PenTile matrix es una familia de esquemas de matriz de subpíxeles patentados que se utilizan en pantallas de dispositivos electrónicos . PenTile es una marca comercial de Samsung . Las matrices PenTile se utilizan en pantallas AMOLED y LCD .
Estos diseños de subpíxeles están diseñados específicamente para funcionar con algoritmos patentados para la reproducción de subpíxeles integrados en el controlador de pantalla, lo que permite la compatibilidad plug and play con paneles de rayas RGB (rojo-verde-azul) convencionales .
Historia
"PenTile Matrix" (un neologismo de penta- , que significa "cinco" en griego y mosaico ) describe el diseño geométrico de la disposición prototípica de subpíxeles desarrollada a principios de la década de 1990. [1] El diseño consta de un quincunx que comprende dos subpíxeles rojos , dos subpíxeles verdes y un subpíxel azul central en cada celda unitaria. Se inspiró en la biomimetización de la retina humana, que tiene un número casi igual de conos de tipo L y M , pero significativamente menos conos S. Como los conos S son los principales responsables de percibir los colores azules, que no afectan de forma apreciable a la percepción de luminancia , reducir el número de subpíxeles azules con respecto a los subpíxeles rojos y verdes en una pantalla no reduce la calidad de la imagen. [2] Este diseño está diseñado específicamente para funcionar y depender de la representación de subpíxeles que utiliza solo un subpíxel y cuarto por píxel, en promedio, para representar una imagen. Es decir, que cualquier píxel de entrada dado se asigna a un píxel lógico centrado en rojo o a un píxel lógico centrado en verde.
PenTile fue inventado por Candice H. Brown Elliott, por lo que fue galardonada con el Premio Otto Schade de la Society for Information Display en 2014. [3] La tecnología fue licenciada por la empresa Clairvoyante desde 2000 hasta 2008, tiempo durante el cual varios prototipos de PenTile Las pantallas fueron desarrolladas por varios fabricantes asiáticos de pantallas de cristal líquido (LCD). En marzo de 2008, Samsung Electronics adquirió los activos de propiedad intelectual PenTile de Clairvoyante. Luego, Samsung financió una nueva compañía, Nouvoyance, Inc. para continuar con el desarrollo de la tecnología PenTile. [4]
PenTile RGBG
El diseño PenTile RGBG utilizado en pantallas AMOLED y plasma [5] utiliza píxeles verdes intercalados con píxeles rojos y azules alternos. El ojo humano es más sensible al verde, especialmente para información de luminancia de alta resolución. Los subpíxeles verdes se asignan a los píxeles de entrada uno a uno. Los subpíxeles rojo y azul están submuestreados, reconstruyendo la señal de croma a una resolución más baja. La señal de luminancia se procesa usando filtros de reproducción de subpíxeles adaptables para optimizar la reconstrucción de altas frecuencias espaciales a partir de la imagen de entrada, en donde los subpíxeles verdes proporcionan la mayor parte de la reconstrucción. Los subpíxeles rojo y azul son capaces de reconstruir las frecuencias espaciales horizontales y verticales, pero no la más alta de la diagonal. La información de alta frecuencia espacial diagonal en los canales rojo y azul de la imagen de entrada se transfiere a los subpíxeles verdes para la reconstrucción de la imagen. Por lo tanto, el esquema RG-BG crea una pantalla en color con un tercio menos de subpíxeles que un esquema RGB-RGB tradicional pero con la misma resolución de pantalla de luminancia medida . [6] [7] Esto es similar al filtro Bayer que se usa comúnmente en las cámaras digitales .
Dispositivos
- Apple iPhone X [8]
- Apple iPhone XS / XS Max [9]
- Apple iPhone 11 Pro / 11 Pro Max
- Apple iPhone 12/12 Mini
- Apple iPhone 12 Pro / 12 Pro Max
- BlackBerry Q10 [10]
- Dell Venue Pro
- Galaxy Nexus [11]
- HTC One S
- HTC Desire (solo variantes AMOLED)
- HTC Vive
- Huawei Ascend P1
- Huawei Mate 20 Pro
- Huawei P30
- Huawei P30 Pro
- Microsoft Lumia 650
- Motorola RAZR i [12]
- Motorola Droid 3
- Moto X (segunda generación) [13]
- Nexus One [14]
- Nexus S (solo variantes de Super AMOLED)
- Nexus 6
- Nexus 6P
- Nokia N9
- Nokia Lumia 730 / Nokia Lumia 735
- Nokia Lumia 800
- Nokia Lumia 925
- Nokia Lumia 928
- Nokia Lumia 1020
- Oculus Rift
- Oculus Quest
- OnePlus 3
- OnePlus 3T
- OnePlus 5
- OnePlus 5T
- OnePlus 6
- OnePlus 6T
- Explosión de Pantech
- Pixel
- Pixel XL
- Pixel 2
- Pixel 2 XL
- Pixel 3
- Pixel 3 XL
- Samsung Galaxy S
- Samsung Galaxy S Plus
- Samsung Galaxy S III
- Samsung Galaxy S III Mini [15]
- Samsung Galaxy S4
- Samsung Galaxy S5
- Samsung Galaxy S6
- Samsung Galaxy S6 activo
- Samsung Galaxy S6 Edge
- Samsung Galaxy S6 Edge +
- Samsung Galaxy S7
- Samsung Galaxy S7 borde
- Samsung Galaxy S8
- Samsung Galaxy S8 +
- Samsung Galaxy S8 activo
- Samsung Galaxy S9
- Samsung Galaxy S9 +
- Samsung Galaxy Note
- Samsung Galaxy Nota 3
- Samsung Galaxy Nota 4
- Samsung Galaxy Nota 5
- Samsung Galaxy Nota 7
- Samsung Galaxy Nota 8
- Samsung Galaxy Nota 9
- Samsung Galaxy Tab S 8.4
- Samsung Wave S8500
- Samsung Ativ S
- Samsung NX10 [16]
- Sony Xperia XZ3
- Xiaomi Mi A3
PenTile RGBW
La tecnología PenTile RGBW, utilizada en LCD, agrega un subpíxel adicional a los subpíxeles tradicionales rojo, verde y azul que es un área clara sin material de filtrado de color y con el único propósito de dejar pasar la luz de fondo , [17] por lo tanto, W para el blanco . Esto hace posible producir una imagen más brillante en comparación con una matriz RGB mientras se usa la misma cantidad de energía, o producir una imagen igualmente brillante mientras se usa menos energía. [18]
El diseño PenTile RGBW utiliza cada subpíxel rojo, verde, azul y blanco para presentar información de luminancia de alta resolución a las células cónicas de detección de rojo y de detección de verde de los ojos humanos , mientras utiliza el efecto combinado de todos los subpíxeles de color para presentar una imagen más baja. resolución de la información de croma (color) a los tres tipos de células cónicas. Combinado, esto optimiza la combinación de la tecnología de visualización con los mecanismos biológicos de la visión humana. [19] El diseño utiliza un tercio menos de subpíxeles para la misma resolución que el diseño de franjas RGB (RGB-RGB), a pesar de tener cuatro colores primarios en lugar de los tres convencionales, utilizando la reproducción de subpíxeles combinada con la reproducción de metamer . El renderizado de metamer optimiza la distribución de energía entre el subpíxel blanco y los subpíxeles combinados rojo, verde y azul: W <> RGB, para mejorar la nitidez de la imagen.
El chip del controlador de pantalla tiene un conversor de espacio vectorial de color RGB a RGBW y un algoritmo de mapeo de gama , seguido de algoritmos de reproducción de metamer y subpíxeles . Para mantener la calidad del color saturado , para evitar el error de contraste simultáneo entre los colores saturados y el brillo blanco máximo, al tiempo que se reducen los requisitos de potencia de la retroiluminación, el brillo de la retroiluminación de la pantalla está bajo el control del motor del controlador PenTile. [20] Cuando la imagen es mayoritariamente de colores desaturados, aquellos cercanos al blanco o gris , el brillo de la luz de fondo se reduce significativamente, a menudo a menos del 50% del pico, mientras que los niveles de la pantalla LCD aumentan para compensar. Cuando la imagen tiene colores saturados muy brillantes, el brillo de la luz de fondo se mantiene en niveles más altos. El PenTile RGBW también tiene un modo de alto brillo opcional que duplica el brillo de las áreas de imagen en color desaturadas, como el texto en blanco y negro, para mejorar la capacidad de visualización en exteriores.
Dispositivos
- Motorola MC65 [21]
- Motorola ES55 [22]
- Motorola ES400 [23]
- Motorola Atrix 4G [24]
- Samsung Galaxy Note 10.1 versión 2014
- Lenovo Yoga 2 Pro
- Lenovo Yoga 3 Pro
- Sleekbook HP ENVY TouchSmart 14-k022tx
- MSI GS60 Ghost Pro 4K
- Lenovo IdeaPad Y50 4K
- Asus ZenBook UX303LN 4K
- Asus ZenBook Pro UX501JW
- LG UH7500 / 6500/6100
- LG ThinQ G7 / G7 +
Controversia
Una controversia en curso con respecto a la definición o medición de la resolución de las pantallas planas con subpíxeles en color llevó a muchas personas [25] [26] [27] a cuestionar las afirmaciones de resolución de los productos de pantalla PenTile. [28] Los periodistas han señalado que en " casi todos los televisores de pantalla plana que existen, cada píxel está compuesto por un subpíxel rojo, uno verde y uno azul (RGB), todos de tamaño uniforme ". [5] En las pantallas tradicionales de panel plano, la resolución se define por el número de subpíxeles rojos, verdes y azules, en grupos de tres, en una matriz en cada eje. Como resultado, cada píxel o grupo de subpíxeles puede representar cualquier color en la pantalla, independientemente de los píxeles vecinos. Este no es el caso de las pantallas PenTile.
El método de la Video Electronics Standards Association ( VESA ) para medir y definir la resolución en las pantallas en color es medir el contraste de los pares de líneas, lo que requiere un contraste mínimo de Michelson del 50% para las pantallas destinadas a la reproducción de texto. [29] Los desarrolladores de pantallas PenTile utilizan este criterio VESA para el contraste de pares de líneas para calcular las resoluciones especificadas. [30] En el diseño RGBG, los subpíxeles alternativos rojo y azul se "comparten" o se submuestran con los píxeles vecinos. Debido a la densidad de subpíxeles un tercio más baja en las pantallas PenTile [31], la estructura de píxeles puede ser más visible en comparación con las pantallas de rayas RGB con la misma densidad de píxeles. [32] [33] La pérdida de subpíxeles para una especificación de resolución dada ha llevado a algunos periodistas a describir el uso de PenTile como "práctica sospechosa" [34] y "una especie de trampa". [35]
Para una especificación de tamaño y resolución dada, la pantalla PenTile puede aparecer granulada, pixelada, moteada, con texto borroso en algunos colores y fondos saturados en comparación con el color de la franja RGB. [36] Se entiende que este efecto se debe a la restricción del número de subpíxeles que pueden participar en la reconstrucción de la imagen cuando los colores están muy saturados a los primarios. En el caso de RGBW, esto se debe a que el subpíxel W no estará disponible para mantener el color saturado. En el caso de RGBG, este efecto se producirá cuando el límite de color sea principalmente rojo o azul, ya que el subpíxel completamente poblado (un verde por píxel) no puede contribuir. Para todos los demás casos, el texto y especialmente las imágenes a todo color se reconstruyen de forma eficaz. [20]
Ventajas y desventajas
El diseño PenTile reduce la cantidad de subpíxeles necesarios para crear una resolución específica. En consecuencia, es posible lograr una resolución HD en una pantalla PenTile AMOLED a un costo menor que otras tecnologías, y la mayoría de los revisores señalan que las pantallas de resolución de "300 ppi" (según VESA, no píxeles completos) (como Samsung Galaxy S III ) hacen el efecto PenTile es menos obvio que las pantallas PenTile de menor resolución ( Droid Razr ). La segunda ventaja es el menor consumo de energía: el uso de una pantalla PenTile por parte del HTC One S lo hace más eficiente energéticamente y más delgado que las pantallas LCD equivalentes, lo que le da una mejor duración de la batería que la pantalla LCD IPS del HTC One X. [37] [38] [39] [40] Una pantalla PenTile AMOLED también es más barata que una AMOLED con bandas RGB. [41]
La mayoría de las pantallas PenTile utilizan cuadrículas rectangulares de píxeles verdes y azules / rojos alternados. Sin embargo, el Samsung Galaxy S4 usa una matriz PenTile Diamond Pixel, donde los píxeles verdes son ovalados y se repiten en una sola línea, mientras que los píxeles rojos y azules son más grandes y alternan entre las líneas verdes, lo que garantiza colores más uniformes con menos aberraciones en comparación con el Pantalla PenTile de generación anterior en el Galaxy S III. [42]
Recepción
Las pantallas PenTile para teléfonos inteligentes han recibido una recepción mixta. Por ejemplo, la pantalla del Motorola Atrix 4G tenía "colores inexactos y ángulos de visión deficientes, sin mencionar el texto prácticamente ilegible en su zoom más lejano". También en una comparación entre el Droid Razr original y el RAZR V más económico , el TN TFT LCD del RAZR V (un LCD de gama baja, en comparación con el LCD de panel IPS de gama alta ) resultó ser mucho más nítido que el Super AMOLED del Droid Razr. PenTile avanzado a pesar de que ambas pantallas usan la misma 'resolución'. [43] [44]
Ver también
- Quattron : reproducción RGB a través de RGBY
- Filtro RGBE : RGB con un subpíxel esmeralda adicional
- Filtro Bayer : filtros RGGB utilizados en sensores de imagen
Referencias
- ^ Tim Oren. "Pentile Matrix: 50% de ahorro de energía de panel plano ahora, más por venir" . Consultado el 2 de agosto de 2011 .
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