Η χρήση σκούρου γκρι σε σχέδιο Dark Mode εξοικονομεί τόση μπαταρία όσο το καθαρό "AMOLED black" στις οθόνες OLED; Τα αποτελέσματα μπορεί να σας εκπλήξουν.
Η σχεδίαση Dark Mode έχει προσελκύσει πολλή προσοχή τελευταία και τόσο η Google όσο και η Apple βγαίνουν βιαστικά σχέδια με σκούρο θέμα σε τις εφαρμογές τους όσο πιο γρήγορα μπορούν για την προετοιμασία τους επόμενες σημαντικές εκδόσεις λειτουργικού συστήματος, και τα δύο διαθέτουν τη Dark Mode ως βασικό χαρακτηριστικό. Στον κόσμο των υπολογιστών, οι άνθρωποι ρωτούσαν το πανάρχαιο ερώτημα: Πρέπει τα σχέδια θεμάτων σε σκοτεινή λειτουργία να χρησιμοποιούν καθαρό "μαύρο AMOLED" ή σκούρο γκρι;
Ενώ δεν είμαι εδώ για να απαντήσω σε ποιον τόνο φαίνεται καλύτερα — αυτό είναι προσωπικό, και είναι βασικά πολιτική σε αυτό το σημείο — θα ήθελα να απαντήσω σε ένα άλλο κοινώς συνοδευόμενο ερώτηση, και αυτό είναι εάν η χρήση σκούρου γκρι σε σχέδιο με σκούρο θέμα εξοικονομεί μπαταρία σε σχέση με το καθαρό "AMOLED μαύρο" σε OLED οθόνες.
Η απάντηση σε αυτό είναι
ναι, το σκούρο γκρι εξακολουθεί να εξοικονομεί μπαταρία, αλλά αυτό είναι το κομμάτι που λένε οι περισσότεροι "αλλά το καθαρό μαύρο εξοικονομεί περισσότερη ενέργεια επειδή τα pixel είναι στην πραγματικότητα απενεργοποιημένα!" Θα αντικρούσω κάπως τον δικό μου τίτλο εδώ, αλλά ναι, και οι δύο δηλώσεις σε αυτή την κατακραυγή είναι αληθινές. Ωστόσο, πόση δύναμη κάνει το καθαρό μαύρο πράγματι εξοικονόμηση σε σκούρο γκρι; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε κάποια βασική ανατομία OLED.Βασικά στοιχεία οθόνης OLED
Σε OLED (Οβιολογικό μεγάλοδεξιά-μιγάντια ρεiode), κάθε pixel παράγει το δικό του φως που βλέπετε. Κάθε pixel έχει ένα κόκκινο, μπλε και πράσινο υποπίξελ (υποθέτοντας ριγέ RGB για απλότητα) και αυτά είναι τα μεμονωμένα OLED που εκπέμπουν το αντίστοιχο χρώμα τους σε μια συγκεκριμένη φωτεινότητα και αυτή η φωτεινότητα εξαρτάται από το πόσο ηλεκτρικό ρεύμα στέλνεται στο LED. Κάθε χρώμα που παράγει η οθόνη είναι ένα μείγμα από αυτά τα τρία OLED σε διαφορετικές φωτεινότητες και το λευκό είναι απλά ένα μείγμα όλων τρεις από αυτές τις OLED. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το μαύρο είναι η απουσία και των τριών μιγμάτων χρωμάτων χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα που στέλνεται σε κανένα από τα τρία από αυτά OLED.
Λοιπόν, πώς γίνεται το σκούρο γκρι; Το γκρι, το σκούρο γκρι και το ανοιχτό γκρι είναι στην πραγματικότητα απλώς αποχρώσεις του λευκού. Ένα γκρι εικονοστοιχείο δημιουργείται σχηματίζοντας ένα λευκό εικονοστοιχείο και στη συνέχεια μειώνοντας το ρεύμα στις τρεις OLED του κατά ένα ποσοστό με βάση το πόσο ανοιχτό ή σκούρο πρέπει να είναι το εικονοστοιχείο. Αυτό θεωρείται πιο εύκολα στους χρωματικούς κωδικούς RGB, όπου το #FFFFFF/rgb (100%, 100%, 100%) είναι καθαρό λευκό, Το #000000/rgb (0,0,0) είναι μαύρο και οι αποχρώσεις του γκρι είναι οποιεσδήποτε τριπλές με το ίδιο κόκκινο, πράσινο και μπλε συστατικά. Οι μεμονωμένες τιμές κόκκινου/μπλε/πράσινου στοιχείου ενός κωδικού χρώματος εισόδου μεταβιβάζονται ουσιαστικά στο αντίστοιχο RGB OLED του εικονοστοιχείου.
Κατά την έξοδο αυτών των χρωματικών κωδικών, ωστόσο, υπάρχει ένα ακόμη βήμα που λαμβάνει χώρα, και αυτό είναι διόρθωση γάμμα. Δεν θα εξηγήσω το γάμμα σε πολύ βάθος, αλλά με απλά λόγια, η διόρθωση γάμμα παίρνει τις τιμές του γραμμικού κωδικού χρώματος που κυμαίνονται από 0% έως 100% και το ανεβάζει σε ισχύ. Το βιομηχανικό πρότυπο γάμμα οθόνης χρησιμοποιεί εκθέτη ισχύος 2,2, επομένως κάθε στοιχείο χρώματος εισόδου αυξάνεται στο 2,2 και αυτή είναι η φωτεινότητα εξόδου της αντίστοιχης OLED.
Συνοπτικά, τα στοιχεία εισαγωγής του χρωματικού κώδικα RGB αυξάνονται στο 2,2 και στη συνέχεια μεταβιβάζονται στο αντίστοιχο κόκκινο, μπλε και πράσινο OLED του εικονοστοιχείου. Απλός.
Τώρα μπορούμε να αρχίσουμε να απαντάμε σε ερωτήσεις.
Πόση ενέργεια καταναλώνουν τα σκούρα γκρι pixel;
Θα χρησιμοποιήσουμε το Προδιαγραφές Google Material Dark ThemeΤο προτεινόμενο χρώμα επιφάνειας #121212, το οποίο μεταφράζεται σε rgb (7%,7%,7%). Μετά τη διόρθωση γάμμα (0,07^2,2) παίρνουμε μια τιμή 0,3%, που σημαίνει ότι η σκούρα γκρίζα επιφάνεια της Google αποδίδει 0,3% τη φωτεινότητα μιας καθαρής λευκής επιφάνειας.
Το σκούρο γκρι είναι το 0,3% της φωτεινότητας του καθαρού λευκού
Θυμηθείτε ότι η φωτεινότητα/φωτεινότητα της OLED εξαρτάται από το ηλεκτρικό ρεύμα που αποστέλλεται σε αυτήν. Μόνο το 0,3% της δύναμης του λευκού χρειάζεται για να αποδοθεί σκούρο γκρι. Αλλά ξέρω τι σκέφτεσαι,
"Το 0,3% εξακολουθεί να είναι υψηλότερο από το 0%!"
Έχετε απόλυτο δίκιο, αλλά ας ρίξουμε μερικές πραγματικές φιγούρες σε αυτό.
Μέτρησα τη φωτεινή αποτελεσματικότητα της οθόνης OnePlus 7 Pro (στα 60 Hz) χρησιμοποιώντας μια γραμμική παλινδρόμηση από τη γραφική παράσταση της ισχύος της συσκευής έναντι της φωτεινότητας της οθόνης εξόδου. Οι οθόνες καταναλώνουν επίσης ισχύ μόλις ενεργοποιηθούν — το πρόγραμμα οδήγησης οθόνης γίνεται ενεργό και έτοιμο να στείλει και να λάβει σήματα από το SoC στα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης. Μέτρησα την ισχύ της συσκευής ενώ η οθόνη απέδιδε μια ολόμαυρη εικόνα και μια άλλη μέτρηση ενώ η οθόνη ήταν απενεργοποιημένη, μετά αφαίρεσα τη διαφορά. Η οθόνη OnePlus 7 Pro κατανάλωσε βασική τιμή 400 mW και επιπλέον 4 mW ανά nit (μονάδα φωτεινότητας).
Τώρα που συγκεντρώσαμε ρεαλιστικούς αριθμούς ισχύος, μπορούμε να μοντελοποιήσουμε πόση ενέργεια καταναλώνει το σκούρο γκρι έναντι του καθαρού "AMOLED μαύρο." Ας υποθέσουμε ότι η φωτεινότητα της οθόνης είναι 100 nits για καθαρό λευκό, ακριβώς έτσι οι υπολογισμοί είναι απλός. Σε αυτό το επίπεδο λευκού, η οθόνη OnePlus 7 Pro θα πρέπει να καταναλώνει 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW. Όταν δεν εμφανίζεται τίποτα άλλο εκτός από μαύρο, η οθόνη θα πρέπει να καταναλώνει μόνο την αρχική της ισχύ, η οποία είναι 400 mW. Για το σκούρο γκρι, θυμηθείτε ότι υπολογίσαμε τη φωτεινότητα εξόδου του να είναι 0,3% της φωτεινότητας του επιπέδου λευκού, επομένως θα πρέπει να παράγει 0,3 nits. 4mW/nit × 0,3 nits = 1,2 mW, επομένως το σκούρο γκρι πρέπει να καταναλώνει μόνο 1,2 mW περισσότερο από το καθαρό μαύρο.
400 mW έναντι. 401,2 mW — μικροσκοπική αύξηση 0,3% στην κατανάλωση ενέργειας
Ετσι, θεωρητικά, το σκούρο γκρι καταναλώνει α αμελητέος ποσότητα πρόσθετης ισχύος σε σύγκριση με τη χρήση μαύρου. Αλλά ίσως εξακολουθείτε να είστε δύσπιστοι σχετικά με την αποτελεσματικότητά του για τη σκοτεινή λειτουργία και να μην εμπιστεύεστε τα μαθηματικά, οπότε ας μετρήσουμε το καταραμένο πράγμα.
Πραγματικές μετρήσεις ισχύος συσκευής
Ρύθμισα το OnePlus 7 Pro σε επίπεδο λευκού οθόνης 100 nits χρησιμοποιώντας ένα φωτόμετρο και το άφησα σε πλήρης εικόνα μόνο λευκού, μαύρου και σκούρου γκρι, το καθένα για πέντε λεπτά, και μέτρησε τη συνολική συσκευή εξουσία. Η οθόνη OnePlus 7 Pro έχει υψηλότερο γάμμα στις σκιές της, επομένως κατά τη μέτρηση της φωτεινότητας εξόδου της για το #121212, διάβαζε 0,18 nits αντί για τα προβλεπόμενα 0,3 nits, επομένως θα καταναλώσει ακόμη λιγότερο εξουσία.
Όταν το OnePlus 7 Pro εμφανίζεται πλήρως λευκό στα 100 nits, η συσκευή κατανάλωσε κατά μέσο όρο 1000 mW σε διάστημα πέντε λεπτών. Κατά την εμφάνιση μιας "μαύρης AMOLED" εικόνας, το OnePlus 7 Pro κατανάλωνε κατά μέσο όρο 600 mW — η ίδια διαφορά 400 mW στην παραπάνω μοντελοποίησή μας. Και τέλος, κατά τη μέτρηση του σκούρου γκρι, η συσκευή κατανάλωνε κατά μέσο όρο μεταξύ 600mW-610mW. Όλα αυτά τα μετρούμενα μεγέθη ισχύος συμφωνούν με αυτά που διαμορφώσαμε προηγουμένως. Τα 10 επιπλέον milliwatts ισχύος για τη δοκιμή σκούρου γκρι πιθανότατα δεν προέρχονται από την οθόνη, αλλά από κάτι άλλο στη συσκευή -- ίσως το ραδιόφωνο, σύντομες εκρήξεις SoC, ποιος ξέρει -- το ημερολόγιο ισχύος αποστραγγίζει δείχνει μια ξαφνική απότομη αύξηση της έντασης για την τελευταία λίστα που αυξάνει τον μέσο όρο από 0,6 W σε 0,61 W. Ακολουθεί μια άλλη εκτέλεση με το ίδιο σενάριο, εκτός από το ότι σε αυτήν την εκτέλεση η δοκιμή καθαρού μαύρου κατανάλωσε 50 mW περισσότερη ισχύ -- και πάλι, πιθανότατα από εξωτερικούς παράγοντες.
Αλλά το χειρότερο σενάριο, ας υποθέσουμε ότι τα 10 mW δεν ήταν τυχαία. Σε μια μέση τάση συσκευής 4,03 V, αυτά τα επιπλέον 10 mW μεταφράζονται σε μέση ένταση ρεύματος 2,5 mA. Με την μπαταρία 4000mAh του OnePlus 7 Pro, αυτό σημαίνει ότι το σκούρο γκρι θέμα καταναλώνει επιπλέον 0,063% της μπαταρίας της συσκευής ανά ώρα. Ουάου.
Άρα AMOLED μαύρο ή σκούρο γκρι για σκοτεινή λειτουργία; Διαλέξτε όποιο προτιμάτε, εξοικονομήστε και τα δύο την ίδια ποσότητα πολύτιμης μπαταρίας.