手机屏幕的次世代难题,被OPPO答出来了

澎湃新闻记者 宋一聪

漆黑的电影院,你的手机突然亮起,骤然的亮光引起周边人的侧目;

睡梦中被手机铃声吵醒,刚勉强半睁开眼,刺眼的屏幕又瞬间让你闭上了眼……

在每场手机发布会的PPT中,护眼都是最频繁被提及的词之一。然而,尽管手机厂商不断挑选基材、刷新算法,也为绝大部分智能手机配备了护眼模式,但无论用户把亮度调到多低,都逃不过夜晚那一道刺眼的光。

很长一段时间里,手机厂商都对这个问题束手无策。这背后,是显示行业多年都未能克服的技术顽疾。

一个好消息是,终于有厂商破解了这个难题——OPPO919日,OPPO发布了国内首个自研显示双产线,这也是国内首次有手机公司亲自下场造屏。在双产线模式下,OPPO造出了亮度低至1nit的护眼屏幕。

这是一场屏幕生产模式的重构,也是一场影响深远的技术突围。

1nit”的含金量

黑暗环境下用户很难逃过刺眼的手机光亮,是因为传统手机的护眼模式往往只是单纯通过调低亮度来减少对眼睛的刺激。但现有的行业技术,最多只能让手机亮度降至25nit,还很难实现理论上的最低可视亮度——1nit,这是暗光环境下人眼最舒适的屏幕亮度,也是手机厂商竞逐护眼的巅峰难度。

为什么把屏幕亮度做低这么难?

从发光原理来说,一块屏幕的亮度,是由近千万个子像素的亮度组合成的,每个子像素的背后,都有一个调节明暗的开关。它们就像是一个个水龙头,当需要高亮度时,就把水流拧大一点,这并不难。但需要低亮度时,就要既要确保水流够小、够均匀,又要保证水流不断,这就对电流的控制精度提出了极高的要求。

想象一下,控制一个子像素已经足够不易,如果是同时控制整块屏幕上将近千万个子像素,更是地狱级的难度。这些像素显示不均的微小偏差,正常亮度下不易被察觉,但在低亮度下就会暴露无遗。

在显示行业,这种现象被称为“Mura”,即日语汉字“斑”的罗马音拼写(むら)。这也是为什么,我们常常在网上看到有消费者吐槽“阴阳屏”、“抹布屏”。

对于Mura效应,业内一般有两种妥协式解法:依靠软件算法进行有限的补偿,或是被动依赖屏幕供应商的良品率,但无论如何,都停留在「治标不治本」的层面。即便是世界范围内的顶级屏厂,至今都没能交出最好的方案。这也是为什么,其他手机厂商始终不敢真正落地 1nit

然而,OPPO成为了那个挑战不可能的角色。

OPPO屏显算法专家苗守飞在接受采访时表示,OPPO Find X9系列手机在立项之初,团队的目标就是做一块全场景都能实现1nit显示,并且视效最佳的屏幕。但当时找遍了市面上的所有供应商,都没有符合要求的产品。

“既然找不到,那就自己造。”苗守飞说,这就是当时OPPO的决策。

1nit是一个极其复杂的系统性工程,跨多学科多领域,业界没有可参考的先例,很多东西都需要从01来建立。为此,OPPO集结了天马、联发科等行业最优秀的厂商,还联合了浙江大学、温州医科大学展开人因研究,花了近5年时间,才真正把1nit的链路打通。

这是一项可能几年都不会有产出的重大投资,也极其考验手机厂商的技术创新能力,但OPPO屏显算法团队记得,在决策的时候,OPPO副总裁、硬件工程师部总裁刘畅说过一句话:“既然用户需要,不管投入多少钱,多少人,都要干。”

就这样,OPPO自己下场,开启了造屏之路。

双产线,造“OPPO屏”

要造一块市面上完全没有的屏,一切只能从零开始。OPPO决定从供应链源头入手,彻底改变屏幕的生产模式。

传统的行业规则,是屏厂造好屏之后交给手机厂商组装,手机厂商只是单纯的“采购者”,但这也让手机厂商对屏幕的把控变得更加被动。OPPO的思考是,手机厂商是距离用户最近的角色,最直接的解决办法,就是把用户使用屏幕的真实习惯和诉求更深入地嵌入到生产过程中。

于是,OPPO走到产业链的源头,对材料、设备和工艺,都进行了一次大改造。

在天马位于厦门的屏幕工厂,OPPO特别定制了一条专属产线。在这条产线上,OPPO不仅定制了全新的护眼基材,还自研了新一代屏幕显示芯片P3,将OPPO自研的明眸护眼算法以及全亮度子像素一次校准数据写入芯片,对Mura效应进行第一次“Demura(消除Mura)”。接着,再以高于行业标准的检测体系展开筛选,保证单体屏幕在出厂时,就已经是行业最佳。

传统的屏幕生产流程,到这里就结束了,下一步就是送去进行整机组装,但OPPO不是。在距离厦门近600km之外的东莞,OPPO又斥资超过10亿,开设了国内唯一的显示科学自研产线——这是国内屏幕行业绝无仅有的投资级别。

这条产线的核心环节,是OPPO自研的“Solaris”光学检测设备。它的稳定度堪比造芯片用的光刻机,在国内精密制造领域处于顶尖水平。在这台设备上,OPPO会对屏幕进行二次Demura,进一步消除亮度与色彩的不均匀性。

如果说传统的屏幕制造是批量生产,那Solaris系统就是为屏幕提供高级定制服务,对每一块屏幕进行精雕细琢。不同于友商的后期软件补偿,Solaris会在屏幕出厂前便对每一块屏幕的数百万个子像素逐一进行亮度和色度的扫描与校准,生成“一屏一策”的补偿数据,并直接烧录进自研芯片P3中。

更重要的是,OPPO还和联发科合作,首次打通了手机SoC与屏幕显示间的配合。这使得手机可以调用SoC3nm制程算力,对屏幕进行逐像素实时计算与校准,还做到了开机瞬间实时生效。并且,用户无论走到哪个场景,屏幕都能迅速捕捉光线变化,即刻调整至舒适的显示亮度。

一块“OPPO屏”就这样诞生了。根据官方检测结果,OPPO Find X9系列屏幕亮度均一性提升了34%,色彩均一性提升了46%。和其他旗舰产品相比,更是远超平均水平。

从改变屏幕的生产模式,到打破屏幕的校准规则,OPPO从用户体验出发,讲述了一个手机行业难得的自研自造故事。值得一提的是,不同于苹果、华为完全将制造交给供应链的做法,OPPO是少有的具有成熟制造能力的手机厂商,这也让OPPO具备了将前沿技术快速量产落地的独特优势。

做屏幕行业的“扫地僧”

这场生产模式的重构,改变的不仅仅是1nit的手机亮度。

OPPO而言,双产线模式使其完整掌控了“1nit明眸护眼屏”的设计、封装、生产、调试技术全流程,从发光材料、驱动芯片、到校准算法均由OPPO深度定制和研发,成功实现了对屏幕显示素质的端到端把控。

这种技术创新能力,和在关键时刻的决策魄力,是其他厂商难以复制的。但在双产线模式下,OPPO重新定义的这套技术标准,却可以通过屏厂向显示行业输出,为其他终端厂商破解屏幕技术难题提供思路。

苗守飞回忆,OPPO在天马订立了多项工艺标准,其中涉及到大量的技术细节打磨。天马工程师的评价是,从业十几年,从来没有遇到过要求这么苛刻的甲方。

但也正是这种对技术的极致追求,推动了行业的进步。

一个背景是,低亮度下的屏幕显示均匀性,是许多终端厂商花大钱也难以解决的疑难。不只是1nit,许多显示行业亟待攻克的技术难题,例如更高的屏幕刷新率、更高精度的Micro-LED乃至透明显示技术的普及,都绕不开这个“地基”。如果解决不好,也就很难造出稳固的高楼大厦。

例如,手机厂商都在追求更高的屏幕刷新率。但是高刷新率缩短了每一帧的显示时间,使得像素点发光更“匆忙”。在低亮度下,这种急促的亮灭切换会放大屏幕底层硬件的微小差异,导致“抹布屏”效应加剧,最终还是会刺眼。

但在双产线模式下,OPPO成功地打通了二次Demura的技术链路,验证了一套可量产的超精密制造与校准体系,也为屏幕行业更大的突破,扫清了均匀性的技术障碍。用OPPO屏显算法团队的话来说,其他厂商即便只是参照这套标准,也能够让屏幕显示素质实现不小的提升。

这也是双产线对于行业的最大意义。

一直以来,显示行业技术标准的制定者,往往是三星、京东方、天马这样的屏厂。如今,OPPO也成为了其中的重要一角。“OPPO屏”不再是一个采购标签,也可以是代表护眼体验与显示质量高峰的技术品牌。

事实上,OPPO一直是屏幕技术的重要推动者。无论是Delta E1的专业级色准显示、硬件级低蓝光、还是全球最窄四等边,这些业界时下最流行的技术趋势,都来自于OPPO。仅仅是近三年间,OPPO在屏显技术领域的投入就高达50亿,获得了1380件、785族专利技术储备,这些深厚的技术底蕴,也是OPPO敢于自称“OPPO屏”的底气。

从“充电五分钟,通话两小时”的闪充技术,到引领手机行业十余年的影像革新,再到为显示行业建“地基”,OPPO始终是那个不事张扬、但内力深厚的行业扫地僧。1nit显然并不是它的终点,而是一场更大变革的起点。

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