基于TRIZ理論的手機(jī)屏幕發(fā)展分析
一、引言
不知不覺,手機(jī)已經(jīng)從奢侈品發(fā)展成為十分普及的一種電子產(chǎn)品。隨著屏幕顯示技術(shù)的迅猛發(fā)展以及娛樂時(shí)代的到來,人們對手機(jī)屏幕功能的要求逐漸提高,已經(jīng)從通信向娛樂、交通、醫(yī)療保健等多方面轉(zhuǎn)化。手機(jī)屏幕經(jīng)歷了翻天覆地的變革,形成了如今造型各異、功能齊全、色彩豐富、材質(zhì)先進(jìn)的手機(jī)屏幕,并和手機(jī)整體的設(shè)計(jì)融為一體,但同時(shí)也面臨著面積大小不當(dāng)、圖像缺陷等諸多問題。所以,研究手機(jī)屏幕的發(fā)展進(jìn)程,總結(jié)手機(jī)屏幕的發(fā)展規(guī)律,預(yù)測未來手機(jī)的發(fā)展趨勢,對手機(jī)屏幕的改良或創(chuàng)新設(shè)計(jì)顯得尤為重要。
二、手機(jī)屏幕發(fā)展歷程
1.從無到有的單色時(shí)代
1973年4月3日摩托羅拉的總設(shè)計(jì)師馬丁·庫伯,帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)研制出了“便攜式”移動(dòng)電話,完成了世界通信史上的巨大突破。而此時(shí)的手機(jī)主要功能是電話通信,技術(shù)的局限使得屏幕還沒有登上歷史的舞臺(tái)。也正是因?yàn)槠聊坏娜笔?,手機(jī)用戶常常發(fā)生錯(cuò)誤的操作。
隨著電子娛樂的興起和發(fā)展,單色屏幕手機(jī)越來越多地呈現(xiàn)在市場上。1983年6月13日,摩托羅拉推出了世界上第一臺(tái)單色顯示屏的大哥大,名為DynaTAC8000X,其屏幕約占手機(jī)正面1/10的面積。擁有黑白色的小屏幕的Moto8900是80年代末進(jìn)入中國市場的第一代手機(jī)。1998年第一款內(nèi)置游戲的手機(jī)諾基亞變色龍6110上市,它的綠色屏幕和軟橡膠的數(shù)字鍵代表了一個(gè)時(shí)代。1999年,諾基亞率先推出了第一款WAP的手機(jī)諾基亞7110,手機(jī)正面1/3面積的超大屏幕讓人眼前一亮。三星在2000年推出了第一款具有雙屏顯示的手機(jī)。
此時(shí)的手機(jī)屏幕取得了令人無法忽視的進(jìn)步,完成了從無到有的巨變,并且其功能也開始向通信、娛樂多元化發(fā)展。但是,從其歷史發(fā)展進(jìn)程來看,那個(gè)時(shí)代的手機(jī)屏幕造型、色彩以及與手機(jī)機(jī)體的融合方式都很單一,分辨率、材質(zhì)、顯示技術(shù)仍處于起步的低級階段,總之,受限于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展程度,手機(jī)屏幕的光芒仍被掩蓋。
2.發(fā)展迅猛的彩屏?xí)r代
到了新世紀(jì),手機(jī)娛樂成了時(shí)代的主題。2001年愛立信推出第一款256色的彩屏手機(jī)T68。2002年,智能手機(jī)的操作系統(tǒng)大戰(zhàn)拉開序幕,諾基亞7650以其彩屏、滑蓋、攝像頭成為重量級選手。而2004年,日系直接把高端液晶顯示器的效果帶到了手機(jī)上,26萬色、QVGA規(guī)格、IPS屏幕,這些技術(shù)和規(guī)格甚至沿用至今。諾基亞N系列手機(jī)在2005年上市,諾基亞N90,比QVGA分辨率更高的屏幕,再加上塞班系統(tǒng)的優(yōu)勢,成為那時(shí)當(dāng)之無愧的機(jī)王。
手機(jī)娛樂的快速發(fā)展,日系液晶技術(shù)的迅猛發(fā)展,使各手機(jī)廠商注意到了屏幕的重要性,因此彩色的STN、CSTN以及TFT的屏幕就此出現(xiàn),并得到了前所未有的高速跳躍式發(fā)展:屏幕的面積越來越大、厚度越來越薄,色彩逐漸豐富、畫面更加流暢,材質(zhì)和顯示技術(shù)的更新周期越來越短,而分辨率更是直線上升式提高。至此,手機(jī)屏幕在彩屏?xí)r代顯露出了它不可阻擋的霸氣。
3.智能高端的炫屏?xí)r代
時(shí)間到達(dá)2007年,各手機(jī)品牌既獨(dú)顯特色,又兼容并收,直到蘋果帶來3.5寸真彩電容觸摸屏的改革,引領(lǐng)手機(jī)屏幕的發(fā)展進(jìn)入智能高端的炫屏?xí)r代。2008年,諾基亞5800是諾基亞首款采用全觸屏的塞班智能手機(jī),3.2英寸1600萬色電阻觸屏,分辨率為640×360像素,寬屏顯示效果非常不錯(cuò)。2008年,三星及時(shí)推出了I900,3.2寸大屏幕,240×400分辨率,屏幕材質(zhì) TFT。2009年至今,iPhone以每年一臺(tái)的速度不緊不慢地發(fā)布著新一代的產(chǎn)品。但是,在智能手機(jī)市場,蘋果并不是“獨(dú)孤求敗”。三星已經(jīng)推出Galaxy系列、HTC的one系列、LG的“擎天”系列、索愛的Xperia系列,而諾基亞聯(lián)盟微軟推出了Windows Phone平臺(tái),這些都是當(dāng)下日益激烈的手機(jī)大戰(zhàn)中的佼佼者。
在這個(gè)拼科學(xué),拼創(chuàng)新的時(shí)代,手機(jī)屏幕的又一次改革同樣融入了巨量的人類智慧,使手機(jī)屏幕的發(fā)展達(dá)到了前所未有的巔峰時(shí)刻。觸摸屏以絕對的操作速度橫掃手機(jī)屏幕市場,幾乎等同于機(jī)身面積的大屏幕手機(jī)深得人心,絢麗多彩的顯示技術(shù)和高不可攀的分辨率為手機(jī)的發(fā)展再添新意。
三、手機(jī)屏幕發(fā)展分析
在手機(jī)屏幕的發(fā)展過程中,面對通信技術(shù)如何改革和顯示技術(shù)如何創(chuàng)新等諸多沖突難題,手機(jī)屏幕設(shè)計(jì)師及工程師利用了很多TRIZ理論的發(fā)明創(chuàng)造原理,最終完成了手機(jī)屏幕的改良設(shè)計(jì),其中有幾個(gè)方面的運(yùn)用是令人側(cè)目的。
手機(jī)屏幕在材質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的變化體現(xiàn)了復(fù)合材料原理、機(jī)械系統(tǒng)替代原理、殼體薄膜化原理。手機(jī)屏幕主要經(jīng)歷了STN、TFT、IPS三個(gè)時(shí)期的變化。STN屏能耗小,但是對比度低,可視度低;TFT屏層次感強(qiáng),顏色鮮艷,缺點(diǎn)是成本較高;IPS屏,可視度高,清晰流暢。其中觸摸屏通過對復(fù)合材料的合理應(yīng)用與搭配,使手機(jī)屏幕的材質(zhì)實(shí)現(xiàn)了高性能化。而觸摸屏也代替了按鍵,減少了使用者的機(jī)械做功,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,同時(shí)手機(jī)屏幕變得越來越薄,成功實(shí)現(xiàn)了薄膜化。
在分辨率方面,手機(jī)屏幕實(shí)現(xiàn)了一次次飛躍,從QVGA屏幕—240X320像素發(fā)展到了QHD屏幕—960X540像素,WXGA屏幕—1920X1080像素,體現(xiàn)了TRIZ理論的未達(dá)到或超過原理。蘋果手機(jī)300ppi的高分辨率曾被認(rèn)為是最奢華的像素點(diǎn)分布,但是最新公布的oppo find5已經(jīng)達(dá)到了高清441ppi的分辨率??梢灶A(yù)見,手機(jī)屏幕分辨率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到最頂級的階段,1080P的分辨率絕對不是個(gè)盡頭,還會(huì)有更加高清的屏幕漸漸點(diǎn)亮人們的生活。
在色階方面,手機(jī)屏幕顏色的多維化和連續(xù)化,充分利用了TRIZ理論的維數(shù)變化和顏色變化原理。手機(jī)屏幕由最低單色開始逐漸變化,經(jīng)歷了8位色、12位色、16位色、18位色、24位色的變化,色彩越來越豐富連續(xù),同時(shí)也使得顯示效果更加立體化。對照片質(zhì)量要求較高的手機(jī)用戶,1600萬色以上當(dāng)然是較好選擇。
在大小、形態(tài)方面,手機(jī)屏幕面積越來越大,屏幕部分已經(jīng)廣泛的升級到了4英寸以上,甚至有部分產(chǎn)品的屏幕尺寸超過了5英寸,體現(xiàn)了TRIZ理論中的合并原理。智能手機(jī)功能越來越強(qiáng),用戶對屏幕大小的需求也相應(yīng)增加,手機(jī)的設(shè)計(jì),可靠性第一,其次就是屏幕大小。因此可見,手機(jī)屏幕的大小也是影響手機(jī)銷售的一個(gè)重要因素。手機(jī)屏幕的形態(tài)是伴隨著手機(jī)形態(tài)和顯示技術(shù)的變化而變化的。各款手機(jī)的屏幕通過合并、分割、重組、曲面化、動(dòng)態(tài)化等TRIZ原理的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了手機(jī)屏幕的多樣變化,總體來說,手機(jī)屏幕正在向矩形大屏幕變化的。
綜合來看,目前的手機(jī)屏幕的表現(xiàn)雖然參差不齊,但是并沒有十分明顯的差距,手機(jī)的屏幕部分已經(jīng)得到了高度的發(fā)展,無論是面板的選取、分辨率尺寸的搭配還是實(shí)際顯示性能的表現(xiàn)都已經(jīng)十分出色,與手機(jī)其他部分的發(fā)展速度比較匹配。
四、手機(jī)屏幕發(fā)展趨勢
面對深不可測的未來高科技,手機(jī)屏幕也必定會(huì)經(jīng)歷一次又一次的洗禮,無論是外形還是內(nèi)部結(jié)構(gòu),都將發(fā)生更驚人的變化。根據(jù)上述分析可預(yù)測:
在屏幕材質(zhì)方面,更多的手機(jī)會(huì)采用OLED顯示屏幕,它的色彩表現(xiàn)出色、對比度高、節(jié)能,并且由于OLED屏幕可以實(shí)現(xiàn)自發(fā)光,無需額外的背光源,屏幕厚度又十分薄,更加適合選用作小尺寸電子產(chǎn)品的屏幕。尤其是OLED面板還擁有很好的可彎曲性,因此對于未來的更多造型的手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)也能夠起到至關(guān)重要的作用。
在觸摸技術(shù)放面,In-Cell觸摸屏幕一定會(huì)發(fā)光發(fā)熱,In-Cell觸摸屏幕最大的優(yōu)勢就是輕薄。In-Cell觸摸屏幕將面板層與觸摸層合二為一,能夠顯著地減少產(chǎn)品的機(jī)身厚度。因此,未來的電子產(chǎn)品中諸如手機(jī)、平板電腦、觸摸式超極本等等產(chǎn)品都會(huì)更加青睞于這種觸摸屏幕設(shè)計(jì)。
在分辨率方面,手機(jī)屏幕的高分辨率化發(fā)展是趨勢,也在普及之中。對于手機(jī)產(chǎn)品來說,目前的屏幕尺寸規(guī)格為了保證出色的畫面PPI數(shù)值,也就是畫面的細(xì)膩程度,1280×720的分辨率設(shè)計(jì)是非常有必要的??梢钥隙?,未來產(chǎn)品的屏幕分辨率會(huì)步步高升。
在顯示技術(shù)方面,裸眼3D技術(shù)已經(jīng)有了高度的發(fā)展,尤其是在平板電視、液晶顯示器和投影行業(yè)中。目前夏普所推出的裸眼3D手機(jī)得到了消費(fèi)者非常高的討論度,因此我們相信未來會(huì)有更多的相關(guān)手機(jī)產(chǎn)品采用裸眼3D的顯示技術(shù),為用戶帶來更加震撼逼真的視覺體驗(yàn)。
在屏幕尺寸方面,我們看到了手機(jī)屏幕的尺寸擴(kuò)大化發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一了個(gè)極限,是愈演愈烈,還是物極必反,返璞歸真,這是一個(gè)值得思考的問題……
五、結(jié)論
手機(jī)未來幾年的發(fā)展,將圍繞手機(jī)智能化展開。而且3G智能手機(jī)發(fā)展已進(jìn)入成熟收獲期。所以各手機(jī)品牌必須準(zhǔn)備為4G布局,搶占標(biāo)準(zhǔn)的制高點(diǎn)。與之對應(yīng)的手機(jī)屏幕則會(huì)適應(yīng)手機(jī)的高智能要求,使其分辨率更高,材質(zhì)更先進(jìn),尺寸更加符合人機(jī)要求,色彩豐富、畫面高清流暢,顯示技術(shù)達(dá)到3D、4D效果。
?。?)根據(jù)TRIZ理論的柔性殼體或薄膜原理、復(fù)合材料原理,可預(yù)測手機(jī)屏幕必定向可彎曲性強(qiáng)、輕薄的復(fù)合材質(zhì)變化,可能出現(xiàn)折疊式屏幕,可伸縮屏幕等;
?。?)根據(jù)TRIZ理論的參數(shù)變化、維數(shù)變化、狀態(tài)變化原理,可預(yù)測手機(jī)屏幕的色彩會(huì)更加連續(xù),立體化更深刻,分辨率達(dá)到極清晰的程度,可能會(huì)實(shí)現(xiàn)手機(jī)屏幕的液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)三態(tài)的變化、在觸摸時(shí)感受到圖像的立體起伏;
(3)根據(jù)TRIZ理論的替代機(jī)械系統(tǒng)原理,觸摸的方式也許會(huì)被更加方便的操作取代,例如感應(yīng)操作、遙感控制、語音控制等。
總之,高性能、易操作、智能環(huán)保、美觀實(shí)用是手機(jī)屏幕未來發(fā)展的方向。
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[5] 中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局http://www.sipo.gov.cn/
[6] 中關(guān)村在線.http://lcd.zol.com.cn/327/3273923.html
責(zé)任編輯/王蒙
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