RGB像素变排列，辨别4K面板真假RGBW玄机！

EXOO

    4K大潮的来临，也让液晶面板面临一大难题，毕竟在制作工艺没有显著提高时，像素的增加必然会导致驱动电路更加复杂。从目前来看，如果保持现有技术不变，同尺寸的4K电视，背光系统必须要增加70%的功率，才能达到1080P电视的亮度。4K电视尤其是普及型4K电视，面临能耗和亮度的巨大压力。

为此三星、LG等面板厂家提出了RGBW这种新的像素排列方式，那么，什么是RGBW像素排列，在这背后又暗藏怎样的玄机呢？





RGBW相比RGB排列，增加了一个白色子像素



市场中的实际工艺


    不过要在像素中增加一个子像素，必然会增加面板结构的复杂性，尤其是在4k领域，原本像素的密度就相当高，再增加1/4的像素，制造成本必然会相应提高，这与增加白色子像素以控制成本的初衷是相矛盾的，那么厂家是如何解决这一矛盾的呢？



三星 Green UHD

4K面板物理分辨率：1920（RGBW)×2160

优点：结构简单，成本低，透光率较高

缺点：物理像素较少，对画质有一定影响



图：三星GREEN UHD面板像素结构图


     尽管三星Green UHD面板技术刚提出不久，但从其原理上看，与三星新Galaxy Note10.1所使用的RGBW显示屏颇为相似。虽然这款面板号称4K面板，但其物理分辨率实际上只有1920（RGBW)×2160。但三星在定义像素时，将RG子像素称之为一个像素，而BW像素为另一个像素，这样，1920（RGBW)×2160的物理分辨率就变成符合4K要求的分辨率为3840×2160。由于每个像素只有两个子像素的面板，其实际子像素只有RGB 4K电视的2/3，而白像素的加入，又提升了透光率，降低了功耗。不过这样的像素结构，即便采用了GMA（色域映像算法）和SPR（子像素渲染）技术，但虚拟的像素与物理像素在表现上总有一定差距，因此实际画质表现较之常规RGB的4K电视，还是会略逊一筹。






LG G+UHD

4K面板物理分辨率：2880(RGBW)×2160

优点：像素效果得到保障，成本没有提高，透光率较高

缺点：像素减少，难以达到物理4K像素效果。


    LG尚未对其RGBW的像素结构进行官方版说明，但从现有资料看，采用的可能是类似索尼LT22i手机上所使用的RGBW像素结构，在4K面板上，拥有完整的2880(RGBW)×2160的四子像素结构。这让其像素数量与RGB排列的4K面板是完全一样的，不会显著增加面板成本，而每一像素拥有完整的子像素结构，这就较好地保证了显示质量，白色子像素的加入，令透光率得到相应提升。这种背光的简化，对于控制成本大有好处。但其物理像素还是有所降低，2880×2160的物理分辨率，与4K显示还有一定差距。



图：LG G+UHD的像素结构可能与索尼LT22i使用的RGBW屏幕类似


结语：原来RGBW不是高大上

    从原理上我们就可以看出，新兴的RGBW是面对低端4K市场的产物，其存在目的就是在控制甚至是降低成本的同时，让入门级4K电视拥有更高的亮度，但付出的代价是其在分辨率与色彩上所存在的缺陷，所以别把RGBW当作高大上的产品。





>>没事的时候，就玩玩像素排列吧

    实际上除了RGBW之外，还有一些厂家改变了显示设备原有的RGB传统的像素排列。那么，这些像素排列特殊的显示设备有什么作用呢？
夏普 RGBY

应用领域：电视机

优势：扩展色域，增强黄色表现能力

缺点：夏普专享，影响力较小，价格较高


图：夏普使用的RGBY像素结构


    在2010年，夏普就推出了四色液晶，也就是在原有RGB基础上，增加黄色子像素，这不仅让液晶的色彩表现能力由10亿色上升到一万亿色，而在色域表现上，也有所拓宽，尤其在黄色的表现能力上，更是有明显的提升。应该说，RGBY四色液晶再一次凸显了夏普在液晶面板上深厚的技术积淀。但加入新像素，会使得液晶面板成本提升，同时，四色面板并没有其它厂家采用，这样，其高价位，影响力小，也成为其软肋，这也暗合夏普卓尔不群的定位吧。

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延伸阅读：

RGBW出现的背景

  说起RGBW，我们先说说传统面板像素的RGB布局。熟悉显示原理的人都知道，传统的液晶显示屏的每一个像素，都由红绿蓝三个子像素组成，当显示白色图像时，三个子像素一起导通，三色混合就得到了白色。不过在4K时代来临时，这样的结构却面临着一大问题。

因为当面板的总像素增加后，单个像素的面积只有原来像素面积的1/4左右。而如今大多数4K面板使用的依旧是传统的无晶硅TFT结构，这样不透明的驱动结构所占面积并不能相应降低，这就会遮挡背光的通过，导致屏幕透光率下降、屏幕变暗。在相同情况下，当屏幕由1080P提升到4K时，其透光率只有原来的60%左右，这就意味着背光功率要增加70％，才能达到相同的亮度。

   背光功率的增加，不仅意味着整机功率上升和能效比降低，对于整机的散热，乃至于面板内部的光学薄膜设计与使用，都有较大的影响。在这种情况下，RGBW像素结构也就应运而生，它在原有的RGB子像素上，增加一个白色子像素，这对于提升面板的透光率大有好处。

    为什么呢？我们知道，背光是要通过滤光片才能从面板上透射出来的，而红绿蓝三色的滤光片都只能透射出相应色彩的光线，而其它色彩的光线将被滤光片遮挡，因此最终能通过彩色滤光片的光能量只有光线能量的25%左右，而白色子像素，可以让各种颜色的光线都顺利通过，这样光线几乎没有损耗。因此增加白色子像素后，将有利于提升背光利用率，从而降低背光的功率，让4K电视获得更高亮度。

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相关阅读：

     看到这里有些人会奇怪，之前都是以1080p这类“数字+p”的形式来表达电视分辨率，为什么到了超高清时代就变成4K、8K了呢？其实这与4K的电影标准有关，可以说是先有4K电影标准才有4K电视标准。4K电影标准将分辨率定为了4096×2160，画面比例为17:9的宽荧幕，为了照顾电视惯用的16:9比例，于是在横向上截掉了一些分辨率就变为了3840×2160，成为电视用4K分辨率标准。说点题外话，2K也有电影标准，分辨率为2048×1080，画面比例也是17:9。随着数字电影格式称霸全球，电影与电视行业共同打造4K生态圈，2160p之类的说法会越来越少见的吧。







但是，并非宣称是“4K电视”就等同于拥有4K分辨率了，就比如前段时间闹得沸沸扬扬的“伪4K事件”，即便电视机标称拥有3840×2160分辨率，其中也存在一点猫腻。那么这个4K究竟是怎么“伪”法呢？猫腻其实在于RGB子像素的排列组合上，说得更专业些的话与“亮度信息”有关。







伪4K面板一般就是所谓的RGBW面板，与标准RGB面板不同的是它多了一个W（白色）子像素。这个白色子像素有什么用呢，你可以脑补一下一张照片锐化后的效果，是不是物体边缘都会有条白线呢？这就是“锐化”让图像看起来更清晰的秘密。因为RGB三个子像素也能合成出白色，于是让人眼误以为图像的细节更丰富了。与其说是清晰度增加，不如说是“亮度信息”增加了。



同样的道理，一些液晶面板生产厂商通过加入白色子像素，让实际分辨率没有达到4K标准的面板“冒充”了下4K面板。国产厂商的伪4K面板大多采用三星方案，不过这里我们以LG方案为例，因为它在像素排列上更接近真实的4K面板，说起来更易懂一些。首先一块真正的4K面板四个像素有4个红色（R）子像素、4个绿色（G）子像素、4个蓝色（B）子像素，共12个子像素。而LG RGBW的伪4K面板在4个像素区域中则有3个红色子像素、3个绿色子像素、3个蓝色子像素与3个白色子像素，总共也是12个子像素。怎么样，头晕了吗？







其实一些聪明人已经明白了，一块真正的4K面板可以拥有3840×2160个RGB像素，但RGBW的伪4K面板只有3/4——也就是说2880×2160个RGB像素，剩下的960×2160×3个子像素区域都被白色子像素吃掉了，但从总数上看又是3840×2160×3个子像素没错。厂商偷换了下概念，将2880×2160个RGB像素+960×2160×3个白色子像素的面板说成是3840×2160像素4K面板，一方面技术难度降低了，另一方面可以解决4K面板开口率不高的问题，用白色子像素来提升亮度。此外还有一些伪4K面板方案，在RGB像素排列上钻空子，当然这就不胜枚举了，这里就不再累赘了。





（夏普4K四色面板拥有排列整齐的RGBY像素）


不过要加以区分的是，夏普拥有一种四色面板技术，即RGBY，除了RGB子像素外还加入一个黄色（Y）子像素。这同样也是利用了增加亮度信息来提升画面清晰度的一种方式，因为人眼对黄色和绿色的对比敏感度较高，于是夏普将绿色与黄色子像素独立分割驱动以增加亮度信息。这样一块4K四色面板在理论上可以达到媲美6K面板的亮度信息，当然夏普的4K四色面板有完整的3840×2160个RGBY像素，已经超过4K分辨率标准了，与那些非完整的4K RGBW面板是不可同日而语的，这点必须澄清。

DWong

新手前来学习4K

xinxindcin

真是难得给力的资源啊。

不打小怪兽

看起来好像不错的样子

TMr015

又是涨姿势了

tj8588

楼主看看我的LG 4K电视屏幕是个什么屏幕， 刚刚用160倍显微镜拍摄的，

空空辣么

小手一抖,资源拿走。不要想念我小伙们

3onlvvr

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