手机上用 4K 屏幕到底有没有意义?

摘要

又一款 4K 屏手机索尼 Xperia XZ Premium 上市了,但我们真的需要 4K 屏吗?

在今年二月底的 MWC 上,索尼发布了配备 4K 分辨率屏幕、骁龙 835 以及内置 DRAM 的三层堆叠式 CMOS 的 Xperia XZ Premium 智能手机。在「PPT」了几个月之后,这款索尼的旗舰产品终于在近期开始出货。

XZ Premium 是索尼第二款搭载 4K 屏幕的智能手机,相比上一代产品 Xperia Z5 Premium,XZ Premium 的这块 4K 屏在亮度、色域、色准上都有了长足的进步,整体观感要好了很多,是一块堪称顶级的 LCD 屏幕(注意,XZ Premium 用的是 LCD 屏幕)

另外,XZ Premium 的屏幕还支持 HDR(High Dynamic Range),可以明显提高视频画面的对比度和色彩表现,不过 HDR 视频需要显示屏、播放器、片源同时支持 HDR 才行,鉴于目前 HDR 视频片源还非常匮乏(已经开始提供 HDR 影片的 YouTube、Amazon Prime Video 在大陆地区无法使用),短期内手机 HDR 屏幕的实用价值有限,更多的是一个「面向未来」的功能。

虽然当前的意义有限,不过 HDR 已经被广泛证明了是一项有价值、可以明显改善视觉体验的技术,但 XZ Premium 这块屏幕最大的卖点——4K 分辨率,到底有多大意义,争议就要大不少了。

在讨论这个问提前,我们先简单了解一下 4K。

4K 分辨率是一种比较通俗的说法,横向的像素点在 4096(即 4K,1K=1024)左右的都可以算得上 4K。

常见的 4K 分辨率主要有两种:一种是 4096*2160,这个分辨率在数字电影领域用的比较多;一种是 3840*2160,我们在电视、显示器、手机等日常设备中见到的 4K 分辨率基本都是这个,相比常见的 FHD(1920*1080、也就是 1080p),3840*2160 在横向和纵向上的像素都多了一倍,因此总像素点是 FHD 的 4 倍,长宽比依旧是 16:9。

由于像素点数量达到了 FHD 的 4 倍,要想驱动 4K 屏幕对资源的消耗(特别是 GPU)是非常大的,在 PC 中,要想在 4K 分辨率下流畅玩《守望先锋》,得需要一块 GTX 1080 或者 GTX 1080Ti 显卡才行。

当然,考虑到操作系统和应用场景,驱动智能手机上的 4K 屏幕并不需要「核弹」级的性能,不过对 SoC 性能的要求同样也是很高的。

sony_xperia_z5_platinum_12_crop.jpg索尼 Xperia Z5 Premium,图片来自 IT Pro

在 Z5 Premium 那个时代,它配备的骁龙 810 完全是搞不定的 4K 的。索尼自然也很清楚这个道理,Z5 Premium 只有在使用自带相册、视频等少数 app 观看 4K 内容时才会启动「4K 模式」,绝大多数时候会将 4 个像素点合并成 1 个,也就是「降级」到 1080p 来使用。

事实上,在 Z5 Premium 自带的相册 app 里打开一张 4K 以上分辨率的照片,把眼镜贴在屏幕上,是可以看到图片从「正常」变得更加「清楚」的过程,这就是 Z5 Premium 在进行 4K 渲染。

Z5 Premium 是因为骁龙 810 性能不济,用上骁龙 835 的 XZ Premium 会不会有所不同?甚至「全局 4K」?

答案可能会让「索粉」们失望了。

根据 mobile01 等台湾媒体的报道,根据索尼在媒体沟通会上提供的信息,XZ Premium 的 4K 渲染机制和 Z5 Premium 并没有明显的区别。

在自带的相册 app 观看 4K 分辨率及以上的照片和视频,在 YouTube、Amazon Prime Video、Netflix 等第三方 app 观看 4K 视频时,XZ Premium 会「火力全开」,直接以 4K 分辨率做渲染。在观看非 4K 的视频时,XZ Premium 会进行插值运算(不确定是否支持所有 app),将画面「升级」到 4K,虽然不可能媲美原生的 4K 视频,但理论上会优于直接播放原有视频。除了上面这两种情况,在日常绝大多数的使用中,XZ Premium 会将 4 个像素合并成 1 个,把 4K 屏当 1080p 来用。

其中的原因其实不难理解。

虽然骁龙 835 的性能要比骁龙 810 强出很多,上全局 4K 不是不可能,但这意味着 SoC 的负载会大大增加,带来的功耗和发热会远高于驱动 1080p 或者 2K 屏,导致续航「尿崩」。

当然,最最重要的原因就是:眼睛看不出来 4K 哪儿好。

在 iPhone 4 时(2010 年 6 月发布),苹果提出了「视网膜(Retina)」屏幕的概念。使用手机等手持设备时,在正常的使用距离下,当屏幕的 ppi(pixels per inch,即每英寸像素点)大于 300 后,人眼就分辨不出来屏幕上的像素点了。

964c83025aafa40f05cb4e36a264034f79f0190c.jpg.png苹果提出的「Retina 公式」,其中 a 代表人眼视角,h 代表像素间距,d 代表肉眼与屏幕的距离

在这之后,随着 1080p 分辨率的出现和普及,用户逐渐发现,在观看某些图案时,ppi 普遍超过 400 的 1080p 屏幕要比苹果「祖传」的 ppi 为 326 的 Retina 屏幕还要清晰一点。

到这里,人眼对 ppi 的感知基本也就到头了。在 1080p 到 1440p(2560*1440,即 2K)这个阶段,除了因为使用 Pentile 次像素的 OLED 屏幕(包括三星 AMOLED)在升级到 2K 后看起来会更清晰,大多数手机屏幕已经很难看出多少区别了。

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到了索尼 Xperia Z5 Premium 和 XZ Premium 的 5.5 英寸 4K 屏幕,ppi 已经达到了夸张的 806。在这种情况下,就算是观看分辨率达到 4K 的图片或视频,除非是你把眼睛贴在屏幕上看或者是拿高放大倍率的微距镜头翻拍,否则很难看出来 Z5 Premium 和 XZ Premium 的「清晰度」和 2K 甚至 1080p 的屏幕有什么区别。

有意思的来了,虽然 4K 分辨率基本不会改善手机屏幕的显示效果,但从 Z5 Premium 开始,到 XZ Premium,一直有不少的用户和媒体认为这种 4K 屏幕在未来是有潜力的,原因就是 VR。

所以,VR 真的才能发挥 4K 屏优势?

在 VR 应用中,由于显示屏距离眼睛的距离要近很多,再加上透镜影响、左右眼画面分别渲染等原因,即使屏幕的 ppi 达到 400 甚至 500,用户依然可以感觉到明显的颗粒感,这时候 ppi 超过 800 的 Z5 Premium 和 XZ Premium 就能派上用场了,真是这个样子吗?

根据材质的不同,现有的屏幕可以分为 LCD(Liquid Crystal Display,即液晶显示器)和 OLED(Organic Light-Emitting Diode,即有机发光二极管)两种。二者的区别是,LCD 中的液晶本身是不发光的,需要背光光源(常见的是 LED 光源),而 OLED 屏上使用的是有机发光二极管,本身就是可以发光的,不需要额外的光源。

而在头戴 VR 设备中,为了降低使用时的眩晕感,需要使用响应速度更快、低余晖(persistence)的屏幕,不过在现有的技术下,LCD 屏幕是无法满足这个要求的,现在所有主流的 VR 平台,包括 HTC Vive、Oculus Rift、Gear VR、Daydream VR,用的都是 OLED 屏幕(包括三星主推的 AMOLED 屏幕)。

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以 Google 主推的 Daydream VR(如上图)为例,这基本是索尼等手机厂商唯一可选的移动 VR 阵营(另外一个三星的 Gear VR 平台)。

在 Android 7.0 的兼容性定义文件(CDD)中,Google 已经列出了 Daydream VR 对手机的要求。虽然 Google 没有明确要求手机必须使用 OLED 屏幕,但「延迟时间必须低于 3 毫秒,余晖时间必须低于 5 毫秒」等要求意味着目前只有 OLED 屏幕才能满足 Daydream VR 的要求。

在目前 Google 公布的支持 Daydream VR 的手机中,包括 Google Pixel / Pixel XL、Moto Z / Z Force、华为 Mate 9 Pro(搭载 LCD 屏的 Mate 9 不支持)、中兴 Axon 7、三星 Galaxy S8 / S8+、华硕 ZenFone AR,无一例外都是 OLED 屏幕。

所以,纵使索尼 Xperia Z5 Premium、XZ Premium 的分辨率再高,但 LCD 材质已经决定了它们不可能支持 Daydream 等移动 VR 平台,或许唯一可用的领域就是做一个单纯的头戴显示器了(可以理解为不能动只能看的「VR」,类似 Royole Moon 这种产品)。

sony-xperia-xzs-xz-premium-12.jpg图片来自 Android Central

回到文章标题中提出的问题:手机上用 4K 屏幕到底有没有意义?

对于手机本身的体验来说,4K 屏幕显然是没有意义的。如果考虑到 VR 应用,4K 的 OLED 屏幕有潜力在未来大幅提升移动 VR 的体验(前提是到时候手机 SoC 性能够用),至于 4K LCD 屏幕,无论是手机还是 VR,它的意义都不大。

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