本文作者: 智東西
到底什麼才是一塊完美的螢幕?
每到一個時間節點，大家就會共同追逐某種特性或技術。
比如曾經的全面屏、高刷新率，今天的屏下鏡頭。
想要把鏡頭藏在螢幕下，只有一種方法 : 讓螢幕的像素點距保留空隙
空隙越大，螢幕表現越差、但鏡頭表現越好。反之則螢幕表現好，鏡頭表現差
屏下攝影技術從某種角度來說更像是全面屏技術的一種
▼從左至右依次為：小米、OPPO、中興、三星
從2019年到2020年上半年，小米、OPPO、vivo三家在屏下攝影技術上爭得火熱
結果去年9月，中興A20發布“截胡”，其成為了全球首款量產的屏下攝影手機。
首次量產屏下攝影技術的“2.0”，再到今天小米、三星接續發表各自的屏下攝影
屏下攝影之戰，正邁入“3.0時代”
01.小米、中興、OPPO三家方案“撞臉”，搞定屏下攝影分幾步？
中興A20作為第一代產品，屏下區域顯示效果還不盡人意，分辨率較低，有一定的“紗窗感”。
▼中興A20屏下區域淺色背景特寫
當時關於屏下攝影技術的討論有一個很顯著的特點，就是各家都處於探索階段，給出的方案也不盡相同，不過核心的問題只有一個：如何在提升透光率的前提下兼顧顯示效果？
今年，不論是中興、小米、OPPO都再次交卷，而三星也首次給出了自己的解決方案，可以很明顯的看出，除了三星，國內三家廠商都採用了極為相似的思路。
甚至看了他們的方案後，我一度有種“撞臉”的感覺。
▲顯微鏡下幾種方案的屏下區域與正常區域像素對比，可看見各自留出的空隙都不同，排列也不同
他們的屏下技術突破都集中在螢幕像素排布、螢幕驅動晶片、螢幕電路排布和拍照軟件算法這四個方面，並且技術思路也基本一致。
拍照需要光，越多越好，所以屏下攝影的主題就是“提升螢幕透光率”，讓藏在螢幕下面的那顆相機傳感器可以接收到更多光線。
在像素排布方面，由於螢幕上一個個像素都是不透光的，所以在屏下攝影技術發展早期，廠商們的思路主要是減少螢幕像素數量，從而增加透光率。
但這樣做的弊端顯而易見，阻擋光線的像素少了，但負責顯示的像素也少了，顯示效果就大打折扣。
所以今年廠商們鋪遍採用的方案都是在保持原有像素數量的基礎上，減小每一個子像素的大小。也就是說，讓像素之間的“空隙”增大，從而透過更多光線。
非常“巧合”的是，中興、小米和OPPO都宣稱自家方案的屏下區域像素密度達到了400PPI，可以達到跟非屏下區域幾乎相同的顯示效果。
▲中興
▲小米
▲OPPO
在這裡，廠商們幾乎都提到了“物理像素密度不變”這個點，簡單來說，就是螢幕分辨率不降低。
但實際上，雖然數量沒變，但大小卻變小了，更小像素的顯示效果必然是與標準像素的顯示效果有差距的。
就像10個50W的燈泡和10個5W的燈泡做對比，雖然都是10個燈泡，但亮度一定是有差異的。
▲小米屏下攝影區域像素與螢幕其他區域像素對比示意圖
如何解決這個問題呢？這也就帶出了三家廠商方案的另一個相同點，他們都為屏下區域的螢幕專門配置了一顆獨立驅動晶片。
通過專門的驅動晶片來驅動這些特殊的“小像素”，讓他們達到跟周圍標準像素更接近的顯示效果。
也就是說，中興、小米、OPPO方案下的屏下攝影手機，其實都搭載了“兩塊螢幕”，一塊常規、一塊屏下，而兩塊螢幕分別搭配一顆驅動晶片。
▲中興
▲小米
除了像素排布和獨立驅動晶片，中興、小米和OPPO也都對屏下區域的電路排布進行了優化。
點亮每一個像素都需要通電，也就需要電路與像素連通。而電路是不透光的，所以三家廠商的思路無非有二：讓電路排布更簡潔或者採用更透明的電路材料。
小米和OPPO同時應用了這兩種方式，中興則是側重於讓電路排布更加簡潔。
▲小米透明引線設計
▲中興屏下區域電路設計
值得一提的是，小米、OPPO和中興三家方案有些區別的一點是螢幕材料的選擇。中興明確提到了他們的螢幕中，有7層採用了“高透材料”，其中3層採用了特殊工藝。
小米和OPPO幾乎只在電路方面提到了透明材料的使用，但其他螢幕材料並沒有過多提及有新的改變。
其實初期廠商們曾經嘗試過採用透光率更高的各類OLED螢幕材料，但“更透明”的OLED螢幕材料，其顯示效果終究不如標準OLED材料來的好。
這也是最終廠商們普遍選擇“寧可減小單個像素大小，也不願在像素本身的材料上做過多改變”的主要原因之一。
當然，除了上面這些硬件、材料、結構設計方面的突破，軟件算法也是屏下攝影技術實現的關鍵一環。
物理設計上的突破提升了進光量，而軟件算法要做的，就是解決後半段工程：在這個進光量基礎上，如何讓照片更好看。
▲中興
▲小米
▲OPPO
為此，各家廠商都推出了自己的算法，而這些算法都有一個明顯的共同點，就是“畫質增強”。因為光線不夠，初期成像信息不足，所以需要算法來進行“補充”。
算法負責讓晶片
比如色彩的準確性、圖像的細節紋理表現都需要算法協同才能實現良好的效果。
屏下攝影要面對“魚和熊掌不可兼得”的問題，顯示效果和拍照效果需要權衡取捨。
總體來看，小米、中興和OPPO的屏下攝影方案都更加側重於保證顯示效果。也就是力求避免屏下區域“看著彆扭”、“突兀”、“難看”這樣的效果出現。
讓消費者有“無感”的體驗。
而拍照效果方面，目前來說主要是通過後期算法進行打磨優化，減少進光量少、螢幕結構衍射等因素帶來的影響。
可以說，當下國內的屏下攝影方案，已經做到了較強的可用性。
02.三星首發屏下即被“吊打”？再秀OLED“黑科技”證明實力
相比之下，三星這次的屏下攝影方案側重點與國內廠商有所不同。
三星上周剛剛發布的新折疊屏旗艦Galaxy Z Fold3，其內屏右上側放置了一枚屏下攝影頭。
從實際觀感上來說，其“紗窗感”是十分明顯的。尤其是在淺色背景下，屏下攝影頭的位置“暴露無遺”。
從屏下攝影技術來說，三星Galaxy Z Fold3的發布有些“生不逢時”，前面中興、小米和OPPO剛剛展示完方案，恰好這三家的方案更側重於顯示效果。
這就讓不少消費者看完三星屏下攝影方案後紛紛開始吐槽，表示三星這次著實被國內廠商“吊打”了一把。
要說三星在手機螢幕領域受氣？這可能還真是不多見的一次。
當然，根據目前曝光的三星Galaxy Z Fold3螢幕像素排列方案來看，三星採用的是一種“低密度大像素”的方案。
▲三星屏下攝影頭像素排布方案
屏下區域的紅、藍、綠子像素通過特殊的排列組合方式被“打包”成一顆“巨型像素”，而每個巨型像素之間的間隔非常大，從而提升螢幕透光率。
目前這種方案單從顯示效果來看是要明顯落後於國內三家廠商的，而其在功耗、壽命等方面是否“更優”，暫時還沒有看到官方相關披露。
知名數碼博主冰宇宙曾透露，三星的屏下攝影方案透光率可以達到40%，而小米第三代屏下攝影方案的透光率則為15%左右。
相比之下，顯然三星方案具有實現更好自拍效果的進光量基礎。但事實證明，三星Galaxy Z Fold3的自拍效果甚至還要略遜於中興、小米等廠商的屏下攝影手機。
不過，三星這次僅採用了一枚400萬像素前置鏡頭，後續如果搭配更好的傳感器並進一步優化算法，應該還有較大提升空間。
退一步說，三星Galaxy Z Fold3作為一款折疊屏手機，可以通過後置鏡頭和副屏的配合實現更高素質的自拍，內屏自拍的重要性好像也顯得不那麼重要了。
就在昨天，三星公佈了自己最新的OLED螢幕技術，名為“ Eco ² OLED”，據稱功耗可以降低25％。並且該技術已經用於三星Galaxy Z Fold3內屏。
▲圖片來自三星官方
在這項技術中，三星通過一種新的面板層壓結構阻擋了外部光線反射，並用這種層壓結構替代了OLED螢幕中的核心材料偏光片，讓螢幕透光率提高了33%。
可以看到，在螢幕核心技術領域，作為全球OLED市場毋庸置疑的霸主三星，其研發能力依然不容小覷，一些前沿材料的突破仍然要看三星。
看到差距，也要肯定成績。不論如何，在屏下之戰3.0的這場“揭幕戰”中，單從屏下區域的“隱藏效果”來說，國產屏企著實給三星屏“上了一課”。
03.新機為何“扎堆落地”，屏下攝影真的“成熟”了嗎？
在中興、小米、三星屏下攝影旗艦機密集轟炸八月手機市場背後，為什麼廠商們這次在時間選擇上這麼“默契”，或者說扎堆發布？是我非常關注的一個問題。
手機產品中某個新特性的出現，往往跟上游產業鏈中的技術進步是密切相關的。
比如手機存儲性能的大幅提升就是因為LPDDR5內存和UFS 3.1閃存硬件的量產落地，而手機長焦拍照性能的大幅提升則是因為潛望式長焦鏡頭模組技術的廣泛應用。
在螢幕領域，這一點體現的也尤為明顯，比如螢幕材質的升級讓螢幕實現更高的峰值亮度和更好的色彩表現。
在手機終端廠商們的PPT中，我們也可以看到，此次屏下攝影技術的落地，與螢幕企業的技術突破也密不可分。
屏下攝影技術，主要牽涉到的部件就是螢幕，雖然終端廠商都宣稱是“聯合研發”，但有業內人士告訴智東西，其實螢幕廠商參與的部分還是要多於終端手機廠商的。
畢竟屏下攝影的重點還是在於屏。
根據業內曝光信息來看，目前中興A30系列屏下攝影手機採用的是
在與某位國內螢幕龍頭企業人士交流後我得知，在這一波屏下攝影頭落地潮背後，螢幕製造和軟件算法技術的改善和突破是主要的驅動因素。
前文提到了很多屏下攝影方案的優化技術點，比如小像素、獨立驅動晶片、透
這背後需要生產設備、生產工藝的配合，也需要大量研發上的不斷試錯、調教。
而在關鍵的軟件算法調教方面，終端廠商也是無法獨立完成的，需要跟螢幕廠商甚至鏡頭廠商聯合調教，同時每一個設計的細節調整會造成怎樣的實際影響，都需要螢幕廠商和終端廠商的緊密協同配合。
目前，國內螢幕產業的主流玩家，包括京東方、TCL華星光電、維信諾、深天馬、和輝光電等，都早已開展了屏下攝影技術的相關研究。
其實從2018年開始，國內螢幕玩家就已經開始推進屏下攝影技術的研究，在2019年、2020年的各類重要螢幕展會上也多有國內屏下攝影方案亮相，經過三年多積累，今年終於開始集中量產落地。
其中京東方、TCL華星光電和維信諾在AMOLED螢幕領域走的更快一些。而深天馬則將重點放在了LCD屏下攝影技術上，並且已經在一些行業展會上展示過了自己的LCD屏下攝影解決方案。
有天馬相關人士告訴智東西，他們現在將主要精力放在了LCD屏下攝影上，目標是2500元左右的整機市場。
不論是AMOLED螢幕還是LCD螢幕，我們都能看到，屏下攝影技術毫無疑問已經成為了螢幕領域的關鍵趨勢技術之一。
04.自拍效果有待提升，屏下攝影技術才剛剛“上道”
屏下攝影技術從走入 儘管當下屏下攝影技術討論的熱度頗高，幾款國內屏下攝影手機的初期市場反饋也不錯，但不可否認，屏下攝影技術仍然處於發展初期階段。
在初步解決了“紗窗”問題、“自拍模糊”等問題後，屏下攝影技術也算是剛剛“上道”了。
不過從小米MIX4、中興A30和三星Galaxy Z Fold3的實際自拍樣張中我們也可以明顯看出，目前屏下攝影技術在優化前置拍照效果方面仍然有較大提升空間。
▲左：小米11 Ultra，右：小米MIX4（屏下攝影自拍）
很典型的，屏下前置自拍目前還無法處理一些背景中的“高光”物體，比如電燈或者亮度較高的光源，會有明顯的光斑，也就是光線衍射造成的影響。
另外，可能正如雷軍在發布會上說的那樣，“如果你真的追求極致自拍，我還是建議你選擇打孔屏手機。”連雷軍都這麼說了，也可見這個問題有多麼凸顯。
TCL相關人士告訴智東西，屏下攝影技術目前提升空間很大，仍然稱不上“成熟”。
在屏下攝影技術發布後，我也了解身邊一些普通消費者對於屏下攝影技術的看法。在有些人看來，手機之所以搭載了前置攝影頭，其核心屬性就是自拍，就是要拍出好照片，或者快捷的完成前置人臉解鎖。
而屏下攝影技術，不但讓自拍的效果變差了，還讓人臉解鎖變得不靈敏了，有些得不償失。
也有一位資深數碼愛好者告訴我，他認為屏下攝影技術就是廠商們在前沿技術領域的一種探索，追求“完美”螢幕顯示的一次嘗試，雖然目前來看還不夠完美，但的確是一種有價值的探索。
▲小米MIX4包裝盒內卡片
05.結語：屏下攝影遠不是終點
屏下攝影技術經過兩年多發展，從概念到首發，再到多家主流廠商量產，已經步入了3.0時代，屏下攝影手機已經在顯示效果和拍照效果上初步找到了一個平衡點，並具備了較好的可用性。
從屏下攝影技術的發展中我們也能看到，國內廠商在螢幕領域新技術的推動、應用方面，甚至已經走在了傳統螢幕巨頭三星、LG的前面，國內終端廠商的採納也會進一步推動技術的迭代進步，形成良性循環。
手機螢幕作為當下人機交互的核心入口，其形態的探索從未停止，折疊屏、屏下攝影接連落地。更大的螢幕、更完整的螢幕、更好的顯示效果永遠是市場追逐的方向，屏下攝影是一次大膽的嘗試，但一定還會有更驚豔的螢幕技術在等著我們。