RGB排列與RGB PenTile排列屏幕解析

    那么究竟什么是屏幕子像素RGB排列方式？什么是RGB PenTile排列方式？兩者究竟有怎么樣的區別？又為何4.3英寸480*800像素分辨率的采用RGB排列方式屏幕，反而會比3.7英寸480*800像素分別率采用RGB PenTile排列方式屏幕的效果要出色呢？

    我們知道白色的光線是由紅到紫的連續光譜組成的，而在計算機圖形學里，則采用紅綠藍也就是RGB三種顏色的視覺等亮度混合(注意，不是光學等強度)來調和出白色光。我們知道顯示屏是由許許多多的像素構成的，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個子像素構成一個整體，即彩色像素。當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。

    RGB排列

    RGB排列是最標準的排列方式，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，這樣就可以構成一個彩色像素。這也是絕大多數液晶顯示器所采用的子像素排列方法，三個像素的順序是隨意的，不外一般都是“紅綠藍”或者“藍綠紅”。

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

    事實上，絕大多數的液晶顯示器，采用的都是標準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排列是現在一些采用OLED材質的手機RGB子像素的排列方式。它與標準RGB排列單個像素點是不一樣的，標準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。可以看到，同樣顯示3x3個像素，RGB PenTile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數量減少了1/3。我們知道只有三基色才能構成所有的顏色，而兩種顏色是不可以構成所有顏色的，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全彩色像素的結果的呢？這里面的關鍵在于相鄰像素之間的“共用子像素”。 可以通過查看RGB PenTile在工作時的子像素點亮情況就可以發現。首先我們模擬一下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。

    例如，模擬RGB PenTile顯示垂直間隔的白色線條。公用情況也是一樣的。

    模擬RGB PenTile顯示黑白點陣。

    此時可以看到應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，為了讓顯示的結果仍然為白色，就需要把原本應該熄滅的藍色像素重新點亮，結果就是顯示白色點陣失敗。

    現在我們知道了，RGB PenTile技術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。這些情況下會出現什么問題呢？

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

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

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

    在這些情況下，會出現的問題都是屏幕上會出現非白色的邊緣，這和我們要求的相去甚遠，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閉。但由于紅色像素是間隔排列，而不是緊密排列的，所以導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，導致出現“網紋”。而當顯示淡橙色的時候，紅色和綠色像素會100%發光，而藍色像素則以50%亮度發光，此時這些不發光的藍色像素會構成暗點，導致本來應該是純凈的顏色表面出現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，從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優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容的時候，Pentile的本質就會顯露無遺，清晰度會大幅下降，導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技術下顯示色彩分割區的時候，分割線會產生兩倍于實際像素點距的鋸齒狀紋路，也就是會產生鋸齒狀邊緣。最后一點就是只要顯示的內容不是白色，就會出現兩倍于點距的網格狀斑點。所以說，RGB PenTile技術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生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。

    現在大家都明白為什么分辨率越高顯示效果不一定越細膩了吧。對于采用RGB排列的Super AMOLED Plus屏幕來說，4.3英寸480*800像素分辨率的顯示效果已經足夠細膩了。所以外界對于OPPO Finder手機屏幕顯示效果不佳的擔憂明顯是多慮了。