隨著全面屏的已成為手機標配的趨勢日益明顯，當屏幕越來越大，分辨率也越來越高，很多人在購買手機時，往往認為，分辨率越高，屏幕顯示效果越清晰。實際上，這種想法是不全面的。屏幕的材質以及子像素的排列方式也是影響屏幕顯示效果的重要因素。屏幕子像素的排列方式一般分為兩種，一種是標準RGB排列方式，另一種是RGB PenTile排列方式，那么它們都是什么意思呢？采用哪種子像素排列方式的屏幕更好呢？接下來OLEDindustry為大家詳細的解答。
顯示的基本原理，是由紅綠藍 (RGB) 三原色光條并列組成像素 (Pixel)，任何色彩都可經 RGB 色光不同的深淺層次的搭配制造出來，放大看雖是分開的三個條狀色光，但像素非常細小，肉眼的適當距離看上去則是三色的混合光。顯示屏是由許許多多的像素構成的，而為了讓每一個單獨的像素可以顯示出各種顏色，就需要把它分解為紅綠藍三個比像素更低一級的子像素。即，3個子像素構成一個整體，即彩色像素。當需要顯示不同顏色的時候，三個子像素分別以不同的亮度發光，由于子像素的尺寸非常小，在視覺上就會混合成所需要的顏色。
了解了子像素概念，那么就進入今天的主題——子像素的排列，上面提到了子像素的設計分為兩種一種是傳統的RGB排列，一種是RGB PenTile排列方式，那這兩種排列究竟是怎樣的餓呢？
兩種子像素排列的定義
RGB排列
RGB排列是最標準的排列方式，它把一個方塊形的像素，平均分成三等分，每一塊賦予不同的顏色，這樣就可以構成一個彩色像素。這也是絕大多數LCD所采用的子像素排列方法（當然，三個像素的順序是隨意的，不國一般都是“紅綠藍”或者“藍綠紅”）。
因此，只要我們把足夠多這樣構造的像素排列到一起，就可以顯示出我們所需要的圖案了。
事實上，絕大多數的LCD，采用的都是標準RGB子像素排列。它的好處是像素獨立性高，每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器，總共需要制作3m*n個像素（在制造過程中，子像素是最基本的制造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產生的）。這在液晶上是沒什么問題的，因為LCD采用的是印刷工藝，制作多少個像素對成本的影響并不高。
RGB PenTile排列
PenTile 是美國舊金山硅谷一家成立不久叫Clairvoyante的公司發明的，因為其突破了 RGB 的規格，除了 RGB 三色之外、增加一個白色 W (White)，同時把 RGBW 四色各變成獨立的像素，有可操縱的地址 (Addressable)，所以每一色光可以單獨運作，這就是 PenTile。而傳統的 RGB，則是三色連在一起成為一個像素，是基本的地址單位，在應用層面不能單獨顯示其中任一彩色。
而發展到如今，RGB PenTile排列現在成為一些采用OLED材質的手機RGB子像素的排列方式。它與標準RGB排列單個像素點是不一樣的，標準RGB排列的像素點是由紅綠藍三個子像素組成的，而PenTile的單個像素點只有“紅綠”或者“藍綠”兩個子像素點組成。圖中左邊就是RGB PenTile排列的子像素排列方法。可以看到，同樣顯示3x3個像素，RGB PenTile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數量減少了1/3。在實際顯示圖像時，RGB PenTile的一個像素點會“借”用與其相鄰的像素點的另一種顏色來構成三基色。水平方向，每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素，共同達到白色顯示。
PenTile與標準RGB子像素排布對比
PenTile的優點
下圖是 PenTile 與傳統結構在顯示技術上的差別。傳統的 RGB 像素，排列整齊一致，如圖顯示一條白線，每個像素里的 RGB 要開到最亮，要顯示一條黑線，像素里的 RGB 全部關閉。PenTile 則每一色都是單獨的像素，可以排列成棋盤狀，因為色彩之間沒有關連，所以每個像素都能與任何周遭像素結合顯示，也就是 RGBW 白四色能任意結合，如圖只用兩色就能顯示白線與黑線，而傳統則需用三色。（下圖中左側為傳統紅綠藍顯示，上圖為直線、下圖為橫線；圖右側則為 PenTile 結構，上圖為直線、下圖為橫線。）
PenTile 結構最大的優勢自省電。液晶顯示效率極低，因為 RGB 色光是透過濾色鏡制造出來的，濾色鏡把背板光源遮住了大部分，甚至高達 90%，我們看到的僅是少部分透視過來的光線，所以看起來覺得陰暗。PenTile 增加的白色光，則是從背板光源直接照射的光線，不需過濾，所以亮度極高，相對的可以使耗電量減低。
另外 PenTile 每一像素可與鄰近像素搭配，不受傳統 RGB 同時運作的限制，許多色彩可兩色即可組成，不必一定要三色組合，像上圖的線條即是以兩色搭配的，比傳統三色減少一色顯示，但效果相同。這樣使得整個面板用的色彩條塊（不是像素數目），PenTile 的 RGBW 色彩條塊，就會比傳統的 RGB 色彩條塊減少三分之一，因此 PenTile 可以把 RGBW 每個色彩條塊面積放大，增加像素的透光度，讓整個面板亮度增加。初步估算，白色像素加上像素面積放大，可以讓面板亮度加倍，如果維持原來的亮度，耗電量就減半。
除了增加亮度，或節省電能，如果PenTile 的色彩條塊（像素）面積不放大，與傳統 RGB 的色彩條塊數目相同，PenTile 的分辨率無形就增加了三分之一（如上圖 PenTile 用兩個色與傳統三個色顯示效果相同），對于多媒體的展現更為清晰。像手機的多媒體使用越來越普遍，但目前的亮度都嫌不夠，所以亮度可能比省電更重要，PenTile 就可以在節省電源與增加亮度上調整。亮度增加、分辨率增加，顯示的細節也更清晰，最明顯的是筆畫單純的字體，會更容易閱讀。
除了硬件，PenTile 在軟件上也作了許多調節。PenTile 的顯示雖然大多清晰亮麗，但部分圖形的色彩偏向飽和，顯得不自然，這時候就用軟件把白色像素亮度減低，用別的色彩調節，使得圖畫自然一些。PenTile 最近在一個會議上展示分析影視的畫面色彩，用這一畫面的色彩數值，來調解顯示下一畫面的背板光源，讓眼睛看起來畫面沒變，但用的電源卻大量減少，估計用到目前百分之四、五十的電量，就能觀看影視。
Pentile子像素排列利用鄰近的子像素來“模擬”一個像素點，這種投機取巧的方式能明顯降低子像素點的數量，打個比方，某屏幕用正常RGB像素排列會有總共1500萬的子像素點，但是如果換為Pentile就只會有1000萬的子像素點。
這相對于GPU來說是非常有利的情況，降低子像素的數量能直接降低GPU的負荷，這個不解釋了，某論壇某網友將游戲“塵埃3”的分辨率提高到5760*1080，結果只有用580SLI才能流暢運行！#p#分頁標題#e#
粗略算了下，sa720P屏幕總像素點為1280*720*0.66=608256（9100是800*480=384000）是9100屏幕“清晰度”的158.4%左右，我所說的清晰度，其實就是指子像素的數量。
順便說說，這里是直接用像素點算的，不是用像素密度，假設在相同大小的屏幕下。如果換成4.65寸，估計會在130%左右。
其實用“總像素數”除以“面積”更能體現像素點的密度，PPI相對來說已經不能很好地比較Pentile的像素密度，何況從來在物理學上，密度的表現經常是以面積、體積為分子的。
其實pentile真正的缺點就在于模擬出來的像素點太少了，I9000的pentile屏幕“模擬”出來的像素點只有9100的66.6%，文字邊緣發虛、“網格樣黑點”是肯定的，必然的，但如果將子像素點數量直接提升，就能掩蓋這些肉眼能看出的缺陷。
Pentile排列的AMOLED屏硬傷
很多工程師糾結于i9000屏幕的“顆粒感”的，但為什么i9000以及其他用大部分AMOLED的手機屏幕會顯現出顆粒感呢？
首先要說明的是，顆粒感和AMOLED材質本身無關，而它完全和屏幕本身的子像素排列有關系。
首先是最簡單的情況，也就是把一個方塊形的像素，平均分成三等分，每一塊賦予不同的顏色，這樣就可以構成一個彩色像素。這也是絕大多數液晶顯示器所采用的子像素排列方法（當然，三個像素的順序是隨意的，不國一般都是【紅綠藍】或者【藍綠紅】）。
這樣，只要我們把足夠多這樣構造的像素排列到一起，就可以顯示出我們所需要的圖案了。
事實上，絕大多數的LCD顯示器，采用的都是這種子像素排列。它的好處是像素獨立性高，每一個像素都可以自己顯示所有的顏色。但缺點是要制作m*n的顯示器，總共需要制作3m*n個像素（在制造過程中，子像素是最基本的制造單位，它們本身沒有顏色，顏色是靠濾光片而產生的）。這在LCD上是沒什么問題的，因為LCD采用的是印刷工藝，制作多少個像素對成本的影響并不高。
但是這個問題到了AMOLED時代就不一樣了，AMOLED面臨2個問題：第一個是像素總個數直接決定生產成本，第二個是AMOLED的發光效率并不高。如果采用和LCD一樣的工藝，就需要更高的發光亮度，才能得到和LCD一樣的觀感，同時也會增加制造成本，所以三星在制造AMOLED面板的時候，采用了一種不同于上面的子像素排列方法，這種子像素排列方式叫做RGB Pentile，有許多變種。
圖中左邊就是i9000所采用的Pentile RGB排列子像素的子像素排列方法。可以看到，同樣顯示3x3個像素，Pentile在水平方向只做了6個子像素，而標準RGB做了9個，子像素數量減少了1/3。也就是說，Pentile技術下一個像素只包含兩個子像素，要么是綠+紅，要么是綠+藍。大家可能要奇怪了，Pentile為什么可以縮減1/3的子像素而保持總像素不變呢？既然缺少一種子像素，那它又是怎么達到依然顯示3x3全彩色像素的結果的呢？這里面的關鍵在于相鄰像素之間的“共用子像素”。
接下來聚焦Pentile在工作時的子像素點亮情況。
首先是顯示水平間隔的白色線條。
可以看到，水平方向，每個像素和相鄰的像素共享自己所不具備的那種顏色的子像素，共同達到白色顯示。
然后是現實垂直間隔的白色線條。
公用情況也是一樣的。
下面來顯示黑白點陣。
注意，問題來了：應該有的藍色像素不見了！這是因為每一個像素都失去了鄰居，無法公用，所以Pentile屏幕無法精確顯示這樣的圖案。這個問題非常麻煩，為了讓顯示的結果仍然為白色，就需要把原本應該熄滅的藍色像素重新點亮，結果就是顯示白色點陣失敗。
現在我們知道了，Pentile技術的精髓就是要做到相鄰像素的子像素公用。這要求屏幕上顯示的任何像素都需要有相鄰像素的存在，但實際情況中，并不是時時刻刻都可以滿足這點的，比如下面我們可以在實際中可能遇到的情況就是。這些情況下會出現什么問題呢？
首先，是顯示垂直方向的黑白交界線。可能出現的位置：文字邊緣。
可以看到，在最左邊一條，出現了紅藍紅藍像素的垂直交替排列。這在視覺上會導致明顯的“彩邊”現象。
然后，是45度傾斜的黑白分界線。可能出現位置：文字邊緣。
可以看到，邊緣期待的白色變成了紅色。
更多的情況就不一一分析了，在這些情況下，會出現的問題都是屏幕上會出現非白色的邊緣，這和我們要求的想去甚遠，畢竟誰都不希望把黑白照片顯示的花花綠綠吧？所以Pentile技術會對這些情況作出一定的修正，那就是把一些本該熄滅的子像素點亮，人為的制造一些相鄰像素，來實現顏色的正常顯示。但這就帶來了一個問題，那就是本來平整的邊緣變得不再平整，成為了鋸齒狀。這也是Pentile之所以會出現邊緣毛刺的原因。具體的圖我就不畫了。
上述的討論都是在顯示黑色和白色的基礎上進行的，實際顯示彩色畫面的時候Pentile還會遇到一些更奇怪的問題。舉例來說，當我們需要顯示純黃色的時候，就需要把屏幕上所有藍色的像素都關閉。但由于紅色像素是間隔排列，而不是緊密排列的，所以導致肉眼可以輕易看出其間夾雜的黑色斑點，它們之間的距離是兩倍于像素距離的，導致出現“網紋”。而當顯示淡橙色的時候，紅色和綠色像素會100%發光，而藍色像素則以50%亮度發光，此時這些不發光的藍色像素會構成暗點，導致本來應該是純凈的顏色表面出現兩倍于像素距離程斜向分布的“顆粒感”。
追其根本，Pentile是一種通過相鄰像素公用子像素的方式，減少子像素個數，從而達到以低分辨率去模擬高分辨率的效果。優點是同樣亮度下視覺亮度更高，以及成本更低，但缺點也不言而喻——模擬的自然比不過真貨。一旦需要顯示精細內容的時候，Pentile的本質就會顯露無遺，清晰度會大幅下降，導致小號字體無法清晰顯示；而為了彌補色彩問題，所以在Pentile技術下顯示色彩分割區的時候，分割線會產生兩倍于實際像素點距的鋸齒狀紋路，也就是會產生鋸齒狀邊緣。
最后一點就是只要顯示的內容不是白色，就會出現兩倍于點距的網格狀斑點。所以說，Pentile技術的顯示屏必須需要擁有足夠高的分辨率，才可以彌補由于會產生兩倍點距紋理帶來的視覺效果下降。因此在i9000這樣的4寸顯示屏上使用Pentile技術的AMOLED顯示屏，這樣的問題還是蠻明顯的，雖然不會導致明顯的問題，但對屏幕顆粒感有要求的同學，最好還是先看真機再決定。
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