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2017-09-16

全面屏倒逼手机硬件产业,无论是苹果还是小米都不得不低头

要实现 100% 全面屏,还有这些问题要解决。

前几天的苹果手机发布会似乎是悬念最少的一次,新机的外壳与参数配置被网络上各路爆料大神们挖了出来。正如之前网上爆料的那样,苹果最新的手机 iPhone X 采用 OLED 异形全面屏,屏幕大小 5.8 英寸,分辨率 2436 * 1125,像素密度 458 PPI,前后双玻璃机身,搭配航空铝材质边框,整体尺寸 143.6 * 70.9 * 7.7 毫米,重量 174 克,总体看起来相当惊艳。不过,iPhone X 上让人吐槽最多的一点还是屏幕顶端的凹槽「刘海」。

这个被苹果官方称为「原深感摄像头」的凹槽隐藏了大量 iPhone X 最新的硬件科技,包括:一个用于读取点阵团,捕捉红外图像的红外镜头;一个发射不可见红外光,在低亮度或者黑暗环境识别用户面部的泛光感应元件;可以将 30000 多个光点投影在用户的脸部并绘制出脸部图谱的点阵投影仪。同时,「刘海」内部还包括环境光传感器、扬声器、麦克风以及一个 700 万像素摄像头等智能手机常用的硬件模组。

  「原深感摄像头」 里的硬件模组 

为了给用户良好的体验,苹果不惜在屏幕上「挖坑」,而有了「原深感摄像头」之后,iPhone X 就可以更加自然地用脸部识别技术实现解锁、娱乐、支付验证等功能。

三种主流的全面屏方案

在苹果发布会的前一天,小米发布了最新的全面屏手机 MIX2。除了介绍 MIX2 上的全面屏技术以及吐槽友商对小米全面屏的质疑外,小米 CEO 雷军还总结了目前智能手机三个主流的全面屏方案:缩短上额头、取消上额头以及在屏幕上挖孔。

缩短手机上额头的方式更像是在传统的屏幕上缩短四周的边框,实现更加极端的屏占比,但手机的基本设计和布局与传统智能手机没有太多差别,三星的 Galaxy S8 就采用缩短上额头的设计。虽然没有完全取消掉上额头,不过,依托自家高端的屏幕技术,三星 Galaxy S8 采用了「曲面屏 + 全面屏」的设计,5.8 英寸加上 18.5 :9 的屏幕比例,整机看起来修长且精致。

雷军总结的三种全面屏主流方案

小米 MIX2 采用的是取消手机上额头的方法。雷军在发布会上表示,在设计之初,小米就曾考虑过采用屏幕挖孔方案,但该方案会让屏幕信息显示不全面,所以最终决定采用现在的方案。

为了取消上 MIX2 的上额头,小米重新设计了手机上的微型前置相机模块、有源天线调谐方案、超声波距离感应器,并采用全新的导管式微型听筒取代了前作的悬臂梁压电陶瓷技术,保证了用户通话的私密性,同时,MIX2 使用新的 COF 显示芯片柔性封装技术,将手机上方空白区域再次缩短。

最后是被吐槽最多的屏幕挖孔方案,虽然 iPhoneX 的「刘海」屏幕能逼死一众强迫症患者,但基本上实现了正面机身的全覆盖,这也就意味着,iPhoneX 不再拥有实体的 Home 按键。由于 iPhoneX 的这块 OLED 屏幕是首次使用异形切割 OLED 屏,制作工艺相对于小米 MIX2 的 LCD 屏更加复杂,所以 iPhoneX 售价高达 8388 人民币也就不难理解了。

 Essential Phone

另外,「安卓之父」安迪鲁宾的 Essential Phone 同样通过在屏幕上挖孔的方式实现全面屏,不过可惜的是 Essential Phone 一再跳票,以至于有人称其为 PPT 产品。

全面屏的前世今生

大屏幕能够给用户更好的观感体验,所以,从手机发展的起点开始,工程师们就在追求更大的显示屏的道路上不断推进。

早期,屏幕现实技术没有多少突破,手机上只能使用单色液晶屏,比如我们所熟知的诺基亚手机,此时手机厂商能做的只是把单色液晶屏做得更大一些,足够用户玩一些类似俄罗斯方块、贪食蛇之类的简单游戏。

之后,日本电信运营商 NTT DoCoMo 推出 D502 i 和 F502 i,手机行业终于进入彩屏时代,此时的屏幕更亮了,显示的内容也更加丰富。手机正面逐渐为屏幕让步,滑盖手机、翻盖手机,甚至屏幕可旋转奇葩手机开始在市面上流行起来。

触屏手机兴于 iPhone 和 Android,更大的屏幕和操作空间能够让用户获取更多的信息,同时也能够提供更丰富的娱乐方式,此时实体键盘和按键逐渐被屏幕侵蚀。

iPhone 历代屏幕变化

在智能手机时代,手机厂商不断向手机边框发起挑战,「高屏占比」和「窄边框」成为手机厂商追逐的目标,比如,对「窄边框」念念不忘的魅族就多次挑战边框极限。而三星则选择了另一种方式 —— 曲面屏,Note 6 Edge、S8、Note 8 都是曲面屏的典范。

逼近左右边框的极限后,手机厂商开始从手机额头和下巴抢占空间,夏普 AQUOS Crystal 手机第一次挑战了全面屏。 AQUOS Crystal  屏幕大小为 5 英寸,前置摄像头和扬声器放置在手机的底部,尽管这款手机没有引起太大的反响,但是在当时还算超前的三面窄边框的设计仍然相当惊艳。而在 AQUOS Crystal 之后,小米 MIX 手机出现,智能手机行业正式进入了全面屏时代。

夏普  AQUOS Crystal  

纵观市面上的全面屏手机,采用的屏幕方案主要分两种:非异形全面屏和异形全面屏。

非异形全面屏指不改变屏幕外观的情况下,通过拉伸让手机获得更高的屏占比,这种方案实现起来相对比较简单成熟,良品率较高,小米 MIX、三星 S8、LG G6 均采用这样的设计。而异形全面屏则需要对屏幕进行特殊的加工和切割,为手机正面的各种传感器和摄像头预留空间,比如 iPhoneX 的「刘海」。这种方案生产工艺相对比较复杂,成本更高,良品率也更低。

不过,夏普全球手机 CEO 罗忠生在微博上表示:「从设计角度来看,异形屏设计至少可以做到三边窄边框(COG)设计,甚至四边窄边框设计(COF),产品将会非常漂亮,用户体验会更好,更接近于全面屏设计的理想,才是全面屏设计的终点,才是用户所需要的。而类似三星 S8 这样的非异形屏 18:9 设计主要属于中低端产品,到年底估计很快就会被打到 1000 元甚至更低上」

全面屏给智能手机挖的坑

自小米、苹果、三星之后,OPPO、VIVO、金立等手机厂商也开始发力全面屏手机,据 CINNO Research 预测,2017 年全面屏在智能机的渗透率为 6%,2018 年会升至 50%,2021 年预计上升至 93%。由此可见,全面屏已经成为智能手机不可避免的发展趋势。

但在现有的技术条件和生产工艺下,手机正面 100% 全屏覆盖还无法实现,市面上的全面屏手机仍是各硬件方案平衡协调后的结果,手机厂商和面板厂商仍有很多技术问题需要解决。

天线

手机内部含有很多金属,同时手机会产生一定的电磁干扰,再加上手机天线是全向天线,所以在设计时需要预留一块足够干净的手机净空区间。由于全面屏的设计,会使得屏幕模组向整机上下两端延伸,而留给净空区的面积会大幅减少。

指纹识别

当手机正面全部被屏幕占领后,带有指纹识别功能的 Home 键不得不取消,此次 iPhoneX 的发布非常尴尬的一点是,没有支持屏下指纹识别,三星 S8 和小米 MIX2 都将指纹识别留在了背面。目前,屏下指纹识别方案主要包括超声波、光学、电容、热敏四种,但该项技术离大规模应用还有些距离。

四种屏下指纹识别方式

不过,据最新消息显示,微软近期已经实现了屏下指纹识别技术,该技术通过发光元件发射光信号,透过屏幕保护层,然后利用光点元件捕捉反射光,创建指纹图像。

前置摄像头

不论是哪款全面屏手机,都不得不为前置摄像头让步。有像小米 MIX 这样将摄像头放在手机下方的,也有像 iPhoneX 和 Essential Phone 这样在屏幕正上方开槽的。要尽可能实现四边无边框,iPhoneX 的「刘海」或者夏普 AQUOS S2 的「美人尖」或许更接近。据说,已经有研究机构开始研发更窄的光学镜头,以进一步实现全面屏。

软件 UI 和适配

雷军在发布小米 MIX2 就谈到,说服 Google 开放 Android 机的 18:9 的比例是件多么不容易的事。大部分全面屏手机采用 18:9 的屏幕比例,2:1 的比例也更适合界面的划分,可同时运行两款 App,但大量的 App 都是标准的 16:9 比例,开发者们不得不重新调整以适应 18:9 的屏幕比例。

生产制造

智能手机屏幕绝大数为 16:9 的屏幕,若要切换到 18:9 的全面屏,对面板厂商是个很大的挑战。18:9 的屏幕浪费的玻璃要比 16:9 的更多,而且玻璃原厂要重新排生产线及优化生产工艺,这将导致全面屏成本在短期内高居不下。

小米 MIX 系列手机屏幕比例变化

从供应的方面来看,目前只有三星、JDI 、夏普等厂商能够量产全面屏,国内的京东方、翰彩、华星广电已经开始规划全面屏生产线,但距量产还很。另外,能量产的异形 LTPS 屏只有夏普,OLED 也只有三星一家,苹果 OLED 屏唯一的供应商就是老对头三星,三星对苹果有很强的议价能力,这也是为什么苹果如此急切地寻找新 OLED 厂商的原因。

现在的全面屏手机大多是妥协后的产物

自从乔布斯发布 iPhone 起,手机厂商便开始追求大屏给手机行业带来的巨大红利。从理论上将,只有 100% 被屏幕所覆盖的手机才能叫全面屏手机,但实际上,市面上没有哪家手机厂商能够达到这个标准。而目前市面上的全面屏手机,更像是各方面平衡妥协后的产物。

手机刚刚迎来全面屏的时代,天线、摄像模块、传感器、指纹识别、生产工艺、App 的适配等方面都有待调整和适配。不过,话说回来,全面屏的「过度」创新也在倒逼着各方硬件技术和生产工艺向前推进,并且在某些技术领域已经取得了可喜的成绩,这也让用户们有理由相信,更加成熟的全面屏方案很快就会到来。

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