到底什么才是一塊完美的手機屏幕？
對于這個問題，每家廠商都曾嘗試給出不同的答案。但有意思的是，每到一個時間節(jié)點，大家就會共同追逐某種特性或技術(shù)。
比如曾經(jīng)的全面屏、高刷新率，今天的屏下攝像。
▲ 小米 MIX4
屏下攝像技術(shù)從某種角度來說更像是全面屏技術(shù)的一種延續(xù)，讓全面屏變得更加“完美”，沒有打孔、沒有水滴、劉海。
7 月 27 日，中興第二代屏下攝像手機中興 A30 發(fā)布；8 月 10 日，小米首款屏下攝像手機小米 MIX4 發(fā)布；8 月 11 日，三星 Galaxy Z Fold3 同樣采用了屏下攝像技術(shù)，但“紗窗”效應(yīng)明顯引起了不少人吐槽。
▲ 從左至右依次為：小米、OPPO、中興、三星
全球手機銷量排名前二的廠商都已經(jīng)量產(chǎn)了屏下攝像手機，而且還用在了主力旗艦機上，是不是說明，屏下攝像技術(shù)已經(jīng)初步成熟？
從 2019 年各種展會上廠商們大秀屏下攝像黑科技的“1.0”到去年中興首次量產(chǎn)屏下攝像技術(shù)的“2.0”，再到今天小米、三星接連量產(chǎn)落地，屏下攝像之戰(zhàn)，正邁入“3.0 時代”，從“一枝獨秀”變?yōu)椤叭龂鴼ⅰ薄?/p>
中國經(jīng)營報報道稱，有分析機構(gòu)預(yù)測，2025 年屏下攝像手機將會占據(jù)全球智能手機出貨量的 45%，屏下攝像將成為主流手機屏幕形態(tài)。
從屏下攝像技術(shù)初露鋒芒到如今規(guī)模落地，在每個技術(shù)關(guān)鍵節(jié)點，智東西都做了深入解讀（《OPPO 小米互掐，三星黃雀在后！一文看透屏下攝像頭暗戰(zhàn)》、《小米中興大戰(zhàn)屏下攝像，蘋果三星坐等被吊打？》）。
此次屏下攝像手機密集發(fā)布背后，實現(xiàn)屏下攝像到底需要哪些關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi)屏幕產(chǎn)業(yè)鏈又有哪些技術(shù)突破，從而“吊打”三星？都是值得深入探求的問題。
01.小米、中興、OPPO 三家方案“撞臉”，搞定屏下攝像分幾步？
從 2019 年到 2020 年上半年，小米、OPPO、vivo 三家在屏下攝像技術(shù)上爭得火熱，結(jié)果去年 9 月，中興 A20 發(fā)布“截胡”，其成為了全球首款量產(chǎn)的屏下攝像手機。
不過中興 A20 作為第一代產(chǎn)品，屏下區(qū)域顯示效果還不盡人意，分辨率較低，有一定的“紗窗感”。
▲ 中興 A20 屏下區(qū)域淺色背景特寫
當時關(guān)于屏下攝像技術(shù)的討論有一個很顯著的特點，就是各家都處于探索階段，給出的方案也不盡相同，不過核心的問題只有一個：如何在提升透光率的前提下兼顧顯示效果？
今年，不論是中興、小米、OPPO 都再次交卷，而三星也首次給出了自己的解決方案，可以很明顯的看出，除了三星，國內(nèi)三家廠商都采用了極為相似的思路。
甚至看了他們的方案后，我一度有種“撞臉”的感覺。
▲ 顯微鏡下幾種方案的屏下區(qū)域與正常區(qū)域像素對比
他們的屏下技術(shù)突破都集中在屏幕像素排布、屏幕驅(qū)動芯片、屏幕電路排布和拍照軟件算法這四個方面，并且技術(shù)思路也基本一致。
拍照需要光，越多越好，所以屏下攝像的主題就是“提升屏幕透光率”，讓藏在屏幕下面的那顆相機傳感器可以接收到更多光線。
在像素排布方面，由于屏幕上一個個像素都是不透光的，所以在屏下攝像技術(shù)發(fā)展早期，廠商們的思路主要是減少屏幕像素數(shù)量，從而增加透光率。
但這樣做的弊端顯而易見，阻擋光線的像素少了，但負責顯示的像素也少了，顯示效果就大打折扣。
所以今年廠商們普遍采用的方案都是在保持原有像素數(shù)量的基礎(chǔ)上，減小每一個子像素的大小。也就是說，讓像素之間的“空隙”增大，從而透過更多光線。
非?！扒珊稀钡氖?，中興、小米和 OPPO 都宣稱自家方案的屏下區(qū)域像素密度達到了 400PPI，可以達到跟非屏下區(qū)域幾乎相同的顯示效果。
▲ 中興
▲ 小米
▲ OPPO
在這里，廠商們幾乎都提到了“物理像素密度不變”這個點，簡單來說，就是屏幕分辨率不降低。
但實際上，雖然數(shù)量沒變，但大小卻變小了，更小像素的顯示效果必然是與標準像素的顯示效果有差距的。
就像 10 個 50W 的燈泡和 10 個 5W 的燈泡做對比，雖然都是 10 個燈泡，但亮度一定是有差異的。
▲ 小米屏下攝像區(qū)域像素與屏幕其他區(qū)域像素對比示意圖
如何解決這個問題呢？這也就帶出了三家廠商方案的另一個相同點，他們都為屏下區(qū)域的屏幕專門配置了一顆獨立驅(qū)動芯片。
通過專門的驅(qū)動芯片來驅(qū)動這些特殊的“小像素”，讓他們達到跟周圍標準像素更接近的顯示效果。
也就是說，中興、小米、OPPO 方案下的屏下攝像手機，其實都搭載了“兩塊屏幕”，一塊常規(guī)、一塊屏下，而兩塊屏幕分別搭配一顆驅(qū)動芯片。
▲ 中興
▲ 小米
除了像素排布和獨立驅(qū)動芯片，中興、小米和 OPPO 也都對屏下區(qū)域的電路排布進行了優(yōu)化。
點亮每一個像素都需要通電，也就需要電路與像素連通。而電路是不透光的，所以三家廠商的思路無非有二：讓電路排布更簡潔或者采用更透明的電路材料。
小米和 OPPO 同時應(yīng)用了這兩種方式，中興則是側(cè)重于讓電路排布更加簡潔。
▲ 小米透明引線設(shè)計
▲ 中興屏下區(qū)域電路設(shè)計
值得一提的是，小米、OPPO 和中興三家方案有些區(qū)別的一點是屏幕材料的選擇。中興明確提到了他們的屏幕中，有 7 層采用了“高透材料”，其中 3 層采用了特殊工藝。
小米和 OPPO 幾乎只在電路方面提到了透明材料的使用，但其他屏幕材料并沒有過多提及有新的改變。
其實初期廠商們曾經(jīng)嘗試過采用透光率更高的各類 OLED 屏幕材料，但“更透明”的 OLED 屏幕材料，其顯示效果終究不如標準 OLED 材料來的好。
這也是最終廠商們普遍選擇“寧可減小單個像素大小，也不愿在像素本身的材料上做過多改變”的主要原因之一。
當然，除了上面這些硬件、材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的突破，軟件算法也是屏下攝像技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵一環(huán)。
物理設(shè)計上的突破提升了進光量，而軟件算法要做的，就是解決后半段工程：在這個進光量基礎(chǔ)上，如何讓照片更好看。
▲ 中興
▲ 小米
▲ OPPO
為此，各家廠商都推出了自己的算法，而這些算法都有一個明顯的共同點，就是“畫質(zhì)增強”。因為光線不夠，初期成像信息不足，所以需要算法來進行“補充”。
算法負責讓芯片得到那些他“沒有看到”的光線信息。
比如色彩的準確性、圖像的細節(jié)紋理表現(xiàn)都需要算法協(xié)同才能實現(xiàn)良好的效果。
屏下攝像要面對“魚和熊掌不可兼得”的問題，顯示效果和拍照效果需要權(quán)衡取舍。
總體來看，小米、中興和 OPPO 的屏下攝像方案都更加側(cè)重于保證顯示效果。也就是力求避免屏下區(qū)域“看著別扭”、“突?！?、“難看”這樣的效果出現(xiàn)。
讓消費者有“無感”的體驗。
而拍照效果方面，目前來說主要是通過后期算法進行打磨優(yōu)化，減少進光量少、屏幕結(jié)構(gòu)衍射等因素帶來的影響。
可以說，當下國內(nèi)的屏下攝像方案，已經(jīng)做到了較強的可用性。
02.三星再秀 OLED“黑科技”
相比之下，三星這次的屏下攝像方案側(cè)重點與國內(nèi)廠商有所不同。
三星上周剛剛發(fā)布的新折疊屏旗艦 Galaxy Z Fold3，其內(nèi)屏右上側(cè)放置了一枚屏下攝像頭。
從實際觀感上來說，其“紗窗感”是十分明顯的。尤其是在淺色背景下，屏下攝像頭的位置“暴露無遺”。
從屏下攝像技術(shù)來說，三星 Galaxy Z Fold3 的發(fā)布有些“生不逢時”，前面中興、小米和 OPPO 剛剛展示完方案，恰好這三家的方案更側(cè)重于顯示效果。
這就讓不少消費者看完三星屏下攝像方案后紛紛開始吐槽，表示三星這次著實被國內(nèi)廠商“吊打”了一把。
要說三星在手機屏幕領(lǐng)域受氣？這可能還真是不多見的一次。
當然，根據(jù)目前曝光的三星 Galaxy Z Fold3 屏幕像素排列方案來看，三星采用的是一種“低密度大像素”的方案。
▲ 三星屏下攝像頭像素排布方案
屏下區(qū)域的紅、藍、綠子像素通過特殊的排列組合方式被“打包”成一顆“巨型像素”，而每個巨型像素之間的間隔非常大，從而提升屏幕透光率。
目前這種方案單從顯示效果來看是要明顯落后于國內(nèi)三家廠商的，而其在功耗、壽命等方面是否“更優(yōu)”，暫時還沒有看到官方相關(guān)披露。
知名數(shù)碼博主冰宇宙曾透露，三星的屏下攝像方案透光率可以達到 40%，而小米第三代屏下攝像方案的透光率則為 15% 左右。
相比之下，顯然三星方案具有實現(xiàn)更好自拍效果的進光量基礎(chǔ)。但事實證明，三星 Galaxy Z Fold3 的自拍效果甚至還要略遜于中興、小米等廠商的屏下攝像手機。
不過，三星這次僅采用了一枚 400 萬像素前置鏡頭，后續(xù)如果搭配更好的傳感器并進一步優(yōu)化算法，應(yīng)該還有較大提升空間。
退一步說，三星 Galaxy Z Fold3 作為一款折疊屏手機，可以通過后置鏡頭和副屏的配合實現(xiàn)更高素質(zhì)的自拍，內(nèi)屏自拍的重要性好像也顯得不那么重要了。
就在昨天，三星公布了自己最新的 OLED 屏幕技術(shù)，名為“Eco2 OLED”，據(jù)稱功耗可以降低 25％。并且該技術(shù)已經(jīng)用于三星 Galaxy Z Fold3 內(nèi)屏。
▲ 圖片來自三星官方
在這項技術(shù)中，三星通過一種新的面板層壓結(jié)構(gòu)阻擋了外部光線反射，并用這種層壓結(jié)構(gòu)替代了 OLED 屏幕中的核心材料偏光片，讓屏幕透光率提高了 33%。
可以看到，在屏幕核心技術(shù)領(lǐng)域，作為全球 OLED 市場毋庸置疑的霸主三星，其研發(fā)能力依然不容小覷，一些前沿材料的突破仍然要看三星。
看到差距，也要肯定成績。不論如何，在屏下之戰(zhàn) 3.0 的這場“揭幕戰(zhàn)”中，單從屏下區(qū)域的“隱藏效果”來說，國產(chǎn)屏企著實給三星屏“上了一課”。
03.新機為何“扎堆落地”，屏下攝像真的“成熟”了嗎？
在中興、小米、三星屏下攝像旗艦機密集轟炸八月手機市場背后，為什么廠商們這次在時間選擇上這么“默契”，或者說扎堆發(fā)布？是我非常關(guān)注的一個問題。
手機產(chǎn)品中某個新特性的出現(xiàn)，往往跟上游產(chǎn)業(yè)鏈中的技術(shù)進步是密切相關(guān)的。
比如手機存儲性能的大幅提升就是因為 LPDDR5 內(nèi)存和 UFS 3.1 閃存硬件的量產(chǎn)落地，而手機長焦拍照性能的大幅提升則是因為潛望式長焦鏡頭模組技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
在屏幕領(lǐng)域，這一點體現(xiàn)的也尤為明顯，比如屏幕材質(zhì)的升級讓屏幕實現(xiàn)更高的峰值亮度和更好的色彩表現(xiàn)。
在手機終端廠商們的 PPT 中，我們也可以看到，此次屏下攝像技術(shù)的落地，與屏幕企業(yè)的技術(shù)突破也密不可分。
屏下攝像技術(shù)，主要牽涉到的部件就是屏幕，雖然終端廠商都宣稱是“聯(lián)合研發(fā)”，但有業(yè)內(nèi)人士告訴智東西，其實屏幕廠商參與的部分還是要多于終端手機廠商的。
畢竟屏下攝像的重點還是在于屏。
根據(jù)業(yè)內(nèi)曝光信息來看，目前中興 A30 系列屏下攝像手機采用的是維信諾的屏幕方案，小米 MIX4 采用的是 TCL 華星光電的方案，而 OPPO 展示的屏下攝像技術(shù)采用的是京東方的解決方案。
在與某位國內(nèi)屏幕龍頭企業(yè)人士交流后我得知，在這一波屏下攝像頭落地潮背后，屏幕制造和軟件算法技術(shù)的改善和突破是主要的驅(qū)動因素。
前文提到了很多屏下攝像方案的優(yōu)化技術(shù)點，比如小像素、獨立驅(qū)動芯片、透明電路排布，而這些技術(shù)實際上都需要在屏幕廠商的產(chǎn)線上真正“做出來”，才能實現(xiàn)最終的量產(chǎn)。
這背后需要生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的配合，也需要大量研發(fā)上的不斷試錯、調(diào)教。
而在關(guān)鍵的軟件算法調(diào)教方面，終端廠商也是無法獨立完成的，需要跟屏幕廠商甚至鏡頭廠商聯(lián)合調(diào)教，同時每一個設(shè)計的細節(jié)調(diào)整會造成怎樣的實際影響，都需要屏幕廠商和終端廠商的緊密協(xié)同配合。
目前，國內(nèi)屏幕產(chǎn)業(yè)的主流玩家，包括京東方、TCL 華星光電、維信諾、深天馬、和輝光電等，都早已開展了屏下攝像技術(shù)的相關(guān)研究。
其實從 2018 年開始，國內(nèi)屏幕玩家就已經(jīng)開始推進屏下攝像技術(shù)的研究，在 2019 年、2020 年的各類重要屏幕展會上也多有國內(nèi)屏下攝像方案亮相，經(jīng)過三年多積累，今年終于開始集中量產(chǎn)落地。
其中京東方、TCL 華星光電和維信諾在 AMOLED 屏幕領(lǐng)域走的更快一些。而深天馬則將重點放在了 LCD 屏下攝像技術(shù)上，并且已經(jīng)在一些行業(yè)展會上展示過了自己的 LCD 屏下攝像解決方案。
有天馬相關(guān)人士告訴智東西，他們現(xiàn)在將主要精力放在了 LCD 屏下攝像上，目標是 2500 元左右的整機市場。
不論是 AMOLED 屏幕還是 LCD 屏幕，我們都能看到，屏下攝像技術(shù)毫無疑問已經(jīng)成為了屏幕領(lǐng)域的關(guān)鍵趨勢技術(shù)之一。
04.自拍效果有待提升，屏下攝像技術(shù)才剛剛“上道”
屏下攝像技術(shù)從走入大眾視野至今不過兩年多時間，手機發(fā)布數(shù)量也僅有四款。盡管當下屏下攝像技術(shù)討論的熱度頗高，幾款國內(nèi)屏下攝像手機的初期市場反饋也不錯，但不可否認，屏下攝像技術(shù)仍然處于發(fā)展初期階段。
在初步解決了“紗窗”問題、“自拍模糊”等問題后，屏下攝像技術(shù)也算是剛剛“上道”了。
不過從小米 MIX4、中興 A30 和三星 Galaxy Z Fold3 的實際自拍樣張中我們也可以明顯看出，目前屏下攝像技術(shù)在優(yōu)化前置拍照效果方面仍然有較大提升空間。
▲ 左：小米 11 Ultra，右：小米 MIX4（屏下攝像自拍）
很典型的，屏下前置自拍目前還無法處理一些背景中的“高光”物體，比如電燈或者亮度較高的光源，會有明顯的光斑，也就是光線衍射造成的影響。
另外，人物的皮膚細節(jié)、物體表面的細節(jié)紋理對于屏下攝像技術(shù)來說仍然是比較大的挑戰(zhàn)。
可能正如雷軍在發(fā)布會上說的那樣，“如果你真的追求極致自拍，我還是建議你選擇打孔屏手機?！边B雷軍都這么說了，也可見這個問題有多么凸顯。
TCL 相關(guān)人士告訴智東西，屏下攝像技術(shù)目前提升空間很大，仍然稱不上“成熟”。
在屏下攝像技術(shù)發(fā)布后，我也了解身邊一些普通消費者對于屏下攝像技術(shù)的看法。在有些人看來，手機之所以搭載了前置攝像頭，其核心屬性就是自拍，就是要拍出好照片，或者快捷的完成前置人臉解鎖。
而屏下攝像技術(shù)，不但讓自拍的效果變差了，還讓人臉解鎖變得不靈敏了，有些得不償失。
也有一位資深數(shù)碼愛好者告訴我，他認為屏下攝像技術(shù)就是廠商們在前沿技術(shù)領(lǐng)域的一種探索，追求“完美”屏幕顯示的一次嘗試，雖然目前來看還不夠完美，但的確是一種有價值的探索。
▲ 小米 MIX4 包裝盒內(nèi)卡片
05.結(jié)語：屏下攝像遠不是終點
屏下攝像技術(shù)經(jīng)過兩年多發(fā)展，從概念到首發(fā)，再到多家主流廠商量產(chǎn)，已經(jīng)步入了 3.0 時代，屏下攝像手機已經(jīng)在顯示效果和拍照效果上初步找到了一個平衡點，并具備了較好的可用性。
從屏下攝像技術(shù)的發(fā)展中我們也能看到，國內(nèi)廠商在屏幕領(lǐng)域新技術(shù)的推動、應(yīng)用方面，甚至已經(jīng)走在了傳統(tǒng)屏幕巨頭三星、LG 的前面，國內(nèi)終端廠商的采納也會進一步推動技術(shù)的迭代進步，形成良性循環(huán)。
手機屏幕作為當下人機交互的核心入口，其形態(tài)的探索從未停止，折疊屏、屏下攝像接連落地。更大的屏幕、更完整的屏幕、更好的顯示效果永遠是市場追逐的方向，屏下攝像是一次大膽的嘗試，但一定還會有更驚艷的屏幕技術(shù)在等著我們。
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