Que sont les sous-pixels et pourquoi importent-ils?

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Résumé

• Chaque pixel d'un écran numérique a des sous-pixels qui ont un impact sur la qualité de l'image, la netteté, le coût et la précision des couleurs.

• Les arrangements de sous-pixels comme le pentile et le RGBW affectent la façon dont les couleurs sont affichées, la résolution et les angles de visualisation.

• Comprendre les structures de sous-pixels peut vous aider à choisir un écran qui minimise la distorsion des couleurs et maximise la clarté de l'image.

Chaque écran à panneau plat moderne se compose de « pixels » ou de « éléments d'image » qui composent l'image dans son ensemble. Les pixels sont déjà minuscules, mais chacun est une machine complexe à part entière, avec de nombreuses pièces indépendantes.

Il existe différentes façons de mettre en place un affichage au niveau des sous-pixels, et ces minuscules différences peuvent avoir des effets significatifs sur l'apparence et la performance de votre écran. Couvrons donc les bases des sous-pixels et comment ils pourraient influencer votre prochain achat de gadget.

Que sont les sous-pixels?

Un pixel est le plus petit composant d'une image numérique. Chaque pixel a une valeur de couleur, et donc lorsque vous définissez la couleur de chacun juste, vous obtenez une reproduction de l'image d'origine.

Les pixels physiques dans un écran à panneau plat ont des sous-composants appelés sous-pixels. En règle générale, mais pas toujours, il y a trois sous-pixels. Un pour le rouge, un pour le vert et un pour le bleu. Le prédécesseur des écrans de panneau plat, CRT, a utilisé trois faisceaux d'électrons à la place, correspondant à chaque couleur.

En ajustant l'intensité de chaque sous-pixel, vous pouvez recréer à peu près n'importe quelle couleur. C'est pourquoi vous pouvez goûter une couleur à partir d'une image numérique et obtenir sa valeur RVB. Ce sont littéralement les valeurs numériques pour chaque sous-pixel.

Comment les sous-pixels affectent la qualité de l'affichage

Il existe différentes façons de construire et d'organiser des sous-pixels et cette structure de sous-pixels affecte à quel point un affichage est pointu ou précis, ainsi que le coût des coûts.

Résolution et netteté

Un excellent exemple de la quantité de structure des sous-pixels compte est le pentile Arrangement de sous-pixels. Bien que vous vous attendiez généralement à ce que chaque pixel ait son propre ensemble de trois sous-pixels dans une disposition RVB standard, les affichages pentiles partagent en fait des sous-pixels entre les pixels. Par exemple, vous pouvez avoir deux sous-pixels verts et deux rouges pour chaque sous-pixel bleu. Le principal avantage de cela est que vous pouvez emballer plus de pixels dans un petit espace, c'est pourquoi la plupart des écrans de téléphone mobile utilisent cet arrangement.

Les affichages pentiles fonctionnent en raison de la façon dont nos yeux perçoivent différemment nos yeux rouges, bleus et verts. En bref, nous avons beaucoup moins de cellules côtières pour la lumière bleue que le rouge ou le vert, et donc réduire le nombre de sous-pixels bleus ne dégrade pas vraiment l'image, ni notre perception de la brillance et du vibrant. Les écrans pentiles ont des problèmes avec la «fuite» de couleur ou la distorsion d'image qui doit être compensée, mais qui est moins apparent sur un écran de 6 pouces. Les pixels de l'image sont « sous-échantillonnés » sur des pixels « logiques » dans l'écran qui sont soit centrés sur un sous-pixel vert ou rouge, et ces pixels logiques voisins partagent des sous-pixels bleus.

Précision des couleurs

Certaines structures de sous-pixels ajoutent un quatrième sous-pixel. Il s'agit généralement d'une sous-pixel blanc (RGBW) ou jaune (RGBY). Ces sous-pixels peuvent aider à améliorer la luminosité de l'écran, ou la largeur de la gamme de couleurs.

Cependant, ce n'est pas seulement le nombre et le type de sous-pixels qui comptent, mais aussi comment ils sont organisés. Certaines dispositions peuvent provoquer des franges de couleurs ou affecter les angles de visualisation.

Affichage des angles et de l'uniformité

La façon dont les sous-pixels sont alignées impactent l'apparence d'un écran sous différents angles. Des technologies comme IPS (commutation dans le plan) utilisent un arrangement de sous-pixels spécifique qui permet de meilleurs angles de visualisation par rapport aux panneaux TN (nématique torsadé), ce qui peut se déplacer de couleur lorsqu'il est vu du côté.

Un bon exemple est la disposition « double pixel » de Samsung dans ses téléviseurs QLED, qui divise un pixel en deux domaines et les entraîne légèrement différemment pour améliorer les angles de visualisation de l'écran. Quelque chose qui est assez important dans un téléviseur par rapport à un moniteur.

Rendu et clarté du texte

La clarté du texte est également influencée par les techniques de rendu des sous-pixels comme ClearType (Windows) et l'anti-aliasing des sous-pixels (dans MacOS avant Mojave). Ces méthodes profitent de la perception de la couleur de l'œil humain pour lisser les bords de texte, ce qui le rend plus lisible sur les écrans LCD. C'est pourquoi ClearType ne fonctionne correctement que sur un LCD et non sur un CRT, car il compense la géométrie spécifique des pixels de cette technologie d'affichage. Avec des écrans modernes qui ont des densités de pixels extrêmement élevées (par exemple, les affichages de la rétine d'Apple), cela n'est plus nécessaire car les pixels sont si minuscules.

Sous-pixels et technologies d'affichage

Différentes technologies d'affichage utilisent la géométrie des sous-pixels de manière unique d'optimiser pour la force de cette technologie:

• LCD (affichage en cristal liquide): Utilise un rétroéclairage et une couche de cristal liquide pour contrôler les sous-pixels RVB. Des variations comme IPS, TN et VA affectent la précision des couleurs et les angles de vision.
• OLED (diode émettrice de lumière organique): Chaque sous-pixel émet sa propre lumière, permettant des vrais noirs et un contraste infini. Les écrans OLED utilisent souvent des sous-pixels WRGB pour améliorer la luminosité.
• Microled: Fonctions comme OLED mais avec une efficacité et une longévité encore plus importantes, en utilisant des sous-pixels RVB auto-évalués qui sont chacun une LED indépendante. Il n'y a donc pas de rétro-éclairage.
• E Ink (encre électronique): Trouvées dans les lecteurs électroniques, certains écrans en encre E utilisent une forme de manipulation de sous-pixels en niveaux de gris pour créer du texte et des images plus nets.

Pourquoi les sous-pixels vous importent

Tout cela est donc intéressant pour les nerds d'affichage, mais qu'est-ce que cela compte pour la personne moyenne? Le long et court est que si vous cherchez à acheter un nouveau moniteur, télévision ou appareil avec un écran, il vaut la peine de rechercher la géométrie de la sous-pixel de cet appareil. Cela peut vous aider à comprendre si vous allez faire face à des lacunes ou des avantages spécifiques dans cet appareil.

Par exemple, certaines personnes n'aiment tout simplement pas à quoi ressemblaient certains des écrans téléphoniques pentiles de Samsung, et c'était une raison suffisante pour les éviter et opter pour autre chose. Il vous aide également à comprendre pourquoi les technologies OLED ou microlées peuvent surpasser les affichages LCD rétro-éclairés, ou pourquoi les QLEDS gèrent une si bonne dynamisme des couleurs.

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Si vous voulez creuser dans toutes les différentes dispositions de sous-pixels. Je suggère de vérifier le zoo des sous-pixels de Geometrian, qui a de nombreuses excellentes photos microscopiques de dispositions de pixels ainsi que les avantages et les inconvénients de chacun.