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Displaymate: iPhone-7-Display teils besser als 4K-Monitore

04.10.2016 | 11:46 Uhr |

Quasi nur am Rande hat Apple bei der Vorstellung des iPhone 7 erwähnt, dass es ein besseres Display bekommen hat. Um wie viel besser es im Vergleich zum iPhone-6-Display wirklich ist, hat Dr. Soneira von DisplayMate nachgemessen. Der Fortschritt ist enorm!

Das neue Display hätte es eigentlich verdient, das Nummer-Eins-Feature des iPhone 7 zu werden, so gewaltig ist der technologische Sprung, den es im Vergleich zum iPhone 6 gemacht hat. Und das betrifft nicht nur einen Teilbereich wie zum Beispiel den Farbumfang sondern so gut wie alle wichtigen Parameter. Doch der Reihe nach.

Zwei Farbraum-Standards

In der Keynote am 7. September hat Phil Schiller nur in einem kurzen Satz erwähnt, dass das iPhone-7-Display nun den Farbraum DCI-P3 abbildet, der aus dem Kino- und 4K-TV-Bereich bekannt ist. Er ist etwa 26 Prozent größer als der herkömmliche sRGB-Farbraum. Insofern ist das nichts Besonderes, denn das iPad Pro ist ebenfalls in der Lage, diesen Farbraum abzubilden, da war es naheliegend, dieses Feature auf das neue iPhone zu übertragen. Tatsächlich – und das ist neu – ist das iPhone 7 in der Lage zwischen zwei Farbräumen umzuschalten, nämlich sRGB und DCI-P3. Deswegen musste Apple ein komplettes Farbmanagement-System in iOS 10 integrieren, das die Umrechnung der Farbräume übernimmt. Dazu wird jedes einzelne iPhone-7-Display während der Herstellung individuell vermessen und kalibriert.

Farbraummessungen: Sowohl beim sRGB- als auch beim DCI-P3-Farbraum liegen die Messergebnisse des iPhone 7 fast exakt auf den theoretischen Vorgaben.
Vergrößern Farbraummessungen: Sowohl beim sRGB- als auch beim DCI-P3-Farbraum liegen die Messergebnisse des iPhone 7 fast exakt auf den theoretischen Vorgaben.
© DisplayMate

Laut den Messungen von DisplayMate erreicht das iPhone-7-Display 102 Prozent des DCI-P3- und 104 Prozent des sRGB-Farbraums. Die Umschaltung und Umrechnung der Farbräume erfolgt dabei automatisch, der Benutzer bekommt davon nichts mit – übersättigte Farben werden also nicht dargestellt.

Helligkeit und Kontrast

Die maximale Helligkeit, die DisplayMate beim iPhone-7-Display gemessen hat, beträgt 602 cd/qm. Das ist der höchste Wert, denn die Spezialisten jemals bei einem Smartphone ermittelt haben. Aber dennoch etwas weniger, als Apple selbst angibt (625 cd/qm). Der Grund: Das Display kann noch wesentlich heller sein, wenn man die automatische Helligkeitsregelung einschaltet und die Umgebungshelligkeit (zum Beispiel durch direkte Sonneneinstrahlung) sehr hoch ist. Hier erreicht das Display sogar unglaubliche 702 cd/qm.

Wichtig ist auch das maximal Kontrastverhältnis (Verhältnis zwischen dem hellsten und dunkelsten Wert), das überwiegend vom Schwarzlevel bestimmt wird, also wie tief (möglichst lichtlos) das dargestellte Schwarz ist. LCD-Monitore weisen hier technisch bedingt eine Schwäche im Vergleich zur OLED-Technologie auf, denn um Schwarz darzustellen, müssen LCD-Displays die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung – die ja immer eingeschaltet ist – möglichst gut abdunkeln. OLED-Zellen hingegen leuchten selber, sind sie abgeschaltet, ergeben sie quasi natürlich ein perfektes Schwarz.

Die 41 Referenzfarben erreicht das iPhone 7 mit einer maximalen Abweichung von nur 1,1 JNCD (sRGB-Farbraum).
Vergrößern Die 41 Referenzfarben erreicht das iPhone 7 mit einer maximalen Abweichung von nur 1,1 JNCD (sRGB-Farbraum).
© DisplayMate

DisplayMate misst beim iPhone 7 einen maximalen Kontrastwert von 1762:1, was ein sehr guter Wert für ein mobiles Display ist, sogar einer der besten Werte, den die Kollegen je für ein IPS-LCD-Display gemessen haben. Dieser Wert wurde jedoch im Dunkelraum gemessen, also ohne Umgebungslicht. In der Realität wird man hier deutlich weniger Kontrast erreichen, das hängt nämlich auch von den Reflexionseigenschaften der Displayoberfläche ab.

Reflexionen

Alle Bildschirme reflektieren Teile des auf sie fallenden Umgebungslichts, vor allem dann, wenn sich die Lichtquelle direkt hinter dem Benutzer befindet. Dadurch leidet zum einen die Farbdarstellung (ausgewaschene und flaue Farben), zum anderen der Kontrast, denn der Schwarzwert wird hier überwiegend durch die Lichtreflexionen bestimmt. Je weniger Licht also die Displayoberfläche reflektiert, desto besser wird der Schwarzwert und damit auch das Kontrastverhältnis insgesamt. Reduziert man die Reflexionen um 50 Prozent, verdoppelt sich gleichzeitig das Kontrastverhältnis unter normalen Umständen, also mit Umgebungslicht.

Auch die Gammakurve des iPhone-7-Displays (Gamma 2,21) liegt fast exakt auf dem theoretischen Ideal (Gamma 2,2).
Vergrößern Auch die Gammakurve des iPhone-7-Displays (Gamma 2,21) liegt fast exakt auf dem theoretischen Ideal (Gamma 2,2).
© DisplayMate

Die Kollegen von DisplayMate messen die Reflexionen des iPhone-7-Displays mit 4,4 Prozent. Der beste Wert, denn sie bislang bei einem Smartphone ermittelt haben, allerdings immer noch wesentlich mehr als beim i Pad Pro 9,7-Zoll , das hier den Rekord mit 1,7 Prozent hält. Das iPad ist mit einer sehr fortschrittlichen Anti-Reflexions-Beschichtung ausgestattet, die man so leider nicht auf ein Smartphone aufbringen kann, weil die kleinen Telefone im Vergleich zu Tablets wesentlich kratzfester sein müssen. Immerhin trägt man sie oft genug in der Hosentasche herum. Hier würde die Beschichtung stark abnutzen.

Bei der Kontrastmessung unter starkem Umgebungslicht ermittelt DisplayMate einen Wert zwischen 137:1 und 160:1. Das zählt zu den besten Ergebnissen aller Smartphones.

Rekorde bei der absoluten Farb- und Luminanzgenauigkeit

Die absolute Farbgenauigkeit gibt an, wie exakt ein Display einen bestimmten Farbwert im Vergleich zum Original wiedergibt. Um hier wirklich gute Werte zu erreichen, muss einfach alles am Display stimmen. Der Farbumfang muss möglichst genau dem des Ausgangsmaterials entsprechen, die Gammakurve muss ebenso passen und auch die Farbtemperatur des Weißpunktes. All das wird in den Farbraum-Standards festgelegt, und da das iPhone 7 gleich zwei dieser Standards unterstützt, muss ein internes Farbmanagement die Umrechnung zwischen den Farbräumen erledigen, damit es nicht zu Farbverschiebungen kommt.

Das Farbspektrum des iPhone 7 zeigt im Vergleich zum iPhone 6 wesentlich höhere Ausschläge bei den drei Grundfarben (Rot, Grün und Blau). Hieran erkennt man den deutlich größeren Farbumfang.
Vergrößern Das Farbspektrum des iPhone 7 zeigt im Vergleich zum iPhone 6 wesentlich höhere Ausschläge bei den drei Grundfarben (Rot, Grün und Blau). Hieran erkennt man den deutlich größeren Farbumfang.
© DisplayMate

Die absolute Farbgenauigkeit des iPhone 7 ist laut den Kollegen von DisplayMate „beeindruckend“. Für den sRGB-Standard liegt er bei 1,1 JNCD (Just Noticeable Color Difference) und für den DCI-P3-Farbraum sogar bei 1,0 JNCD. Damit dürfte die Genauigkeit, mit der das iPhone 7 Farben darstellt quasi perfekt sein. Das menschliche Auge jedenfalls ist nicht mehr in der Lage, Unterschiede festzustellen.

Ähnliches gilt für die Genauigkeit der Helligkeit (Luminanz), die DisplayMate separat ermittelt. Hier messen sie Werte von +/- 2 Prozent über die gesamten 41 Referenzfarben. Und das sowohl beim sRGB, als auch beim DCI-P3-Farbraum. Auch dieser Wert ist ein Rekord und wurde von den Kollegen so noch nicht festgestellt.

Blickwinkel

Der Blickwinkel, also die Veränderung von Farbdarstellung und Kontrast bei spitzem Einblickwinkel ist technisch bedingt ein Schwachpunkt von LC-Displays. Zwar liefern IPS-Displays (wie im iPhone 7) wesentlich bessere Ergebnisse als TN-Monitore aber im Vergleich zur OLED-Technologie liegen beide deutlich dahinter. DisplayMate misst ein Dunkelraum-Kontrastverhältnis von etwa 1000:1 bei einem Einblickwinkel von etwa 30 Grad, welcher typisch für die Benutzung von Smartphones ist. Der Wert gilt sowohl im Hoch- als auch im Querformat, was nicht selbstverständlich ist und gehört ebenfalls zu den besten Ergebnissen, die die Experten von DisplayMate jemals gemessen haben.

Strom sparend

Trotz aller guten Messwerte, letztendlich soll ein Smartphone-Display möglichst wenig Strom verbrauchen. Besonders die Hintergrundbeleuchtung ist für den Stromverbrauch maßgeblich, aber auch die Filterschichten und Polarisationsfolien, die letztlich für die Lichtausbeute zuständig sind. Obwohl das Display des iPhone 7 einen wesentlich größeren Farbumfang darstellt, braucht es im Vergleich zum iPhone 6 etwa sieben Prozent weniger Strom, ein durchaus signifikanter Fortschritt.

Rekorde in den Messungen

Insgesamt bricht das iPhone-7-Display acht verschiedene Rekorde oder stellt sie ein.

1. Beste absolute Farbgenauigkeit (1,1 JNCD)

2. Beste absolute Luminanzgenauigkeit (+/- 2 Prozent)

3. Sehr akkurate Kontrast- und Intensitäts-Verläufe (Gamma 2,21)

4. Höchste bislang gemessene Smartphone-Helligkeit (602 bis 705 cd/qm)

5. Bestes bislang gemessenes Dunkelraum-Kontrastverhältnis für IPS-LCD-Displays (1762:1)

6. Niedrigster Wert für Umgebungslicht-Reflexionen bei Smartphones (4,4 Prozent)

7. Bestes bislang gemessenes Umgebungslicht-Kontrastverhältnis für alle Smartphones (137:1 bis 160:1)

8. Niedrigster Color-Shift bei spitzen Blickwinkeln (2,1 JNCD oder besser)

Fazit

Zusammenfassend stellt das Display des iPhone 7 für DisplayMate einen Top-Performer dar: Während die meisten mobilen Displays nur einen Farbraum unterstützen, bildet das iPhone 7 zwei verschiedene Standards ab, und beide mit quasi perfekten Ergebnissen, sogar besser als bei den meisten hochwertigen 4K-TV-Monitoren. Nur drei Hersteller unterstützen bislang den DCI-P3-Farbraum bei Smartphones oder Tablets, das ist ein echter technologischer Vorsprung für Apple. Die Helligkeit liegt mit bis zu 705 cd/qm auf Rekordniveau, bei Smartphones bislang unerreicht. Die Farb- und Luminanzgenauigkeit ist beeindruckend und das beste, was DisplayMate bislang bei einem Smartphone gemessen hat. 

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