超能課堂(303)：OLED像素排列都有些什么東東？

有讀者在前陣子的一篇文章里面提到了一個(gè)比較有意思的東西，那就是OLED屏幕的各種像素排列方式。其實(shí)現(xiàn)在當(dāng)我們在瀏覽手機(jī)，特別是用了OLED屏幕的手機(jī)時(shí)，基本上都會(huì)或多或少的看到或聽到別人在討論說它們屏幕的像素排列方式，像是那個(gè)“周冬雨排列”大家肯定都略有所聞，但是可能有一些朋友和筆者一樣，都只知道說有這個(gè)東西，至于當(dāng)說到這些像素排列方式本身有些什么特別的地方、相互之間有些什么優(yōu)缺點(diǎn)等等的時(shí)候，可能都是摸不著頭腦的。那么，OLED屏幕的這些像素排列到底都有些什么形式，它們之間又是有什么特點(diǎn)呢? 今天我們就來一起看看。

要了解像素排列，那我們要先知道一個(gè)叫子像素的東西。那子像素到底是什么東東呢？其實(shí)大家所看到的屏幕上的每一個(gè)不同色彩的像素，其實(shí)都是由RGB三種顏色所組合起來的，而發(fā)出RGB顏色的，就是子像素。通過調(diào)整子像素的亮度，屏幕就可以顯示出不同的色彩。在LCD屏幕上面，子像素是由液晶組成的，而在OLED屏幕上則是由有機(jī)發(fā)光二極管所組成。

在最開始的時(shí)候，OLED所使用的像素排列方式和LCD的其實(shí)是差不多的，都是標(biāo)準(zhǔn)的RGB排列，也就是每個(gè)像素分別由1個(gè)RGB子像素所組成。這種排列方式對(duì)于顯示效果來說是最簡單直接也是最為理想的，畢竟把3個(gè)子像素拼在一起就完事了，每個(gè)一個(gè)像素不論是縱橫看上去子像素都是完整的一列或者一行。

iPhone 7

不過對(duì)于OLED屏幕來說RGB排列有一個(gè)比較重大的缺點(diǎn)，那就是燒屏?xí)容^嚴(yán)重。由于RGB三種顏色的有機(jī)發(fā)光二極管壽命不一樣，而藍(lán)色（B）的壽命衰減得最快，因此在標(biāo)準(zhǔn)的RGB排列之下，會(huì)比較容易出現(xiàn)燒屏的現(xiàn)像。LCD的液晶很少會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題，所以對(duì)于LCD屏幕來說RGB排列就是最優(yōu)的方案，而OLED屏幕則需要另覓出路。從此OLED屏幕就在像素排列的路上愈走愈遠(yuǎn)，而首先出現(xiàn)的，就是下面的PenTile排列。

Google Nexus One

PenTile排列是最早出現(xiàn)的OLED屏幕像素排列方法。上面我們提到過，RGB排列是每個(gè)像素分別有1個(gè)RGB子像素，但是PenTile排列卻是由RG-BG總共2個(gè)子像素組成，1個(gè)R以及1個(gè)G，或者1個(gè)B加上1個(gè)G。為了盡量減輕燒屏的問題，藍(lán)色子像素的發(fā)光面積也會(huì)是最大的，這一點(diǎn)其實(shí)在之后的其他排列當(dāng)中也是相同的。

如果與RGB排列在一個(gè)3*3的像素內(nèi)作對(duì)比的話，PenTile排列在水平線上是有6個(gè)子像素，而RGB排列則是有9個(gè)，所以PenTile排列的子像素?cái)?shù)量對(duì)比RGB排列是少了1/3左右。

每當(dāng)要顯示一個(gè)完整的像素時(shí)，RG-BG子像素就會(huì)從旁邊的那組像素共享一個(gè)B或者R子像素，通過借色原理來組成完整的RGB三原色，這樣就可以用較低的子像素渲染來實(shí)現(xiàn)較好的顯示效果。

那可能會(huì)有人問了，為什么是RG-BG這樣的子像素組合，而不是RB-GB呢? 這是由于由于人眼對(duì)綠色是最為敏感的，尤其是在觀看高分辨率的亮度信息時(shí)，所以綠色子像素維持一對(duì)一的方式映像到輸入像素是最能保持畫面清晰度的。

而PenTile排列的好處很明顯，那就是屏幕的壽命會(huì)比較好，不容易出現(xiàn)燒屏，而且成本相對(duì)來說也比較低。而它的缺點(diǎn)同樣很明顯，由于實(shí)際上子像素少了1/3，所以清晰度會(huì)有所下降，特別是在觀看小文字的時(shí)候，愈小的文字愈會(huì)容易看到鋸齒。

其實(shí)PenTile里面還有一種PenTile RGBW的排列，但那種主要是用于LCD屏幕上，因此在這里就不過多描述了，有興趣的朋友可以自己搜索一下。

三星Galaxy S10e

在PenTile排列出現(xiàn)之后，OLED屏幕就開始出現(xiàn)更多的排列方式，不過有不少其實(shí)嚴(yán)格來說都是PenTile排列的變種，就像這里所說的鉆石排列。鉆石排列當(dāng)中的子像素是以菱形的方式來排列的，仍然是以RG-BG的方式組合而成，當(dāng)中藍(lán)色子像素的面積還是最大，紅色次之，綠色最小。

相比起最初的PenTile排列，鉆石排列由于采用菱形排列方式，所以不論是在水平、垂直以及特別是斜線的內(nèi)容及文字時(shí)，會(huì)減少很多鋸齒現(xiàn)象，不會(huì)顯得那么虛。另外，鉆石排列下的子像素密度也比起原本PenTile排列的要高，因此在顯示時(shí)畫面也會(huì)更加清晰。

目前經(jīng)由Pentile改變而來的鉆石排列屏幕絕大多數(shù)都是由三星生產(chǎn)，三星旗下的大部分手機(jī)也是用的這種排列。

小米Mix 4

鉆石排列在目前量產(chǎn)OLED屏幕的各種排列中差不多是屬于子像素密度最高的，不過由于三星擁有鉆石排列以及PenTile排列的專利，因此其他廠家只能換個(gè)法子利用這種排列方法，而珍珠排列就是這樣的一個(gè)產(chǎn)物。

珍珠排列在子像素的排列方式和鉆石排列基本相同，都是同樣以菱形RB-BG來組合，但不同的地方在于，珍珠排列的藍(lán)紅子像素并非是鉆石排列的四邊形，而是改為星型，而綠色子像素則是變成了橢圓形。

理論上面來說，珍珠排列與鉆石排列的子像素密度是差不多的，都是可以達(dá)到80%左右，而且前者的開口率更大，因此屏幕的壽命理論上應(yīng)該也是要高一點(diǎn)的。

目前珍珠排列是由華星光電生產(chǎn)，像是小米MIX 4就是利用了這種排列的OLED屏幕。

紅魔6S PRO

如果說上面的珍珠排列只是鉆石排列的小改版本，那么這里提到的晶鉆排列也是差不多。晶鉆排列的子像素仍然是屬于RG-GB，藍(lán)紅子像素的大小也是差不多，紅色子像素從方形變?yōu)閳A形，而綠色子像素就從橢圓變成方形。

而在子像素的位置上，晶鉆排列同樣作出了一些改變，兩個(gè)紅色以及兩個(gè)藍(lán)色子像素排列成一個(gè)等腰梯形，包著中間的綠色子像素。也就是說，每4組子像素中，有兩組的紅藍(lán)子像素是會(huì)貼得比較近，這可以讓部分的藍(lán)色子像素?fù)碛休^大的開口率，從而減慢藍(lán)色子像素的衰減。

理論上來說，晶鉆排列可以擁有82%左右的子像素密度，畫面的顯示效果也可以同樣的細(xì)膩。晶鉆排列目前是由維信諾生產(chǎn)，騰訊旗下的紅魔游戲手機(jī)6S Pro手機(jī)用的就是這種排列的屏幕。

小米11 青春版

上面我們提到過，人眼對(duì)于綠色其實(shí)是最為敏感的，因此擁有完整綠色像素的排列在顯示效果上會(huì)比較好，但是有的廠家也嘗試了推出把綠色子像素也砍半的排列，那就是Delta排列。在這個(gè)排列當(dāng)中，子像素是以縱向RG-GB-BR的方式組成，也就是6組小像素會(huì)共享一個(gè)子像素，子像素的密集只有67%左右。

相比起上面的大部分排列方式，Delta排列因?yàn)樯倭艘话氲木G色像素，因此在畫面的細(xì)膩度以及清晰度方面都會(huì)有有所下降，理論上來說看上去是會(huì)有所模糊。

目前采用Delta排列的屏幕基本上是由維信諾以及天馬所生產(chǎn)的，使用的手機(jī)也有不少。

華為Mate 20 Pro

終于來到了大家喜聞樂見的周冬雨排列了。這個(gè)排列之所以出名，是因?yàn)樗淖酉袼嘏帕蟹绞脚c周冬雨的凝視那個(gè)小黃鴨很像，所以就被廣大網(wǎng)友戲稱，之也慢慢慢慢成為了約定俗成的叫法。

圖源：微博@周冬雨

其實(shí)這種排列的本名為Triangular PenTile排列，也被稱為RGGB 排列，是上面Delta排列的一個(gè)變種。它的子像素排列方式與Delta排列差不多，只不子像素組合是變成了R-GG-B，綠色像素被分成了兩個(gè)，下面是橫條的紅色子像素，而上面是面積較大的藍(lán)色子像素。綠色子像素以及紅色子像素的排列方式看上去與周冬雨的凝視很像。

在實(shí)際應(yīng)用上，周冬雨排列的子像素密度大約是在77%左右，比鉆石排列或者類似的都要少，不過它的屏幕壽命也比較長，而且抗鋸齒能力也比較出色。而周冬雨排列，目前自然也是由京東方生產(chǎn)的。

最后的這個(gè)蜂窩排列就很有意思了。這個(gè)由京東方在兩年前申請專利的排列方式目前仍然沒有應(yīng)用在任何一款手機(jī)上面，不知道什么時(shí)候會(huì)量產(chǎn)，在今年年初也只不過是有消息說在量產(chǎn)，但沒有確切的證明。

簡單來說，蜂窩排列的每組子像素是以6邊形來擺放，當(dāng)中面積最大的是藍(lán)色子像素，其次是較小的紅色子像素，左右兩邊各有一個(gè)長方形的綠色子像素。這種排列方法目前是只有在蜂窩排列上面出現(xiàn)過，而它的特點(diǎn)也很明顯，第一是不同顏色的子像素，它們的之間的中心點(diǎn)距離是相等的，因此當(dāng)兩組像素單元放在一起時(shí)，它們之間的子像素距離也是相等的。

但要說蜂窩排列最有意思的地方，是它是可以有兩種像素顯示方式的。第一種應(yīng)該大家都知道，那就是單個(gè)像素以RGB的方式來排列，畢竟在這個(gè)“蜂窩”之內(nèi)本身就已經(jīng)有擁有完整的RGB子像素，一組子像素已經(jīng)可以單獨(dú)作為一個(gè)像素來顯示。第二種就是與鉆石排列有點(diǎn)類似了，在這種情況下面，4個(gè)子像素可以拆分為1組RG以及1組BG子像素組合，這樣兩組相鄰的子像素會(huì)分享一個(gè)藍(lán)色或者紅色的子像素。

如果是第一種像素顯示方式的話，那么京東方這個(gè)蜂窩排列可以理論上就是一個(gè)無損的RGB排列，而如果是第二種的話，那么理論上蜂窩排列的子似素密度可以達(dá)到80%左右，但是PPI就可以獲得巨大提升，最高甚至可以達(dá)到720PPI。不過就像剛剛所說，目前并沒有用上蜂窩排列的屏幕，因此它的實(shí)際效果是怎樣的我們也暫時(shí)無從知曉，只能夠靜靜的等待了。

OLED屏幕目前的像素排列方式有很多種，當(dāng)中三星的可能仍然是比較多數(shù)手機(jī)的選擇，但是同時(shí)國內(nèi)廠家也在發(fā)力，相繼推出了不少排列，有的可能和三星的比較像，而有的則在理論上是可以超越鉆石排列的存在。無論如何，能夠有更加多的廠家在OLED屏幕上下功夫?qū)τ谖覀兿M(fèi)者來說永遠(yuǎn)是一件好事。