Säästääkö tummanharmaan käyttäminen Dark Mode -mallissa yhtä paljon akkua kuin puhdas "AMOLED black" OLED-näytöissä? Tulokset voivat yllättää sinut.
Dark Mode -muotoilu on herättänyt paljon huomiota viime aikoina, ja sekä Google että Apple ryntäävät ulos tummia teemoja sisään heidän sovelluksiaan niin nopeasti kuin pystyvät valmistautuessaan seuraavat suuret käyttöjärjestelmäjulkaisut, joissa molemmissa on Dark Mode avainominaisuus. Tietokonemaailmassa ihmiset ovat kysyneet ikivanhan kysymyksen: Pitäisikö pimeän tilan teemasuunnittelussa käyttää puhdasta "AMOLED mustaa" vai tummanharmaata?
Vaikka en ole täällä vastaamassa mihin sävyyn näyttää parempi - se on henkilökohtaista, ja se on tässä vaiheessa pohjimmiltaan politiikkaa - Haluaisin vastata toiseen yleisesti mukana kysymys, ja se on, säästääkö tummanharmaan käyttäminen tumma-teemalla akkua puhtaaseen AMOLED-mustaan verrattuna OLEDissa. näytöt.
Vastaus siihen on kyllä, tummanharmaa säästää silti akkua, mutta tämä on se osa, jonka useimmat ihmiset sanovat
OLED-näytön perusteet
OLED: ssä (Organinen Loikea-Emitting Djodi) -näytössä jokainen pikseli tuottaa oman valonsa, jonka näet. Jokaisella pikselillä on punainen, sininen ja vihreä alipikseli (olettaen yksinkertaisuuden vuoksi raidallista RGB: tä), ja nämä ovat yksittäisiä OLED-laitteita, jotka lähettävät vastaavaa väriään tietyllä kirkkaudella, ja tämä kirkkaus riippuu siitä, kuinka paljon sähkövirtaa lähetetään LED. Jokainen näytön tuottama väri on sekoitus näitä kolmea OLEDiä eri kirkkauksilla, ja valkoinen on yksinkertaisesti sekoitus kaikkea kolme näistä OLED-laitteista. Kuten aiemmin kerrottiin, musta tarkoittaa kaikkien kolmen väriseoksen puuttumista, eikä sähkövirtaa lähetetä mihinkään kolmeen OLEDit.
Joten miten tummanharmaa tehdään? Harmaa, tummanharmaa ja vaaleanharmaa ovat itse asiassa vain valkoisen sävyjä. Harmaa pikseli tehdään muodostamalla valkoinen pikseli ja alentamalla sitten virtaa sen kolmeen OLED: iin tietyllä prosentilla sen mukaan, kuinka vaalea tai tumma pikselin tulee olla. Tämä on helpompi ajatella RGB-värikoodeissa, joissa #FFFFFF/rgb (100%, 100%, 100%) on puhtaan valkoista, #000000/rgb (0,0,0) on musta, ja harmaan sävyt ovat mitkä tahansa kolminkertaiset samat punaiset, vihreät ja siniset komponentit. Syöttövärikoodin yksittäiset punainen/sininen/vihreä komponenttiarvot välitetään olennaisesti pikselin vastaavaan RGB OLEDiin.
Näitä värikoodeja tulostettaessa tapahtuu kuitenkin vielä yksi vaihe, ja se on gamma-korjaus. En selitä gammaa liian syvällisesti, mutta yksinkertaisesti sanottuna gammakorjaus ottaa lineaarisen värikoodin arvot, jotka vaihtelevat 0 %:sta 100 %:iin, ja nostaa sen potenssiin. Teollisuuden standardinäytön gamma käyttää tehoeksponenttia 2,2, joten jokainen tulovärikomponentti nostetaan arvoon 2,2, ja se on vastaavan OLEDin lähtöluminanssi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että syötetyt RGB-värikoodikomponentit nostetaan arvoon 2,2 ja siirretään sitten pikselin vastaavaan punaiseen, siniseen ja vihreään OLEDiin. Yksinkertainen.
Nyt voimme alkaa vastaamaan kysymyksiin.
Kuinka paljon tehoa tummanharmaat pikselit kuluttavat?
Tulemme käyttämään Google Materialin tumman teeman tiedotn suosittelema pintaväri #121212, joka tarkoittaa rgb: tä (7%, 7%, 7%). Gammakorjauksen (0.07^2.2) jälkeen saamme arvon 0.3%, mikä tarkoittaa, että Googlen tummanharmaa pinta tuottaa 0.3% puhtaan valkoisen pinnan luminanssin.
tummanharmaa on 0,3 % puhtaan valkoisen luminanssista
Muista, että OLEDin luminanssi/kirkkaus riippuu siihen lähetetystä sähkövirrasta. Vain 0,3 % valkoisen tehosta tarvitaan tummanharmaaksi. Mutta tiedän mitä ajattelet,
"0,3% on edelleen korkeampi kuin 0%!"
Olet täysin oikeassa, mutta otetaan tähän joitain tosielämän lukuja.
Mittasin OnePlus 7 Pro -näytön valotehokkuuden (60 Hz: llä) käyttämällä lineaarista regressiota laitteen tehon ja lähdön näytön luminanssin piirtämisestä. Näytöt kuluttavat myös virtaa vain, kun ne kytketään päälle – näytönohjain aktivoituu ja on valmis lähettämään ja vastaanottamaan signaaleja SoC: stä ohutkalvotransistoreille. Mittasin laitteen tehon, kun näyttö antoi täysmustan kuvan ja toisen mittauksen, kun näyttö oli pois päältä, sitten vähennin eron. OnePlus 7 Pro -näyttö kulutti perustason 400 mW ja lisäksi 4 mW per nit (luminanssiyksikkö).
Nyt kun olemme koonneet realistisia teholukuja, voimme mallintaa kuinka paljon tehoa tummanharmaa kuluttaa puhtaaseen verrattuna "AMOLED musta." Oletetaan, että näytön kirkkaus on 100 nitiä puhtaan valkoisen kohdalla yksinkertainen. Tällä valkotasolla OnePlus 7 Pro -näytön pitäisi kuluttaa 400mW + (4mW/nit × 100 nittiä) = 800mW. Kun näyttö on vain musta, sen tulisi kuluttaa vain perustehoaan, joka on 400 mW. Muista, että tummanharmaalle laskettiin sen ulostuloluminanssiksi 0,3 % valkoisen tason luminanssista, joten sen pitäisi tuottaa 0,3 nitiä. 4 mW/nitti × 0,3 nittiä = 1,2 mW, joten tummanharmaan pitäisi kuluttaa vain 1,2 mW enemmän kuin puhtaan mustan.
400mW vs. 401,2 mW – mikroskooppinen 0,3 % lisäys virrankulutuksessa
Niin, teoreettisesti, tummanharmaa kuluttaa a mitätön lisätehoa verrattuna mustan käyttöön. Mutta ehkä olet edelleen skeptinen sen tehokkuuden suhteen pimeässä tilassa etkä luota matematiikkaan, joten mitataan vain se piru.
Todelliset laitteen tehomittaukset
Asetin OnePlus 7 Pron 100 nitin näytön valkotasolle valomittarilla ja jätin sen päälle koko kuva vain valkoisesta, mustasta ja tummanharmaasta, kukin viiden minuutin ajan, ja mittasi laitteen kokonaismäärän tehoa. OnePlus 7 Pro -näytön varjoissa on suurempi gamma, joten sen ulostulon luminanssia mitattaessa numerossa 121212 se luki 0,18 nitiä ennustetun 0,3 nitin sijaan, joten se kuluttaa vielä vähemmän tehoa.
Kun OnePlus 7 Pro näyttää täysvalkoisena 100 nitillä, laite kulutti keskimäärin 1000 mW viiden minuutin aikana. "AMOLED black" -kuvaa näyttäessään OnePlus 7 Pro kulutti keskimäärin 600 mW – sama 400 mW ero yllä olevassa mallinnusssamme. Ja lopuksi, kun mitataan tummanharmaata, laite kulutti keskimäärin 600mW-610mW. Kaikki nämä mitatut teholuvut ovat linjassa aiemmin mallintamamme kanssa. Tummanharmaatestin 10 milliwattia lisätehoa ei todennäköisesti tule näytöstä, vaan jostain muusta laitteessa - ehkä radiosta, lyhyitä SoC-spurtteja, kuka tietää -- teholokin tyhjennys osoittaa äkillisen ampeeripiikin viimeiselle listalle, joka nostaa keskiarvon 0,6 watista 0,61W. Tässä on toinen ajo samalla skenaariolla, paitsi tässä ajossa puhtaan mustan testi kulutti 50 mW enemmän tehoa - jälleen todennäköisimmin ulkoisista tekijöistä.
Mutta pahimmassa tapauksessa oletetaan, että 10mW ei ollut sattuma. Kun laitteen keskimääräinen jännite on 4,03 V, tämä ylimääräinen 10 mW tarkoittaa 2,5 mA: n keskimääräistä ampeeria. OnePlus 7 Pron 4000 mAh: n akulla tämä tarkoittaisi, että tummanharmaa teema kuluttaa 0,063 % laitteen akusta lisää tunnissa. Oho.
Siis AMOLED-musta vai tummanharmaa tummaan tilaan? Valitse kumpi tahansa, sillä molemmat säästävät saman määrän arvokasta akkua.