手機屏幕的變遷史：真全面屏為何猶抱琵琶半遮面？

全面屏是手機業(yè)界對于超高屏占比手機設計的一個(gè)比較寬泛的定義。從字面上解釋就是手機的正面全部都是屏幕，手機的四個(gè)邊框位置都是采用無(wú)邊框設計，追求接近100%的屏占比。

“全面屏”的提法是用小米在2016年發(fā)布第一代MIX時(shí)推出的，但全面屏手機最早的形態(tài)出現則是出自于夏普手機。

全面屏概念的出現

早在2014年夏普就曾發(fā)布過(guò)極窄邊框設計的一款智能手機AQUOS Crystal，將聽(tīng)筒取消而配備了骨傳導方案，實(shí)現了手機正面開(kāi)孔的最少化。不過(guò)，這款手機在當時(shí)沒(méi)有引起較大的反響，但卻為日后全面屏的演進(jìn)奠定了基礎。

2016年10月小米在發(fā)布Note2時(shí)，同步推出了全面屏概念手機小米MIX，將智能手機的上下邊框進(jìn)行了收窄，使屏占比達91.3%。不過(guò)，小米MIX為了追求更窄的上邊框，在設計上做了極具差異化的設計 —— 將前置攝像頭放置到了MIX的右下角。

小米MIX的發(fā)布也并未引起整個(gè)智能手機行業(yè)的集體沖動(dòng)，現如今人們對全面屏概念最直觀(guān)的了解就是屏幕比例從傳統的16:9式的變成為18:9式，19.5:9式或者更長(cháng)。

而第一款說(shuō)是18:9式的手機是LG在2017年2月份發(fā)布的一款手機LG G6，對稱(chēng)式的更大屏幕給了我們更多的驚喜。而隨后在2017年5月份三星發(fā)布S8系列，18:9屏幕加上雙曲面屏，2K分辨率的AMOLED屏幕，仿佛讓我們看到了未來(lái)的手機屏幕。

根據定義來(lái)說(shuō)，全面屏的概念是正面是100%的屏占比，而時(shí)至今日仍未有一款手機屏占比可以達到正面100%，多停留在90%左右。加上一些挖孔，水滴等的設計，屏占比也是進(jìn)一步的下降。

手機屏幕的變遷史

手機屏幕未來(lái)發(fā)展的方向是全面屏，無(wú)論是水滴屏、挖孔屏、甚至是劉海屏都可以稱(chēng)之為異形屏。當前科技力量尚未達到全面屏的生產(chǎn)條件，臨時(shí)性的一種過(guò)渡性的解決方案。

• 滑蓋全面屏

前置攝像頭是最容易影響屏占比參數的存在，為了徹底解放手機的“額頭”，2018年以OPPO Find X、榮耀Magic 2、小米MIX3和聯(lián)想Z5 Pro為代表的產(chǎn)品帶來(lái)了“滑蓋全面屏”的設計，它們在屏幕和機身之間藏有滑軌，握住手機上/下滑屏幕（Find X內置馬達）就能露出隱藏的前置攝像頭模塊。

原本以為滑蓋全面屏會(huì )成為未來(lái)一段時(shí)期的潮流趨勢，沒(méi)想到它們卻遭遇了“誕生即絕唱”的待遇。沒(méi)辦法，滑蓋設計勢必要將手機從中間一分為二，從而導致用來(lái)安置前后攝像頭和電池的空間變小，進(jìn)而影響續航和拍照質(zhì)量。還有被質(zhì)疑機械結構的耐用性，以及升降模塊縫隙積灰等問(wèn)題。

• 升降攝像頭

導致滑蓋全面屏預冷的另一個(gè)因素，則是升降攝像頭方案的不斷成熟。這項最早誕生于2018年初并僅限旗艦手機享用的技術(shù)，逐漸呈現出了普及的態(tài)勢，上有vivo NEX3這種頂級旗艦，下至realme X和榮耀9X這種千元價(jià)位的手機，都通過(guò)可隨時(shí)彈出的前置攝像頭獲得了超過(guò)90%的屏占比。

當然，為了提升辨識度并與競品拉開(kāi)差距，升降攝像頭方案也有很多改進(jìn)的空間。比如集成兩顆攝像頭、改用獨特形狀結構、添加額外的柔光燈、在升降模塊兩側添加LED呼吸燈效等等。

從使用壽命和安全角度來(lái)看，采用這種設計手機的鏡頭模塊都擁有至少20萬(wàn)次的升降次數，并引入了跌落保護功能，當系統監測到手機下墜時(shí)攝像頭會(huì )自動(dòng)降回手機體內。在更先進(jìn)的屏下攝像頭技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)以前，升降攝像頭是現階段實(shí)現“真·全面屏”設計的最經(jīng)濟解決方案之一。

• 挖孔屏

從成本的角度來(lái)看，“異形屏”較之升降攝像頭更具優(yōu)勢，也因此成為普及度最高的全面屏方案。原本占據統治地位的“水滴屏”遭受“挖孔屏”的沖擊，現在幾乎所有品牌都先后推出了采用該方案設計的產(chǎn)品。

2018年底，三星Galaxy A8s和榮耀V20成為了“挖孔屏”方案手機的鼻祖，它們都在屏幕的一角“挖”出了一個(gè)小孔，里面鑲嵌著(zhù)前置攝像頭模塊，從而“解放”了原本屬于劉海、水滴和珍珠屏幕上方頂部的凸起空間。

這種設計的好處是，在熄屏狀態(tài)下實(shí)現了“正面幾乎都是屏幕”的感官特效，在亮屏后這個(gè)小孔的位置也不算特別醒目，在優(yōu)化過(guò)的UI界面的幫助下可以帶來(lái)更完美的沉浸感。

而采用挖孔屏方案的手機之間，比拼的則是挖孔位置、屏幕材質(zhì)，以及挖孔背后的技術(shù)是“通孔”還是“盲孔”技術(shù)。對LCD（IPS）屏幕材質(zhì)而言，“盲孔”方案可以讓攝像頭的孔徑更小。相對而言，OLED（包括AMOLED）+挖孔屏可以實(shí)現更完美的顯示效果，也能將孔徑進(jìn)一步縮小，目前最小的OLED屏幕孔徑只有2.98mm，可以進(jìn)一步還原純凈屏幕。

在未來(lái)一段時(shí)間里，能塞進(jìn)2顆攝像頭的雙挖孔和追求更小孔徑的全面屏方案將會(huì )成為一股不容小覷的力量，只要系統UI優(yōu)化的足夠好，這些孔洞也不會(huì )明顯影響既視感。

• 劉海屏

劉海屏是蘋(píng)果手機主推的技術(shù)方案，華為Mate系列旗艦機型也采用了此種方式。如果從外觀(guān)的角度來(lái)考慮，這種方案遠遠不及水滴屏、挖孔屏。但是沒(méi)有辦法，蘋(píng)果重視面部識別技術(shù)，劉海屏就是為了實(shí)現3D結構光，提供給用戶(hù)更好的使用體驗。

• 瀑布屏

無(wú)論是挖孔屏還是升降攝像頭方案，它們只能最大限度壓縮手機屏幕的“額頭”（上邊框），最先進(jìn)的COP屏幕封裝工藝也只能壓縮屏幕的“下巴”（下邊框），對屏幕兩側的邊框毫無(wú)辦法，哪怕是3D雙曲面屏幕也無(wú)法擺脫左右邊框的束縛。

隨著(zhù)2019年9月vivo NEX3和華為Mate 30 Pro的上市，這個(gè)問(wèn)題終于得以解決。這兩款新品的最大特色，就是采用了全新的3.5D“瀑布屏”設計，屏幕兩側邊緣以接近垂直的狀態(tài)向下彎曲，猶如兩泓飛瀑，恰好可以覆蓋整個(gè)邊框，在主視角下幾乎是0mm的邊框。

為了避免持握時(shí)的誤觸，采用瀑布屏設計的手機都會(huì )在系統層面對屏幕兩側的觸控功能進(jìn)行限制，瀑布屏邊緣向下垂直的部分只能用于顯示而無(wú)法操作，只有正對用戶(hù)部分的正面屏幕才能對觸控操作進(jìn)行響應。

考慮到90°瀑布屏的良品率較低，成本高，屏幕更易碎裂，還存在誤操作的問(wèn)題。所以現在不少新品會(huì )采用適當降低曲率的“飛瀑屏”，比如榮耀30 Pro就是70°曲率。不知道未來(lái)是否還會(huì )有瀑布屏的發(fā)展空間。

• 折疊屏

除了偏概念的瀑布屏以外，折疊屏技術(shù)也終于從夢(mèng)想照進(jìn)了現實(shí)。三星Galaxy Fold、華為Mate X和摩托羅拉Razr折疊屏手機都實(shí)現了商業(yè)化量產(chǎn)。需要注意的是，折疊屏的成本比瀑布屏還要高，所以在未來(lái)一段時(shí)間它面向的用戶(hù)群體也極其有限。

屏下攝像頭是真全面屏的最大希望

要實(shí)現真正的全面屏，就必須解決包括前置攝像頭、聽(tīng)筒、距離傳感器還有指紋識別的位置問(wèn)題。目前聽(tīng)筒的骨傳導方案和屏幕下指紋識別基本成型，在一段時(shí)間的優(yōu)化改良后會(huì )得到普遍應用。而前置攝像頭還沒(méi)有辦法小到被“隱藏”起來(lái)，因此在接下來(lái)推出的全面屏手機都至少會(huì )有前攝這個(gè)大黑點(diǎn)。

雖然通過(guò)升降式攝像頭、雙屏設計等特別方案可以實(shí)現真全面屏效果，但這些方式存在明顯的缺點(diǎn)，終究不是最優(yōu)的解決方案。當前攝模組變得越來(lái)越小后，將其隱藏到屏幕下面似乎具備了一定的可行性，于是屏下攝像被寄予的期望越來(lái)越高。

屏下攝像頭技術(shù)的出現，可以讓“真·全面屏”手機無(wú)需改變現有形態(tài)，相比其它真全面屏方案優(yōu)勢十分明顯，應該也是目前實(shí)現真全面屏的最優(yōu)解。如果不出意外，采用屏下攝像頭方案的手機將成為頂級市場(chǎng)中的又一個(gè)爆點(diǎn)。

屏下攝像頭技術(shù)通過(guò)對前置攝像頭區域的屏幕進(jìn)行特殊處理，既可以透光也能顯示，從而同時(shí)兼顧攝像頭拍攝和屏幕顯示功能。在不使用攝像頭時(shí)，能實(shí)現真全面屏顯示，沒(méi)有異形區域干擾視覺(jué)效果，帶來(lái)真全面屏體驗，這也是屏下攝像頭技術(shù)備受期待的原因之一。

真全面屏為何難產(chǎn)

透明屏幕乍一聽(tīng)是黑科技，但它的原理其實(shí)很好理解，在生活中就能找到相似的案例：在許多地鐵車(chē)門(mén)的玻璃上，我們經(jīng)常會(huì )看到一種布滿(mǎn)細密打孔的廣告貼紙，一面是純黑色，另一面則印有廣告圖案。當我們從車(chē)門(mén)外看時(shí)，可以透過(guò)貼紙（純黑色面）大概觀(guān)察到車(chē)內情況，而從車(chē)廂內看時(shí)，又能清楚地看到廣告圖案。

這種貼紙被稱(chēng)為單透貼，它形象地還原了手機OLED屏幕的工作原理，貼紙上的圖案就相當于OLED屏幕上無(wú)數個(gè)發(fā)光像素點(diǎn)。當貼紙上的打孔越多，圖案面積就越小，也就代表屏幕上的像素密度越低。

屏下攝像區域對應的屏幕就是利用了這種特性，當顯示黑色時(shí)（屏幕不發(fā)光），就相當于從車(chē)外透過(guò)貼紙（純黑色面）看車(chē)內，由于布滿(mǎn)無(wú)數開(kāi)孔，又沒(méi)有其他色彩信息干擾，所以屏幕透明度自然就提高了。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，要實(shí)現屏幕下攝像頭的成像，關(guān)鍵就是要讓傳感器感知接受光，可是因為普通的顯示面板是不透光的，那就要對顯示面板進(jìn)行處理。

目前屏幕PPI（Pixels Per Inch，即每英寸對角線(xiàn)上所擁有的像素數目）大約在400左右，而PPI在這個(gè)水平，相機中光的透過(guò)率是很低的，這樣就嚴重影響了拍照效果。如果把PPI降低，提高透過(guò)率，就會(huì )出現顯示區域的PPI和整個(gè)屏幕的PPI差距很大，從而出現顯示區域有色塊等現象。

在屏下攝像區域的屏幕上，手機廠(chǎng)商降低像素密度的方法大體有三種，一種是減少像素點(diǎn)數量，另一種是縮小像素點(diǎn)面積，還有一種是改變像素排列的方式。不過(guò)，這樣做雖然能使透光率增加，但也降低了屏幕分辨率。而手機屏幕是一個(gè)整體，不能因為小小一點(diǎn)而犧牲整體，所以考慮到其他區域的顯示效果，如今屏下攝像手機的屏幕就變成了一點(diǎn)+一面的組合，更像是兩塊屏幕的拼接。

屏下攝像頭技術(shù)很美好，但也有需要解決的問(wèn)題，其中最需要關(guān)注的就是屏幕顯示效果和成像效果。屏下區域在不拍照時(shí)要保持正常顯示，拍照的時(shí)候這個(gè)區域要做透光，實(shí)際上屏幕分辨率和素質(zhì)越好，透光性能便越會(huì )下降，這是一個(gè)矛盾。

屏下攝像頭區域屏幕經(jīng)過(guò)了特殊處理，顯示效果上有可能會(huì )與主屏幕有區別，出現紗窗效應，讓屏幕顯示沒(méi)有那么完美。值得注意的是，當像素變小之后，副屏要維持和主屏一樣的亮度需更高的能量，這樣會(huì )造成副屏像素老化的速度更快。同時(shí)柔性屏是目前高端旗艦機型的標配，本身存在像素老化問(wèn)題，因此理論上屏下攝像頭上方的副屏部分的老化速度會(huì )更快。

另外，屏下攝像頭區域的透光率決定著(zhù)前置攝像頭拍攝時(shí)的成像質(zhì)量，但因為要兼顧屏幕顯示效果，屏幕透光率會(huì )有所降低，屏下攝像頭接收到的光線(xiàn)變少，還可能會(huì )有雜光干擾等，想要得到一張高質(zhì)量的照片，需要攻克重重難關(guān)。

首款量產(chǎn)的屏下攝像手機是2020年9月發(fā)布的中興Axon 20 5G，在此之前，OPPO首先在2019年6月份發(fā)布了屏下攝像展示機，vivo緊隨其后推出了APEX 2020概念機。但無(wú)論是量產(chǎn)機還是概念機的表現都并不出色，顯示淺色畫(huà)面時(shí)紗簾效應尤為明顯。

中興在2021年7月底發(fā)布了旗下第二代屏下攝像頭手機Axon 30系列，與上一代相比，自拍效果更好，屏幕的顯示效果也顯著(zhù)提高。包括OPPO、小米、三星在內的頭部手機廠(chǎng)商均將量產(chǎn)搭載屏下攝像頭技術(shù)的手機，機型包括小米MIX 4、三星Galaxy Z Fold3等。此外還有消息稱(chēng)，榮耀也會(huì )推出搭載屏下攝像頭的機型。

從某種意義上來(lái)說(shuō)，各品牌都在屏下攝像頭技術(shù)上試水。雖然已經(jīng)有一批廠(chǎng)商開(kāi)始商用，但距離產(chǎn)業(yè)真正爆發(fā)還需要一些時(shí)間。預計接下來(lái)，隨著(zhù)該技術(shù)進(jìn)一步成熟，將有更多廠(chǎng)商涌入屏下攝像頭賽道。

在如今競爭激烈的手機市場(chǎng)，或許100%全面屏的視覺(jué)感知并不是很強，但這是現階段手機形態(tài)和功能進(jìn)化的最佳努力點(diǎn)，同時(shí)也能夠有效盤(pán)活相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。