Все что нужно знать о PenTile матрице в дисплеях смартфонов: плюсы и минусы. Что такое цветовой охват и почему он является предметом множества спекуляций

С места событий) был воспринят публикой неоднозначно. С одной стороны, аппарат обладает очень мощной SoC , превосходящей в большинстве случаев практически все современные решения (исключение - Snapdragon S4, но не всегда). С другой стороны, корпус выполнен полностью из пластика, а ведь ждали керамику.

Но больше всего обсуждений, а иногда даже недовольство публики вызвал 4,8-дюймовый HD-дисплей устройства, выполненный по технологии PenTile. Ходило очень много слухов, что Samsung применит матрицу HD Super AMOLED Plus с RGB-структурой пиксела, как в , но в этом плане компания разочаровала, хотя тому есть причина и теперь она стала известна.

Напомним, что основное отличие между матрицей PenTile и Plus заключается в структуре пиксела. В первом случае используется схема RGBG (красный, зеленый, синий, зеленый), то есть, зеленых субпикселов больше, чем синих и красных. В Super AMOLED Plus матрице традиционная структура пиксела RGB (красный, синий, зеленый) и количество субпикселов разного цвета равное. Если сравнивать матрицы с одинаковым разрешением, но выполненные по разным технологиям, PenTile и Plus (RGB), то в последнем случае количество субикселов будет примерно на 50% больше, а значит и четкость изображения выше. Собственно, на четкость мелких элементов, надписей и были основные жалобы пользователей PenTile-матриц, но в случае с HD Super AMOLED отрицательные моменты технологии нивелируются огромным для 4,8-дюймового или даже 5,3-дюймового, как в , экрана разрешением.

Структура матриц в современных смартфонах под микроскопом. Источник: Engadget

Что касается официальных причин, повлиявших на выбор матрицы в Galaxy S III , то среди основных Samsung выделяет повышенную долговечность PenTile-матрицы по сравнению с RGB-вариантом, сообщает MobileBurn . Филип Берне (Philip Berne) из Samsung отметил, что синие субпикселы деградируют быстрее всего, а так как их меньше в PenTile-матрице, то и ее жизненный цикл выше. Судя по исследованиям компании, среднестатистический пользователь не меняет смартфон до 18 месяцев, и Samsung старается, чтобы в течение этого срока критичные компоненты функционировали на пике своих возможностей. По словам Берне, PenTile-матрица полностью отвечает этим требованиям.

С другой стороны, решение может быть вызвано банальной экономической целесообразностью или техническими возможностями, ведь прецеденты в прошлом были. Например, самый первый планшет Samsung, . Ходило много слухов, что он будет содержать AMOLED-дисплей, но по факту аппарат получил экран на базе технологии Super LCD. Samsung объясняла это повышенной энергоэффективностью ЖК-технологии в сравнении с AMOLED, в случае с 7-дюймовым планшетом, хотя ранее от нее же поступала информация о том, что экраны на базе органических светодиодов на 30% экономичнее LCD. По факту же, причиной был дефицит AMOLED-панелей и отсутствие технических возможностей у корейцев. Дополнительная фабрика по производству AMOLED-экранов оказалась запущена значительно позже. На данный момент в ассортименте Samsung есть всего один планшет с AMOLED-дисплеем - это . Кстати, в нем используется матрица Super AMOLED Plus с RGB-структурой пиксела.

Samsung хитрая компания. Все самое лучшее она оставляет себе и не идет на поводу даже у самых близких и важных партнеров. Существует такая гипотеза, что целью является не попытка добиться справедливости, которой в IT-индустрии не много, и если бы не костыль в виде патентного института, то не было бы этой справедливости вообще. Основная задача - вынуждение Samsung предоставить свои новейшие технологии. Но компания остается верной выбранной позиции и лишь самостоятельно использует свои самые технологичные изобретения, не отдавая их партнерам .

Например, в новейшем «гуглофоне» , созданном для Google корейским электронным гигантом, и являющемся прямым конкурентом , установлен далеко не самый продвинутый дисплей Samsung, который по четкости и в подметки не годится Retina. Казалось бы, не может такого быть, ведь заявленная плотность пикселей на дюйм в 4,65-дюймовом экране Super AMOLED с разрешением 1280х720 точек составляет 315 ppi (некоторые источники указывали цифру 316 ppi, но это уже не столь суть важно). Парни из FlatPanelsHD изучили данный компонент чуть ли не под микроскопом и доказали, что Google и Samsung лишь хитро играют с цифрами, плюс последняя предоставляет партнеру не самую лучшую из своих технологий.

Чем-то это напоминает громкие заявления производителей ЖК-телевизоров и компьютерных мониторов об уровне контрастности в 10000:1, 100000:1, а то и миллионы единиц к одному в их продуктах, а ведь это указывается динамический показатель, не имеющий никакого отношения к реальности. В зависимости от световой насыщенности картинки автоматически меняется яркость: больше белых и других светлых тонов на изображении - уровень яркости увеличивается, меньше - уменьшается. Все эти действия электроники заметны на глаз и далеко не самым лучшим образом влияют на изображение, все чаще его портят. В реальности же статический показатель контрастности у таких мониторов может составлять 600-800:1, в лучшем случае, при использовании IPS или VA матриц, - 1000:1.

Вернемся к герою этого материала и сравнению его дисплея с Retina в iPhone 4/4S, а также с экраном в Samsung Galaxy SII , который на данный момент является технологическим эталоном Samsung в области AMOLED. Как выяснили специалисты из FlatPanelsHD, для создания экрана в Galaxy Nexus используется технология PenTile , когда каждый пиксель матрицы состоит из двух субпикселей (красный-зеленый, синий-зеленый и ряды смещены друг относительно друга, создавая своего рода сетку из субпикселей). Samsung называет такие матрицы собственного производства Super AMOLED. В Galaxy SII используется немного другая технология с коммерческим названием Super AMOLED Plus . Каждый пиксель в этой матрице состоит из трех субпикселей (красный, синий, зеленый). Аналогичным образом строятся пиксели и в ЖК-дисплеях, включая Retina.

Матрица RGB в Galaxy SII слева и дешевая PenTile-матрица в Galaxy Nexus справа

PenTile - это удешевленная технология для создания AMOLED-матрицы, которая приводит к снижению четкости картинки. Особенно сей факт заметен на белом фоне (он не совсем белый, а как бы сероватый, в мелкую-мелкую черную точечку - данный эффект хорошо виден в первом Galaxy S) и на текстах (края смазаны, есть цветной ореол).

Обратите внимание на зеленый ореол на правой стороне цифры и на синий - на левой. Кликабельно.

Кстати, точно такая же удешевленная матрица используется и в необычном гаджете Samsung Galaxy Note (смартфон с 5,3-дюймовым Дисплеем Super AMOLED HD). Теперь давайте подсчитаем количество субпикселей в дисплеях разных устройств:

● Galaxy Note: 1280x800x2 = 2048000 субпикселей
● Galaxy S II: 800x480x3 = 1152000 субпикселей
● Galaxy Nexus: 1280x720x2 = 1843200 субпикселей
● iPhone 4/4S: 960x640x3 = 1843200 субпикселей

Если подсчитать плотность пикселей в Galaxy Nexus с учетом упрощенной структуры матрицы, то получится цифра около 200 ppi , что немногим больше, чем у Galaxy SII с его слабеньким разрешением 480х800 точек, но более качественной матрицей с RGB-структурой субпикселей. Естественно, до Retina с его 326 ppi такому экрану по четкости картинки далеко. Не будем сбрасывать со счетов глубокий, практически бесконечно черный цвет, выдаваемый AMOLED-матрицей, яркую и сочную картинку, но чтобы добиться в ней аналогичной с Retina четкости, плотность пикселов должна находиться на уровне 420 ppi . Есть еще один неприятный эффект у таких экранов - под разными углами обзора изображение становится зеленоватым или синеватым, как показано на фото ниже:

Galaxy Note: зеленоватый оттенок изображения слева, нормальный в центре, синеватый - справа. Кликабельно.

Действительно серьезный конкурент в плане четкости картинки у iPhone 4/4S появится лишь весной следующего года, когда на рынок выйдет Samsung Galaxy SIII . В нем компания планирует установить 4,65-дюймовый дисплей с разрешением 1280х720 точек, выполненный по технологии Super AMOLED Plus, то есть с RGB-структурой субпикселей в матрице.

К сожалению, я лично пока не имел удовольствия поработать с Galaxy Note или Galaxy Nexus, чтобы увидеть, насколько критично использование PenTile в экране с настолько высоким разрешением. Может быть, журналисты лишь раздули из мухи слона и в реальных условиях эксплуатации все будет хорошо. Тем не менее, по четкости картинки Retina пока остается вне конкуренции. Хотя, если судить по личному опыту использования Galaxy SII в течение нескольких месяцев, его преемник в этом вопросе сможет предложить действительно качественную альтернативу, с намного более приятной для того же веб-серфинга или просмотра видео диагональю.
[ FlatPanelsHD ]

PenTile матрица – это одна из разновидностей жидкокристаллического экрана, или дисплея, построенного по технологии AMOLED. Права на это наименование принадлежат компании Samsung, являющейся держателем патента на технологию. Слово образовано от греческого «пента» (что значит «пять») и английского «tile» (плитка). Данным термином обозначают технологию устройства экранов, в которых за формирование пикселя ответственны сразу пять субпикселей.

Традиционная технология изготовления экранов подразумевает задействование трех активных точек для формирования цвета каждого пикселя на матрице. Стандарт RGB предусматривает использование комбинации из красной, зеленой и синей точки, за счет регулировки каждой из которых достигается конечный оттенок активного элемента. В PenTile данное число расширено до пяти. Таким образом производители стараются сделать экран однороднее, ярче, красочнее и экономичнее.

Схема PenTile предусматривает расположение в шахматном порядке точек, ответственных за формирование пикселя. На данный момент существует две схемы, по которым создаются такие экраны. Отличаются они количеством и расположением субпикселей.

Согласно официальной информации, разработка стандарта PenTile была предпринята для улучшения качества экранов без увеличения энергопотребления. Все упрощения сделаны с учетом физиологических особенностей глаз человека (которые не все цвета воспринимают одинаково). Но, несмотря на благие намерения, не лишена технология и минусов. Каких именно – рассмотрим ниже.

PenTile RGBW

Перед тем, как перейти к описанию наиболее распространенной реализации PenTile (внедряемой Samsung), следует рассмотреть альтернативную ее реализацию. RGBW расшифровывается как «красный-зеленый-синий-белый». То есть, к трем стандартным элементам добавлен еще один, белого цвета. Такой подход позволяет увеличить яркость экрана, не повышая потребления энергии, сделать картинку более однородной и бесшовной.

Учитывая особенности, можно сказать, что у такого типа матрицы минусов практически нет. Но подобная технология как-то не прижилась среди смартфонов, так как обходятся подобные дисплеи дороже, а таких уж явных преимуществ (заметных невооруженным глазом «с ходу») для пользователей они не несут.

PenTile RGBG

Наиболее распространенной и актуальной версией реализации PenTile является компоновка RGBG (Red-Green-Blue-Green). То есть, в довесок к красному и синему цвету – прилагается не один, а два зеленых субпикселя. Согласно исследованиям физиологов, именно зеленый цвет лучше всего воспринимается человеческим глазом, поэтому решение удвоить количество таких элементов выглядит научно обоснованным.

Плюсы PenTile-матриц

• Более равномерная заливка поля зеленым цветом . Наличие двух точек зеленого цвета позволяет более равномерно заполнить матрицу светом, скрыть границы между субпикселями. Ведь на восприятие яркости нашими глазами больше всего влияет именно волна излучения, соответствующая зеленому цвету.
• Увеличение срока службы . По словам представителей Samsung, сильнее всего в экранах деградируют синие субпиксели матрицы. Уменьшение их числа приводит к повышению срока службы экрана.
• Снижение энергопотеребления . Использование двух (а не трех) субпикселей на пиксель в PenTile матрицах позволяет снизить расход электроэнергии, и увеличить автономность смартфона.

Но уже при прочтении этих преимуществ закрадываются подозрения о том, что недостатков технология PenTile тоже не лишена. И минусы у нее действительно есть.

Недостатки PenTile-матриц

При использовании матриц PenTile RGBG логично предположить, что разрешение вычисляется по принципу суммирования квартетов субпикселей (красный, синий и два зеленых). Но в Samsung решили иначе: рассчитывать разрешение по зеленым точкам. Таким образом, в расчет принималось, что в составе пикселя находится два субпикселя: зеленый и синий или красный. Благодаря такой маркетинговой уловке разрешение увеличивается вдвое.

Фактически соседние двухточечные пиксели связанны между собой попарно, и раздельно не могут функционировать. С учетом, что синие и красные точки ярче зеленых – визуальный эффект не столь выражен, но на ранних версиях матриц PenTile был заметен. К примеру, дисплей Galaxy S2 с разрешением 800х480 на вид был менее четким, чем экраны конкурентов. С внедрением сверхвысоких резолюций 2560х1440 разница стала незаметной невооруженным глазом, но фактически подобный экран находится на уровне IPS экрана с FullHD.

Сниженная четкость – это единственный существенный недостаток PenTile. Но с появлением матриц 2560х1440 его можно считать неактуальным, так как при традиционном использовании смартфонов даже при 300 PPI, невооруженный глаз не в силах отличить отдельные точки. Проблема может быть актуальной при использовании бюджетных технологий виртуальной реальности, вроде Google CardBoard. В подобных условиях только анонсированный HTC 10, матрица которого построена по технологии IPS, может выигрывать у Samsung S6 или S7 с AMOLED по четкости картинки.