Ne, „AMOLED Black“ NE taupo daugiau baterijos nei tamsiai pilka

„Dark Mode“ dizainas pastaruoju metu sulaukia daug dėmesio, todėl „Google“ ir „Apple“ skuba tamsios temos dizainas in jų programėlės kuo greičiau ruošdamiesi savo kiti pagrindiniai OS leidimai, kurių pagrindinė funkcija yra tamsusis režimas. Kompiuterių pasaulyje žmonės užduoda amžių seną klausimą: ar tamsaus režimo temos dizainuose naudoti gryną AMOLED juodą ar tamsiai pilką?

Nors aš čia ne tam, kad atsakyčiau, kokiu tonu atrodo geriau – tai asmeniška, o šiuo metu tai iš esmės politika – norėčiau atsakyti į kitą dažnai lydimą klausimas, ar naudojant tamsiai pilką tamsios temos dizainą taupoma baterija, o ne gryna AMOLED juoda OLED. rodo.

Atsakymas į tai yra taip, tamsiai pilka vis tiek taupo akumuliatorių, tačiau dauguma žmonių sako būtent tai "bet gryna juoda sutaupo daugiau energijos, nes pikseliai iš tikrųjų yra išjungti!" Aš čia tarsi prieštarausiu savo paties pavadinimui, bet taip, abu teiginiai tame šauksme yra teisingi.

Tačiau, kiek galios daro gryna juoda iš tikrųjų taupyti per tamsiai pilką? Norėdami atsakyti į šį klausimą, pirmiausia turime suprasti pagrindinę OLED anatomiją.

OLED ekrano pagrindai

OLED (Organic Lgerai-Ekumštis Djodo) ekrane, kiekvienas pikselis sukuria savo šviesą, kurią matote. Kiekvienas pikselis turi raudoną, mėlyną ir žalią subpikselį (dėl paprastumo darant prielaidą, kad RGB yra dryžuotas), ir tai yra atskiri OLED skleidžia atitinkamą spalvą tam tikru ryškumu, ir tas ryškumas priklauso nuo to, kiek elektros srovės siunčiama į LED. Kiekviena ekrano spalva yra šių trijų skirtingo ryškumo OLED mišinys, o balta yra tiesiog visų spalvų mišinys. trys iš šių OLED. Kaip minėta anksčiau, juoda yra visų trijų spalvų mišinių nebuvimas, o elektros srovė nesiunčiama į tris iš jų OLED.

Taigi, kaip gaminama tamsiai pilka? Pilka, tamsiai pilka ir šviesiai pilka iš tikrųjų yra tik baltos spalvos atspalviai. Pilkas pikselis sukuriamas suformuojant baltą pikselį ir sumažinant srovę iki trijų OLED tam tikru procentu, atsižvelgiant į tai, kiek šviesus ar tamsus turi būti pikselis. Tai lengviau įsivaizduojama naudojant RGB spalvų kodus, kur #FFFFFF/rgb (100%, 100%, 100%) yra grynai balta, #000000/rgb (0,0,0) yra juoda, o pilki atspalviai yra bet kokie trigubos spalvos su ta pačia raudona, žalia ir mėlyna komponentai. Įvesties spalvų kodo atskiros raudonos/mėlynos/žalios komponentų reikšmės iš esmės perduodamos atitinkamam pikselio RGB OLED.

Tačiau išvedant šiuos spalvų kodus, įvyksta dar vienas veiksmas, tai yra gama korekcija. Per daug nepaaiškinsiu gama, bet paprasčiau tariant, gama korekcija paima linijines spalvų kodo reikšmes, kurios svyruoja nuo 0% iki 100%, ir padidina ją iki galios. Pramonės standartinis ekrano gama naudoja 2,2 galios koeficientą, todėl kiekvienas įvesties spalvos komponentas padidinamas iki 2,2, o tai yra atitinkamo OLED išvesties šviesumas.

Apibendrinant galima pasakyti, kad įvesties RGB spalvų kodo komponentai padidinami iki 2,2, o tada perduodami atitinkamam pikselio raudonam, mėlynam ir žaliam OLED. Paprasta.

Dabar galime pradėti atsakyti į klausimus.

Kiek energijos sunaudoja tamsiai pilki pikseliai?

Mes naudosime „Google“ medžiagos tamsiosios temos specifikacijarekomenduojamą paviršiaus spalvą #121212, kuri reiškia rgb (7%, 7%, 7%). Po gama korekcijos (0,07^2,2) gauname 0,3% reikšmę, o tai reiškia, kad „Google“ tamsiai pilkas paviršius suteikia 0,3% grynai balto paviršiaus skaisčio.

tamsiai pilka yra 0,3% grynos baltos spalvos skaisčio

Prisiminkite, kad OLED šviesumas / ryškumas priklauso nuo į jį siunčiamos elektros srovės. Tamsiai pilkai spalvai perteikti reikia tik 0,3 % baltos spalvos galios. Bet aš žinau, ką tu galvoji,

"0,3% vis dar yra didesnis nei 0%!"

Jūs esate visiškai teisus, bet į tai įtraukkime keletą realaus pasaulio skaičių.

Išmatavau „OnePlus 7 Pro“ ekrano šviesos efektyvumą (esant 60 Hz), naudodamas tiesinę regresiją, nubraižydamas įrenginio galią ir išvesties ekrano skaistį. Ekranai taip pat eikvoja energiją vien tik įjungti – ekrano tvarkyklė tampa aktyvi ir pasirengusi siųsti ir priimti signalus iš SoC į plonasluoksnius tranzistorius. Išmatavau įrenginio galią, kol ekranas teikė visiškai juodą vaizdą, ir kitą matavimą, kai ekranas buvo išjungtas, tada atėmiau skirtumą. „OnePlus 7 Pro“ ekranas sunaudojo pradinį 400 mW ir papildomus 4 mW vienam nitui (skaisčio vienetui).

Dabar, kai surinkome realius galios skaičius, galime modeliuoti, kiek energijos sunaudoja tamsiai pilka, palyginti su gryna „AMOLED juoda“. Tarkime, kad ekrano ryškumas yra 100 nitų grynai baltai, kad būtų atlikti skaičiavimai paprastas. Esant tokiam baltos spalvos lygiui, „OnePlus 7 Pro“ ekranas turėtų sunaudoti 400 mW + (4 mW/nitas × 100 nitų) = 800 mW. Kai rodoma tik juoda spalva, ekranas turėtų vartoti tik pradinę galią, kuri yra 400 mW. Tamsiai pilkai spalvai atminkite, kad apskaičiavome, kad jos išvesties šviesumas yra 0,3 % baltos spalvos lygio skaisčio, taigi jis turėtų išvesti 0,3 nito. 4 mW/nitas × 0,3 nito = 1,2 mW, todėl tamsiai pilka turėtų sunaudoti tik 1,2 mW daugiau nei gryna juoda.

400 mW vs. 401,2 mW – mikroskopinis 0,3 % energijos suvartojimo padidėjimas

Taigi, teoriškai, tamsiai pilka sunaudoja a nereikšmingas papildomos galios, palyginti su juodos spalvos naudojimu. Bet galbūt jūs vis dar skeptiškai vertinate jo veiksmingumą tamsiajame režime ir nepasitikite matematika, todėl tiesiog įvertinkime, kas yra prakeikta.

Realūs prietaiso galios matavimai

Naudodamas šviesos matuoklį nustačiau savo OnePlus 7 Pro į 100 nitų baltos spalvos ekrano lygį ir palikau pilnas baltos, juodos ir tamsiai pilkos spalvos vaizdas, kiekvienas penkias minutes, ir išmatuotas visas prietaisas galia. „OnePlus 7 Pro“ ekrano šešėlyje yra didesnė gama, todėl matuojant jo išėjimo šviesumą Nr. 121212 jis skaito 0,18 nito vietoj mūsų prognozuoto 0,3 nito, todėl sunaudos dar mažiau galia.

Kai „OnePlus 7 Pro“ rodomas visiškai baltas ir 100 nitų, įrenginys per penkias minutes sunaudojo vidutiniškai 1000 mW. Kai rodomas „AMOLED juodas“ vaizdas, „OnePlus 7 Pro“ sunaudojo vidutiniškai 600 mW – toks pat 400 mW skirtumas aukščiau pateiktame modeliavime. Ir galiausiai, matuojant tamsiai pilką, prietaisas sunaudojo vidutiniškai nuo 600 mW iki 610 mW. Visi šie išmatuoti galios skaičiai atitinka tai, ką anksčiau modeliavome. 10 papildomų milivatų galios tamsiai pilkos spalvos bandymui greičiausiai gaunama ne iš ekrano, o iš kažko kito įrenginio – galbūt radijo, trumpi SoC spurtai, kas žino – galios žurnalo nutekėjimas rodo staigų srovės stiprumo padidėjimą amperais paskutiniame sąraše, kuris padidina vidurkį nuo 0,6 W iki 0,61 W. Štai dar vienas paleidimas pagal tą patį scenarijų, išskyrus šį grynai juodos spalvos bandymą sunaudojo 50 mW daugiau energijos – vėlgi, greičiausiai dėl išorinių veiksnių.

Bet blogiausiu atveju, tarkime, kad 10 mW nebuvo atsitiktinumas. Esant vidutinei įrenginio įtampai 4,03 V, šie papildomi 10 mW reiškia, kad vidutinė srovė yra 2,5 mA. Naudojant „OnePlus 7 Pro“ 4000 mAh bateriją, tai reikštų, kad tamsiai pilka tema papildomai sunaudoja 0,063 % įrenginio baterijos per valandą. Oho.

Taigi AMOLED juoda arba tamsiai pilka tamsiam režimui? Pasirinkite, kuris jums labiau patinka, nes abu sutaupysite tiek pat brangios baterijos.