють ваше сприйняття кольорів на дисплеї. У теплішому середовищі перегляду баланс білого дисплея буде виглядати відносно холоднішим – і навпаки – ефект, відомий як хроматична адаптація. Щоб компенсувати це, дисплей повинен налаштувати свої кольори назустріч колір навколишнього освітлення, щоб дисплей виглядав схожим для сприйняття за різних кольорів освітлення. Зараз багато телефонів пропонують цю функцію, яку, ймовірно, популяризувала компанія Apple True Tone, яка була представлена ​​в 9,7-дюймовому iPad Pro. Однак True Tone адаптується лише до кольору навколишнього середовища, а яскравість навколишнього середовища додатково впливає на контрастність екрана. Що яскравіше навколишнє освітлення (відносно дисплея), то темніші кольори на екрані, стискаючись до чорного. І чим яскравіший дисплей (відносно зовнішнього освітлення), тим світлішими виглядають кольори на екрані, стискаючись до білого. Це відомо як Ефект Бартлсона-Бренемана, і Pixelworks здатна компенсувати це, регулюючи гамму системи та використовуючи локальне посилення контрасту. Однак деталі правильної реалізації цього надзвичайно складні, від перцептивних вимірювань до відображених значень пікселів дисплея. Samsung є ще одним виробником смартфонів, який враховує це, хоча лише для режиму високої яскравості сонячного світла.
• Регулювання постійного струму для запобігання мерехтіння OLED У більшості телефонів з OLED-екраном яскравість дисплея регулюється швидким увімкненням і вимкненням екрана, метод називається широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Для більшості телефонів це мерехтіння відбувається приблизно 240 разів на секунду, і кінцева яскравість дисплея залежить від того, як довго дисплей перебуває у «ввімкненому» стані. Однак деякі споживачі стверджують, що це мерехтіння викликало головний біль, і це посилюється при нижчих рівнях яскравості дисплея. Регулювання постійного струму намагається виправити це, натомість регулюючи яскравість дисплея за допомогою традиційного аналогового керування. Хоча це усуває мерехтіння, калібрування дисплея та однорідність можуть негативно вплинути, оскільки зміни напруги OLED можуть суттєво змінити його вихідні характеристики. Однак ми можемо бачити OLED з більшою бітовою глибиною ЦАП, які можуть більше покладатися на струм для регулювання амплітуди окремих світлодіодів.
• Відображення тонів SDR-HDR для відео та ігор Iris 5 здатний перетворювати стандартний вміст у HDR. Мета полягає в тому, щоб стандартний вміст виглядав так, ніби він був створений для широкого динамічного діапазону. Це робиться в режимі реального часу на Iris 5 DSP, і перетворення працює разом з іншими його адаптивними функціями. Я написав цілий попередній текст про довільні покращення відображення, тому ця функція може здатися, що вона належить до цієї категорії. Незважаючи на те, що ця функція є найбільш суб’єктивною, Pixelworks пояснює, що відображення тонів дозволяє краще представити перетворений вміст у різних умовах перегляду. Якщо все зроблено добре, SDR-to-HDR чудово поєднується з адаптивним налаштуванням контрастності дисплея та балансу білого.
• HDR10 для пристроїв низького та середнього діапазону Хоча HDR10 зазвичай призначений для пристроїв преміум-класу, Pixelworks може співпрацювати з пристроями середнього та бюджетного класу, щоб надати «сертифікований HDR» масам. Iris 5 підтримує власну 10-бітну обробку, яку більшість бюджетних SoC не підтримують. Дешеві мобільні дисплеї тепер здатні відтворювати щонайменше 95% DCI-P3 і близько 400 ніт зі статичною контрастністю 1000:1, що може забезпечити прийнятний мобільний досвід HDR за таку ціну. Крім того, для РК-моніторів Iris 5 може керувати підсвічуванням дисплея, використовуючи динамічне керування підсвічуванням для зменшення енергоспоживання та покращення динамічного контрасту. Однак більшість РК-моніторів вже здатні на це.

Функції «Natural Tone Display» і «O1 Ultra Vision Engine». знайдено на OPPO Find X2 Pro. Ці функції забезпечуються візуальним процесором Pixelworks Iris 5.

Pixelworks та їхній чіп також надають деякі інші незначні функції, такі як масштабування відео та покращення різкості/країв, і вони стверджують, що Iris 5 може трохи розвантажити обробку дисплея SoC. Нижче розміщено рекламне відео, яке компанія поділила, яке висвітлює основні особливості візуального процесора Pixelworks. Ми завантажили відео на YouTube з дозволу Pixelworks, але якщо ви віддаєте перевагу перегляду нестиснутого відео, ви можете зробіть це тут, на веб-сайті Pixelworks.

Удосконалення, які Pixelworks стверджує, що вони принесли, на папері є здоровими та модними, але я ще не відчув фактичної ефективності цих функцій. Жодна з ідей не є абсолютно новою, але в той же час жодна з них не була дуже добре реалізована на смартфоні. З цих функцій концепція адаптації контрасту дисплея до навколишнього середовища є, мабуть, найважливішою для подальшого покращення точності вмісту в світі, де кожен флагманський телефон здається мати "Дисплей A+" з кольорами "невідрізнений від ідеального" (не насправді). Разом із тим, що рекламує Pixelworks "провідний у галузі" заводське калібрування дисплея, я дуже хочу побачити, як все це працює, коли я отримую в руки телефон із їхнім останнім чіпом Iris 5.

Pixelworks зв’язалися з нами, щоб поінформувати нас про свої продукти та послуги. Думки, написані вище, є моїми.

Переглянуто 25 березня 2020 р.