Nexus One/iPhone 3GS屏幕效果大比拼

GP02YG

● Nexus One和iPhone 3GS屏幕对比 有很多文章主观称赞或否定Nexus One 所用OLED屏幕的表现，DisplayMate技术公司总裁Raymond Soneira博士则对Nexus One 和iPhone 3GS 的屏幕进行了科学分析。这一系列文章分为三部分，前两部分分别测试了Nexus One和iPhone 3GS的屏幕显示效果。
iPhone采用传统的LCD显示屏，分辨率480×320；而Nexus One的显示屏在很多方面与众不同：它是采用自发光技术的OLED显示屏，而大多数移动产品使用LCD显示屏，在面板后有静态背光；Nexus One屏幕尺寸为3.7英寸，分辨率高达800×480，宽高比1.67，超过iphone的1.50，但低于1.78的标准宽屏。
另一个非常不同的地方在于Nexus One的屏幕采用PenTile像素排列方法，每个像素仅包括两个亚像素（绿、红；绿、蓝两种组合）而不是通常的三个（红、绿、蓝），见下图：
理论上说，每个像素缺少一种颜色问题不大，显示驱动可以用临近的进行显示。但实践中这对软件要求更高，而且图像很可能会产生伪影。此外800×480 的PenTile显示屏像素仅有普通800×480LCD显示屏的三分之二，PenTile显示的图像没有那么锐利。（因此Nexus One的屏幕明显不如MileStone精细）
● Nexus One和iPhone 3GS屏幕对比
有很多文章主观称赞或否定Nexus One 所用OLED屏幕的表现，DisplayMate技术公司总裁Raymond Soneira博士则对Nexus One 和iPhone 3GS 的屏幕进行了科学分析。这一系列文章分为三部分，前两部分分别测试了Nexus One和iPhone 3GS的屏幕显示效果。
iPhone采用传统的LCD显示屏，分辨率480×320；而Nexus One的显示屏在很多方面与众不同：它是采用自发光技术的OLED显示屏，而大多数移动产品使用LCD显示屏，在面板后有静态背光；Nexus One屏幕尺寸为3.7英寸，分辨率高达800×480，宽高比1.67，超过iphone的1.50，但低于1.78的标准宽屏。
另一个非常不同的地方在于Nexus One的屏幕采用PenTile像素排列方法，每个像素仅包括两个亚像素（绿、红；绿、蓝两种组合）而不是通常的三个（红、绿、蓝），见下图：

理论上说，每个像素缺少一种颜色问题不大，显示驱动可以用临近的进行显示。但实践中这对软件要求更高，而且图像很可能会产生伪影。此外800×480 的PenTile显示屏像素仅有普通800×480LCD显示屏的三分之二，PenTile显示的图像没有那么锐利。（因此Nexus One的屏幕明显不如MileStone精细）
● 图像质量测试结果
显示技术的内部细节很有意思，但我们更关注实际显示的图像质量。所以我们把实现方法先抛一边，通过测试来看看它们的表现：
先看最后结果，具体的测试方法和内容见文末。
Google Nexus One VS Apple iPhone 3GS
Nexus One: NASA照片–火星日出

Nexus One: Intensity Scale Ramps
不平滑，白色不纯

测试图像均为24 Bit色bmp 文件，分辨率对应各自的原生分辨率
色深和粒度：
Nexus One：16 Bit色；64级绿、32级红/蓝
iPhone 3GS：18 Bit色，通过抖动模拟24Bit色；256级红/蓝/绿


Nexus One只有16Bit色令人震惊，这意味着红色和蓝色最多只有32个强度级（intensity levels），绿色只有64级。这在廉价的低端手机上很普遍，但Nexus One是昂贵的所谓“超级手机”。所有的色彩由RGB三原色混合而成，级数如此之少使得图像色彩粗陋而不准确，在很多图片和照片里生成了碍眼的错误轮廓。由于绿色强度级为红色或蓝色的两倍，它的过渡更平滑，导致图像会出现绿色和品红色的干扰。
大多数电脑、高清电视和移动显示屏（包括iPhone在内），都有至少18Bit色，并通过抖动模拟24Bit色，红、绿、蓝三色都有256级，这就生成了更好的色彩、更平滑的过度，而且没有丑陋的伪影。上面的对比图就能说明问题。
图片显示质量、色彩和伪影：
Nexus One：文字、图标、菜单图形显示出色；图片效果糟糕；分辨率拉伸尤其糟糕
iPhone 3GS：除了色彩饱和度以外都很好
Nexus One的高分屏第一眼看上去很美，但它的色彩/灰阶精确度问题不少，还有硬件、固件、软件处理错误造成的问题。其中有些问题对于很多手机功能而言无关紧要，但照片等高细节图像显示受影响很大。一方面，Android OS内嵌的文字、图标、菜单图形效果出众，显示锐利，PenTile渲染正确。另一方面，外来的照片、图片内容渲染效果糟糕，不精确——色彩过度饱、彩色和灰阶不精确、大量彩色和灰阶轨迹错误、校准错误、过渡的边缘处理和锐化处理产生大量图像噪声、出现大量伪影。NASA的火星日出照片就是一个例子。
一个令人震惊的地方是Android OS的分辨率拉伸功能（将图片拉伸至800×480的原生分辨率以适应屏幕）是造成大量伪影和糟糕的图片质量的一大因素。而这是一项至关重要的功能，说明算法很失败，丢失大量像素内容，带来很多色彩边纹和干扰龟纹（moir閟）。
色彩饱和度和对比度是LCD面板的弱项。而iPhone 3GS显示的图像基本上见不到伪影，就连拉伸各种内容以适应原生480×320 分辨率时都见不到。有点令人意外的是iPhone 显示一些480×320原生分辨率图像时会出现微量压缩/缩放伪影。
观感测试：
Nexus One：华而不实的照片质量
iPhone 3GS：对比度和色彩饱和度低
我们把手机放在校准后的Sony高清彩监边上进行对比，测试内容为DisplayMate校准与测试照片。 Nexus One显示的所有照片的对比度和色彩饱和度都严重过度，华而不实，人脸以及水果、蔬菜、花草甚至可口可乐罐子等我们熟知的物体尤为严重。消防车之类色彩鲜艳的物体看起来很难受。很多照片上出现了过度处理造成的明显轮廓错误和图像噪声。这种效果非常类似于你把高清电池开到Vivid模式再调高色彩和锐度选项。 Nexus One的过度处理初看可能会让人惊艳，但过上一段时间就会令人不快。
iPhone上显示的所有照片的图像对比度和色彩饱和度都过低，就是说看起来泛白，特别在各种我们熟知的物体上尤为明显。这是色域过小和烈度不足造成的。
工厂校准和品控：
Nexus One：非常糟糕
iPhone 3GS：非常好
OLED是当前的尖端显示技术——仍在开发之中，作为消费类产品还需优化。如果一款LCD屏幕显示出Nexus One的效果，那它就是目前量产的最糟糕的LCD产品之一。有些问题是Android系统、软件和显示屏的整合不佳所造成。但还有很多是由于非常糟糕的工厂校准和品质控制，特别是彩色和灰阶校准不佳。屏幕很可能在下线后直接装上手机，工厂这么做很普遍，因为他们要最大化产量、压缩生产时间和成本。这对于低端手机的廉价显示屏而言无可厚非，但对于Nexus One这种应该提供高质来那个照片、视频、网页内容显示效果的手机而言是非常可悲的失败。
iPhone 3GS的白点和彩色都很准确，灰阶轨迹也不错。图像基本没有伪影。它的色彩准确度在LCD面板里表现很好。一个主要的缺陷是烈度过低，降低了图像对比度乃至色彩饱和度。 Gamma值应该改为标准的2.2。
————————————————————————————————–
下边进入具体测试部分，感兴趣的朋友请深入了解：
● 测试过程、方法及内容一
测试所用手机的软硬件都未进行任何改动。测试图像由DisplayMate Multimedia Edition for Mobile Displays软件生成，光谱仪采用Konica Minolta CS-200 ChromaMeter。所有测试均在完全黑暗的实验室环境下进行。手机亮度都手动调节，关闭自动亮度调节。测试时接电源线，电量全满，因此电池不会对测试造成影响。
1. 峰值亮度:
Nexus One：229 cd/m2 – 糟糕，对于移动产品而言亮度不足
iPhone 3GS：428 cd/m2 – 对于移动产品而言很出色
这是显示屏所能提供的最高亮度，也被称为白色峰值亮度。229 cd/m2在室内还行，但在环境光较亮的时候太低，屏幕内容难以阅读，特别是在室外。别想在阳光下看清内容；428 cd/m2 基本上是你能在移动显示器上见到的最高水平。
2. 黑位亮度：
Nexus One：0.0035cd/m2–极佳
iPhone 3GS：3.1cd/m2–糟糕，太亮了
黑位是显示屏所能产生的最接近纯黑的颜色。几乎所有显示屏显示的都是可见的深灰色而不是纯黑。这是LCD的一个主要问题，降低了图像对比度和屏幕可读性，让图像显得泛白，在黑暗环境下很恼人。 OLED属于自发光技术，因此Nexus One的黑位可以非常接近纯黑。事实上它的黑位亮度低到CS-200无法检测的地步，Konica Minolta把他们的旗舰产品CS-2000光谱仪借给我们才完成测试。哪怕在完全没有光的实验室里，我们的眼睛也要花几分钟时间进行暗适应才能看到Nexus One的屏幕。而iPhone 3GS的黑色则是我们测试过的最亮的之一。
3. 对比度（仅在低环境光条件下有意义）
Nexus One：65,415–极佳
iPhone 3GS：138–糟糕，非常低
对比度用来衡量显示屏能够生成的全域亮度，从峰值亮度到黑位亮度的比例。对比度越高越好，但这仅在低环境光条件下有意义，因为屏幕在高环境亮度下的反光会影响黑位。注意，人眼几乎无法分辨超过5000的对比度，除非在非常暗的环境下看暗色调的内容。Nexus One的OLED 屏幕由于黑位上的优势，在这里表现非常出色。Apple为何仍然使用如此低对比度的屏幕则让人费解，目前好的LCD显示屏往往能够提供1000以上的对比度，有的甚至超过1500。（注意：另外很多显示器厂商对外公布的对比度其实是水分十足的动态对比度）
● 测试过程、方法及内容二
4. 屏幕反射：
Nexus One：15.5%–糟糕, 比较高
iPhone 3GS：9.2%–非常好，比较低
常常被忽视的屏幕反射其实是移动产品显示屏最重要的指标之一，甚至比峰值亮度还要重要。屏幕会反射一定比例的环境光，提高屏幕亮度，洗白所显示的图像，造成阅读困难。Nexus One的15.5%在移动产品里很高，是我们测试过的最高的之一。
5. 高环境光下的对比度：
Nexus One：15–糟糕, 比较低
iPhone 3GS：47–非常好
高环境光下的对比度高低关系着屏幕在明亮环境下，尤其是室外的显示效果。15比较低，对于所有移动产品而言，高环境光下的对比度比绝对的对比度更重要。
6. 动态色彩和动态对比度：
Nexus One：开启–糟糕的主意，应该作为可选项
iPhone 3GS：没有–这样更好
有些显示器会根据内置图像处理算法动态调整每一幅图片的色彩、灰阶和对比度。目的是通过夸大色彩和烈度来“增强”图片。这和很多数码摄像机和高清电视的Vivid 模式类似。由于这种模式不停地歪曲图像原本的色彩，它最好作为一个可选项以供完全不关心图片精确度和真实度的人使用。
动态模式一般通过改变平均色级的方式完成，有个简单的方法进行测试，分别测量红、绿、蓝三张图片的亮度，如果它们的总和不等同于白色的亮度，就说明采用了动态模式。
Nexus One的结果是：红色81 cd/m2；绿色193 cd/m2；蓝色18cd/m2 ，比白色的229cd/m2 高了28%，因此Nexus One 使用了动态色彩和对比度。
iPhone 3GS 的结果是：红色84 cd/m2；绿色288 cd/m2；蓝色65 cd/m2。相比白色的437 cd/m2 仅有2% 的误差，因此iPhone没有使用动态色彩和对比度。■● 图像质量测试结果
显示技术的内部细节很有意思，但我们更关注实际显示的图像质量。所以我们把实现方法先抛一边，通过测试来看看它们的表现：
先看最后结果，具体的测试方法和内容见文末。
Google Nexus One VS Apple iPhone 3GS
Nexus One: NASA照片–火星日出

Nexus One: Intensity Scale Ramps
不平滑，白色不纯

测试图像均为24 Bit色bmp 文件，分辨率对应各自的原生分辨率
色深和粒度：
Nexus One：16 Bit色；64级绿、32级红/蓝
iPhone 3GS：18 Bit色，通过抖动模拟24Bit色；256级红/蓝/绿
Nexus One只有16Bit色令人震惊，这意味着红色和蓝色最多只有32个强度级（intensity levels），绿色只有64级。这在廉价的低端手机上很普遍，但Nexus One是昂贵的所谓“超级手机”。所有的色彩由RGB三原色混合而成，级数如此之少使得图像色彩粗陋而不准确，在很多图片和照片里生成了碍眼的错误轮廓。由于绿色强度级为红色或蓝色的两倍，它的过渡更平滑，导致图像会出现绿色和品红色的干扰。
大多数电脑、高清电视和移动显示屏（包括iPhone在内），都有至少18Bit色，并通过抖动模拟24Bit色，红、绿、蓝三色都有256级，这就生成了更好的色彩、更平滑的过度，而且没有丑陋的伪影。上面的对比图就能说明问题。
图片显示质量、色彩和伪影：
Nexus One：文字、图标、菜单图形显示出色；图片效果糟糕；分辨率拉伸尤其糟糕
iPhone 3GS：除了色彩饱和度以外都很好
Nexus One的高分屏第一眼看上去很美，但它的色彩/灰阶精确度问题不少，还有硬件、固件、软件处理错误造成的问题。其中有些问题对于很多手机功能而言无关紧要，但照片等高细节图像显示受影响很大。一方面，Android OS内嵌的文字、图标、菜单图形效果出众，显示锐利，PenTile渲染正确。另一方面，外来的照片、图片内容渲染效果糟糕，不精确——色彩过度饱、彩色和灰阶不精确、大量彩色和灰阶轨迹错误、校准错误、过渡的边缘处理和锐化处理产生大量图像噪声、出现大量伪影。NASA的火星日出照片就是一个例子。
一个令人震惊的地方是Android OS的分辨率拉伸功能（将图片拉伸至800×480的原生分辨率以适应屏幕）是造成大量伪影和糟糕的图片质量的一大因素。而这是一项至关重要的功能，说明算法很失败，丢失大量像素内容，带来很多色彩边纹和干扰龟纹（moir閟）。
色彩饱和度和对比度是LCD面板的弱项。而iPhone 3GS显示的图像基本上见不到伪影，就连拉伸各种内容以适应原生480×320 分辨率时都见不到。有点令人意外的是iPhone 显示一些480×320原生分辨率图像时会出现微量压缩/缩放伪影。
观感测试：
Nexus One：华而不实的照片质量
iPhone 3GS：对比度和色彩饱和度低
我们把手机放在校准后的Sony高清彩监边上进行对比，测试内容为DisplayMate校准与测试照片。 Nexus One显示的所有照片的对比度和色彩饱和度都严重过度，华而不实，人脸以及水果、蔬菜、花草甚至可口可乐罐子等我们熟知的物体尤为严重。消防车之类色彩鲜艳的物体看起来很难受。很多照片上出现了过度处理造成的明显轮廓错误和图像噪声。这种效果非常类似于你把高清电池开到Vivid模式再调高色彩和锐度选项。 Nexus One的过度处理初看可能会让人惊艳，但过上一段时间就会令人不快。
iPhone上显示的所有照片的图像对比度和色彩饱和度都过低，就是说看起来泛白，特别在各种我们熟知的物体上尤为明显。这是色域过小和烈度不足造成的。
工厂校准和品控：
Nexus One：非常糟糕
iPhone 3GS：非常好
OLED是当前的尖端显示技术——仍在开发之中，作为消费类产品还需优化。如果一款LCD屏幕显示出Nexus One的效果，那它就是目前量产的最糟糕的LCD产品之一。有些问题是Android系统、软件和显示屏的整合不佳所造成。但还有很多是由于非常糟糕的工厂校准和品质控制，特别是彩色和灰阶校准不佳。屏幕很可能在下线后直接装上手机，工厂这么做很普遍，因为他们要最大化产量、压缩生产时间和成本。这对于低端手机的廉价显示屏而言无可厚非，但对于Nexus One这种应该提供高质来那个照片、视频、网页内容显示效果的手机而言是非常可悲的失败。
iPhone 3GS的白点和彩色都很准确，灰阶轨迹也不错。图像基本没有伪影。它的色彩准确度在LCD面板里表现很好。一个主要的缺陷是烈度过低，降低了图像对比度乃至色彩饱和度。 Gamma值应该改为标准的2.2。
————————————————————————————————–
下边进入具体测试部分，感兴趣的朋友请深入了解：● 测试过程、方法及内容一
测试所用手机的软硬件都未进行任何改动。测试图像由DisplayMate Multimedia Edition for Mobile Displays软件生成，光谱仪采用Konica Minolta CS-200 ChromaMeter。所有测试均在完全黑暗的实验室环境下进行。手机亮度都手动调节，关闭自动亮度调节。测试时接电源线，电量全满，因此电池不会对测试造成影响。
1. 峰值亮度:
Nexus One：229 cd/m2 – 糟糕，对于移动产品而言亮度不足
iPhone 3GS：428 cd/m2 – 对于移动产品而言很出色
这是显示屏所能提供的最高亮度，也被称为白色峰值亮度。229 cd/m2在室内还行，但在环境光较亮的时候太低，屏幕内容难以阅读，特别是在室外。别想在阳光下看清内容；428 cd/m2 基本上是你能在移动显示器上见到的最高水平。
2. 黑位亮度：
Nexus One：0.0035cd/m2–极佳
iPhone 3GS：3.1cd/m2–糟糕，太亮了
黑位是显示屏所能产生的最接近纯黑的颜色。几乎所有显示屏显示的都是可见的深灰色而不是纯黑。这是LCD的一个主要问题，降低了图像对比度和屏幕可读性，让图像显得泛白，在黑暗环境下很恼人。 OLED属于自发光技术，因此Nexus One的黑位可以非常接近纯黑。事实上它的黑位亮度低到CS-200无法检测的地步，Konica Minolta把他们的旗舰产品CS-2000光谱仪借给我们才完成测试。哪怕在完全没有光的实验室里，我们的眼睛也要花几分钟时间进行暗适应才能看到Nexus One的屏幕。而iPhone 3GS的黑色则是我们测试过的最亮的之一。
3. 对比度（仅在低环境光条件下有意义）
Nexus One：65,415–极佳
iPhone 3GS：138–糟糕，非常低
对比度用来衡量显示屏能够生成的全域亮度，从峰值亮度到黑位亮度的比例。对比度越高越好，但这仅在低环境光条件下有意义，因为屏幕在高环境亮度下的反光会影响黑位。注意，人眼几乎无法分辨超过5000的对比度，除非在非常暗的环境下看暗色调的内容。Nexus One的OLED 屏幕由于黑位上的优势，在这里表现非常出色。Apple为何仍然使用如此低对比度的屏幕则让人费解，目前好的LCD显示屏往往能够提供1000以上的对比度，有的甚至超过1500。（注意：另外很多显示器厂商对外公布的对比度其实是水分十足的动态对比度） ● 测试过程、方法及内容二
4. 屏幕反射：
Nexus One：15.5%–糟糕, 比较高
iPhone 3GS：9.2%–非常好，比较低
常常被忽视的屏幕反射其实是移动产品显示屏最重要的指标之一，甚至比峰值亮度还要重要。屏幕会反射一定比例的环境光，提高屏幕亮度，洗白所显示的图像，造成阅读困难。Nexus One的15.5%在移动产品里很高，是我们测试过的最高的之一。
5. 高环境光下的对比度：
Nexus One：15–糟糕, 比较低
iPhone 3GS：47–非常好
高环境光下的对比度高低关系着屏幕在明亮环境下，尤其是室外的显示效果。15比较低，对于所有移动产品而言，高环境光下的对比度比绝对的对比度更重要。
6. 动态色彩和动态对比度：
Nexus One：开启–糟糕的主意，应该作为可选项
iPhone 3GS：没有–这样更好
有些显示器会根据内置图像处理算法动态调整每一幅图片的色彩、灰阶和对比度。目的是通过夸大色彩和烈度来“增强”图片。这和很多数码摄像机和高清电视的Vivid 模式类似。由于这种模式不停地歪曲图像原本的色彩，它最好作为一个可选项以供完全不关心图片精确度和真实度的人使用。


动态模式一般通过改变平均色级的方式完成，有个简单的方法进行测试，分别测量红、绿、蓝三张图片的亮度，如果它们的总和不等同于白色的亮度，就说明采用了动态模式。
Nexus One的结果是：红色81 cd/m2；绿色193 cd/m2；蓝色18cd/m2 ，比白色的229cd/m2 高了28%，因此Nexus One 使用了动态色彩和对比度。
iPhone 3GS 的结果是：红色84 cd/m2；绿色288 cd/m2；蓝色65 cd/m2。相比白色的437 cd/m2 仅有2% 的误差，因此iPhone没有使用动态色彩和对比度。