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。其實現在當我們在瀏覽手機，特別是用了OLED屏幕的手機時，基本上都會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“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，都只知道說有這個東西，至于當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缺點等等的時候，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叫子像素的東西。那子像素到底是什么東東呢？其實大家所看到的屏幕上的每一個不同色彩的像素，其實都是由RGB三種顏色所組合起來的，而發出RGB顏色的，就是子像素。通過調整子像素的亮度，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屏幕上則是由有機發光二極管所組成。

在最開始的時候，OLED所使用的像素排列方式和LCD的其實是差不多的，都是標準的RGB排列，也就是每個像素分別由1個RGB子像素所組成。這種排列方式對于顯示效果來說是最簡單直接也是最為理想的，畢竟把3個子像素拼在一起就完事了，每個一個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

不過對于OLED屏幕來說RGB排列有一個比較重大的缺點，那就是燒屏會比較嚴重。由于RGB三種顏色的有機發光二極管壽命不一樣，而藍色（B）的壽命衰減得最快，因此在標準的RGB排列之下，會比較容易出現燒屏的現像。LCD的液晶很少會出現這個問題，所以對于LCD屏幕來說RGB排列就是最優的方案，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，而首先出現的，就是下面的PenTile排列。

Google Nexus One

PenTile排列是最早出現的OLED屏幕像素排列方法。上面我們提到過，RGB排列是每個像素分別有1個RGB子像素，但是PenTile排列卻是由RG-BG總共2個子像素組成，1個R以及1個G，或者1個B加上1個G。為了盡量減輕燒屏的問題，藍色子像素的發光面積也會是最大的，這一點其實在之后的其他排列當中也是相同的。

如果與RGB排列在一個3*3的像素內作對比的話，PenTile排列在水平線上是有6個子像素，而RGB排列則是有9個，所以PenTile排列的子像素數量對比RGB排列是少了1/3左右。

每當要顯示一個完整的像素時，RG-BG子像素就會從旁邊的那組像素共享一個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現較好的顯示效果。

那可能會有人問了，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綠色是最為敏感的，尤其是在觀看高分辨率的亮度信息時，所以綠色子像素維持一對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比較好，不容易出現燒屏，而且成本相對來說也比較低。而它的缺點同樣很明顯，由于實際上子像素少了1/3，所以清晰度會有所下降，特別是在觀看小文字的時候，愈小的文字愈會容易看到鋸齒。

其實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排列出現之后，OLED屏幕就開始出現更多的排列方式，不過有不少其實嚴格來說都是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，當中藍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容及文字時，會減少很多鋸齒現象，不會顯得那么虛。另外，鉆石排列下的子像素密度也比起原本PenTile排列的要高，因此在顯示時畫面也會更加清晰。

目前經由Pentile改變而來的鉆石排列屏幕絕大多數都是由三星生產，三星旗下的大部分手機也是用的這種排列。

小米Mix 4

鉆石排列在目前量產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法子利用這種排列方法，而珍珠排列就是這樣的一個產物。

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該也是要高一點的。

目前珍珠排列是由華星光電生產，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，藍紅子像素的大小也是差不多，紅色子像素從方形變為圓形，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，兩個紅色以及兩個藍色子像素排列成一個等腰梯形，包著中間的綠色子像素。也就是說，每4組子像素中，有兩組的紅藍子像素是會貼得比較近，這可以讓部分的藍色子像素擁有較大的開口率，從而減慢藍色子像素的衰減。

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膩。晶鉆排列目前是由維信諾生產，騰訊旗下的紅魔游戲手機6S Pro手機用的就是這種排列的屏幕。

小米11 青春版

上面我們提到過，人眼對于綠色其實是最為敏感的，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。在這個排列當中，子像素是以縱向RG-GB-BR的方式組成，也就是6組小像素會共享一個子像素，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排列因為少了一半的綠色像素，因此在畫面的細膩度以及清晰度方面都會有有所下降，理論上來說看上去是會有所模糊。

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的，使用的手機也有不少。

華為Mate 20 Pro

終于來到了大家喜聞樂見的周冬雨排列了。這個排列之所以出名，是因為它的子像素排列方式與周冬雨的凝視那個小黃鴨很像，所以就被廣大網友戲稱，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，下面是橫條的紅色子像素，而上面是面積較大的藍色子像素。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。

在實際應用上，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的。

最后的這個蜂窩排列就很有意思了。這個由京東方在兩年前申請專利的排列方式目前仍然沒有應用在任何一款手機上面，不知道什么時候會量產，在今年年初也只不過是有消息說在量產，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，當中面積最大的是藍色子像素，其次是較小的紅色子像素，左右兩邊各有一個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過，而它的特點也很明顯，第一是不同顏色的子像素，它們的之間的中心點距離是相等的，因此當兩組像素單元放在一起時，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。第一種應該大家都知道，那就是單個像素以RGB的方式來排列，畢竟在這個“蜂窩”之內本身就已經有擁有完整的RGB子像素，一組子像素已經可以單獨作為一個像素來顯示。第二種就是與鉆石排列有點類似了，在這種情況下面，4個子像素可以拆分為1組RG以及1組BG子像素組合，這樣兩組相鄰的子像素會分享一個藍色或者紅色的子像素。

如果是第一種像素顯示方式的話，那么京東方這個蜂窩排列可以理論上就是一個無損的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到80%左右，但是PPI就可以獲得巨大提升，最高甚至可以達到720PPI。不過就像剛剛所說，目前并沒有用上蜂窩排列的屏幕，因此它的實際效果是怎樣的我們也暫時無從知曉，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，當中三星的可能仍然是比較多數手機的選擇，但是同時國內廠家也在發力，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屏幕上下功夫對于我們消費者來說永遠是一件好事。