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各手機廠商是怎樣實現全面屏的

454398 ? 來源:工程師吳畏 ? 2019-01-11 11:24 ? 次閱讀

OPPOFindX評測:全面屏主導了近兩年的市場,同時也作為未來手機屏幕的主要發展方向,被廠商和用戶追捧著。可以看到,全面屏手機已經在各個價位普及,完完全全的融入了我們的科技生活。

我們為什么不斷的追求高屏占比?其實這個問題也很好回答,首先是在一定機身大小下,屏占比越高,屏幕也會越大,視覺效果及手感等方面都會有品質的提升。其次,高屏占比的智能手機在一定程度上能夠提升智能手機的顏值,屏幕大、好看、玩著爽,成為了全面屏普及的主要原因。

是誰在阻礙全面屏發展——“劉海”

以目前的情況來看,市面上的全面屏并非“innovator”(創新者),如果能洞悉到原理層面,你會發現解決“劉海”問題后的全面屏才算真正的技術革命。

實際上,關于“屏占比”戰爭一直在循序漸進的打著,先來看下近八年里,手機廠商們是怎么做的:

手機廠商們最開始打起了紅色區域的注意。

三星為例,三星自從三星GalaxyNote至GalaxyNote7,手機屏幕尺寸有5.3英寸增大到了5.7英寸,而手機的物理寬度由82.95mm縮減至了73.9mm。一方面,手機屏幕比例由16:10演變成了16:9,另一方面,邊框寬度也從5.8mm縮減至1.46mm。

當手機屏幕左右邊框縮減至1.46mm的時候,這個區域再縮減的念想就不多了。

左右能不能創造出無邊框?答案是否定的,以目前液晶屏的基本原理和結構來說,無邊框是不可能真正存在的,原因主要有幾點。

?一方面液態晶體需要四周的膠框對其進行限制;

?液晶屏的背光結構也需要四周的黑色BM(BlackMatrix)區對屏幕漏光進行限制;

?最后,即使是自發光的OLED屏幕也同樣需要電路對像素點進行控制,周邊的電路需要利用屏幕邊框的空間收納,OGS等各種貼合技術所附加在液晶面板上的觸控層,同樣需要額外的控制電路。除了夏普去年中旬展示的“自由形態顯示”技術外,這些隱藏在邊框中的電路都是不可或缺的。


液晶屏的基本原理結構示意圖

綜上所述,可以說在現有的技術條件下,真正嚴格意義上的無邊框是不存在的。屏幕邊框無法消除,但可以借助光的折射將其巧妙的隱藏,也就是讓外層保護玻璃直接覆蓋BM區,利用獨特的邊緣切割來折射光線,從而達到視覺無邊框效果。


努比亞無邊框細節

夏普推出的AquosCrystal手機及努比亞Z9采用了邊緣折射工藝,,從而實現了視覺上的無邊框。因此,紅色色區域的研發算是發揮到了極致。

接下來是底部的藍色區域。

對于底部而言,三星算是為眾廠商開了個好頭,藍色區域內的空間用來放IC等器件,這種屏幕形態叫做:COG封裝。而三星是做屏幕起家的,自然對這款深有研究,最終量產了下一代封裝方式,叫做:COF,這種封裝方式將紅色區域內的IC等部分,改動了位置,做成了柔性,可以彎到屏幕后面,自然就節省了底部的空間。

COF封裝技術

目前的全面屏旗艦手機,像、三星S9,大多采用了COF封裝方式,將底部的IC部分做成了柔性,從【根本的技術層面】進一步縮小底部的邊框寬度。

COF顯示芯片柔性封裝技術

采用COF封裝技術,藍色區域就算做到極致了嗎?答案是否定的。

實際上,除了傳統封裝技術:COG,柔性封裝技術:COF之外,還有一項旗艦級的柔性封裝技術,那就是COP。

COF封裝技術可以用于OLED材質(包括AMOLED)的屏幕,但它卻并沒有100%發揮出OLED可變柔性的全部潛力。而“COP”(ChipOnPi)封裝技術,則可以視為專為柔性OLED屏幕定制的完美封裝方案。

COP封裝技術還可以最大限度屏幕模組,但是壓縮比率越高,隨之而來的也就是更高的成本和更低的良品率。為了實現“無下巴”的設計,早期的良品率據說不到10%,生產10臺就會廢掉了9臺。OPPO憑借著自身高超的技術底蘊和研發成就,在上采用了COP這項旗艦級的技術,精妙絕倫。

廠商終于將目光凝聚在了黃色區域上。

2017年9月蘋果推出,在保留前置攝像頭、聽筒麥克風、距離傳感器等功能性元器件的同時,盡可能增大屏占比的方法就是“劉海設計”。

外觀上選擇對功能性的讓步和妥協,只能說明這款“全面屏”還不夠完美。記得去年亮相于眾的時候,這個突兀的“劉海”成了眾矢之的,就連一向對蘋果產品贊譽有加的TheVerge在評價X的劉海時也表示了,這個設計有些奇怪,甚至有些用戶表示:喬布斯還活著的話,不會允許這種事發生。

實際上,夏普是最早打這個區域主意的廠商之一,之后是小米MIX,2017年,解決劉海問題的廠商越來越多。

在傳統觀點下,最簡單的方法是直接下巴和額頭,保持屏幕不變,華為MateRS保時捷就是這么干的。

華為MateRS保時捷

可以看到,手機廠商在左右邊框動刀的時候,能夠做到1.46mm,而上下邊框顯然沒有達到極限。

接下來還有一個難以克服的難點——前置相機。

前置相機的存在算是為全面屏的發展出了一個很大的顧慮,因此目前對抗全面屏的主流方案——下置前置相機或者劉海。

小米MIX系列主導的下置前置相機在使用起來并不方便,因為這也意味著每次拍照需要把手機翻過來,這個方案并沒有其他廠商進行參考和采用。

那么,還有沒有更加完美的解決方案?讓升降攝像頭概念得以運行,它的出現像是給了其他廠商一道警鐘。

升降攝像頭設計詮釋什么是真正的“全面屏手機”

OPPO于2018年6月20日發布重磅年度旗艦,大秀創新,采用全隱藏式3D攝像頭令觀客驚其美艷。

升降攝像頭概念的出現打入了我們對創新科技激情的血液中。

93.8%的無二屏占比、全球首發全隱藏式3D攝像頭、O-Face3D結構光。單單拎出這三個分量十足的亮點,就讓人感覺該機似已走入未知的次世代。

通過升降式的電機,OPPOFind讓這個集合了IR補光燈、IR攝像頭、距離傳感器、聽筒、前置攝像頭、點陣投影器等功能模組在需要的時候升起,不使用時隱藏。

另一個激進的設計,在于O-Face3D結構光。

O-Face3D結構光:觸及未來提高影像品質

先說下使用感受:上手的第一時間,我便被這個充滿科技感的全隱藏式3D攝像頭所吸引,當你每次解鎖屏幕或者自拍時,全隱藏式3D攝像頭會被啟動,伴隨著機械式的電子聲響,好似特斯拉MODELX撥動按鈕后鷗翼門升起般的動感,男人最愛的兩樣:品味和獨特性在這款中同時彰顯,作為首款以X型號命名的Find系列手機,此設計足夠經典。

全隱藏式3D攝像頭和這種獨立式升降攝像頭有什么區別?最直觀的差別在于“全隱藏式3D攝像頭能夠裝下更多東西”。

這就為許多“旗艦級功能”創造了具備的條件。O-Face3D結構光便是代表影像突破很好的例子。

3D結構光是目前獲取面部立體信息的最佳方案之一。打個比方說,其工作原理類似于可以繪制淺海海底地形圖的聲吶系統,通過反射信息來確定深度。3D結構光則是通過人臉表現反射光線來確定深度信息的。

原理示意(圖片引自安防網)

3D結構光的整個系統包含結構光投影設備、攝像機、圖像采集和處理系統。其過程就是投影設備發射光線到被測物體上,攝像機拍攝在被測物體上形成的三維光圖形,拍攝圖像經采集處理系統處理后獲得被測物體表面數據。在這個系統中,當相機和投影設備相對位置一定時,投射在被測物體上的光線畸變程度取決于物體表面的深度,所以在拍攝圖像中可以得到一張擁有深度的光線圖像。

網絡結構的3D結構光投影

3D結構光模式包含點、線、面的模式,是指投射的光線類型。一般來說,由多條垂直雙向的線組成的網絡結構最常用,因為這種模式不需要掃描就可以實現三維的輪廓測量,而且速度快。用在手機上的3D結構光則是由多個點組成的光線系統,選擇紅外線可以避免解鎖被光線射一臉的尷尬。

OPPOFindX全隱藏式3D攝像頭的功能模組

因為有了全隱藏式3D攝像頭,前置攝像頭便不用“憋屈”的擠在“劉海”內,寬敞的空間為更大的感光元件、優質的鏡頭模組、處理模塊提供了可行性。因此,由2D影像變為3D的FindX,無論是自拍還是后置拍攝,都有“質”的飛躍。

3D讓美顏效果更佳:相比以往從2D平面分析用戶的面部特征,有了O-Face3D結構光帶來的15,000個識別點,現在可以為用戶建立臉部3D模型,再利用AI技術進行智能分析,比如臉部的立體輪廓、鼻型、眼睛的深淺、下巴、顴骨等,并自動給出相關美化建議,最終呈現出更加精細化的美顏效果。

背景虛化更加自然:得益于O-Face3D結構光所具備的毫米級別的精度分析,用戶在自拍時,O-Face3D結構光能夠更精確地分辨人物與背景,實現自然精準的虛化效果——前景主體清晰、背景虛化柔和、邊緣過渡真實。

人像光效前置也能拍:不僅如此,據發布會介紹,O-Face3D結構光能夠借助前置自拍,實現通常后置相機才能拍出的人像光效,藝術感十足。

因為O-Face3D結構光的加入,Omoji3D表情功能也成為了一大亮點,將用戶形象的制作成卡通3D表情、3D專屬形象,可玩性得到了很大程度的豐富。

你的手機不用擔心被照片所解鎖。后續的系統升級,還能夠提供3D面部表情控制、3D建模等玩法。

O-Face3D結構光、正反無孔設計、屏占比93.8%,可以毫不夸張的說,OPPOFindX才是歷史上第一款真·旗艦全面屏手機。

才是未來全面屏該有的樣子

2017年,自Google放開了18:9的限制,結果就是清一色的18:9屏,今年Google在系統級增加了劉海屏功能,供應商及廠商迅速跟風,“全盤全面屏”首次完成產品布局。

但是在我們對于全面屏的理解來說,首次劉海全面屏的,還不夠顛覆。

首先我們要知道,未來的智能手機應當配備什么技術?我很認真的告訴你,未來注定是AI+AR手機的時代,是以圖像識別、智能3D、計算視覺等為突破口,重點向AI、AR、VR等領域布局與發展。

計算機視覺要解決的基礎問題之一就是讓機器能夠識別萬物,特別是深度識別分析。半屏升降式攝像頭,作為目前唯一解決劉海,裝下3D結構光、供AR運行等等模組的方案,勢必會成為日后的主流。

因為有了雙軌潛望結構,日后OPPOFind系列便有足夠“腦洞”在這塊區域大做文章:可以在這塊區域增添更多的功能,而且既然額頭可以做成升降式,底部同樣也可以,加入搖桿,使其變成一個伸拉式掌機。

結尾

我們反思,為什么OPPO能?研究OPPO近幾年增長的趨勢和產品的學者也能洞察出,OPPO的自信和“固執”來源其對年輕用戶的痛點需求的深度洞察。解決全面屏劉海的尷尬,進一步提高手機品質,OPPOFindX這次做的很nice。刪繁就簡三秋樹,領異標新二月花。我相***新“到位”的原則,也會成為越來越多手機廠商的選擇。

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