L'utilisation du gris foncé dans une conception en mode sombre permet-elle d'économiser autant de batterie que le « noir AMOLED » pur dans les écrans OLED? Les résultats pourraient vous surprendre.
La conception du mode sombre a attiré beaucoup d'attention ces derniers temps, et Google et Apple se précipitent dessins sur le thème sombre dans leurs applications aussi vite qu'ils le peuvent en préparation de leur prochaines versions majeures du système d'exploitation, qui disposent tous deux du mode sombre comme fonctionnalité clé. Dans le monde informatique, les gens se posent la question séculaire: les conceptions de thèmes en mode sombre doivent-elles utiliser du « noir AMOLED » pur ou du gris foncé ?
Même si je ne suis pas là pour répondre sur quel ton regards mieux - c'est personnel, et c'est fondamentalement politique à ce stade - je voudrais répondre à une autre question communément accompagnée question, et c'est de savoir si l'utilisation ou non du gris foncé dans un design à thème sombre permet d'économiser la batterie par rapport au "noir AMOLED" pur dans OLED affiche.
La réponse à cela est oui, le gris foncé économise toujours la batterie, mais c'est la partie où la plupart des gens disent "mais le noir pur permet d'économiser plus d'énergie car les pixels sont en réalité éteints !" Je vais en quelque sorte contredire mon propre titre ici, mais oui, les deux déclarations contenues dans ce tollé sont vraies. Cependant, quelle est la puissance du noir pur en fait économiser sur le gris foncé? Pour répondre à cette question, nous devons d’abord comprendre l’anatomie de base de l’OLED.
Bases de l’affichage OLED
Dans un OLED (Ôorganique Leh bien-Emitaine Diode), chaque pixel produit sa propre lumière que vous voyez. Chaque pixel a un sous-pixel rouge, bleu et vert (en supposant un RVB rayé pour plus de simplicité), et ce sont les OLED individuelles qui émettent leur couleur respective avec une certaine luminosité, et cette luminosité dépend de la quantité de courant électrique envoyée au DIRIGÉ. Chaque couleur produite par l'écran est un mélange de ces trois OLED à différentes luminosités, et le blanc est simplement un mélange de toutes. trois de ces OLED. Comme indiqué précédemment, le noir est l'absence des trois mélanges de couleurs sans qu'aucun courant électrique ne soit envoyé à l'un de ses trois mélanges. OLED.
Alors, comment est fabriqué le gris foncé? Le gris, le gris foncé et le gris clair ne sont en réalité que des nuances de blanc. Un pixel gris est créé en formant un pixel blanc, puis en réduisant le courant de ses trois OLED d'un pourcentage basé sur la luminosité ou l'obscurité du pixel. Ceci est plus facile à imaginer dans les codes de couleur RVB, où #FFFFFF/rgb (100 %,100 %,100 %) est un blanc pur, #000000/rgb (0,0,0) est noir et les nuances de gris sont des triples avec les mêmes rouge, vert et bleu Composants. Les valeurs individuelles des composants rouge/bleu/vert d'un code couleur d'entrée sont essentiellement transmises à l'OLED RVB respective du pixel.
Cependant, lors de la sortie de ces codes de couleur, une étape supplémentaire a lieu: correction gamma. Je n'expliquerai pas le gamma de manière trop approfondie, mais en termes simples, la correction gamma prend les valeurs du code couleur linéaire allant de 0 % à 100 % et les élève à une puissance. Le gamma d'affichage standard de l'industrie utilise un exposant de puissance de 2,2, de sorte que chaque composante de couleur d'entrée est augmentée à 2,2, et c'est la luminance de sortie de l'OLED respectif.
En résumé, les composants du code couleur RVB d'entrée sont augmentés à 2,2, puis transmis aux OLED rouge, bleu et vert respectifs du pixel. Simple.
Nous pouvons maintenant commencer à répondre aux questions.
Quelle quantité d’énergie consomment les pixels gris foncé ?
Nous utiliserons le Spécifications du thème Google Material DarkLa couleur de surface recommandée par #121212, qui se traduit par RVB (7%,7%,7%). Après correction gamma (0,07^2,2), nous obtenons une valeur de 0,3 %, ce qui signifie que la surface gris foncé de Google produit 0,3 % de la luminance d'une surface blanche pure.
le gris foncé représente 0,3 % de la luminance du blanc pur
Rappelons que la luminance/luminosité de l'OLED dépend du courant électrique qui lui est envoyé. Seulement 0,3 % de la puissance du blanc est nécessaire pour restituer le gris foncé. Mais je sais à quoi tu penses,
« 0,3 % est toujours supérieur à 0 % !
Vous avez tout à fait raison, mais introduisons quelques chiffres concrets.
J'ai mesuré l'efficacité lumineuse de l'écran OnePlus 7 Pro (à 60 Hz) en utilisant une régression linéaire consistant à tracer la puissance de l'appareil en fonction de la luminance de l'écran de sortie. Les écrans consomment également de l'énergie simplement en étant allumés: le pilote d'affichage devient actif et prêt à envoyer et à recevoir des signaux du SoC vers les transistors à couches minces. J'ai mesuré la puissance de l'appareil pendant que l'écran affichait une image entièrement noire et une autre mesure lorsque l'écran était éteint, puis j'ai soustrait la différence. L’écran OnePlus 7 Pro consommait 400 mW de base et 4 mW supplémentaires par nit (unité de luminance).
Maintenant que nous avons rassemblé des chiffres de puissance réalistes, nous pouvons modéliser la quantité d'énergie consommée par le gris foncé par rapport à la consommation pure. "AMOLED noir." Supposons une luminosité d'affichage de 100 nits pour un blanc pur, juste pour que les calculs soient simple. À ce niveau de blanc, l'écran OnePlus 7 Pro devrait consommer 400 mW + (4 mW/nit × 100 nits) = 800 mW. Lorsqu'il n'affiche que du noir, l'écran ne doit consommer que sa puissance de base, qui est de 400 mW. Pour le gris foncé, rappelez-vous que nous avons calculé sa luminance de sortie à 0,3 % de la luminance du niveau de blanc, il devrait donc produire 0,3 nits. 4 mW/nit × 0,3 nits = 1,2 mW, donc le gris foncé ne devrait consommer que 1,2 mW de plus que le noir pur.
400 mW contre 401,2 mW – une augmentation microscopique de 0,3 % de la consommation d’énergie
Donc, théoriquement, le gris foncé consomme un négligeable quantité de puissance supplémentaire par rapport à l’utilisation du noir. Mais peut-être êtes-vous encore sceptique quant à son efficacité pour le mode sombre et ne faites pas confiance aux calculs, alors mesurons simplement cette foutue chose.
Mesures de puissance réelles des appareils
J'ai réglé mon OnePlus 7 Pro sur un niveau de blanc d'affichage de 100 nits à l'aide d'un posemètre et je l'ai laissé allumé. image complète composée uniquement de blanc, de noir et de gris foncé, chacun pendant cinq minutes, et mesuré l'ensemble de l'appareil pouvoir. L'écran OnePlus 7 Pro a un gamma plus élevé dans ses ombres, donc lors de la mesure de sa luminance de sortie pour #121212, il indique 0,18 nits au lieu de nos 0,3 nits projetés, il consommera donc encore moins pouvoir.
Lorsque le OnePlus 7 Pro affiche un blanc intégral à 100 nits, l'appareil a consommé en moyenne 1 000 mW sur cinq minutes. Lors de l'affichage d'une image "AMOLED noir", le OnePlus 7 Pro a consommé en moyenne 600 mW, soit la même différence de 400 mW dans notre modélisation ci-dessus. Et enfin, lors de la mesure du gris foncé, l'appareil a consommé en moyenne entre 600 mW et 610 mW. Tous ces chiffres de puissance mesurés correspondent à ce que nous avons modélisé précédemment. Les 10 milliwatts de puissance supplémentaires pour le test gris foncé ne proviennent probablement pas de l'écran, mais de quelque chose d'autre dans l'appareil - peut-être la radio, de courtes poussées de SoC, qui sait - le journal de consommation montre un pic soudain d'ampérage pour la dernière liste qui augmente la moyenne de 0,6 W à 0,61 W. Voici une autre exécution avec le même scénario, sauf que dans cette exécution, le test en noir pur a consommé 50 mW de puissance en plus – encore une fois, probablement à cause de facteurs externes.
Mais dans le pire des cas, supposons que 10 mW ne soient pas un hasard. À une tension moyenne de l'appareil de 4,03 V, ces 10 mW supplémentaires se traduisent par un ampérage moyen de 2,5 mA. Avec la batterie de 4 000 mAh du OnePlus 7 Pro, cela signifierait que le thème gris foncé consomme 0,063 % supplémentaire de la batterie de l'appareil par heure. Waouh.
Alors AMOLED noir ou gris foncé pour le mode sombre? Choisissez celui que vous préférez, les deux économisent la même quantité de batterie précieuse.