هل يؤدي استخدام اللون الرمادي الداكن في تصميم Dark Mode إلى توفير قدر كبير من البطارية مثل "AMOLED الأسود" النقي في شاشات OLED؟ قد تفاجئك النتائج.
لقد اجتذب تصميم الوضع الداكن الكثير من الاهتمام مؤخرًا، وسارعت كل من Google وApple إلى ذلك تصاميم ذات طابع داكن في تطبيقاتهم بأسرع ما يمكن استعدادا لهم إصدارات نظام التشغيل الرئيسية القادمةوكلاهما يتميزان بالوضع الداكن كميزة رئيسية. في عالم الكمبيوتر، كان الناس يطرحون السؤال القديم: هل يجب أن تستخدم تصميمات سمات الوضع المظلم "AMOLED الأسود" النقي أو الرمادي الداكن؟
بينما أنا لست هنا للرد على أي لهجة تبدو الأفضل - هذا أمر شخصي، وهو في الأساس سياسي في هذه المرحلة - أود أن أجيب على سؤال آخر مصحوب بشكل شائع سؤال، وهو ما إذا كان استخدام اللون الرمادي الداكن في تصميم ذو سمة داكنة يوفر البطارية أم لا مقارنة بـ "AMOLED الأسود" النقي في OLED يعرض.
الجواب على ذلك هو نعم، الرمادي الداكن لا يزال يحفظ البطاريةولكن هذا هو الجزء الذي يقوله معظم الناس "لكن اللون الأسود النقي يوفر المزيد من الطاقة لأن وحدات البكسل معطلة بالفعل!" سأقوم بمناقضة عنواني هنا نوعًا ما، لكن نعم، كلا التصريحين في تلك الصرخة صحيحان.
لكن، ما مقدار القوة التي يتمتع بها اللون الأسود النقي في الحقيقة حفظ على اللون الرمادي الداكن؟ للإجابة على هذا السؤال، نحتاج أولاً إلى فهم بعض التشريح الأساسي لـ OLED.أساسيات عرض OLED
في OLED (ياrganic لخفيف-هالقفاز دiode) ، كل بكسل ينتج الضوء الخاص به الذي تراه. يحتوي كل بكسل على بكسل فرعي باللون الأحمر والأزرق والأخضر (بافتراض وجود مخطط RGB للبساطة)، وهذه هي شاشات OLED الفردية التي تنبعث الألوان الخاصة بها عند سطوع معين، ويعتمد هذا السطوع على مقدار التيار الكهربائي الذي يتم إرساله إلى قاد. كل لون تنتجه الشاشة هو مزيج من شاشات OLED الثلاثة بسطوع مختلف، والأبيض هو ببساطة مزيج من الكل ثلاثة من هذه OLEDs. كما ذكرنا سابقًا، اللون الأسود هو غياب مخاليط الألوان الثلاثة مع عدم إرسال تيار كهربائي إلى أي من مخاليط الألوان الثلاثة شاشات OLED.
إذًا، كيف يتم صنع اللون الرمادي الداكن؟ الرمادي والرمادي الداكن والرمادي الفاتح كلها في الواقع مجرد ظلال من اللون الأبيض. يتم إنشاء البكسل الرمادي عن طريق تشكيل بكسل أبيض ثم خفض التيار إلى شاشات OLED الثلاثة الخاصة به بنسبة مئوية بناءً على مدى الضوء أو الظلام الذي يجب أن يكون عليه البكسل. يمكن التفكير في ذلك بسهولة أكبر في رموز ألوان RGB، حيث يكون #FFFFFF/rgb (100%،100%،100%) أبيضًا نقيًا، #000000/rgb (0,0,0) هو اللون الأسود، وتكون ظلال اللون الرمادي ثلاثية بنفس اللون الأحمر والأخضر والأزرق عناصر. يتم تمرير قيم المكونات الحمراء/الزرقاء/الأخضر الفردية لرمز لون الإدخال بشكل أساسي إلى RGB OLED الخاص بالبكسل.
ومع ذلك، عند إخراج رموز الألوان هذه، هناك خطوة أخرى تحدث، وهي تصحيح اشعة جاما. لن أشرح جاما بعمق أكثر من اللازم، ولكن ببساطة، تصحيح جاما يأخذ قيم رمز اللون الخطي التي تتراوح من 0% إلى 100% ويرفعها إلى قوة. يستخدم غاما العرض القياسي في الصناعة أس طاقة يبلغ 2.2، لذلك يتم رفع كل مكون لون مدخل إلى 2.2، وهذا هو نصوع إخراج OLED المعني.
باختصار، يتم رفع مكونات كود ألوان RGB المدخلة إلى 2.2 ثم يتم تمريرها إلى OLED باللون الأحمر والأزرق والأخضر الخاص بالبكسل. بسيط.
الآن يمكننا البدء في الإجابة على الأسئلة.
ما مقدار الطاقة التي تستهلكها وحدات البكسل ذات اللون الرمادي الداكن؟
سوف نستخدم مواصفات Google Material Dark Themeلون السطح الموصى به هو #121212، والذي يترجم إلى rgb (7%،7%،7%). بعد تصحيح غاما (0.07^2.2) حصلنا على قيمة 0.3%، مما يعني أن سطح Google الرمادي الداكن ينتج 0.3% من سطوع السطح الأبيض النقي.
الرمادي الداكن هو 0.3٪ من النصوع الأبيض النقي
تذكر أن النصوع/السطوع لـ OLED يعتمد على التيار الكهربائي المرسل إليه. هناك حاجة إلى 0.3% فقط من قوة اللون الأبيض للحصول على اللون الرمادي الداكن. لكني أعرف ما تفكر فيه،
"0.3% لا يزال أعلى من 0%!"
أنت على حق تمامًا، ولكن دعنا نتعرف على بعض الشخصيات الواقعية في هذا الأمر.
لقد قمت بقياس فعالية الإضاءة لشاشة OnePlus 7 Pro (عند 60 هرتز) باستخدام الانحدار الخطي من رسم طاقة الجهاز مقابل سطوع شاشة الإخراج. تستهلك شاشات العرض أيضًا الطاقة بمجرد تشغيلها - يصبح برنامج تشغيل الشاشة نشطًا وجاهزًا لإرسال واستقبال الإشارات من SoC إلى ترانزستورات الأغشية الرقيقة. قمت بقياس طاقة الجهاز بينما كانت الشاشة تعرض صورة سوداء كاملة وقياسًا آخر أثناء إيقاف تشغيل الشاشة، ثم قمت بطرح الفرق. استهلكت شاشة OnePlus 7 Pro خطًا أساسيًا يبلغ 400 ميجاوات و4 ميجاوات إضافية لكل شمعة (وحدة النصوع).
الآن بعد أن جمعنا أرقام قوة واقعية، يمكننا أن نمثل مقدار الطاقة التي يستهلكها اللون الرمادي الداكن مقابل الطاقة النقية "AMOLED الأسود." لنفترض أن سطوع الشاشة يبلغ 100 شمعة في المتر المربع للأبيض النقي، تمامًا كما هي الحسابات بسيط. عند هذا المستوى الأبيض، يجب أن تستهلك شاشة OnePlus 7 Pro 400 ميجاوات + (4 ميجاوات/نيت × 100 شمعة) = 800 ميجاوات. عند عدم عرض أي شيء سوى اللون الأسود، يجب أن تستهلك الشاشة فقط الطاقة الأساسية الخاصة بها، والتي تبلغ 400 ميجاوات. بالنسبة للرمادي الداكن، تذكر أننا حسبنا أن نصوع خرجه هو 0.3% من نصوع المستوى الأبيض، لذلك يجب أن يخرج 0.3 شمعة في المتر المربع. 4 ميجاوات/نيت × 0.3 شمعة = 1.2 ميجاوات، لذلك يجب أن يستهلك اللون الرمادي الداكن 1.2 ميجاوات فقط أكثر من اللون الأسود النقي.
400 ميغاواط مقابل 401.2 ميجاوات - زيادة مجهرية بنسبة 0.3% في استهلاك الطاقة
لذا، نظريا، اللون الرمادي الداكن يستهلك أ ضئيلة مقدار الطاقة الإضافية مقارنة باستخدام الأسود. ولكن ربما كنت لا تزال متشككًا بشأن فعاليته في الوضع المظلم ولا تثق في الرياضيات، لذلك دعونا نقيس الأمر اللعين فقط.
قياسات قوة الجهاز الحقيقية
لقد قمت بضبط جهاز OnePlus 7 Pro الخاص بي على مستوى عرض أبيض يبلغ 100 شمعة في المتر المربع باستخدام مقياس الضوء، وتركته على صورة كاملة للأبيض والأسود والرمادي الداكن فقط، لمدة خمس دقائق، وتم قياس إجمالي الجهاز قوة. تتمتع شاشة OnePlus 7 Pro بجاما أعلى في ظلالها، لذلك عند قياس سطوع مخرجاتها بالنسبة لـ #121212، كانت القراءة 0.18 شمعة في المتر المربع بدلاً من 0.3 شمعة في المتر المربع المتوقعة لدينا، لذلك سوف تستهلك كمية أقل من ذلك قوة.
عندما يعرض جهاز OnePlus 7 Pro اللون الأبيض الكامل بمعدل 100 شمعة في المتر المربع، يستهلك الجهاز ما متوسطه 1000 ميجاوات على مدار خمس دقائق. عند عرض صورة "AMOLED سوداء"، استهلك جهاز OnePlus 7 Pro ما متوسطه 600 ميجاوات - وهو نفس الفرق البالغ 400 ميجاوات في النموذج أعلاه. وأخيرًا، عند قياس اللون الرمادي الداكن، استهلك الجهاز متوسطًا يتراوح بين 600 ميجاوات - 610 ميجاوات. كل أرقام القوة المقاسة هذه تتماشى مع ما قمنا بتصميمه سابقًا. من المحتمل أن الـ 10 مللي واط الإضافية من الطاقة لاختبار اللون الرمادي الداكن ليست من الشاشة، ولكن من شيء آخر في الجهاز - ربما الراديو، طفرات SoC قصيرة، من يدري - تُظهر مصارف سجل الطاقة ارتفاعًا مفاجئًا في التيار للقائمة الأخيرة مما يزيد المتوسط من 0.6 واط إلى 0.61 واط. إليك تجربة أخرى بنفس السيناريو، فيما عدا في هذا التشغيل، استهلك اختبار اللون الأسود النقي طاقة إضافية بمقدار 50 ميجاوات - مرة أخرى، على الأرجح بسبب عوامل خارجية.
لكن أسوأ السيناريوهات، لنفترض أن 10 ميجاوات لم تكن مجرد صدفة. عند متوسط جهد الجهاز 4.03 فولت، فإن 10 ميجاوات الإضافية تترجم إلى متوسط تيار يبلغ 2.5 مللي أمبير. مع بطارية OnePlus 7 Pro التي تبلغ سعتها 4000 مللي أمبير في الساعة، فهذا يعني أن المظهر الرمادي الداكن يستهلك 0.063٪ إضافية من بطارية الجهاز في الساعة. قف.
إذن AMOLED أسود أم رمادي غامق للوضع المظلم؟ اختر ما تفضله، فكلاهما يوفر نفس الكمية من البطارية الثمينة.