Използването на тъмно сиво в дизайна на тъмен режим пести ли толкова батерия, колкото чистото „AMOLED черно“ в OLED дисплеите? Резултатите може да ви изненадат.
Дизайнът на Dark Mode привлече много внимание напоследък и Google и Apple бързат да го напуснат дизайни с тъмна тематика в техните приложения възможно най-бързо в подготовка за своите следващите големи версии на ОС, като и двете имат тъмен режим като ключова характеристика. В света на компютрите хората си задават вековния въпрос: Трябва ли дизайнът на теми в тъмен режим да използва чисто „AMOLED черно“ или тъмно сиво?
Въпреки че не съм тук, за да отговоря кой тон изглежда по-добре — това е лично и на този етап е основно политика — бих искал да отговоря на друг често придружаван въпрос и той е дали използването на тъмно сиво в дизайн с тъмна тематика спестява батерия спрямо чистото „AMOLED черно“ в OLED дисплеи.
Отговорът на това е да, тъмно сивото все още пести батерията, но това е частта, в която повечето хора казват "но чисто черно спестява повече енергия, защото пикселите всъщност са изключени!"
Тук някак си ще противореча на собственото си заглавие, но да, и двете твърдения в този вик са верни. въпреки това, колко мощност прави чисто черно всъщност спестяване върху тъмно сиво? За да отговорим на този въпрос, първо трябва да разберем някои основни OLED анатомии.Основи на OLED дисплея
В OLED (Оrganic Лдобре-дмитинг дiode) дисплей, всеки отделен пиксел произвежда своя собствена светлина, която виждате. Всеки пиксел има червен, син и зелен субпиксел (приемаме раиран RGB за простота) и това са отделните OLED, които излъчват съответния им цвят при определена яркост и тази яркост зависи от това колко електрически ток е изпратен към LED. Всеки отделен цвят, който дисплеят произвежда, е смес от тези три OLED с различна яркост, а бялото е просто смес от всички три от тези OLED. Както беше казано по-рано, черното е отсъствието на всичките три цветни смеси без електрически ток, изпратен към трите от него OLED.
И така, как се прави тъмно сиво? Сивото, тъмно сивото и светло сивото всъщност са просто нюанси на бялото. Сивият пиксел се прави чрез формиране на бял пиксел и след това намаляване на тока към неговите три OLED с процент въз основа на това колко светъл или тъмен трябва да бъде пикселът. Това се мисли по-лесно в RGB цветови кодове, където #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) е чисто бяло, #000000/rgb (0,0,0) е черно, а нюансите на сивото са всяка тройка със същото червено, зелено и синьо компоненти. Индивидуалните стойности на червен/син/зелен компонент на входния цветен код се предават по същество към съответния RGB OLED на пиксела.
При извеждането на тези цветни кодове обаче има още една стъпка, която се извършва, а именно гама корекция. Няма да обяснявам гамата в голяма дълбочина, но казано просто, гама корекцията взема стойностите на линейния цветен код, които варират от 0% до 100% и ги повишава на степен. Гамата на индустриалния стандарт на дисплея използва показател на мощност от 2,2, така че всеки входен цветен компонент се повишава до 2,2 и това е изходната яркост на съответния OLED.
В обобщение, компонентите на входния RGB цветен код се повишават до 2.2 и след това се предават на съответния червен, син и зелен OLED на пиксела. просто.
Сега можем да започнем да отговаряме на въпроси.
Колко енергия консумират тъмносивите пиксели?
Ние ще използваме Google Material Dark Theme спецПрепоръчителният цвят на повърхността е #121212, което се превежда в rgb (7%,7%,7%). След гама корекция (0,07^2,2) получаваме стойност от 0,3%, което означава, че тъмносивата повърхност на Google извежда 0,3% от яркостта на чисто бяла повърхност.
тъмно сивото е 0,3% от яркостта на чисто бялото
Спомнете си, че осветеността/яркостта на OLED зависи от електрическия ток, изпратен към него. Само 0,3% от мощността на бялото е необходима за изобразяване на тъмно сиво. Но знам какво си мислиш,
"0,3% все още е по-високо от 0%!"
Абсолютно сте прав, но нека вкараме някои цифри от реалния свят в това.
Измерих светлинната ефективност на дисплея на OnePlus 7 Pro (при 60 Hz), използвайки линейна регресия от графиката на мощността на устройството спрямо яркостта на изходния дисплей. Дисплеите също консумират енергия само като са включени - драйверът на дисплея става активен и готов да изпраща и получава сигнали от SoC към тънкослойните транзистори. Измерих мощността на устройството, докато дисплеят изобразяваше напълно черно изображение и друго измерване, докато дисплеят беше изключен, след което извадих разликата. Дисплеят на OnePlus 7 Pro консумира базови 400mW и допълнителни 4mW на нит (единица яркост).
Сега, след като събрахме реалистични данни за мощността, можем да моделираме колко енергия консумира тъмно сивото спрямо чистото "AMOLED черен." Да приемем, че яркостта на дисплея е 100 нита за чисто бяло, точно така са изчисленията просто. При това ниво на бялото, дисплеят на OnePlus 7 Pro трябва да консумира 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW. Когато не показва нищо друго освен черно, дисплеят трябва да консумира само базовата си мощност, която е 400mW. За тъмно сиво, припомнете си, че изчислихме изходната му яркост да бъде 0,3% от яркостта на нивото на бялото, така че трябва да изведе 0,3 нита. 4mW/nit × 0,3 nits = 1,2mW, така че тъмно сивото трябва да консумира само 1,2mW повече от чисто черното.
400mW срещу. 401,2 mW — микроскопично увеличение от 0,3% на консумацията на енергия
Така, теоретично, тъмно сивото консумира a незначителен количество допълнителна мощност в сравнение с използването на черно. Но може би все още сте скептични относно ефикасността му за тъмен режим и не се доверявате на математиката, така че нека просто измерим проклетото нещо.
Реални измервания на мощността на устройството
Настроих своя OnePlus 7 Pro на ниво на бялото на дисплея от 100 нита с помощта на светломер и го оставих на пълно изображение само на бяло, черно и тъмно сиво, всяко за пет минути, и измерва общото устройство мощност. Дисплеят на OnePlus 7 Pro има по-висока гама в сенките си, така че при измерване на изходната му яркост за #121212 той прочете 0,18 нита вместо прогнозираните ни 0,3 нита, така че ще консумира още по-малко мощност.
Когато OnePlus 7 Pro показва напълно бяло при 100 нита, устройството е консумирало средно 1000mW за пет минути. При показване на „AMOLED черно“ изображение, OnePlus 7 Pro консумира средно 600mW — същата разлика от 400mW в нашето моделиране по-горе. И накрая, при измерване на тъмно сиво, устройството консумира средно между 600mW-610mW. Всички тези измерени стойности на мощността са в съответствие с това, което моделирахме преди това. 10-те допълнителни миливата мощност за тъмносивия тест вероятно не са от дисплея, а от нещо друго в устройството -- може би радио, кратки изблици на SoC, кой знае -- източванията на дневника на мощността показват внезапен скок в силата на тока за последния списък, който увеличава средната стойност от 0,6 W до 0,61W. Ето още един цикъл със същия сценарий, с изключение на това, че в този тест тестът с чисто черно консумира 50mW повече енергия -- отново най-вероятно от външни фактори.
Но в най-лошия случай, нека приемем, че 10mW не са случайност. При средно напрежение на устройството от 4,03 V, тези допълнителни 10 mW се превръщат в среден ампераж от 2,5 mA. С батерията на OnePlus 7 Pro от 4000 mAh, това би означавало, че тъмносивата тема изразходва допълнително 0,063% от батерията на устройството на час. Уау
Значи AMOLED черно или тъмно сиво за тъмен режим? Изберете каквото предпочитате, и двете спестяват еднакво количество ценна батерия.