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OLED行业漫谈之三:OLED其实是个偏科的孩子

编辑:liuchang2017-07-04 10:06 浏览评论 评论0 赞    来源: 互联网

  不管什么类型的显示面板,其功能就是图像显示,所以谈到面板的技术参数,成像是绕不过去的第一问题。古人云磨刀不误砍柴工,要认识OLED,首先要了解我们的眼睛和视觉系统。

  视觉的感受器:眼睛

  正常人能辨100万种颜色,主流显示设备采用RGB三基色混色成像的方案,每种R/G/B都有0—255共256种不同的值,所以一共能提供256×256×256=1670万种颜色,远超人类视觉系统。这个所谓的1670万色也曾经是三星、诺基亚等屏幕厂商们宣传的噱头。

  (一)眼睛的历史

  在哺乳动物大家庭中,人类的眼睛是一个傲娇的存在,因为我们的有奶同胞们虽然奶比我们多,但基本都是色盲。我们人类拥有3种视锥细胞,比大部分哺乳动物都多1种红色视锥细胞。

  但是如果跟下蛋的动物们比色彩识别能力,那我们就是小巫见大巫了。

  对于爬行动物或者鸟类来说,它们的眼睛里拥有4种视锥细胞,比人类多一种,每种视锥细胞都拥有不同的视蛋白,感受不同频率的光线,最终形成彩色视觉。

  但我们可以自我安慰说,他们虽然视觉感受器更精锐,但是没有同样强大的脑处理能力,而我们有优质的大脑,对影像的解析处理会更到位。

  其实我们的祖先也不是这么弱逼。最开始的时候,我们也从更古老的祖先那里继承了优质的色觉基因,但是在恐龙时代,由于地球环境过于舒适,氧气过于充裕,所以哺乳动物优秀的身体结构并没有转化成我们的竞争优势,这就好比在石油危机之前,由于油价极其便宜,所以高能耗的车型大行其道(类似恐龙),节油车型(类似哺乳动物)基本没有市场空间一样一样的。我们的祖先竞争不过结构粗糙原始但霸气外漏的爬行动物,像蝼蚁一样过着穴居生活。白天窝在洞里,晚上才偷摸出来,看来这宅的基因从那时候就有了。

  夜行的生活对视觉自然有了不一样的要求,对色彩要求不高,但是对光线敏感度要求很高,有奶动物就顺势进化出了强大的视杆细胞,视杆细胞不能够感受色彩,只能感光,让我们大晚上也能看清环境,但是分不出颜色,因为晚上的光亮度达不到视锥细胞投入使用的光照亮度。

  由于强大的生存优势,视杆细胞在数量上迅速超越了视锥细胞,并且挤占了视锥细胞的生存空间,哺乳动物因此丢失了两种视蛋白,只剩下蓝色、绿色两种。

  恐龙灭绝后,哺乳动物弃暗投明,怎奈阳光下万物如此绚丽多彩,残存的两个视锥细胞根本分辨不出来这么多颜色,所以对绝大部分哺乳动物来说,上帝给了他明亮的眼睛,它却只能当个色盲,哺乳动物基本都是红绿色盲。

  人类祖先灵长类动物由于采摘野果的需要,部分感受绿色的视锥细胞发生偏移,从而拥有了第三种视锥细胞来感受红色。这一优势严重地有利于快速发现熟透了的红色果实,产生了巨大的生存优势,所以人类才得以拥有红色、绿色、蓝色的三色视觉感受系统。

  但我们的视觉系统进化时间太短,还远不完善。由于红色视蛋白脱胎于绿色视蛋白,跟绿色视蛋白的感光范围相差不大,只差30纳米,所以人类并不能完整的解析整个可见光谱内的颜色,相比于下蛋动物来说,我们仍然算是个色盲。在人类眼睛里绚烂无比的OLED屏幕,在鸟眼里土得掉渣。

  这一缺陷也导致人类色盲发病率很高。

  (二)眼睛的感光范围

  光是电磁波,电磁波的频率范围非常广,人眼能识别的部分只占其中非常小的一部分。人眼能够感知并识别波长在380--740纳米的部分,并在大脑里产生颜色的概念,比如波长在380~440纳米的部分认为是紫色,从而看到了绚丽多彩的物质世界。

  在人眼能够识别的光谱区域,太阳光是由各种波长的光连续组成的,烛光也是由各种波长的光混成,为什么人眼能看到的光的频率处于380nm~740nm之间?众说纷纭,一说这一段是太阳光能量最集中的一段,另外一说因为人类始祖居住在海洋中,而海洋中穿透力最强的是蓝色光,所以生物就从看到蓝色光开始,并将视觉向两边延伸。

  典型的几种光源的光谱图如下:

  虽然人眼能看到可见光谱范围内的光线,但是对不同频率的光线敏感度不同。也就是说如果不同颜色的光线客观能量一样,但是人眼感觉出来的亮度是不同的,红色、蓝色、紫色需要更亮才能让人眼充分看出来,人眼对波长555纳米的黄绿色最敏锐,同时不同亮度下人眼对不同颜色的视敏度有所变化,强光时对高频光更敏感,弱光时对低频光更敏感。

  (三)眼睛的生理基础

  人类眼睛里面有两类感光细胞,一类是视杆细胞,只单纯感光不参与颜色视觉,另外一类是视锥细胞,感受光线频率,从而帮助大脑形成颜色视觉。

  视杆细胞在数量上占压倒性优势。夜晚弱光条件下,光线亮度达不到视锥细胞的工作阈值,这个时候只有视杆细胞能正常工作,帮助人类看到世界的轮廓,但无法分辨颜色;另外由于视杆细胞比较均匀地分布在视网膜上,而不是像视锥细胞那样密集地集中在黄斑上,所以靠视杆细胞是没法形成精细视觉的,只能看清轮廓。这造成了我们在晚上能看清外界的轮廓,但是要去仔细看一下树叶的时候,就发现不管怎么努力都看不清。

  视锥细胞有三种,分别对红色、绿色、蓝色最敏感,对其他颜色敏感度降低。视锥细胞主要分布在视网膜上最敏感的黄斑上,高中生物都学过,黄斑区是形成精细视觉和色觉的区域,只有当眼睛把外界光线影像投射到黄斑区的时候我们才能清楚地看清物体的细节和颜色。

  下图是两种细胞在视网膜上的密度图,能清晰地看到视锥细胞尖锐的集中在视觉最敏锐的黄斑区;而视杆细胞则在视网膜上摊大饼式分布,在黄斑区反而基本没有。

  (四)眼睛的辨色原理

  对于我们的眼睛来说,自然界的物体反射太阳光,反射光线中每个光子携带hv的能量进入眼睛,其中波长在380nm~740nm的可见光部分被视网膜上的视觉细胞所感应,产生神经电脉冲沿视神经传入大脑,大脑视觉中枢分析神经电信号,产生对世界的映像。

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