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手机屏幕的变迁史:真全面屏为何犹抱琵琶半遮面?

作者:陈玲丽时间:2022-04-08来源:电子产品世界收藏

业界对于超高屏占比设计的一个比较宽泛的定义。从字面上解释就是的正面全部都是,手机的四个边框位置都是采用无边框设计,追求接近100%的屏占比。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202204/432877.htm

”的提法是用小米在2016年发布第一代MIX时推出的,但手机最早的形态出现则是出自于夏普手机。

全面屏概念的出现

早在2014年夏普就曾发布过极窄边框设计的一款智能手机AQUOS Crystal,将听筒取消而配备了骨传导方案,实现了手机正面开孔的最少化。不过,这款手机在当时没有引起较大的反响,但却为日后全面屏的演进奠定了基础。

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2016年10月小米在发布Note2时,同步推出了全面屏概念手机小米MIX,将智能手机的上下边框进行了收窄,使屏占比达91.3%。不过,小米MIX为了追求更窄的上边框,在设计上做了极具差异化的设计 —— 将前置摄像头放置到了MIX的右下角。

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小米MIX的发布也并未引起整个智能手机行业的集体冲动,现如今人们对全面屏概念最直观的了解就是比例从传统的16:9式的变成为18:9式,19.5:9式或者更长。

而第一款说是18:9式的手机是LG在2017年2月份发布的一款手机LG G6,对称式的更大给了我们更多的惊喜。而随后在2017年5月份三星发布S8系列,18:9屏幕加上双曲面屏,2K分辨率的AMOLED屏幕,仿佛让我们看到了未来的手机屏幕。

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根据定义来说,全面屏的概念是正面是100%的屏占比,而时至今日仍未有一款手机屏占比可以达到正面100%,多停留在90%左右。加上一些挖孔,水滴等的设计,屏占比也是进一步的下降。

手机屏幕的变迁史

手机屏幕未来发展的方向是全面屏,无论是水滴屏、挖孔屏、甚至是刘海屏都可以称之为异形屏。当前科技力量尚未达到全面屏的生产条件,临时性的一种过渡性的解决方案。

  • 滑盖全面屏

前置摄像头是最容易影响屏占比参数的存在,为了彻底解放手机的“额头”,2018年以OPPO Find X、荣耀Magic 2、小米MIX3和联想Z5 Pro为代表的产品带来了“滑盖全面屏”的设计,它们在屏幕和机身之间藏有滑轨,握住手机上/下滑屏幕(Find X内置马达)就能露出隐藏的前置摄像头模块。

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原本以为滑盖全面屏会成为未来一段时期的潮流趋势,没想到它们却遭遇了“诞生即绝唱”的待遇。没办法,滑盖设计势必要将手机从中间一分为二,从而导致用来安置前后摄像头和电池的空间变小,进而影响续航和拍照质量。还有被质疑机械结构的耐用性,以及升降模块缝隙积灰等问题。

  • 升降摄像头

导致滑盖全面屏预冷的另一个因素,则是升降摄像头方案的不断成熟。这项最早诞生于2018年初并仅限旗舰手机享用的技术,逐渐呈现出了普及的态势,上有vivo NEX3这种顶级旗舰,下至realme X和荣耀9X这种千元价位的手机,都通过可随时弹出的前置摄像头获得了超过90%的屏占比。

当然,为了提升辨识度并与竞品拉开差距,升降摄像头方案也有很多改进的空间。比如集成两颗摄像头、改用独特形状结构、添加额外的柔光灯、在升降模块两侧添加LED呼吸灯效等等。

从使用寿命和安全角度来看,采用这种设计手机的镜头模块都拥有至少20万次的升降次数,并引入了跌落保护功能,当系统监测到手机下坠时摄像头会自动降回手机体内。在更先进的屏下摄像头技术进入商业化量产以前,升降摄像头是现阶段实现“真·全面屏”设计的最经济解决方案之一。

  • 挖孔屏

从成本的角度来看,“异形屏”较之升降摄像头更具优势,也因此成为普及度最高的全面屏方案。原本占据统治地位的“水滴屏”遭受“挖孔屏”的冲击,现在几乎所有品牌都先后推出了采用该方案设计的产品。

2018年底,三星Galaxy A8s和荣耀V20成为了“挖孔屏”方案手机的鼻祖,它们都在屏幕的一角“挖”出了一个小孔,里面镶嵌着前置摄像头模块,从而“解放”了原本属于刘海、水滴和珍珠屏幕上方顶部的凸起空间。

这种设计的好处是,在熄屏状态下实现了“正面几乎都是屏幕”的感官特效,在亮屏后这个小孔的位置也不算特别醒目,在优化过的UI界面的帮助下可以带来更完美的沉浸感。

而采用挖孔屏方案的手机之间,比拼的则是挖孔位置、屏幕材质,以及挖孔背后的技术是“通孔”还是“盲孔”技术。对LCD(IPS)屏幕材质而言,“盲孔”方案可以让摄像头的孔径更小。相对而言,OLED(包括AMOLED)+挖孔屏可以实现更完美的显示效果,也能将孔径进一步缩小,目前最小的OLED屏幕孔径只有2.98mm,可以进一步还原纯净屏幕。

在未来一段时间里,能塞进2颗摄像头的双挖孔和追求更小孔径的全面屏方案将会成为一股不容小觑的力量,只要系统UI优化的足够好,这些孔洞也不会明显影响既视感。

  • 刘海屏

刘海屏是苹果手机主推的技术方案,华为Mate系列旗舰机型也采用了此种方式。如果从外观的角度来考虑,这种方案远远不及水滴屏、挖孔屏。但是没有办法,苹果重视面部识别技术,刘海屏就是为了实现3D结构光,提供给用户更好的使用体验。

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  • 瀑布屏

无论是挖孔屏还是升降摄像头方案,它们只能最大限度压缩手机屏幕的“额头”(上边框),最先进的COP屏幕封装工艺也只能压缩屏幕的“下巴”(下边框),对屏幕两侧的边框毫无办法,哪怕是3D双曲面屏幕也无法摆脱左右边框的束缚。

随着2019年9月vivo NEX3和华为Mate 30 Pro的上市,这个问题终于得以解决。这两款新品的最大特色,就是采用了全新的3.5D“瀑布屏”设计,屏幕两侧边缘以接近垂直的状态向下弯曲,犹如两泓飞瀑,恰好可以覆盖整个边框,在主视角下几乎是0mm的边框。

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为了避免持握时的误触,采用瀑布屏设计的手机都会在系统层面对屏幕两侧的触控功能进行限制,瀑布屏边缘向下垂直的部分只能用于显示而无法操作,只有正对用户部分的正面屏幕才能对触控操作进行响应。

考虑到90°瀑布屏的良品率较低,成本高,屏幕更易碎裂,还存在误操作的问题。所以现在不少新品会采用适当降低曲率的“飞瀑屏”,比如荣耀30 Pro就是70°曲率。不知道未来是否还会有瀑布屏的发展空间。

  • 折叠屏

除了偏概念的瀑布屏以外,折叠屏技术也终于从梦想照进了现实。三星Galaxy Fold、华为Mate X和摩托罗拉Razr折叠屏手机都实现了商业化量产。需要注意的是,折叠屏的成本比瀑布屏还要高,所以在未来一段时间它面向的用户群体也极其有限。

屏下摄像头是真全面屏的最大希望

要实现真正的全面屏,就必须解决包括前置摄像头、听筒、距离传感器还有指纹识别的位置问题。目前听筒的骨传导方案和屏幕下指纹识别基本成型,在一段时间的优化改良后会得到普遍应用。而前置摄像头还没有办法小到被“隐藏”起来,因此在接下来推出的全面屏手机都至少会有前摄这个大黑点。

虽然通过升降式摄像头、双屏设计等特别方案可以实现真全面屏效果,但这些方式存在明显的缺点,终究不是最优的解决方案。当前摄模组变得越来越小后,将其隐藏到屏幕下面似乎具备了一定的可行性,于是屏下摄像被寄予的期望越来越高。

屏下摄像头技术的出现,可以让“真·全面屏”手机无需改变现有形态,相比其它真全面屏方案优势十分明显,应该也是目前实现真全面屏的最优解。如果不出意外,采用屏下摄像头方案的手机将成为顶级市场中的又一个爆点。

屏下摄像头技术通过对前置摄像头区域的屏幕进行特殊处理,既可以透光也能显示,从而同时兼顾摄像头拍摄和屏幕显示功能。在不使用摄像头时,能实现真全面屏显示,没有异形区域干扰视觉效果,带来真全面屏体验,这也是屏下摄像头技术备受期待的原因之一。

真全面屏为何难产

透明屏幕乍一听是黑科技,但它的原理其实很好理解,在生活中就能找到相似的案例:在许多地铁车门的玻璃上,我们经常会看到一种布满细密打孔的广告贴纸,一面是纯黑色,另一面则印有广告图案。当我们从车门外看时,可以透过贴纸(纯黑色面)大概观察到车内情况,而从车厢内看时,又能清楚地看到广告图案。

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这种贴纸被称为单透贴,它形象地还原了手机OLED屏幕的工作原理,贴纸上的图案就相当于OLED屏幕上无数个发光像素点。当贴纸上的打孔越多,图案面积就越小,也就代表屏幕上的像素密度越低。

屏下摄像区域对应的屏幕就是利用了这种特性,当显示黑色时(屏幕不发光),就相当于从车外透过贴纸(纯黑色面)看车内,由于布满无数开孔,又没有其他色彩信息干扰,所以屏幕透明度自然就提高了。

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简单来说,要实现屏幕下摄像头的成像,关键就是要让传感器感知接受光,可是因为普通的显示面板是不透光的,那就要对显示面板进行处理。

目前屏幕PPI(Pixels Per Inch,即每英寸对角线上所拥有的像素数目)大约在400左右,而PPI在这个水平,相机中光的透过率是很低的,这样就严重影响了拍照效果。如果把PPI降低,提高透过率,就会出现显示区域的PPI和整个屏幕的PPI差距很大,从而出现显示区域有色块等现象。

在屏下摄像区域的屏幕上,手机厂商降低像素密度的方法大体有三种,一种是减少像素点数量,另一种是缩小像素点面积,还有一种是改变像素排列的方式。不过,这样做虽然能使透光率增加,但也降低了屏幕分辨率。而手机屏幕是一个整体,不能因为小小一点而牺牲整体,所以考虑到其他区域的显示效果,如今屏下摄像手机的屏幕就变成了一点+一面的组合,更像是两块屏幕的拼接。

屏下摄像头技术很美好,但也有需要解决的问题,其中最需要关注的就是屏幕显示效果和成像效果。屏下区域在不拍照时要保持正常显示,拍照的时候这个区域要做透光,实际上屏幕分辨率和素质越好,透光性能便越会下降,这是一个矛盾。

屏下摄像头区域屏幕经过了特殊处理,显示效果上有可能会与主屏幕有区别,出现纱窗效应,让屏幕显示没有那么完美。值得注意的是,当像素变小之后,副屏要维持和主屏一样的亮度需更高的能量,这样会造成副屏像素老化的速度更快。同时柔性屏是目前高端旗舰机型的标配,本身存在像素老化问题,因此理论上屏下摄像头上方的副屏部分的老化速度会更快。

另外,屏下摄像头区域的透光率决定着前置摄像头拍摄时的成像质量,但因为要兼顾屏幕显示效果,屏幕透光率会有所降低,屏下摄像头接收到的光线变少,还可能会有杂光干扰等,想要得到一张高质量的照片,需要攻克重重难关。

首款量产的屏下摄像手机是2020年9月发布的中兴Axon 20 5G,在此之前,OPPO首先在2019年6月份发布了屏下摄像展示机,vivo紧随其后推出了APEX 2020概念机。但无论是量产机还是概念机的表现都并不出色,显示浅色画面时纱帘效应尤为明显。

中兴在2021年7月底发布了旗下第二代屏下摄像头手机Axon 30系列,与上一代相比,自拍效果更好,屏幕的显示效果也显著提高。包括OPPO、小米、三星在内的头部手机厂商均将量产搭载屏下摄像头技术的手机,机型包括小米MIX 4、三星Galaxy Z Fold3等。此外还有消息称,荣耀也会推出搭载屏下摄像头的机型。

从某种意义上来说,各品牌都在屏下摄像头技术上试水。虽然已经有一批厂商开始商用,但距离产业真正爆发还需要一些时间。预计接下来,随着该技术进一步成熟,将有更多厂商涌入屏下摄像头赛道。

在如今竞争激烈的手机市场,或许100%全面屏的视觉感知并不是很强,但这是现阶段手机形态和功能进化的最佳努力点,同时也能够有效盘活相关技术产业链。



关键词: 手机 屏幕 全面屏

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