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不怕见光死 阳光下使用手机屏幕研究
  • 2013-3-14 14:17:53
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:高道龙
  • 作者:
【电脑报在线】  进入3月以来,全国各地气温持续回升,太阳也露出了金灿灿的笑容。就在大家忙着踏青、赏花的时候,是不是发现在户外阳光下手机屏幕的反光非常严重,看清手机上的内容成了一件比较考验眼力的事情。那么手机屏幕通过哪些方式才能防止反光影响显示效果呢?我们一起来研究一下。
  进入3月以来,全国各地气温持续回升,太阳也露出了金灿灿的笑容。就在大家忙着踏青、赏花的时候,是不是发现在户外阳光下手机屏幕的反光非常严重,看清手机上的内容成了一件比较考验眼力的事情。那么手机屏幕通过哪些方式才能防止反光影响显示效果呢?我们一起来研究一下。


技术解析
手机屏幕为什么会反光严重

  在阳光下使用智能手机,都会面临一个比较严重的问题,这就是反光严重。不管是IPS、TFT还是AMOLED屏幕,遇到强烈阳光直射统统都得歇菜。很多人以为这是跟屏幕的材质和技术有很大的关系。其实智能手机屏幕表面的电容触控屏,这才是屏幕反光的罪魁祸首。
  要了解电容屏为什么发光,就要先了解一下它的结构。电容屏可以看成是由四层符合屏构成的结构体,最外层是玻璃保护层,接下来是导电层,第三层是不导电的玻璃层,最内的第四层也是导电层。这些屏层分工各不相同,最内导电层是屏蔽层,起到屏蔽内部电气信号的作用,中间的导电层是整个触控屏的关键部分,均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场。电容式触摸屏在触摸屏四边在触摸屏幕时,由于人体电场,手指与导体层间会形成一个耦合电容,四边电极发出的电流会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成正比,位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置。
  从电容屏的结构可以看出,其最外层的玻璃保护层为了不影响显示效果,就要做得非常光滑。从物理学上的镜面反射原理可知当阳光照射在平滑的屏幕上时,反射出来的阳光会有确定的反射方向,这个阳光反射的方向与反射平面的反射角相等,并且射入的阳光、反射的阳光以及平面法线都处于一个平面内。
  由于屏幕反射的光线射入人眼时仍然非常强烈,如果大于屏幕本身的亮度,用户就会感觉到手机屏幕太暗,无法看清屏幕上的内容。而且电容屏的这个特点不仅会导致屏幕反光严重,而且电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀,存在色彩失真的问题,由于光线在各层间的反射,还造成图像字符的模糊。

电容屏结构图,最上面的玻璃保护层就是屏幕反光的罪魁祸首

光线反射示意图


实测
  了解了手机屏幕反光的原理之后,要解决在阳光下使用手机,可以从两个方面入手,增加屏幕亮度,大于反光的亮度或者是让屏幕不再镜面反射。而这两个方法在现在的手机上使用起来的可行性到底怎样呢?我们将HTC G6手机拿到室外,温度为24℃。天气预报说重庆是阴天,不过阳光还是能时不时地穿透乌云洒在地面上。我们将手机的屏幕分别在正对阳光,侧对阳光时查看其屏幕的显示效果情况。

自动亮度调节
  智能手机上都带有自动调节屏幕亮度的功能。就是通过手机中内置的光源感应器,系统根据光源感应器的感光强度来调整屏幕亮度。问题的关键点在于对于某个感光强度,什么屏幕亮度是合适的。当感光强度的值位于某个区间的时候,屏幕亮度为该区间对应的值。
     把手机自动亮度调节打开之后,手机屏幕亮度立马自动调整到了70%左右,屏幕的反光大大减轻,内容也能够看得非常清晰。将手机正对阳光时,我们可以在在屏幕中看到天空以及使用者自己。手机屏幕表面的反光非常严重,基本上可以当做镜子来使用。把手机侧一点,不完全对着阳光时,屏幕可视情况没有太大的改善。
  不过我注意到,在测试的HTC G6上,亮度的自动调节功能只能实现自动变亮而不能实现自动变暗。这是因为当开启屏幕后感光强度的最大值,屏幕亮度始终保持在这个最大值对应的屏幕亮度。只有当关闭屏幕后,才重新开始计算最大值。这就是为什么大家发觉到暗处后屏幕并不会自动变暗,而是要关闭屏幕后再开启屏幕才能自动变暗。
  结论:屏幕反光,治标难治本。这种方式最大的优点在于实现起来非常简单,基本上现在大多数智能手机都带有这个功能。不过不足也是显而易见,屏幕本身就是智能手机的耗电大户,不少用户调低亮度就是为了省下那么一点点的电量,以延长那么一点点的续航时间。在阳光下这么走一遭,用不了多久又得充电,所以经常在阳光下,使用自动亮度调节功能的用户,备个移动电源这是必须的。

屏幕反光贴膜
    正是由于智能手机严重的反光,这也让厂商看到了商机,在淘宝上一搜防反光贴膜,就有300多件商品。这些防反光贴膜,价格从几元到数百元不等,有磨砂贴膜,有普通的高透贴膜。这些手机贴膜的原理应该就是光线的漫反射,当一束光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这样光线就不会直接射入人眼,屏幕的反光就不会觉得那么严重了。都宣传自己的贴膜防反光效果非常不错,但实际怎样在使用之前谁也说不准。
  我先在手机上贴上了一张价格为20多元的高透防反光贴膜,号称是可以防止反光。但是把手机拿到太阳下之后,就会发现反光的效果并未得到明显的改善,跟无膜状态时非常接近,仍然可以在手机屏幕中看到使用者自己。这表明所谓高透的防反光贴膜,至少是低端产品,效果其实并没有卖家所吹的那么好。
  然后又给手机屏幕贴上了一款磨砂防反光贴膜,价格仍然是20多元。由于磨砂膜的表面并不光滑,带有明显的颗粒感,根据前面提到过的漫反射原理,所以反光的现象得到了极大的缓解。除了完全正对阳光还会有一点轻微的反光之外,只要把手机稍微侧一点,基本上就没有反光的问题。可以说,磨砂防反光膜是本次研究中表现得最好的。但是磨砂防反光膜的不足也很明显,那就是会影响屏幕的显示效果,清晰度、可视角度以及屏幕亮度都会有所下降。在阳光下使用,给人感觉还是有些偏暗,还是要增加屏幕亮度。
  结论:质量参差不齐,效果差异大。现在市面上的贴膜号称可以防反光的不少,但是多少真正有效,这值得怀疑。从我们的研究来看,20多元的高光防反光膜的效果尚且如此,那些几元、十几元的产品效果就更不用说了。而磨砂膜的防反光效果最好,但是也会带来屏幕显示质量下降的问题,得看用户自己能否接受。
  
OptiConrast技术
  当然很多手机厂商也在研发解决反光的技术,最新的就是在2012年底发布的索尼L36h手机上,使用了OptiConrast技术,主要是在屏幕上加了一层特别的涂层来降低屏幕的反光,这个技术曾用于索尼的电视机。我们也拿到了一部索尼L36h对其屏幕的反光效果进行了测试。
  索尼L36h其机身由全玻璃打造,正反两面都可以当做镜子来使用。虽然在屏幕的表面加上了一层特别的涂层来降低屏幕的反光,但是在太阳下实际使用的时候,反光现象依然非常的严重。即便都是开到了最高亮度,与iPhone5、三星I9300等没加特殊防眩光技术的机型相比,反光更为明显,屏幕甚至显得有些灰蒙蒙的。
  结论:令人失望。在宣传该手机时,这项OptiConrast技术是其一大亮点。但是实际表现却不怎么理想。


总结:自动亮度调节最可靠
       经过我们的实际研究,在阳光下对抗屏幕反光的方面,还是手机自带的自动亮度调节最为可靠,只需一点即可使用,效果也最有保证。而那些所谓的防反光贴膜宣传吹得倒是很厉害,实际上质量差别很大,部分低价膜的效果其实并不好。而用上数百元的的高价膜其实性价比也不高,还不如调高屏幕亮度之后再加上一款移动电源来得实在,所以建议读者不要过分地纠结该贴什么样的膜才能防反光。至于厂商的特色技术,由于只是在某些特定机型上才有采用,使用的面太窄了,效果究竟怎样,用户自己一试便可知道。
本文出自2013-03-18出版的《电脑报》第10期 D.智能手机
(网站编辑:AI高手)


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