Ušetří použití tmavě šedé v designu Dark Mode tolik baterie jako čistě „AMOLED černá“ v OLED displejích? Výsledky vás možná překvapí.
Design Dark Mode v poslední době přitahuje velkou pozornost a jak Google, tak Apple spěchají návrhy s temnou tématikou v jejich aplikace tak rychle, jak mohou v přípravě na jejich další hlavní verze OS, oba se mohou pochlubit tmavým režimem jako klíčovou funkcí. V počítačovém světě si lidé kladou prastarou otázku: Měly by návrhy motivů v tmavém režimu používat čistě „AMOLED černou“ nebo tmavě šedou?
I když tu nejsem, abych odpověděl na jaký tón vzhled lépe – to je osobní a v tomto bodě je to v podstatě politika – rád bych odpověděl na další běžně doprovázený otázkou je, zda použití tmavě šedé v designu s tmavým motivem šetří baterii oproti čistě „AMOLED černé“ v OLED displeje.
Odpověď na to je ano, tmavě šedá stále šetří baterii, ale toto je část, kterou většina lidí říká "ale čistě černá šetří více energie, protože pixely jsou ve skutečnosti vypnuté!" Budu zde trochu protiřečit svému vlastnímu názvu, ale ano, oba výroky v tom výkřiku jsou pravdivé.
nicméně, jakou moc má čistá černá vlastně ušetřit přes tmavě šedou? Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme nejprve porozumět základní anatomii OLED.Základy OLED displeje
V OLED (Órganický Ldobře-Emitting Diode), každý jednotlivý pixel produkuje své vlastní světlo, které vidíte. Každý pixel má červený, modrý a zelený subpixel (pro zjednodušení za předpokladu pruhovaného RGB), a to jsou jednotlivé OLED, které vyzařují svou příslušnou barvu při určitém jasu a tento jas závisí na tom, kolik elektrického proudu je posíláno do VEDENÝ. Každá jednotlivá barva, kterou displej vytváří, je směsí těchto tří OLED s různým jasem a bílá je prostě směsí všech tři z těchto OLED. Jak již bylo řečeno dříve, černá je nepřítomnost všech tří barevných směsí bez elektrického proudu přiváděného do žádné z jejích tří OLED.
Jak se tedy vyrábí tmavě šedá? Šedá, tmavě šedá a světle šedá jsou vlastně jen odstíny bílé. Šedý pixel se vytvoří vytvořením bílého pixelu a následným snížením proudu do jeho tří OLED o procento podle toho, jak světlý nebo tmavý pixel potřebuje. Snáze si to lze představit v barevných kódech RGB, kde #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) je čistě bílá, #000000/rgb (0,0,0) je černá a odstíny šedé jsou libovolné trojité se stejnou červenou, zelenou a modrou komponenty. Jednotlivé hodnoty červené/modré/zelené složky vstupního barevného kódu jsou v podstatě předány příslušnému RGB OLED pixelu.
Při výstupu těchto barevných kódů však probíhá ještě jeden krok, a to je gama korekce. Nebudu vysvětlovat gamu příliš do hloubky, ale jednoduše řečeno, gama korekce přebírá hodnoty lineárního barevného kódu, které se pohybují od 0 % do 100 % a zvyšuje je na mocninu. Průmyslový standardní displej gama používá mocninný exponent 2,2, takže každá vstupní barevná složka je zvýšena na 2,2, a to je výstupní jas příslušného OLED.
Stručně řečeno, složky vstupního barevného kódu RGB jsou zvýšeny na 2,2 a poté předány příslušné červené, modré a zelené OLED pixelu. Jednoduchý.
Nyní můžeme začít odpovídat na otázky.
Kolik energie spotřebují tmavě šedé pixely?
Budeme používat Specifikace tmavého motivu Google MaterialDoporučená barva povrchu #121212, což se převádí do rgb (7%,7%,7%). Po gama korekci (0,07^2,2) dostaneme hodnotu 0,3 %, což znamená, že tmavě šedý povrch Google poskytuje 0,3 % jasu čistě bílého povrchu.
tmavě šedá je 0,3 % jasu čisté bílé
Připomeňme, že svítivost/jas OLED závisí na elektrickém proudu, který je do ní posílán. K vykreslení tmavě šedé je potřeba pouze 0,3 % síly bílé. Ale vím, co si myslíš,
"0,3 % je stále vyšší než 0 %!"
Máte naprostou pravdu, ale pojďme do toho dostat nějaké skutečné postavy.
Měřil jsem světelnou účinnost displeje OnePlus 7 Pro (při 60 Hz) pomocí lineární regrese z vynesení výkonu zařízení proti jasu výstupního displeje. Displeje také spotřebovávají energii pouhým zapnutím – ovladač displeje se stane aktivním a připraveným vysílat a přijímat signály z SoC do tenkovrstvých tranzistorů. Měřil jsem výkon zařízení, zatímco displej vykresloval zcela černý obraz a další měření, když byl displej vypnutý, pak jsem odečetl rozdíl. Displej OnePlus 7 Pro spotřeboval základní 400 mW a další 4 mW na nit (jednotka jasu).
Nyní, když jsme shromáždili realistické údaje o výkonu, můžeme modelovat, kolik energie spotřebuje tmavě šedá oproti čisté "AMOLED černá." Předpokládejme jas displeje 100 nitů pro čistě bílou, přesně tak, jak jsou výpočty jednoduchý. Při této úrovni bílé by měl displej OnePlus 7 Pro spotřebovat 400 mW + (4 mW/nit × 100 nitů) = 800 mW. Při zobrazení pouze černé barvy by měl displej spotřebovávat pouze svůj základní výkon, který je 400 mW. Pro tmavě šedou si připomeňme, že jsme vypočítali její výstupní jas na 0,3 % jasu úrovně bílé, takže by měl vydávat 0,3 nitů. 4 mW/nit × 0,3 nits = 1,2 mW, takže tmavě šedá by měla spotřebovat pouze o 1,2 mW více než čistá černá.
400 mW vs. 401,2 mW — mikroskopické 0,3% zvýšení spotřeby energie
Tak, teoreticky, tmavě šedá spotřebovává a zanedbatelný množství dodatečného výkonu ve srovnání s použitím černé. Ale možná jste stále skeptičtí ohledně jeho účinnosti pro tmavý režim a nevěříte matematice, takže změřme tu zatracenou věc.
Reálné měření výkonu zařízení
Nastavil jsem svůj OnePlus 7 Pro na úroveň bílé na displeji 100 nitů pomocí expozimetru a nechal jsem ho na celý obraz pouze bílé, černé a tmavě šedé, každý po dobu pěti minut, a změřil celé zařízení Napájení. Displej OnePlus 7 Pro má vyšší gama ve svých stínech, takže při měření jeho výstupní svítivosti pro #121212 to bylo 0,18 nitů místo našich projektovaných 0,3 nitů, takže spotřebuje ještě méně Napájení.
Když OnePlus 7 Pro zobrazuje plně bílou při 100 nitech, zařízení spotřebovalo průměrně 1000 mW během pěti minut. Při zobrazení „AMOLED černého“ obrazu spotřeboval OnePlus 7 Pro v průměru 600 mW – stejný rozdíl 400 mW v našem modelování výše. A nakonec při měření tmavě šedé spotřeboval přístroj průměrně mezi 600mW-610mW. Všechny tyto naměřené hodnoty výkonu odpovídají tomu, co jsme dříve modelovali. Dalších 10 miliwattů energie pro tmavě šedý test pravděpodobně nepochází z displeje, ale z něčeho jiného v zařízení – možná rádia, Krátké proudy SoC, kdo ví – vybití protokolu napájení ukazuje náhlý nárůst proudu pro poslední výpis, který zvyšuje průměr z 0,6 W na 0,61 W. Zde je další běh se stejným scénářem, s tím rozdílem, že v tomto běhu čistě černý test spotřeboval o 50 mW více energie - opět s největší pravděpodobností z externích faktorů.
Ale v nejhorším případě předpokládejme, že 10 mW nebyla náhoda. Při průměrném napětí zařízení 4,03 V se těchto dalších 10 mW převádí na průměrný proud 2,5 mA. S 4000mAh baterií OnePlus 7 Pro by to znamenalo, že tmavě šedý motiv spotřebuje dalších 0,063 % baterie zařízení za hodinu. Páni.
Takže AMOLED černá nebo tmavě šedá pro tmavý režim? Vyberte si, co chcete, oba ušetří stejné množství vzácné baterie.