Ne, "AMOLED crna" NE štedi više baterije nego tamno siva

Dizajn Dark Modea privukao je veliku pažnju u posljednje vrijeme, a i Google i Apple žure s njim dizajni tamne tematike u njihove aplikacije što brže mogu u pripremi za svoje sljedeća glavna izdanja OS-a, a oba imaju Dark Mode kao ključnu značajku. U svijetu računala ljudi postavljaju prastaro pitanje: Trebaju li dizajni teme tamnog načina koristiti čistu "AMOLED crnu" ili tamno sivu?

Dok nisam tu da odgovorim kojim tonom izgled bolje — to je osobno, i to je u biti politika u ovom trenutku — želio bih odgovoriti na još jedan uobičajeni pitanje, a to je štedi li korištenje tamno sive u dizajnu s tamnom temom bateriju u odnosu na čistu "AMOLED crnu" u OLED-u prikazuje.

Odgovor na to je da, tamno siva i dalje štedi bateriju, ali ovo je dio koji većina ljudi kaže "ali čista crna štedi više energije jer su pikseli zapravo isključeni!" Ovdje ću na neki način proturječiti vlastitom naslovu, ali da, obje izjave u tom poviku su istinite.

Međutim, koliko snage čini čista crna zapravo uštedjeti preko tamnosive? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, prvo moramo razumjeti neke osnovne anatomije OLED-a.

Osnove OLED zaslona

U OLED-u (Oorganski Ldobro-Emitting Diode), svaki pojedini piksel proizvodi vlastitu svjetlost koju vidite. Svaki piksel ima crveni, plavi i zeleni podpiksel (pretpostavljajući prugasti RGB radi jednostavnosti), a ovo su pojedinačni OLED-ovi koji emitiraju svoju odgovarajuću boju pri određenoj svjetlini, a ta svjetlina ovisi o tome koliko je električne struje poslano LED. Svaka pojedinačna boja koju zaslon proizvodi je mješavina ova tri OLED-a pri različitim svjetlinama, a bijela je jednostavno mješavina svih tri od ovih OLED-a. Kao što je ranije rečeno, crna je odsutnost sve tri mješavine boja bez električne struje koja se šalje u bilo koje tri od njih OLED-ovi.

Dakle, kako nastaje tamno siva? Siva, tamno siva i svijetlosiva zapravo su samo nijanse bijele. Sivi piksel nastaje formiranjem bijelog piksela i zatim smanjenjem struje na njegova tri OLED-a za postotak na temelju toga koliko svijetli ili taman piksel treba biti. Ovo je lakše zamisliti u RGB kodovima boja, gdje je #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) čista bijela, #000000/rgb (0,0,0) je crna, a nijanse sive su bilo koje trostruke s istom crvenom, zelenom i plavom komponente. Pojedinačne vrijednosti crvene/plave/zelene komponente koda ulazne boje u biti se prosljeđuju odgovarajućem RGB OLED-u piksela.

Međutim, kod ispisa ovih kodova boja postoji još jedan korak koji se odvija, a to je gama korekcija. Neću previše objašnjavati gamu, ali jednostavno rečeno, gama korekcija uzima linearne vrijednosti koda boja u rasponu od 0% do 100% i diže ih na potenciju. Industrijska standardna gama zaslona koristi eksponent snage od 2,2, tako da je svaka ulazna komponenta boje podignuta na 2,2, a to je izlazna svjetlina odgovarajućeg OLED-a.

Ukratko, ulazne RGB komponente koda boja se podižu na 2.2 i zatim se prosljeđuju na odgovarajući crveni, plavi i zeleni OLED piksela. Jednostavan.

Sada možemo početi odgovarati na pitanja.

Koliko energije troše tamno sivi pikseli?

Koristit ćemo se Spec. Google Material Dark ThemePreporučena površinska boja #121212, što se prevodi u rgb (7%,7%,7%). Nakon gama korekcije (0,07^2,2) dobivamo vrijednost od 0,3%, što znači da Googleova tamno siva površina daje 0,3% svjetline čiste bijele površine.

tamnosiva je 0,3% luminancije čiste bijele

Podsjetimo se da osvjetljenje/svjetlina OLED-a ovisi o električnoj struji koja mu se šalje. Samo 0,3% snage bijele boje potrebno je za prikaz tamnosive. Ali znam što misliš,

"0,3% je još uvijek više od 0%!"

Apsolutno ste u pravu, ali ubacimo neke brojke iz stvarnog svijeta u ovo.

Izmjerio sam svjetlosnu učinkovitost zaslona OnePlus 7 Pro (na 60 Hz) koristeći linearnu regresiju crtanja snage uređaja u odnosu na osvjetljenje izlaznog zaslona. Zasloni također troše energiju samim uključivanjem — upravljački program zaslona postaje aktivan i spreman za slanje i primanje signala od SoC-a do tranzistora tankog filma. Izmjerio sam snagu uređaja dok je zaslon prikazivao potpuno crnu sliku i drugo mjerenje dok je zaslon bio isključen, a zatim sam oduzeo razliku. Zaslon OnePlus 7 Pro trošio je osnovnih 400 mW i dodatnih 4 mW po nitu (jedinica svjetline).

Sada kada smo prikupili realne podatke o snazi, možemo modelirati koliko energije troši tamno siva u odnosu na čisto "AMOLED crna." Pretpostavimo svjetlinu zaslona od 100 nita za čistu bijelu boju, tako da su izračuni jednostavan. Na ovoj razini bijele boje, zaslon OnePlus 7 Pro trebao bi trošiti 400 mW + (4 mW/nit × 100 nita) = 800 mW. Kada prikazuje samo crno, zaslon bi trebao trošiti samo svoju osnovnu snagu, koja iznosi 400 mW. Za tamno sivu, prisjetimo se da smo izračunali da njezina izlazna svjetlina iznosi 0,3% svjetline razine bijele, tako da bi trebala emitirati 0,3 nita. 4 mW/nit × 0,3 nita = 1,2 mW, tako da bi tamno siva trebala trošiti samo 1,2 mW više od čiste crne.

400mW u odnosu na 401,2 mW — mikroskopsko povećanje potrošnje energije od 0,3%.

Tako, teoretski, tamno siva troši a neznatan količina dodatne snage u usporedbi s korištenjem crne boje. Ali možda ste još uvijek skeptični u pogledu njegove učinkovitosti za mračni način rada i ne vjerujete matematici, pa izmjerimo tu prokletu stvar.

Stvarna mjerenja snage uređaja

Postavio sam svoj OnePlus 7 Pro na razinu bijele boje od 100 nita pomoću svjetlomjera i ostavio ga na punu sliku samo bijele, crne i tamno sive, svaku po pet minuta, i izmjerio ukupni uređaj vlast. Zaslon OnePlus 7 Pro ima višu gamu u svojim sjenama, tako da prilikom mjerenja njegove izlazne svjetline za #121212, očitao je 0,18 nita umjesto naših predviđenih 0,3 nita, tako da će trošiti još manje vlast.

Kada OnePlus 7 Pro prikazuje potpuno bijelu boju na 100 nita, uređaj je trošio prosječno 1000 mW tijekom pet minuta. Prilikom prikaza "AMOLED crne" slike, OnePlus 7 Pro trošio je prosječno 600 mW — ista razlika od 400 mW u našem modeliranju iznad. I na kraju, pri mjerenju tamno sive, uređaj je prosječno trošio između 600mW-610mW. Sve ove izmjerene snage u skladu su s onim što smo prethodno modelirali. Dodatnih 10 milivata snage za tamno sivi test vjerojatno nije sa zaslona, ​​već iz nečeg drugog u uređaju -- možda radija, kratki skokovi SoC-a, tko zna -- zapisnici napajanja pokazuju iznenadni skok amperaže za posljednji popis koji povećava prosjek s 0,6 W na 0,61 W. Evo još jednog rada s istim scenarijem, osim što je u ovom testu čista crna boja potrošila 50 mW više energije -- opet, najvjerojatnije zbog vanjskih čimbenika.

Ali u najgorem slučaju, pretpostavimo da 10mW nije bila slučajnost. Pri prosječnom naponu uređaja od 4,03 V, tih dodatnih 10 mW znači prosječnu amperažu od 2,5 mA. S baterijom od 4000 mAh OnePlus 7 Pro, to bi značilo da tamno siva tema troši dodatnih 0,063% baterije uređaja po satu. opa

Znači AMOLED crna ili tamno siva za tamni način rada? Odaberite koji god želite, oba štede istu količinu dragocjene baterije.