显示内功养成三步曲

显示通俗演义系列之4

显示星球包罗万象，各种术语与专有名词也着实烧脑，除了业内靠这行吃饭的专家外，大多数人其实没有真正搞清楚过，即使认真地想要做功课，媒体也充斥着常态的叙述错误，或是各种误导的模糊观点，导致读者资讯吸收过程越来越困惑，好比OLED、LCD、LED、LTPS、IGZO…这些常出现的字眼，就有许多人无法分辨它们究竟是替代、是互补、是垂直相关还是平行相关？纵使偶有高手指点迷津，内力不足的人还是难以参透，于是又失去了科普的效果。

因为一旦牵涉复杂的知识传承，就会出现两个常见的矛盾点： 

(1)“外行人无法理解内行人的明白，内行人无法理解外行人的不明白”---高手常常是最不会教学的人，尤其是天才，这就好像你问贝多芬(Ludwig van Beethoven)音乐，问梵高(Vincent van Gogh)绘画，你可能会得到哲学的启发或匪夷所思的有趣答案，但对于打基础一点帮助也没有。

(2) “懂的人不太会说，会说的人不太懂”---技术高手太习惯用技术的语言说话，这对技术人来说是最有效率的沟通方式，久而久之也内化了，当你要他用“普通话”去科普别人时，他反而不会说话了。

有鉴于此，史诺在长城思考了数个夜晚，希望能完成大部分人可以看懂，且概念清晰、方向正确的显示科普，回头看看之前自己的尝试，到底还是落入了传承的盲点，所以这次让我们回到故事的最开始，先不晒技术、不谈趋势，也不讨论商业的阴谋，只探索显示的根源，然后再慢慢往外延伸，去抽丝剥茧艰涩的行业语言，让显示世界更清晰而一览无遗。

内力养成的第一步：什么是显示？

显示器的画面是由无数个彩色的光点组成的，这些光点我们给他个名字叫做像素(Pixel)，所有的画面都是像素排列的结果。而像素能实现全彩，是靠三原色的混色，因此每个像素又可以分拆成分属三原色的子单元，每一个子单元叫做子像素(Sub-Pixel)。

依显示技术与材料的不同，个别像素包含的子像素未必是三个，每个子像素也未必大小一样，但基本上都是三原色的排列，所以总的来说，RGB混色是实现彩色显示的基础，透过RGB不同亮度的混合，显示器可以模拟上千万从深至浅的颜色，然后再透过无数个像素组成高画质的画面，满足人对显示一日千里的需求。

所以简单说，显示的核心武器只有两把： 

➢   RGB实现所有色彩：

R(Sub-pixel)+G(Sub-pixel)+B(Sub-pixel) → Full Color

➢   像素排出所有画面：

像素(Pixel) * N (数量) → 像素阵列 → 图像

N(像素量) = 垂直像素量 * 水平像素量

不瞒各位说，不知不觉间，故事的架构已经结束了：

1.子像素组成全彩像素 → 2.全彩像素拼凑成图像 → 3.图像快速拨放串联成影像….TA-DA！！这就是显示完整的诞生路径，一点也不复杂！

  

内力养成的第二步：什么是分辨率(Resolution)？

分辨率，是一个习惯用来定义显示器画质好坏的指标，但实际使用时却包含了两个意思，一个是“画素总量”，一个是“画素密度”，量和密度本来就是不同的概念，就好比光通量之于照度、重量之于压力，分辨率的一词两用，自然会造成沟通上的误解，只是积习难改，就把它当成显示术语发展的小瑕疵吧！

I.   像素量：像素量通常用水平像素乘以垂直像素表示(如1920 X 1080)，或直接以乘积，也就是画素总量表示(如两百万像素)。

II. 像素密度：像素密度习惯用PPI(pixel per inch)，就是每一英寸包含多少像素的意思。

上图用简单的一吋乘一吋方格举例，方便以几何的方式理解，ppi就是把一个英寸切成几等份，与画面的精细程度直接相关，ppi越高代表像素越小，你要靠越近才能看到像素格；像素量则单纯是像素的总量，像素量越多可以组成越庞大、越复杂的图像画面，但与画素大小、画面大小、画面精致程度没有直接关系。 

上图表示同样的像素量，也可能代表不同的荧幕大小及不同的ppi，显示器常说的HD(720p)、FHD(1080p)、UHD(4K与8K归类在此)，都是指像素量，跟ppi一点毛关系也没有，只要记得这个就好，分辨率等级的专有名词我们先不深究(那是另一个群魔乱舞的世界)。

再复习一下，把图(a)想像在同样的应用尺寸上(比如智慧手表)，像素只有一格时大概只能当指示灯，像素有四格时可以当复杂一点的指示灯，十六格时已经可以显示数字跟英文字母，六十四格时大概可以呈现分辨率非常差的简单图像，因为显示器长宽面积都一样，所以像素量增加ppi也跟着增加；图(b)意味着同样的像素量，虽然可以呈现同样复杂程度的内容，但在不同尺寸下视觉的精致程度也不一样，尺寸越大像素的锯齿现象就越严重，所以这时候该说是分辨率相同(像素量一样)，还是不同(ppi不一样)呢？毕竟两种数字都有人说是分辨率，这就是Resolution让人困惑的地方。

好吧，如果看一堆格子不够直观，那来画个进阶的示意图吧！

左边的图是史诺用10X10，分辨率一百的方格画的，右边是用40X40，分辨率1600的方格画的，像素量跃升16倍，所以画面精密程度提高很多，同样都是行家说，右边的行家看来精神抖擞，左边的行家姿态很纠结，想必是身世太坎坷。 

然后我们把右边快乐组的行家缩小至5%，放在右下角跟大图比较看看，同样的像素量(40X40)，锯齿却完全不见了，皮肤滑顺得像宝宝一样！

嗯…啰嗦这么久，又这么有诚意地画图，实在是因为建立“像素量”与“像素密度”的观念，对显示器规格与技术发展的理解太有帮助！

同样是4K显示器(假设都是3840 X 2160，长宽比16:9)，放在55吋电视时ppi是80，放到5.5吋手机时ppi是800！当手机长宽为电视十分之一时，像素密度就是十倍，像素面积则缩至百分之一！所以4K手机已经挑战了人眼辨识的极限，贴着看也很难捕捉到像素；但同样是4K，若贴近4K电视定神一看，我的老天爷啊！像素宝宝竟然一齐挥手说您好。

手机观赏距离大约30~40公分，在这个距离下，4K电视确实比便宜的HD手机还粗糙(智能手机ppi基本250起跳，随便也是4K电视的三倍)，但若以电视的观赏距离来看(依尺寸而异，一般来说是2米以上)，4K画质已经让人很感动了。

好，所以要清楚两件事：

(1) 像素数量高不代表画面越精致，荧幕大小是很重要的变数。

(2) 像素密度高虽然代表画面相对精致，但人眼的视觉感受得看距离，“像素密度需求”跟“观赏距离”是强相关，观赏距离越近，需要的ppi就越高，过高的PPI就像过高的色域一样，是over design（过度设计），对使用者体验提升没什么帮助，对于成本提升倒是立竿见影。

再举个例结束这回合，想想GDP与人均GDP的关系，中国GDP约十兆美元，高居世界第二，以此用来判断国力的强弱可以，但要判断人民生产力或生活水平时，则要使用人均GDP，中国人均GDP七千多美元，世界排名掉到了80名外，代表中国国力虽强，但人民生活水平还明显落后欧美前段班；另一个极端的例子是卢森堡(Luxembourg)，GDP只有不到六百亿美金，世界排名七十以外，但是人均GDP破十万美元，傲居世界第一！这其中的关键就是“人数”，中国有十三亿人口，卢森堡只有五十几万，这两个就好比电视与手机，后者像素量虽然少很多，PPI却是电视的好几倍，关键因素就是“荧幕尺寸”。

内力养成的第三步：如何实现高密度的显示画面？

在开始晒常见又搞不懂的显示名词前，我们先了解一件事，显示技术发展的路上，“高画质”一直是重中之重，摊开各种复杂的技术内涵，画质都是发展速度、路线选择的关键，至少现在还是。

高画质这里指的是高PPI，高PPI意味着很小的画素，很小的画素意味着迷你的点光源，这些迷你的点光源不仅要是全彩、要能同时个别控制开关，总数量还要达到百万级(FHD)、千万级(UHD)，这种把巨量光点操弄于微米之间的工艺，自然牵涉庞大技术架构与知识内涵，所以显示产业分工精细，专有名词海量，一点也不奇怪。

别害怕，我们只要问一个简单的问题：“如何实现高密度的显示画面？”

疯狂地思考这个问题，就可以大抵了解显示技术的存在价值与发展路线的逻辑，许多本来看似庞大而难以解释的问题，好比： 

➢   为何LCD灭了CRT？

➢   为何大尺寸显示屏普遍使用LED，而消费电子成了LCD的主战场？

➢   为何LED显示屏成熟了，还要推出“小间距”？

➢   为何OLED会叫做自发光，还誉为次世代显示技术？

➢   Micro LED为何会出现，它解决了什么问题？

答案的核心是相通的，史诺再换个更精准的说法---“密集的点光源控制”。 

把“密集的点光源控制”说三次，今天的修行就可以告一段落了。如果一时之间无法把八字箴言和前几个问题连结在一起，可以先把魔法咒语记起来，然后心满意足开工大吉。

“像素宝宝，送客~”

*注：本文由行家说APP与作家专栏作者囧史诺联合出品。谢绝任何未经许可的转载。授权转载或加入显示微信群，请联系微信号：hangjia199 ，暗号：囧。

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