Как менялись экраны смартфонов – и почему этот процесс не останавливается

Можно долго спорить о том, какое именно устройство стоит официально называть первым смартфоном, ныряя вплоть до Newton в начало девяностых, но в этом материале мы не будем добиваться научной точности. И возьмем за точку отсчета первые телефоны с сенсорным экраном без бортиков – то есть рассчитанные на управление пальцем, а не стилусом.

Это вышедшие в один год (2007-й) Apple iPhone и HTC Touch (еще не на Android, а Windows Mobile – не слишком приспособленной для управления пальцами). Оба этих устройства получили ЖК-экраны: HTC Touch – диагональю 2,8 дюйма и разрешением 320 × 240, а iPhone 2G – диагональю 3,5 дюйма и разрешением 480 × 320. Оба экрана поддерживали мультитач – считывали сразу несколько прикосновений, что делало возможным еще и жестовое управление. Оба экрана получили TN-матрицы, наиболее распространенные в то время.

Впрочем, эпоха TN-матриц уже подходила к концу – IPS-матрицы стали набирать распространение уже через пару лет, а особенный толчок им дал iPhone 4, вышедший в 2010 году. Тогда же впервые прозвучало слово Retina, которое означало повышенную плотность пикселей, сопряженную с высоким разрешением дисплея. На тот момент высокой плотностью считались 330 ppi (4 дюйма, 640 × 960 точек). Сами по себе IPS-экраны на смартфонах позволяли рассчитывать на более свободные углы обзора и улучшенную цветопередачу. Сегодня встретить смартфон с ЖК-экраном не на IPS-матрице уже, по сути, невозможно. Я, по крайней мере, не встречал их уже, пожалуй, года четыре. Распространенные в мире мониторов и телевизоров матрицы *VA-типа не масштабировались на маленькие смартфонные экраны.

Но ЖК-экраны, как мы можем увидеть сейчас, уже тогда были, по сути, тупиковой ветвью – количество смартфонов с дисплеями на жидких кристаллах постоянно сокращается. И им на смену приходят матрицы с органическими светодиодами – OLED. Причем самое интересное, что это давний и очень медленный процесс, который ускорился относительно недавно. Первый смартфон с OLED-экраном появился примерно тогда же, когда и первый смартфон с IPS-матрицей. Технически им стала Nokia N85, увидевшая свет еще в 2008 году. Но она не предполагала сенсорного управления – это телефон с широким спектром возможностей, который тогда называли в том числе и смартфоном, но де-юре он им не был.

Samsung Galaxy i7500

Им можно считать вечного конкурента «айфонов», Samsung Galaxy, с самого первого поколения в пику Apple предложившего экран на органических светодиодах. Тогда – матрицу диагональю 3,2 дюйма с разрешением 320 × 480 точек. Этот экран, в отличие от любого ЖК, не нуждался в дополнительной подсветке, тем самым обеспечивая абсолютный уровень черного, условно-бесконечную контрастность, предлагая более свободные углы обзора и более высокую энергоэффективность. Тогда почему же мы наблюдаем процесс «умирания» ЖК-экранов на смартфонах только сейчас, несмотря на очевидное превосходство OLED-панелей?

Увеличенное изображение экранной матрицы AMOLED смартфона Google Nexus One, использующего RGBG-технологию PenTile (источник изображения - Wikipedia)

Все дело в сразу нескольких больных местах ранних AMOLED-экранов, за что их критиковали многие годы – даже тогда, когда часть из них уже давно оказалась в прошлом. Во-первых, экраны Samsung имели особую схему расположения субпикселей PenTile – не вдаваясь в подробности относительно технологии, скажем, что ранние PenTile-экраны действительно проигрывали в видимой резкости обычным RGB-матрицам, в том числе и жидкрокристаллическим, при равном разрешении. Впрочем, с ростом разрешения и совершенствованием технологии проблема постепенно стала превращаться скорее в миф. Вторая причина – широтно-импульсная модуляция, ШИМ. И этот момент, связанный с заметным мерцанием OLED-экранов, особенно при невысоком уровне яркости, тянется до сих пор.

И тут пора совершить монтажную склейку и перескочить в сегодняшнее время. Проблема ШИМ зачастую игнорируется производителями – к мерцанию чувствительны далеко не все пользователи, тем более проявляет оно себя на современных экранах при минимальной яркости. Но проблема существует – и, кажется, в 2023-м с ней начинают бороться всерьез. Ранее мы видели различные «костыли», вроде специальных режимов, понижающих четкость картинки, параллельно снижая мерцание. Но HONOR X9a предлагает экран с частотой мерцания в 1920 герц, что снижает вероятность заметить мерцание к минимуму – даже для самых чувствительных к ШИМ пользователей. Отметим, что это на сегодняшний день редкость. К примеру, на Samsung Galaxy S22 частота ШИМ составляет лишь 480 Гц, что, тем не менее, считается неплохим показателем. Многие производители этот момент пока что игнорируют.

Снова монтажная склейка – и поговорим о разрешении смартфонных дисплеев смартфонов. На самом деле мы имели дело с плавным ростом, но он в какой-то момент попросту остановился вместе с ростом диагонали. По сути, необходимости делать 4К-дисплей диагональю менее семи дюймов попросту нет – плотность пикселей выше 500 ppi кажется абсолютно исчерпывающей. Более того, большинство смартфонов даже высокого уровня сегодня предлагают Full HD-дисплеи с плотностью пикселей около 400 ppi – и этого вполне достаточно, картинка выглядит гладкой; более высокие разрешения несут, пожалуй, в первую очередь маркетинговый смысл. Должны же флагманы чем-то выделяться. Единственное что изменился подход к формату мобильных дисплеев, вытянувшихся относительно «классических» форматов вроде 3:2 и 16:9. То есть мы говорим о разрешении не 1920 × 1080, а, условно, 2400 × 1080, как на HONOR X9a.

Безудержный рост диагонали дисплеев вынудил производителей искать приемы, которые позволят сократить габариты устройств без ущерба для размеров экрана. В первую очередь речь шла о постоянном сокращении рамок, но также в какой-то момент мы стали видеть дисплеи с изогнутыми краями – OLED-экраны можно делать любой формы, жесткая подложка им ни к чему. До недавнего времени такие экраны-«водопады» со скошенными гранями, в которых площадь полезной поверхности достигает более чем 90%, были также особенностями исключительно флагманов – но сегодня мы наблюдаем перемещение подобного решения и в сегменты попроще. Опять же, HONOR X9a находится здесь в авангарде, это один из самых недорогих на сегодняшний день смартфонов с изогнутым OLED-дисплеем, сочетающим крупную диагональ с тонким и изящным корпусом. Отметим, что смартфоны с подобными экранами менее надежно держатся в руке или на неровных поверхностях — проблема решается либо использованием чехла, либо применением особо прочного закаленного стекла (как в случае с HONOR X9a).

Сенсорная поверхность дисплеев также постоянно менялась – экраны стали поддерживать более сложные жесты, обрабатывая вплоть до 10 одновременных касаний, частота опроса сенсорных панелей также росла, от чего повышалась отзывчивость. Но наиболее серьезный прорыв в плане взаимодействия с экраном произошел, пожалуй, несколько лет назад с распространением экранов с повышенной частотой обновления. Первым официально стал японский эндемик Sharp Aquos Zeta SH-01H с экраном частотой 120 Гц. Он не получил последователей в течение двух лет – и роль «пропагандиста» технологии вновь пришлось брать на себя Apple. Планшет iPad Pro образца 2017 года со 120-герцовым дисплеем показал массам, что «быстрый» экран – это и улучшенные возможности в плане рисования, и особенно плавный скроллинг. Вскоре эстафету подхватили игровые смартфоны, которым повышенная частота позволяла обеспечивать преимущество в играх: Razer Phone и ASUS ROG Phone. Сегодня экраны со стандартной частотой 60 Гц – редкость и прибежище бюджетных моделей. Экран HONOR X9a поддерживает частоту в 120 Гц, но, к сожалению, не во всех играх. Взаимодействовать с интерфейсом смартфона при этом очень приятно. Частота опроса сенсорного экрана на экране HONOR X9a при этом составляет 300 Гц – все-таки в играх он проявляет себя достойно. Также на смартфоне применяется технология, позволяющая максимально четко определять каждое прикосновение к экрану, с точностью до пикселя.

Еще один момент, который появился только с распространением OLED-экранов – режим отображения информации на заблокированном смартфоне (так называемый Always-On Display), позволяющий без ущерба для автономности непрерывно держать на экране часы и отображать значки уведомлений. Также уже прочно вошел в обиход режим цветопередачи практически без цветов синего спектра, который рекомендуется включать перед сном, чтобы глаза успели отдохнуть. Современные смартфоны без подобной опции уже практически не выходят.

На сегодняшний день кажется, что «классические» экраны уже близки к пику своего развития – какие-то фишки появляются постоянно, но радикально меняющие восприятие – в лучшем случае раз в 5-7 лет. Разрешение не растет, рамки сузились до исчезающе малых значений. Тем не менее какие-то моменты постоянно корректируются – побеждается ШИМ, растет яркость (OLED-экраны современных смартфонов уверенно себя проявляют при любых условиях освещения), растет частота обновления. Понятное дело, что радикально новые вещи происходят в новых же форм-факторах, вроде складных смартфонов (что тоже стало доступно благодаря OLED-экранам), но меняющие восприятие мелочи будут добавляться постоянно – и точно так же переходить во все более доступные ценовые сегменты.