硬件參數(shù)只是噱頭 手機內(nèi)部優(yōu)化技術(shù)揭秘

　　現(xiàn)在的手機市場同質(zhì)化十分嚴重，為了提高差異化，各大手機廠商紛紛展開了硬件大戰(zhàn)，各種硬件參數(shù)記錄不斷被刷新。參數(shù)升高了就一定能帶來品質(zhì)的提升嗎？實際使用過程中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，有些采用雙核處理器的手機運算速度還比不上其他品牌采用單核處理器的手機，千萬級像素的攝像頭拍出的照片還不如其他500萬像素的攝像頭拍出的好，相同的屏幕分辨率，顯示效果卻差距很大。這是為什么呢？

　　實際上，很多商家宣傳的硬件參數(shù)只是噱頭而已，而且并不是把所有的頂級硬件堆到一起，就能成就一款具有頂級性能的手機。這其中，手機廠商對手機內(nèi)部所做的優(yōu)化設(shè)計起到很重要的作用。也是體現(xiàn)各大手機廠商真正實力的地方。今天筆者針對手機中比較常見的優(yōu)化技術(shù)給大家做一下介紹，以便大家對手機有更為深入的認識。

MOBILE BRAVIA ENGINE 移動圖像引擎

　　在索尼愛立信LT18i發(fā)布之初，很多人對它的顯示效果并不看好，從它的配置參數(shù)來看，480×854像素的分辨率并不是最高的，而且屏幕材質(zhì)也為并不先進的TFT材質(zhì)，然而在實際使用過程中，LT18i的顯示效果令我們十分驚喜。這是因為它采用了MOBILE BRAVIA ENGINE（移動圖像處理引擎）。

索尼愛立信LT18i采用了MOBILE BRAVIA ENGINE

　　要想了解MOBILE BRAVIA ENGINE，我們先了解一下BRAVIA。BRAVIA是日本索尼的一個電視品牌。BRAVIA是“Best Resolution Audio Visual Integrated Architecture”的縮寫，代表“最高品質(zhì)的影音整合架構(gòu)”。BRAVIA擁有索尼獨創(chuàng)的BRAVIA ENGINE（圖像處理引擎），能夠改良屏幕的顯示效果?，F(xiàn)在這項技術(shù)被應(yīng)用在索尼愛立信的手機上，就是我們今天要說的MOBILE BRAVIA ENGINE（移動圖像處理引擎）。

索尼第三代BRAVIA ENGINE圖像處理引擎

　　在這里我們需要提一下，手機的屏幕是不能直接顯示手機內(nèi)存儲的圖像數(shù)據(jù)的，它需要一個圖像處理器，將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成圖像文件，然后才能在屏幕中顯示出我們能夠看到的圖像。而MOBILE BRAVIA ENGINE實際上就是一個圖像處理器，它具備Digital Reality Creation（畫質(zhì)精細高倍密技術(shù)），能將不良的影像訊號，轉(zhuǎn)換成精細而層次分明的畫質(zhì)，同時過濾噪聲，加倍提升銳利度，呈現(xiàn)出高分辨率、豐富的立體層次。

MOBILE BRAVIA ENGINE開啟和關(guān)閉時的顯示效果對比

MOBILE BRAVIA ENGINE開啟和關(guān)閉時的顯示效果對比

　　MOBILE BRAVIA ENGINE實際上對屏幕本身的好壞并沒有什么影響，它是在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像的過程中，對原本比較粗糙的視頻和圖片文件進行一系列的優(yōu)化，提高對比度和銳度、增加色彩飽和度、降低噪點、對圖像邊緣和細節(jié)進行修復(fù)等，然后再通過屏幕呈現(xiàn)出來。所以，圖像通過LT18i的屏幕顯示出來的效果比原圖像看起來更加鮮艷、銳利，細致、層次感更強。

DNIe數(shù)碼自然影像技術(shù)

　　去年三星推出了高端智能機I9100，其艷麗細膩的屏幕得到了眾多用戶的好評，這不僅得益于其搭載的SUPER AMOLED Plus魔麗屏，和它采用的DNIe（數(shù)碼自然影像技術(shù)）也是分不開的。

DNIe數(shù)碼自然影像技術(shù)

　　DNIe和索尼MOBILE BRAVIA ENGINE有些類似，不過DNIe是三星電子耗時6年，重金打造的一項專利技術(shù)。這項技術(shù)主要用于改善源圖像的品質(zhì)，為用戶呈現(xiàn)最佳的顯示效果。

　　DNIe的主要作用是，分析輸入的所有信號，通過“6倍精密顯像、3D動態(tài)最優(yōu)化、對比度加強、細節(jié)放大、色彩最優(yōu)化及多功能影像最優(yōu)化”六個處理程序，將輸入信號轉(zhuǎn)換成最佳的輸出信號，來保證栩栩如生的最佳畫質(zhì)。

三星I9100采用DNIe技術(shù)

　　這項曾獲得85個專利的技術(shù)應(yīng)用尖端影像處理芯片，在動態(tài)畫面中可以從任何角度成像，修補畫面邊緣，完美配合數(shù)字信號的播放效果，并可以運用獨特的處理過程分析輸入的任何信號（包括DVD）等。DNIe芯片可以將輸入的信號進行濾波檢測，對信號進行優(yōu)化，去除影像中的托尾現(xiàn)象和細小的噪波，還原出真實的畫面，尤其是3D畫面的輸出。不僅能夠大幅提高對比度，而且在噪波被消除的同時，保證圖像的整體色彩和平均亮度。通過芯片的對比調(diào)整，可以在保持信號亮度水平均衡不變的同時，將圖像色彩調(diào)整至設(shè)定的狀態(tài)，并對數(shù)字信號進行篩選，針對性地消除圖像鋸齒邊緣，從而打造出銳利生動的畫面。

　　接下來對DNIe對輸入信號的處理程序分別進行一下介紹。

1、6倍精密顯像

　　DNIe的一個核心技術(shù)為6倍精密顯像。通過運用非線性濾波器大幅提高信號的像素密度，增加象素輸入，使畫面細膩逼真。普通的顯像技術(shù)一般都在3倍左右，在一個單位面積內(nèi)部，有2×1.3個像素單位。而三星的第三代DNIe技術(shù)利用濾波器，將單位面積中的像素水平提高到2×3個。眾所周知，在面積一定的情況下，像素越多，所表現(xiàn)出來的圖像越逼真，色彩越銳麗。所以通過DNIe技術(shù)處理過的圖像，就能夠逼真的還原到屏幕。

2、3D動態(tài)最優(yōu)化

　　動態(tài)優(yōu)化處理可對視頻數(shù)據(jù)進行讀取，并自動拆分成圖像和聲音，在不損害原數(shù)據(jù)的前提下，可消除噪聲和模糊背景。這可使圖片具有驚人的清晰度，無論是動態(tài)的還是靜態(tài)的。

3、對比度加強

　　傳統(tǒng)的色彩反差功能會產(chǎn)生一些噪聲并引發(fā)屏幕閃動。三星公司做出革命性的創(chuàng)舉，解決了以上問題。他們的對比增大器包含百萬條以上的對比標(biāo)準(zhǔn)，并可在一個框架內(nèi)對逾七萬個局部圖像進行分析，即使再微小的細節(jié)也可產(chǎn)生豐富的色彩對比。

4、細節(jié)放大

　　細節(jié)放大器可對選定放大部分進行自動分析，找出干擾因素并對比進行清除，使圖片銳利逼真。

5、色彩最優(yōu)化

　　色彩優(yōu)化通過對不同場景模式下輸入信號的紅色、綠色和藍色飽和度進行統(tǒng)計和調(diào)節(jié)，使圖片富有人眼能接受的最自然色彩。

　　現(xiàn)在的手機，屏幕越來越大，分辨率也越來越高，很多人在購買手機時，往往認為，分辨率越高，屏幕顯示效果越清晰。實際上，這種想法是不全面的。屏幕的材質(zhì)以及子像素的排列方式也是影響屏幕顯示效果的重要因素。屏幕子像素的排列方式一般分為兩種，一種是標(biāo)準(zhǔn)RGB排列方式，另一種是RGB PenTile排列方式，那么它們都是什么意思呢？采用哪種子像素排列方式的屏幕更好呢？接下來筆者為大家詳細的解答。

　　我們知道白色的光線是由紅到紫的連續(xù)光譜組成的，而在計算機圖形學(xué)里，則采用紅綠藍也就是RGB三種顏色的視覺等亮度混合（注意，不是光學(xué)等強度）來調(diào)和出白色光。我們知道顯示屏是由許許多多的像素構(gòu)成的，而為了讓每一個單獨的像素可以顯示出各種顏色，就需要把它分解為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(gòu)成一個整體，即彩色像素。當(dāng)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(fā)光，由于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，那么我們就可以進入下一個問題，那就是子像素的排列。

RGB排列

    RGB排列是最標(biāo)準(zhǔn)的排列方式，它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(gòu)成一個彩色像素。這也是絕大多數(shù)液晶顯示器所采用的子像素排列方法（當(dāng)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”）。

標(biāo)準(zhǔn)RGB排列單個像素點

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

標(biāo)準(zhǔn)RGB排列顯示原理

　　事實上，絕大多數(shù)的液晶顯示器，采用的都是標(biāo)準(zhǔn)RGB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。但缺點是要制作m*n的顯示器，總共需要制作3m*n個像素（在制造過程中，子像素是最基本的制造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產(chǎn)生的）。這在液晶上是沒什么問題的，因為液晶采用的是印刷工藝，制作多少個像素對成本的影響并不高。

RGB PenTile排列

　　RGB PenTile排列是現(xiàn)在一些采用OLED材質(zhì)的手機RGB子像素的排列方式。它與標(biāo)準(zhǔn)RGB排列單個像素點是不一樣的，標(biāo)準(zhǔn)RGB排列的像素點是由紅綠藍三個子像素組成的，而PenTile的單個像素點只有“紅綠”或者“藍綠”兩個子像素點組成。圖中左邊就是RGB PenTile排列的子像素排列方法?？梢钥吹?，同樣顯示3x3個像素，RGB PenTile在水平方向只做了6個子像素，而標(biāo)準(zhǔn)RGB做了9個，子像素數(shù)量減少了1/3。我們知道只有三基色才能構(gòu)成所有的顏色，而兩種顏色是不可以構(gòu)成所有顏色的，所以在實際顯示圖像時，RGB PenTile的一個像素點會“借”用與其相鄰的像素點的另一種顏色來構(gòu)成三基色。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。

RGB PenTile與標(biāo)準(zhǔn)RGB子像素排布對比 

　　RGB PenTile為什么可以縮減1/3的子像素而保持總像素不變呢？既然缺少一種子像素，那它又是怎么達到依然顯示3x3全彩色像素的結(jié)果的呢？這里面的關(guān)鍵在于相鄰像素之間的“共用子像素”。我們來看一下RGB PenTile在工作時的子像素點亮情況就知道了。首先我們模擬一下RGB PenTile顯示水平間隔的白色線條。

RGB PenTile顯示水平間隔的白色線條

　　從上圖可以看到，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。

　　然后我們模擬一下RGB PenTile顯示垂直間隔的白色線條。公用情況也是一樣的。

RGB PenTile顯示垂直間隔的白色線條

　　接下來我們再模擬一下RGB PenTile顯示黑白點陣。

RGB PenTile顯示黑白點陣

　　注意，問題來了：應(yīng)該有的藍色像素不見了！這是因為每一個像素都失去了鄰居，無法公用，所以RGB PenTile屏幕無法精確顯示這樣的圖案。這個問題非常麻煩，為了讓顯示的結(jié)果仍然為白色，就需要把原本應(yīng)該熄滅的藍色像素重新點亮，結(jié)果就是顯示白色點陣失敗。

　　現(xiàn)在我們知道了，RGB PenTile技術(shù)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，并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(xiàn)什么問題呢？

　　首先，我們看一下當(dāng)RGB PenTile顯示垂直方向的黑白交界線時，會發(fā)生怎樣的情況？這種情況通常發(fā)生在文字邊緣的位置。

RGB PenTile顯示垂直方向的黑白交界線

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

　　然后，我們看一下當(dāng)RGB PenTile顯示45度傾斜的黑白分界線。這種情況也經(jīng)常出現(xiàn)在文字邊緣的位置。

RGB PenTile顯示45度傾斜的黑白分界線

　　在這些情況下，會出現(xiàn)的問題都是屏幕上會出現(xiàn)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RGB PenTile技術(shù)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，人為的制造一些相鄰像素，來實現(xiàn)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，成為了鋸齒狀。這也是RGB PenTile之所以會出現(xiàn)邊緣毛刺的原因。

　　上述的討論都是在顯示黑色和白色的基礎(chǔ)上進行的，實際顯示彩色畫面的時候RGB PenTile還會遇到一些更奇怪的問題。舉例來說，當(dāng)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(guān)閉。但由于紅色像素是間隔排列，而不是緊密排列的，所以導(dǎo)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于像素距離的，導(dǎo)致出現(xiàn)“網(wǎng)紋”。而當(dāng)顯示淡橙色的時候，紅色和綠色像素會100%發(fā)光，而藍色像素則以50%亮度發(fā)光，此時這些不發(fā)光的藍色像素會構(gòu)成暗點，導(dǎo)致本來應(yīng)該是純凈的顏色表面出現(xiàn)兩倍于像素距離程斜向分布的“顆粒感”。

　　追其根本，RGB 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(shù)，從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優(yōu)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(nèi)容的時候，Pentile的本質(zhì)就會顯露無遺，清晰度會大幅下降，導(dǎo)致小號字體無法清晰顯示；而為了彌補色彩問題，所以在PRGB PenTile技術(shù)下顯示色彩分割區(qū)的時候，分割線會產(chǎn)生兩倍于實際像素點距的鋸齒狀紋路，也就是會產(chǎn)生鋸齒狀邊緣。最后一點就是只要顯示的內(nèi)容不是白色，就會出現(xiàn)兩倍于點距的網(wǎng)格狀斑點。所以說，RGB PenTile技術(shù)的顯示屏必須需要擁有足夠高的分辨率，才可以彌補由于會產(chǎn)生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。

　　目前采用RGB PenTile排列的屏幕主要為三星的AMOLED屏幕以及Super AMOLED屏幕等衍生品。直到三星推出I9100后，其搭載的Super AMOLED Plus屏幕才改為標(biāo)準(zhǔn)RGB排列方式。大家在購買時需要注意。

Exmor R CMOS 背照式影響傳感器

　　現(xiàn)在手機攝像頭的像素越來越高，動輒上千萬像素，然而越來越高的像素真的能帶來更好的畫質(zhì)嗎？答案必然是否定的。影響拍照質(zhì)量的因素有很多種，唯獨不包括像素數(shù)量?；厥啄壳笆忻嫔吓恼兆詈玫氖謾C，要么采用了大尺寸的感光元件，例如諾基亞N8；要么采用了Exmor R CMOS（背照式影響傳感器），例如蘋果iPhone 4S和索尼愛立信LT18i?？梢姡泄庠怯绊懪恼召|(zhì)量的最關(guān)鍵因素。在小巧的手機中采用大尺寸感光元件，必然會大幅度增加手機的體積和成本，實用性不高。而Exmor R CMOS是則是最佳的選擇。

Exmor R CMOS背照式影響傳感器

　　Exmor R CMOS是一項全新的影像傳感器技術(shù)，主要用于改善小尺寸影像傳感器在弱光環(huán)境下感光能力不足的問題。傳統(tǒng)的小尺寸傳感器在夜晚或光線昏暗的室內(nèi)排出的照片，往往曝光不足，噪點嚴重，細節(jié)和色彩損失也比較大，大大的影響了視覺感受。而采用了Exmor R CMOS的攝像頭，感光能力提升了2倍，并且有效地減少了噪點，即使拍夜景時，也能得到畫質(zhì)出色的照片。

　　為什么采用Exmor R CMOS的攝像頭能夠拍出優(yōu)秀的照片呢？與傳統(tǒng)的CMOS傳感器有什么區(qū)別呢？接下來筆者為大家介紹一下Exmor R CMOS的感光原理。

　　傳統(tǒng)的CMOS傳感器每個像素點都要搭配一個對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器以及對應(yīng)的放大電路，而這些電路線是放在感光層上面的（如下圖左側(cè)所示），當(dāng)光線入射到感光層的時候，覆蓋在上面的電路線必然會遮擋一部分光線，造成了傳感器感光能力下降。影響了拍照質(zhì)量。

Exmor R CMOS感光原理

 　　而Exmor R CMOS的感光原理恰恰相反，將感光層放在了電路線上面（如上圖右側(cè)所示），這樣一來，感光層就能充分接收到入射進來的光線。大大提高了傳感器的感光能力。

Retina　視網(wǎng)膜技術(shù)

　　Retina屏幕顯示技術(shù)也稱視網(wǎng)膜屏幕顯示技術(shù)。是應(yīng)用在部分蘋果移動設(shè)備中的一項屏幕顯示技術(shù)。最早應(yīng)用在蘋果iPhone 4的屏幕上，這項技術(shù)為iPhone 4的屏幕帶來極清晰的顯示效果。

iPhone 4采用Retina顯示屏

　　Retina屏幕是一種具備超高像素密度的液晶屏，它可以將960×640的分辨率壓縮到一個3.5英寸的顯示屏內(nèi)。。也就是說，該屏幕的像素密度達到326像素/英寸。對現(xiàn)實分辨率熟悉的用戶會知道，通常我們電腦顯示屏幕的分辨率為72像素/英寸。iPhone 4的分辨率為電腦的4倍多，甚至超過了人眼能分辨的范圍。所以顯示會非常細膩。電子書、網(wǎng)頁和電子郵件中的文字以任何大小顯示都清晰明銳，影片和照片中的圖像從任何角度觀看都令人驚艷，所見一切都更清晰。

iPhone 4顯示效果極為細膩

　　大家都知道，手機屏幕的細膩程度與屏幕的尺寸和分辨率有直接的關(guān)系，而評判屏幕細膩程度有一個專業(yè)的量詞——PPI，PPI數(shù)值越高，代表屏幕越細膩。而iPhone 4達到了驚人的326PPI（326像素/英寸），超過了人言可識別的范圍。屏幕PPI值是通過一個公式進行計算出來的，下面就是屏幕PPI計算公式，我們以iPhone 4為例。

PPI計算公式

　　Retina顯示屏采用板內(nèi)切換 (IPS) 技術(shù)，以實現(xiàn)較標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器更寬闊的視角。這意味著你幾乎可以用任何方式握持 iPhone ，都能獲得絢麗的畫面效果。非常適合與朋友分享照片，或在玩駕駛類以及飛行類游戲時操控 iPhone。不僅如此，Retina 顯示屏呈現(xiàn)的對比度是以往顯示屏的4倍，淺色更明亮、深色更沉穩(wěn)，一切都顯得更加動人。

結(jié)束語：

　　由于時間關(guān)系，只能為大家簡單介紹以上幾種手機優(yōu)化技術(shù)，相信大家此時已經(jīng)對手機有了更為深入的了解，在以后選購手機的時候可以更加理智的判斷，避免被奸商拿各種噱頭所忽悠。

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