视网膜显示器亟需提升视讯处理性能
时间：2014-01-27 23:53:00
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[导读]大多数的 iPad 视网膜(Retina)显示器(或采用像视网膜这种更高解析度显示器的平板电脑)用户都知道，在旧款 iPad2 上看起来还不错的视讯显示在视网膜萤幕时却明显地出现瑕疪。如果能在平板电脑中增加一款显示处理器，或
大多数的 iPad 视网膜(Retina)显示器(或采用像视网膜这种更高解析度显示器的平板电脑)用户都知道，在旧款 iPad2 上看起来还不错的视讯显示在视网膜萤幕时却明显地出现瑕疪。如果能在平板电脑中增加一款显示处理器，或许就能够解决这个问题，但也必须付出更高成本。
就拿从网路下载的一段标准解析视讯剪辑为例。在旧款 iPad2 上看起来不错的视讯在配备2,048×1,536画素解析度的最新iPad视网膜显示萤幕上观看会显得小很多。虽然可以放大视讯以因应较大的视网膜显示器萤幕需求，但这样做会降低视讯品质──除非这台行动设备能将视讯放大到2,048×1,536(当然这种技术目前还不存在)。
在新的高解析度行动显示器上，任何视讯中出现的缺陷不仅无法改正，实际上还会被加以放大。更糟的是，在平板电脑或智慧型手机上传送的行动视讯品质经常由于压缩或不良的网路而降低。
DisplaySearch公司资深分析师Richard Shim将此问题描述为平板电脑的功能与设备萤幕上真实再现之间的「脱节」。
虽然目前他的研究成果主要基于个人经验，但Shim表示，不管平板电脑是否拥有高解析度的显示器，「行动设备上的视讯观看体验基本上都很差，」尤其是因为‘画面颤动和停格’造成的问题。这特别让消费者感到灰心，因为用户付高价买显示器就是想在高解析度萤幕上观看高品质的视讯。
业界对于视网膜显示器的一致定义就是『你再也看不出画素点了』。
让人感到惊讶的是，与动态视讯相关的典型问题──如画面颤动、动作模糊、对比度、锐利度和色彩的瑕疵──在这种高解析行动显示器上越来越明显。
一个简单的事实是所有的显示器都受益于显示器处理功能。电视机OEM厂商早几年就知道这个道理了，他们一般都会在产品中使用一种复杂的显示处理管线。但出于某些原因，显示处理技术一直没能成功地移植到行动设备上。
从显示解析度对比可看出为什么高解析行动萤幕的显示处理能力有待提升。
功耗和IC成本问题
行动产业原本认为小型显示器大多数用于「简单的用户介面、上网和游戏，」Del Rey Consultancy公司视讯专家兼创始人Tom McMahon指出，但现在这个观点已经不再成立。越来越多的新设备采用更高解析度的显示器，而且消费者在平板电脑上观看视讯的次数比行动产业原本所预期的多得多。
顺应这个泛产业的趋势(使用更高解析度的行动显示器)以及消费者对超高画质电视(UHDTV)的渴望，McMahon强调，行动产业“必须在盒子(平板电脑)或传送视讯的头端设备中找到一种可进行显示处理或讯号处理的方式。”
DisplaySearch公司的Shim坦言，显示处理是一种可改善视讯播放体验的解决方案。「挑战在于，据我所知目前还没有专门针对平板电脑开发并量产的显示处理器。而另一项挑战就是成本。随着平板电脑平均售价持续走低，增加新元件将会十分困难。」McMahon认同此观点表示，「这里存在着功耗和IC成本问题。有些东西必须提供，但也得为其付出代价。」
因此，Pixelworks公司总裁兼执行长Bruce Walicek强调，显示处理技术在行动设备上成为越来越重要的议题。在公司于年初举行的财报会议上，Walicek提到「整个生态系统正迎接数量巨大的画素”，并介绍Pixelworks公司的显示处理技术，该技术目前已被许多一线电视机制造商的UHDTV所采用。他还表示，「高解析度当然意味着更显著的视讯品质问题，而与高解析度大萤幕有关的视讯品质问题开始向小萤幕转移。」虽然他并未透露Pixelworks公司的产品计划，但该公司似乎正致力于开发专为行动萤幕设计的显示处理器。
当然，「转换并提高视讯解析度的方法非常多，」曾任职于微软和博通公司的McMahon解释，不管是运动估计、运动向量还是运动保护，都有很多不同的用于估计或猜测紧接着的画素会在哪里出现的途径。这是一种随时间插值的方法。他并补充说：「像后来被意法半导体(ST)收购的Farudja Labs等公司，多年来一直在开发用于大萤幕电视的视讯处理演算法和产品。」
将目前用于大萤幕UHDTV中的高水准复杂显示处理技术导入行动设备还需要相当长的一段时间。成本问题混杂着对电池寿命的影响。除了外部的显示处理器晶片外，这可能还需要更加全面的系统级方法。
值得注意的是，当今的平板电脑几乎都包含了「一款很大的系统单晶片和电池」，McMahon推测像高通和博通等供应商可能正致力于整合一定程度的显示处理功能。
举例来说，例如你需要从Netflix网站下载视讯串流到你的平板电脑上，那你需要像Wi-Fi或4G LTE等品质较好的网路连线，但最多也就是1,080p数据串流──即使达到了这一解析度，也还是比iPad的视网膜萤幕更低些。显然地，当无法取得连线最佳化时，视讯品质将不断下降，因而在观看视讯串流或视讯聊天时就会发生讯框速率降低，进而导致画面颤动的问题。如果有一种新的行动显示处理器能够实现讯框速率转换，理论上就能恢复原始的讯框速率，使影像重新变得稳定平顺。
视网膜显示器阈值必须考虑到萤幕解析度以及人眼与装置显示器间的距离。
视网膜显示器并不是一种规格
苹果前执行长贾伯斯(Steve Jobs)曾在介绍 iPhone 4 时表示，视网膜显示器的解析度数字是当设备离眼睛10至12寸时大约能达到300PPI。贾伯斯的理论影响深远，因为人眼无法解析比这一数字更高的画素。
然而，许多人对此理论仍有争论。McMahon就是其中的一位，他认为这只是一种「宣传」手法。
正如Shim所指，视网膜显示器并不是一种规格，只是苹果专为高解析度显示器宣传的术语。事实上，视网膜显示器并没有固定的规格。iPhone的视网膜显示器是每英寸326画素(PPI)，但平板电脑是264 PPI。Shim表示，「苹果虽然使用相同的术语，但却有着不同的衡量标准。」
即使人眼无法分辨超过特定PPI值的画素，但事实上，人类能够清楚地感知高达800PPI(如UHDTV)的影像品质、景深和实际改善效果。
这需要从大尺寸萤幕到小型行动萤幕在内的所有显示器都能根据实际显示器表面制程、色度、色深和伽玛值、色域(色彩空间)等参数，提供「至少一定程度的显示处理功能，」McMahon解释道。[!--empirenews.page--]
同时，越来越多新上市的平板电脑都具备最高品质的显示器和最高画素密度。
DisplaySearch公司预计，平板电脑市场上的平均画素密度将从2013年的182 PPI逐渐提高，在2017年可望达到216PPI。Shim则表示，「我们应该能在今年年底看到几款超过300PPI的平板电脑上市。」
谁会成为专为高解析度行动萤幕设计行动显示处理技术的首家供应商仍有待观察，但预计在今年内就可揭晓。
作者：吉田顺子
就拿从网路下载的一段标准解析视讯剪辑为例。在旧款 iPad2 上看起来不错的视讯在配备2,048×1,536画素解析度的最新iPad视网膜显示萤幕上观看会显得小很多。虽然可以放大视讯以因应较大的视网膜显示器萤幕需求，但这样做会降低视讯品质──除非这台行动设备能将视讯放大到2,048×1,536(当然这种技术目前还不存在)。
在新的高解析度行动显示器上，任何视讯中出现的缺陷不仅无法改正，实际上还会被加以放大。更糟的是，在平板电脑或智慧型手机上传送的行动视讯品质经常由于压缩或不良的网路而降低。
DisplaySearch公司资深分析师Richard Shim将此问题描述为平板电脑的功能与设备萤幕上真实再现之间的「脱节」。
虽然目前他的研究成果主要基于个人经验，但Shim表示，不管平板电脑是否拥有高解析度的显示器，「行动设备上的视讯观看体验基本上都很差，」尤其是因为‘画面颤动和停格’造成的问题。这特别让消费者感到灰心，因为用户付高价买显示器就是想在高解析度萤幕上观看高品质的视讯。
业界对于视网膜显示器的一致定义就是『你再也看不出画素点了』。
让人感到惊讶的是，与动态视讯相关的典型问题──如画面颤动、动作模糊、对比度、锐利度和色彩的瑕疵──在这种高解析行动显示器上越来越明显。
一个简单的事实是所有的显示器都受益于显示器处理功能。电视机OEM厂商早几年就知道这个道理了，他们一般都会在产品中使用一种复杂的显示处理管线。但出于某些原因，显示处理技术一直没能成功地移植到行动设备上。
从显示解析度对比可看出为什么高解析行动萤幕的显示处理能力有待提升。
功耗和IC成本问题
行动产业原本认为小型显示器大多数用于「简单的用户介面、上网和游戏，」Del Rey Consultancy公司视讯专家兼创始人Tom McMahon指出，但现在这个观点已经不再成立。越来越多的新设备采用更高解析度的显示器，而且消费者在平板电脑上观看视讯的次数比行动产业原本所预期的多得多。
顺应这个泛产业的趋势(使用更高解析度的行动显示器)以及消费者对超高画质电视(UHDTV)的渴望，McMahon强调，行动产业“必须在盒子(平板电脑)或传送视讯的头端设备中找到一种可进行显示处理或讯号处理的方式。”
DisplaySearch公司的Shim坦言，显示处理是一种可改善视讯播放体验的解决方案。「挑战在于，据我所知目前还没有专门针对平板电脑开发并量产的显示处理器。而另一项挑战就是成本。随着平板电脑平均售价持续走低，增加新元件将会十分困难。」McMahon认同此观点表示，「这里存在着功耗和IC成本问题。有些东西必须提供，但也得为其付出代价。」
因此，Pixelworks公司总裁兼执行长Bruce Walicek强调，显示处理技术在行动设备上成为越来越重要的议题。在公司于年初举行的财报会议上，Walicek提到「整个生态系统正迎接数量巨大的画素”，并介绍Pixelworks公司的显示处理技术，该技术目前已被许多一线电视机制造商的UHDTV所采用。他还表示，「高解析度当然意味着更显著的视讯品质问题，而与高解析度大萤幕有关的视讯品质问题开始向小萤幕转移。」虽然他并未透露Pixelworks公司的产品计划，但该公司似乎正致力于开发专为行动萤幕设计的显示处理器。
当然，「转换并提高视讯解析度的方法非常多，」曾任职于微软和博通公司的McMahon解释，不管是运动估计、运动向量还是运动保护，都有很多不同的用于估计或猜测紧接着的画素会在哪里出现的途径。这是一种随时间插值的方法。他并补充说：「像后来被意法半导体(ST)收购的Farudja Labs等公司，多年来一直在开发用于大萤幕电视的视讯处理演算法和产品。」
将目前用于大萤幕UHDTV中的高水准复杂显示处理技术导入行动设备还需要相当长的一段时间。成本问题混杂着对电池寿命的影响。除了外部的显示处理器晶片外，这可能还需要更加全面的系统级方法。
值得注意的是，当今的平板电脑几乎都包含了「一款很大的系统单晶片和电池」，McMahon推测像高通和博通等供应商可能正致力于整合一定程度的显示处理功能。
举例来说，例如你需要从Netflix网站下载视讯串流到你的平板电脑上，那你需要像Wi-Fi或4G LTE等品质较好的网路连线，但最多也就是1,080p数据串流──即使达到了这一解析度，也还是比iPad的视网膜萤幕更低些。显然地，当无法取得连线最佳化时，视讯品质将不断下降，因而在观看视讯串流或视讯聊天时就会发生讯框速率降低，进而导致画面颤动的问题。如果有一种新的行动显示处理器能够实现讯框速率转换，理论上就能恢复原始的讯框速率，使影像重新变得稳定平顺。
视网膜显示器阈值必须考虑到萤幕解析度以及人眼与装置显示器间的距离。
视网膜显示器并不是一种规格
苹果前执行长贾伯斯(Steve Jobs)曾在介绍 iPhone 4 时表示，视网膜显示器的解析度数字是当设备离眼睛10至12寸时大约能达到300PPI。贾伯斯的理论影响深远，因为人眼无法解析比这一数字更高的画素。
然而，许多人对此理论仍有争论。McMahon就是其中的一位，他认为这只是一种「宣传」手法。
正如Shim所指，视网膜显示器并不是一种规格，只是苹果专为高解析度显示器宣传的术语。事实上，视网膜显示器并没有固定的规格。iPhone的视网膜显示器是每英寸326画素(PPI)，但平板电脑是264 PPI。Shim表示，「苹果虽然使用相同的术语，但却有着不同的衡量标准。」
即使人眼无法分辨超过特定PPI值的画素，但事实上，人类能够清楚地感知高达800PPI(如UHDTV)的影像品质、景深和实际改善效果。
这需要从大尺寸萤幕到小型行动萤幕在内的所有显示器都能根据实际显示器表面制程、色度、色深和伽玛值、色域(色彩空间)等参数，提供「至少一定程度的显示处理功能，」McMahon解释道。[!--empirenews.page--]
同时，越来越多新上市的平板电脑都具备最高品质的显示器和最高画素密度。
DisplaySearch公司预计，平板电脑市场上的平均画素密度将从2013年的182 PPI逐渐提高，在2017年可望达到216PPI。Shim则表示，「我们应该能在今年年底看到几款超过300PPI的平板电脑上市。」
谁会成为专为高解析度行动萤幕设计行动显示处理技术的首家供应商仍有待观察，但预计在今年内就可揭晓。
作者：吉田顺子
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