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

　　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。現(xiàn)在這項技術(shù)被應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準，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，一種是標準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(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(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”）。

標準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。

標準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(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(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與標準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。這在視覺上會導致明顯的“彩邊”現(xiàn)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(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(xiàn)“網(wǎng)紋”。而當顯示淡橙色的時候，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，導致本來應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屏幕才改為標準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。回首目前市面上拍照最好的手機，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。可見，感光元件是影響拍照質(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的A/D轉(zhuǎn)換器以及對應的放大電路，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)較標準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。