馬永勝，關(guān)舒婷

（廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 廣州 510550）

1 引言

近年來，智能手機憑借其強大的處理能力、開放式的操作系統(tǒng)、豐富的應(yīng)用程序和便攜性吸引了越來越多消費者。然而在不同的環(huán)境下，人眼從手機顯示屏上看到的圖像色彩是不一致的，而且不同品牌智能手機以及手機個體之間，色彩再現(xiàn)能力也有很大差距。因此，智能手機顯示屏的呈色性能，成為當前眾多科技工作者研究的熱點。

2 智能手機呈色顯示技術(shù)

2.1 屏幕材質(zhì)

對于智能手機顯示屏來說，屏幕材質(zhì)在很大程度決定了手機的呈色效果，智能手機屏幕間也因為屏幕品質(zhì)和研發(fā)技術(shù)不同而有所差異。在當前市場上，智能手機顯示屏的屏幕材質(zhì)種類繁多，主流的屏幕都可歸結(jié)為液晶顯示屏（LCD，liquid crystal display）與有機發(fā)光二極管（OLED，organic light-emitting diode）兩大類。

LCD屏幕材質(zhì)出現(xiàn)后，科技工作者根據(jù)圖像顯示技術(shù)的需求，對LCD屏幕自身技術(shù)進行完善和改進，先后研究出了富有代表性的超扭曲向列技術(shù)（STN，super twisted nematic）、薄膜場效應(yīng)晶體管技術(shù)（TFT，thin film transistor）、超亮度技術(shù)（UFB，ultra fine bright）、薄膜二極管技術(shù)（TFD，thin film diode）、平面轉(zhuǎn)換技術(shù)（IPS，in-plane switching）、拼接專用液晶技術(shù)（SLCD，splice liquid crystal display）等屏幕系列。

OLED運用自體發(fā)光顯示器技術(shù)，完全不需要任何背光，并且由于其更輕更薄以及可視角度更大的特性，衍生出主動發(fā)光類型的有源矩陣有機發(fā)光二極管即AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode的簡稱）系列新型屏幕材質(zhì)，如第一代AMOLED、第二代Super AMOLED和第三代Super AMOLED Plus等屏幕。

2.2 圖像顯示技術(shù)

圖像顯示技術(shù)又稱為信息顯示，是一種針對于圖象質(zhì)量的技術(shù)，與顏色科學(xué)聯(lián)系緊密，它包括圖形、圖像、文本和字符等。為滿足人們對高分辨率、廣視角、大色域、高對比度、高亮度、無色偏以及更優(yōu)秀的色彩還原性等顯示特性的迫切需求，圖像顯示行業(yè)不斷革新技術(shù)，發(fā)展研究出一系列的新型圖像顯示技術(shù)。目前，智能手機屏幕的圖像顯示技術(shù)包括超視覺顯示技術(shù)（ASV，advanced super view）、悅幕屏顯技術(shù)（CBD，clear black display）、視網(wǎng)膜成像顯示技術(shù)（Retina Display）、NOVA顯示技術(shù)和移動圖像處理引擎技術(shù)（Mobile Bravia Engine）等。

3 基于物理參數(shù)指標的呈色性能研究分析

近年來隨著眾多品牌手機廠商不斷發(fā)布新產(chǎn)品，造成手機行業(yè)對其呈色顯示性能的評價標準制定困難。目前，還沒有專門針對于智能手機屏幕呈色性能的測試標準，而由于其屬于顯示設(shè)備和顏色科學(xué)領(lǐng)域，手機顯示屏的制造商和相關(guān)研究學(xué)者都是借助顯示行業(yè)和印刷色彩行業(yè)相關(guān)標準來對其進行呈色性能的測試評價，例如國際電工委員會針對不同顯示技術(shù)的顯示屏制定了IEC62341-6-1、IEC61966-3、IEC61966-4等性能測試指標，國際標準組織對屏幕打樣制定了國際標準ISO12646:2008/Amd 1:2000(E)，我國也在早期制定了國內(nèi)通信行業(yè)推薦標準YD/T1607-2007。參考這些標準，通過直接測量和比較一些物理參數(shù)對智能手機呈色性能進行評價，相關(guān)的物理參數(shù)指標主要有亮度及亮度均勻性、對比度及對比度均勻性、色域覆蓋率、清晰度、通道獨立性、階調(diào)再現(xiàn)特性和色品恒定性等。

目前國內(nèi)外學(xué)者針對智能手機呈色性能的研究較少。在國內(nèi)研究學(xué)者中，王亞軍針對移動終端主流平板顯示器的對比度及對比度均勻性的測試方法進行分析和研究，得出了具有良好的可操作性的移動終端平板顯示器對比度及對比度均勻性的測試方法；張茜、劉真等人對iPhone 4S手機屏幕的時間均勻性、空間均勻性、色品恒定性、通道獨立性、色域覆蓋率等顯色特性進行了定量測試研究，得出iPhone 4S的顯色穩(wěn)定性較好但色域較小等結(jié)論，并提出一套系統(tǒng)的測試評價顯色性性能的方法，為智能手機色彩再現(xiàn)能力的研究開了先河；張建青、劉真等人為了明確iPad和iPhone是否具備專業(yè)顯示設(shè)備的顯示性能，從時間穩(wěn)定性、色品恒定性、通道相加性、設(shè)備色域、不同亮度下不同顏色顯示的空間均勻性、不同亮度下色域覆蓋率6個方面的性能進行了系統(tǒng)的測試，研究證明iPad基本達到專業(yè)顯示設(shè)備的顯示性能要求，而iPhone色域覆蓋率較小不具備專業(yè)顯示設(shè)備的顯示性能要求；蔡圣燕和王姮根據(jù)移動終端用途對應(yīng)的標準對6臺主流品牌的中高端移動終端顯示屏進行呈色性能評價，評價指標包括亮度、對比度、亮度均勻性、對比度均勻性和色域覆蓋率，得到的結(jié)論是主流品牌端移動終端大部分符合移動終端顯示屏呈色性能要求，個別能夠達到屏幕打樣國際標準的部分要求，為智能設(shè)備的色彩管理做了一些準備工作；宮睿博士對智能移動終端圖像顯示設(shè)備的性能評價方法進行了系統(tǒng)的分析研究，從物理參數(shù)測評、視覺感知評價和圖像質(zhì)量建模三部分出發(fā)，提出了符合人眼視覺感知特性的智能移動終端設(shè)備圖像質(zhì)量評價流程及完整算法，完成了由設(shè)備物理參數(shù)、圖像參數(shù)及照明環(huán)境參數(shù)對智能移動終端圖像呈色質(zhì)量的預(yù)測流程，并對總體圖像質(zhì)量進行了合理而有效的數(shù)學(xué)預(yù)測。

在國外，一些學(xué)者研究了智能手機圖像的視覺感知和色貌參數(shù)。學(xué)者Y.H.Ha對比研究了TFT和AMOLED兩種不同屏幕材質(zhì)的智能手機顯示屏在色溫、色域、色品恒定性等物理特性上的顯示效果；Y.K.Park等人針對手機在使用過程中環(huán)境照度范圍的特殊性，研究了基于CIECAM02色貌模型中的三種環(huán)境參數(shù)設(shè)置對手機顯示色貌量預(yù)測的準確性，并給出了在高照度情況下對該模型環(huán)境參數(shù)的修改方案；Y.J.Kim等人對手機顯示屏進行了多次圖像質(zhì)量視覺感知參量的測評研究，指出清晰度和自然性兩個參量對圖像質(zhì)量的影響較大，并通過合理計算圖像像素點和設(shè)備物理參數(shù)指標建立了這兩組參量的數(shù)學(xué)預(yù)測模型；J.J.Yoo等學(xué)者以視覺感知評價的方式對以不同調(diào)控方法生成的圖像進行了視覺評價，并且對手機顯示圖像像素顏色在CIELab色空間內(nèi)的計算量提出了基于自然性的差異指標。

總體說來，在上述智能手機顯示呈色的相關(guān)研究成果中，色彩信息與圖像質(zhì)量的研究分析還不夠全面，僅基于顯示屏色域、對比度、亮度等物理參數(shù)指標的測試和比較，其給出的評價結(jié)果往往不能完全反映復(fù)雜外界環(huán)境下人眼對不同屏幕材質(zhì)的視覺感受。再考慮到過去學(xué)者研究的局限性，以及智能手機發(fā)展迅猛、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的特點，智能手機顯示屏呈色性能的學(xué)術(shù)研究尚顯不足。

4 結(jié)語

當前，人們在享受智能手機各種優(yōu)越性的同時，對其呈色顯示性能的要求也日趨提高。如何在復(fù)雜多變的外界環(huán)境下保證手機用戶獲得一致的視覺再現(xiàn)效果和最精確的色彩，需要更多的學(xué)者在顯示技術(shù)和顏色科學(xué)等領(lǐng)域?qū)χ悄苁謾C做進一步的研究。

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[2] 劉麗華，劉威.手機屏幕及顯示技術(shù)分析[J].中國新通信.2015(2).

[3] 王亞軍.移動終端平板顯示器對比度均勻性測試方法研究[J].現(xiàn)代電信科技，2010(8).

[4] 蔡圣燕，王姮.移動終端顯示屏呈色性能的評價[J].包裝工程，2014(5).

[5] 宮睿.智能移動終端圖像顯示性能評價方法及應(yīng)用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2014.

[6] Y.H.Ha.Image and display quality evaluation.International Meeting on Information Display，2009.