像素排列 p(Pentile)排列 RGB 排列

看到有不少兄弟糾結於i9000屏幕的“顆粒感”的，在這裏我先說明一下，因爲我原來是M8的用戶，所以對屏幕顯示效果比較敏感，i9000的顆粒感在我看來是很明顯的——雖然絕大多數時候並不影響使用。但爲什麼i9000以及其他用大部分AMOLED的手機屏幕會顯現出顆粒感，下面我們就來分析一下這其中的根源。

首先要說明的是，顆粒感和AMOLED材質本身無關，而它完全和屏幕本身的子像素排列有關係。讓我們來看看什麼是子像素。

我們知道白色的光線是由紅到紫的連續光譜組成的，而在計算機圖形學裏，則採用紅綠藍也就是RGB三種顏色的視覺等亮度混合（注意，不是光學等強度）來調和出白色光。我們知道顯示屏是由許許多多的像素構成的，而爲了讓每一個單獨的像素可以顯示出各種顏色，就需要把它分解爲紅綠藍三個比像素更低一級的子像素。也就是說，3個子像素構成一個整體，即彩色像素。當需要顯示不同顏色的時候，三個子像素分別以不同的亮度發光，由於子像素的尺寸非常小，在視覺上就會混合成所需要的顏色。

知道了子像素，那麼我們就可以進入下一個問題，那就是子像素的排列。

首先是最簡單的情況，也就是把一個方塊形的像素，平均分成三等分，每一塊賦予不同的顏色，這樣就可以構成一個彩色像素。這也是絕大多數液晶顯示器所採用的子像素排列方法（當然，三個像素的順序是隨意的，不國一般都是【紅綠藍】或者【藍綠紅】）。

這樣，只要我們把足夠多這樣構造的像素排列到一起，就可以顯示出我們所需要的圖案了。

事實上，絕大多數的液晶顯示器，採用的都是這種子像素排列。它的好處是像素獨立性高，每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要製作m*n的顯示器，總共需要製作3m*n個像素（在製造過程中，子像素是最基本的製造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產生的）。這在液晶上是沒什麼問題的，因爲液晶採用的是印刷工藝，製作多少個像素對成本的影響並不高。

但是這個問題到了AMOLED時代就不一樣了，AMOLED面臨2個問題：第一個是像素總個數直接決定生產成本，第二個是AMOLED的發光效率並不高。如果採用和液晶一樣的工藝，就需要更高的發光亮度，才能得到和液晶一樣的觀感，同時也會增加製造成本，所以三星在製造AMOLED面板的時候，採用了一種不同於上面的子像素排列方法，這種子像素排列方式叫做RGB Pentile，有許多變種，我們來看一下i9000、Nexus One、Desire等手機採用的那種排列方法。

圖中左邊就是i9000所採用的Pentile RGB排列子像素的子像素排列方法。可以看到，同樣顯示3x3個像素，Pentile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數量減少了1/3。也就是說，Pentile技術下一個像素只包含兩個子像素，要麼是綠+紅，要麼是綠+藍。大家可能要奇怪了，Pentile爲什麼可以縮減1/3的子像素而保持總像素不變呢？既然缺少一種子像素，那它又是怎麼達到依然顯示3x3全綵色像素的結果的呢？這裏面的關鍵在於相鄰像素之間的“共用子像素”。我們來看一下Pentile在工作時的子像素點亮情況就知道了。

首先是顯示水平間隔的白色線條。

可以看到，水平方向，每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素，共同達到白色顯示。

然後是現實垂直間隔的白色線條。

公用情況也是一樣的。

下面來顯示黑白點陣。

注意，問題來了：應該有的藍色像素不見了！這是因爲每一個像素都失去了鄰居，無法公用，所以Pentile屏幕無法精確顯示這樣的圖案。這個問題非常麻煩，爲了讓顯示的結果仍然爲白色，就需要把原本應該熄滅的藍色像素重新點亮，結果就是顯示白色點陣失敗。

現在我們知道了，Pentile技術的精髓就是要做到相鄰像素的子像素公用。這要求屏幕上顯示的任何像素都需要有相鄰像素的存在，但實際情況中，並不是時時刻刻都可以滿足這點的，比如下面我們可以在實際中可能遇到的情況就是。這些情況下會出現什麼問題呢？

首先，是顯示垂直方向的黑白交界線。可能出現的位置：文字邊緣。

我們可以看到，在最左邊一條，出現了紅藍紅藍像素的垂直交替排列。這在視覺上會導致明顯的“彩邊”現象。

然後，是45度傾斜的黑白分界線。可能出現位置：文字邊緣。

可以看到，邊緣期待的白色變成了紅色。

更多的情況就不一一分析了，在這些情況下，會出現的問題都是屏幕上會出現非白色的邊緣，這和我們要求的想去甚遠，畢竟誰都不希望把黑白照片顯示的花花綠綠吧？所以Pentile技術會對這些情況作出一定的修正，那就是把一些本該熄滅的子像素點亮，人爲的製造一些相鄰像素，來實現顏色的正常顯示。但這就帶來了一個問題，那就是本來平整的邊緣變得不再平整，成爲了鋸齒狀。這也是Pentile之所以會出現邊緣毛刺的原因。具體的圖我就不畫了。

上述的討論都是在顯示黑色和白色的基礎上進行的，實際顯示彩色畫面的時候Pentile還會遇到一些更奇怪的問題。舉例來說，當我們需要顯示純黃色的時候，就需要把屏幕上所有藍色的像素都關閉。但由於紅色像素是間隔排列，而不是緊密排列的，所以導致肉眼可以輕易看出其間夾雜的黑色斑點，它們之間的距離是兩倍於像素距離的，導致出現“網紋”。而當顯示淡橙色的時候，紅色和綠色像素會100%發光，而藍色像素則以50%亮度發光，此時這些不發光的藍色像素會構成暗點，導致本來應該是純淨的顏色表面出現兩倍於像素距離程斜向分佈的“顆粒感”。

追其根本，Pentile是一種通過相鄰像素公用子像素的方式，減少子像素個數，從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優點是同樣亮度下視覺亮度更高，以及成本更低，但缺點也不言而喻——模擬的自然比不過真貨。一旦需要顯示精細內容的時候，Pentile的本質就會顯露無遺，清晰度會大幅下降，導致小號字體無法清晰顯示；而爲了彌補色彩問題，所以在Pentile技術下顯示色彩分割區的時候，分割線會產生兩倍於實際像素點距的鋸齒狀紋路，也就是會產生鋸齒狀邊緣。最後一點就是隻要顯示的內容不是白色，就會出現兩倍於點距的網格狀斑點。所以說，Pentile技術的顯示屏必須需要擁有足夠高的分辨率，纔可以彌補由於會產生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。因此在i9000這樣的4寸顯示屏上使用Pentile技術的AMOLED顯示屏，這樣的問題還是蠻明顯的，雖然不會導致明顯的問題，但對屏幕顆粒感有要求的同學，最好還是先看真機再決定。

最後補兩張屏幕實際照片，分別是HTC Legend和Desire。

Legend：