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全面屏技术是咋来的?揭iPhone 8用上它的影响

2017年08月30日 15:20 来源:爱范儿 
据《华尔街日报》的报道,新iPhone将会在9月12日正式发布。这或许是苹果保密工作做得最差的一次,新iPhone还没发布,就已经被人扒了个底朝天——新iPhone最后的悬念,或许只剩下名字了。

  (原标题:iPhone 8 上的「全面屏」,究竟从何而来?)

  临近9月,手机市场的硝烟味也更浓了。

  据《华尔街日报》的报道,新iPhone将会在9月12日正式发布。这或许是苹果保密工作做得最差的一次,新iPhone还没发布,就已经被人扒了个底朝天——新iPhone最后的悬念,或许只剩下名字了。

  无论是叫iPhone 8,还是叫iPhone Pro,其实都不太重要,因为当你在茫茫人海中看见它时,肯定一眼就能把它认出来。

  全赖这一块惹眼的「全面屏」。

  大家都知道新iPhone有一块「全面屏」,但「全面屏」从何而来却鲜有人知。

全面屏技术是咋来的?iPhone 8用上它会有啥影响

  (「全面屏」 iPhone概念设计,图片来源:9To5Mac)

  手掌与大屏之间的矛盾

  不管是过去还是现在,「大屏幕」一直是手机的核心竞争力之一,屏幕越大,意味着能承载的信息就越多,在手机上处理事务的效率也就越高。

  2007年,当乔布斯发布的初代iPhone时,「大屏幕」其实也是iPhone的一大卖点。当时主流的智能手机诺基亚E62、MOTO Q的屏幕尺寸都在3吋以内,而iPhone由于摒弃了实体按键,因此拥有更多富余空间,屏幕尺寸达到了3.5吋,屏占比高达52%,连乔布斯都忍不住在发布会现场感叹:

  3.5吋屏幕,真的很大!

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  (2007年iPhone发布会截屏,图片来源:YouTube)

  iPhone开启了手机的新纪元,由于触屏集成了更多的操作,因此屏幕也变得越来越重要。但手机的屏幕要多大才合适?

  当时,力推Super AMOLED的三星开了个好头。2010年,三星发布智能手机Galaxy S,其拥有4吋AMOLED显示屏,已经算是同时期屏幕较大的手机之一。在Galaxy S上市后,乔布斯还曾忿忿不平地指责道:

  对消费者来说,3.5吋才是最完美的尺寸,大屏幕简直愚蠢至极……你根本没法一手掌握它,没有人会买这样的手机!

  话虽如此,但其实苹果早在Galaxy S上市前就推出了配备大屏幕的智能触控设备——iPad。或许在乔布斯眼中,「平板电脑」才是大屏幕的正确使用方式。

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  (乔布斯发布iPad,图片来源:YouTube)

  不过,三星可不这么认为。2011年,三星又推出了主打「平板手机」概念的Galaxy Note,其配备了5.3吋AMOLED大屏幕,并自带触控笔S-Pen。三星通过主打「大屏」的概念,成功地从iPhone手中夺走了不少的市场份额。

  想必,在2012年前后换智能手机的用户,都会面临一个两难的抉择:

  是选择系统更好用的iPhone,还是选择屏幕更大的三星?

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  (历代三星Galaxy Note对比,图片来源:CNET)

  虽然手机屏幕越来越大,但并不是屏幕越大越好,对于移动终端来说,便携性、操控性也占有重要的地位。于是,从2013年起,手机设计师们开始思考:

  如何在机身大小不变的情况下,给手机塞下一块更大的屏幕?

  此时,另一个高频词出现了:屏占比。

  从「高屏占比」到「全面屏」

  「屏占比」,顾名思义就是屏幕面积在手机前面板上的占比。

  LCD屏幕为了防止漏光、方便走线,不得不在屏幕两边设立Black Matrix,也就是常说的BM区,反映到手机屏幕上,就是屏幕两边的黑边。黑边并不属于有效显示面积,因此,通常认为「屏占比」的计算公式为:

  屏幕有效显示面积 / 手机前面板面积 = 屏占比

  「高屏占比」意味着在同等体积下,手机将拥有更大的显示面积。当时扩大「屏占比」的方法主要还是以收窄BM区为主,这也对厂商在屏幕方面的设计功力提出了更高的要求。

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  (2008 – 2013年手机屏占比的变化,图片来源:Twitter)

  最早追求「屏占比」的手机厂商,主要有三家:本身有完整屏幕供应链条的三星和LG,以及选用夏普作为屏幕供应商的魅族。

  2013年上市的LG G2屏占比高达75.7%,同期的三星Note 3屏占比达到了74.6%,魅族MX3屏占比也有74.1%。

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  (屏占比惊人的LG G2对比同期旗舰机,图片来源:The Verge)

  次年,魅族又推出了号称「全球最窄边框」的MX4,边框仅有2.6mm,屏占比高达75.5%。然而,很快这项记录就被超越了。

  2014年8月,夏普发布了主打「全面屏」的AQUOS Crystal,其取消了听筒,利用屏幕震动进行传声,同时把前置摄像头等传感器移到了手机下方,从而大大提升了显示面积,屏占比高达78.5%。此外,还借助特殊的切割技术,对屏幕进行斜面切割,从而让AQUOS Crystal的三条边看上去就像消失了一样。

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  (夏普AQUOS Crystal「全面屏」设计原理,图片来源:Sharp)

  夏普的AQUOS Crystal是2014年屏占比最高的手机,也是最早推广「全面屏」概念的手机之一。换言之,当一部手机屏占比足够高的时候,就可以将其归为「全面屏」手机——至于屏占比要达到多少,目前业界并没有定论。不过,目前标榜为「全面屏」的手机,其屏占比几乎都在78% 以上。

  78% 的屏占比,或许就是成为「全面屏」手机的临界点。

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  (2011 – 2017主流旗舰手机屏幕尺寸与屏占比参数对比)

  「全面屏」的阻碍与未来

  假设以78% 的屏占比作为基准,目前能够称之为「全面屏」的智能手机,只有寥寥几款:

  三星Galaxy Note7,屏占比78%

  三星Galaxy S8/S8+,屏占比83% / 83.6%

  三星Galaxy Note8,屏占比83.2%

  夏普AQUOS Crystal,屏占比78.5%

  夏普AQUOS S2,屏占比79%

  LG G6,屏占比79.1%

  小米MIX,屏占比83.6%

  Essential PH-1,屏占比84.9%

  除了小米和Essential之外,其他的三个厂商都是世界最顶级的屏幕供应商;而小米,是销量排名前五的国产手机厂商之一;Essential则是「Android之父」安迪·鲁宾(Andy Rubin)的最新项目,背后的股东是富士康、腾讯和亚马逊。

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  (Essential PH-1,图片来源:The Verge)

  由此可见,「全面屏」手机的门槛还是相当高的,但毫无疑问,「全面屏」将会是新一轮旗舰手机竞争的关键所在——在手机体积逼近极限、电池续航没有突破性进展的当下,「全面屏」是智能手机显著提高效率的最优解。

  但目前,全面屏仍面临着不小的挑战。最大的问题在于:

  手机前面板密密麻麻的传感器该如何安置?

  一般的智能手机,前面板至少拥有距离传感器、光线传感器、听筒、前置摄像头、指纹传感器等多个部件,还要考虑屏幕IC驱动、手机天线等问题。

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  (iPhone 7前面板元器件示意图)

  由于全面屏会极大地压缩前面板的空间,因此,留给这些传感器的空间并不多,为了更有效地利用空间,「全面屏」分化出了两种解决方案:

  非异形全面屏

  异形全面屏

  所谓「非异形全面屏」,是指在基本不改变屏幕形状的情况下,把屏幕的比例拉伸至18:9,从而获取更大的显示面积。整体上看,屏幕形状还是比较规则的,这项技术的优势在于,不需要对屏幕显示内容进行过多的适配,生产良率较高,成本也相对较低。

  目前LG G6、三星的旗舰、小米MIX都是采用了这种设计。

  由于屏下指纹识别技术尚未成熟,因此三星不得不把原本前置的指纹传感器改为后置,给屏幕留足空间。至于其他的传感器,则一字排开地挤在屏幕上方。好在三星拥有比较成熟的AMOLED柔性屏技术,通过将屏幕左右两侧做成曲面,进一步增大了显示面积。

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  (三星S8+ 屏幕拆解图,图片来源:iFixit)

  尽管LG G6也是采用了18:9的全面屏,但由于屏幕材质是LCD液晶屏,因此左右两边的边框仍然存在,屏占比显然也没有三星旗舰的高。不过,传闻LG新旗舰V30将采用自家生产的柔性OLED屏,届时,或许屏占比会有所提升。

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  (采用18:9屏幕的LG G6)

  小米MIX的方法则迥异于前两者,采用了整体性的解决方案。首先利用陶瓷机身带来的「陶瓷声学系统」代替听筒,通过陶瓷中框进行传声。其次是采用超声波传感器代替了红外线距离感应器,这也就避免了在屏幕上多开一个孔。另外就是把前置相机安放到了屏幕下方,从而实现了「三窄边框」的设计。

  虽然小米MIX的屏幕比例是17:9,但其在整机设计上的创新,弥补了屏幕比例上的不足,也让屏占比高达83.6%,是目前在售机型中屏幕最大、屏占比最高的手机之一。

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  (小米MIX)

  此外,由于非异形全面屏在技术上相对成熟,准入门槛较低,已经有不少厂商选择将在2017下半年推出搭载18:9全面屏的产品。

  爱范儿(微信号:ifanr)从独家渠道了解到,华为正在准备一款6吋的全面屏手机,由三星提供OLED屏幕,将首发麒麟970处理器;此外,OPPO、vivo也分别准备了6吋与6.43吋的全面屏产品,最近vivo官方也公开了vivo X20的宣传照。

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  (vivo X20宣传海报)

  至于「异形全面屏」,则是指通过特殊的工艺对屏幕进行异形切割,为即将安置在手机前面板的传感器留足空间。这项技术的优势在于能够进一步节省空间,让显示面积最大化。但相对的,成本就会比较高一点,此外,如果没有对显示内容进行适配,很可能会出现显示残缺的现象。

  目前在售的夏普AQUOS S2、Essential PH-1都是采用夏普供应的「异形全面屏」,通过把摄像头、感应器等元器件集成在异形屏的开孔里(听筒集成在摄像头上方的缝隙中),呈现出「三窄边框」的视觉效果。

  不过由于S2采用前置指纹识别模块,因此在屏幕下方还是占用了不少空间。同样采用异形全面屏,却把指纹识别模块设置在背面的Essential PH-1,屏占比相较AQUOS S2足足高出了5%。

全面屏技术是咋来的?iPhone 8用上它会有啥影响

  (夏普AQUOS S2)

  传闻已久的iPhone 8据说也会用上异形全面屏技术,只不过屏幕是由三星供应的OLED屏。根据目前的消息来看,iPhone 8将采用3D面部扫描技术,在前面板需要安置3D摄像头、红外生物识别传感器、听筒、扬声器等等部件。

  在给传感器留足空间的情况下,如何更有效地提升显示面积确实是一大难题,这或许也是苹果选择异形全面屏的原因之一。

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  (爱范儿独家曝光的iPhone 8前面板示意图)

  夏普手机全球CEO罗忠生曾在微博上表示:

  从设计角度来看,异形屏设计至少可以做到三边窄边框(COG)设计,甚至四边窄边框设计(COF),产品将会非常漂亮,用户体验会更好,更接近于全面屏设计的理想,才是全面屏设计的终点,才是用户所需要的。

  总而言之,无论是18:9比例、屏幕形状规矩的非异形全面屏,还是考验切割工艺、形状各异的异形全面屏,不久后都会成为手机市场上绝对的主角——从千元级别的红米,到万元级别的iPhone,无处不在的全面屏,将为手机业界翻开全新的一页。

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