いいえ、「AMOLED ブラック」はダークグレーよりもバッテリーを節約しません

ダークモードデザインは最近大きな注目を集めており、GoogleとAppleの両方が急いでいます ダークテーマのデザイン で 彼らのアプリ できる限り早く準備を整えてください 次のメジャー OS リリース, どちらも主要な機能としてダーク モードを誇っています。 コンピューターの世界では、人々は長年の疑問を抱いてきました。ダーク モードのテーマのデザインでは純粋な「AMOLED ブラック」を使用するべきですか、それともダーク グレーを使用すべきですか?

私はここでどのトーンに答えるつもりはないが、 見た目 より良いのは、これは個人的なことであり、現時点では基本的に政治の問題です。私は、よく伴う別の質問に答えたいと思います 問題は、暗いテーマのデザインでダークグレーを使用すると、OLED の純粋な「AMOLED ブラック」よりもバッテリーが節約されるかどうかです。 と表示されます。

それに対する答えは、 はい、ダークグレーでもバッテリーを節約できます、しかし、これはほとんどの人が言う部分です 「しかし、純粋な黒はピクセルが実際にオフになるため、より多くの電力を節約します。」 ここで私は自分自身のタイトルと矛盾するつもりですが、はい、その抗議文の両方の声明は真実です。 しかし、ピュアブラックのパワーはどれくらいですか？ 実は ダークグレーの上に保存しますか？ この質問に答えるには、まず OLED の基本的な構造を理解する必要があります。

OLED ディスプレイの基本

OLEDでは(○有機的な Lそうだね-Eミット Diode) ディスプレイでは、すべてのピクセルが独自の光を生成し、それが目に見えます。 すべてのピクセルには赤、青、緑のサブピクセルがあり (簡単にするためにストライプ RGB と仮定します)、これらは個々の OLED です。 特定の明るさでそれぞれの色を発光し、その明るさはどのくらいの電流が送られるかによって決まります。 導かれた。 ディスプレイが生成するすべての色は、これら 3 つの OLED を異なる明るさで混合したものであり、白は単純にすべての色を混合したものです。 これらのOLEDのうちの3つ。 前に述べたように、黒は 3 つの色の混合がすべて存在せず、その 3 つの色のいずれにも電流が送られない状態です。 OLED。

では、ダークグレーはどのようにして作られるのでしょうか？ グレー、ダークグレー、ライトグレーはすべて、実際には単なる白の色合いです。 灰色のピクセルは、白色のピクセルを形成し、そのピクセルに必要な明るさまたは暗さに基づいてパーセンテージで 3 つの OLED への電流を下げることによって作成されます。 これは、RGB カラー コードで考えるとより簡単です。#FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) は純粋な白です。 #000000/rgb (0,0,0) は黒で、グレーの色合いは同じ赤、緑、青のトリプルです。 コンポーネント。 入力カラー コードの個別の赤/青/緑コンポーネント値は、基本的にピクセルのそれぞれの RGB OLED に渡されます。

ただし、これらのカラー コードを出力する場合は、もう 1 つの手順が実行されます。 ガンマ補正. ガンマについてはあまり詳しく説明しませんが、簡単に言うと、ガンマ補正は 0% から 100% の範囲の線形カラー コード値を取得し、それを累乗します。 業界標準のディスプレイ ガンマでは 2.2 のべき乗を使用するため、各入力カラー コンポーネントは 2.2 に引き上げられ、それが各 OLED の出力輝度になります。

要約すると、入力 RGB カラー コード コンポーネントは 2.2 に引き上げられ、ピクセルのそれぞれの赤、青、緑の OLED に渡されます。 単純。

それでは、質問に答えていきます。

濃い灰色のピクセルはどのくらいの電力を消費しますか?

を使用します。 Google マテリアル ダーク テーマの仕様の推奨表面カラー #121212。​​RGB (7%,7%,7%) に変換されます。 ガンマ補正 (0.07^2.2) 後、0.3% の値が得られます。これは、Google のダークグレーの表面が純白の表面の 0.3% の輝度を出力することを意味します。

ダークグレーは純白の0.3%の輝度です

OLED の輝度/明るさは、OLED に送られる電流に依存することを思い出してください。 ダークグレーをレンダリングするのに必要な白のパワーはわずか 0.3% です。 でも、あなたが何を考えているかは分かります、

「0.3%は0%よりまだ高い！」

あなたは完全に正しいですが、これに現実世界の数字を取り入れてみましょう。

デバイスの電力対出力ディスプレイ輝度のプロットからの線形回帰を使用して、OnePlus 7 Pro ディスプレイの発光効率 (60hz で) を測定しました。 ディスプレイは、電源がオンになっているだけでも電力を消費します。ディスプレイ ドライバーがアクティブになり、SoC から薄膜トランジスタに信号を送受信できるようになります。 ディスプレイが真っ黒な画像を表示しているときにデバイスの電力を測定し、ディスプレイがオフになっているときに別の測定を行って、その差を差し引きました。 OnePlus 7 Pro ディスプレイは、ベースライン 400mW を消費し、さらに nit (輝度の単位) あたり 4mW を消費しました。

現実的な電力の数値を収集したので、ダーク グレーが消費する電力と純粋な電力の量をモデル化できます。 「AMOLEDブラック」 計算が次のように行われるように、純粋な白のディスプレイの明るさを 100 nit と仮定しましょう。 単純。 この白レベルでは、OnePlus 7 Pro ディスプレイは 400mW + (4mW/nit × 100 nit) = 800mW を消費するはずです。 黒のみを表示する場合、ディスプレイはベースライン電力 (400mW) のみを消費する必要があります。 ダークグレーの場合、その出力輝度が白レベルの輝度の 0.3% になるように計算したことを思い出してください。したがって、0.3 ニットを出力する必要があります。 4mW/nit × 0.3 nit = 1.2mW なので、ダークグレーは純粋な黒よりも 1.2mW 多く消費するだけです。

400mW 対 401.2mW — 消費電力のわずか 0.3% 増加

それで、 理論的には、ダークグレーは 無視できる 黒を使用した場合と比較して、追加のパワーの量。 しかし、おそらくあなたはダーク モードでの有効性についてまだ懐疑的で、計算を信頼していないので、実際に測定してみましょう。

実際のデバイスの電力測定

露出計を使用して OnePlus 7 Pro のディスプレイの白色レベルを 100 nit に設定し、そのまま放置しました。 白、黒、ダークグレーだけの完全な画像をそれぞれ 5 分間撮影し、デバイス全体を測定しました 力。 OnePlus 7 Pro ディスプレイは影のガンマが高いため、出力輝度を測定するとき #121212 では、予測される 0.3 nit ではなく 0.18 nit と読み取られたため、消費量はさらに少なくなります。 力。

OnePlus 7 Pro が 100 nit で完全に白を表示している場合、デバイスは 5 分間で平均 1000mW を消費しました。 「AMOLED ブラック」画像を表示する場合、OnePlus 7 Pro は平均 600mW を消費しました。これは、上記のモデリングにおける 400mW の差と同じです。 最後に、ダークグレーを測定すると、デバイスは平均 600mW ～ 610mW を消費しました。 これらの測定された電力数値はすべて、以前にモデル化したものと一致しています。 ダークグレーのテストで追加される 10 ミリワットの電力は、おそらくディスプレイからではなく、デバイス内の他の何か (おそらく無線) からのものです。 短い SoC のスパートが発生したことは誰にもわかりません -- 電力ログの消耗は、最後のリストでアンペア数が突然急増し、平均が 0.6W から 0.6W に上昇したことを示しています。 0.61W。 同じシナリオでの別の実行を次に示します。ただし、この実行では、ピュアブラック テストの方が 50mW 多くの電力を消費しました。これもおそらく外部要因によるものです。

しかし、最悪のシナリオとして、10mW はまぐれではなかったと仮定しましょう。 平均デバイス電圧が 4.03V の場合、追加の 10mW は平均アンペア数 2.5mA に相当します。 OnePlus 7 Pro の 4000mAh バッテリーでは、ダークグレーのテーマが 1 時間あたりデバイスのバッテリーの 0.063% をさらに消費することになります。 うわあ。

では、AMOLEDはダークモード用の黒かダークグレーでしょうか？ どちらを選んでも、同じ量の貴重なバッテリーを節約できます。