Nei, "AMOLED Black" sparer IKKE mer batteri enn mørkegrå

Dark Mode-design har vakt mye oppmerksomhet i det siste, og både Google og Apple skynder seg ut design med mørkt tema i appene deres så fort de kan som forberedelse til deres neste store OS-utgivelser, som begge har Dark Mode som en nøkkelfunksjon. I dataverdenen har folk stilt det eldgamle spørsmålet: Skal mørkemodus-temadesign bruke ren "AMOLED-svart" eller mørkegrå?

Selv om jeg ikke er her for å svare på hvilken tone utseende bedre - det er personlig, og det er i utgangspunktet politikk på dette tidspunktet - jeg vil gjerne svare på en annen vanlig akkompagnert spørsmålet, og det er hvorvidt bruk av mørk grå i en mørk-tema design sparer batteri over ren "AMOLED svart" i OLED viser.

Svaret på det er ja, mørkegrå sparer fortsatt batteri, men dette er den delen der de fleste sier "men ren svart sparer mer strøm fordi pikslene faktisk er slått av!" Jeg skal liksom motsi min egen tittel her, men ja, begge utsagnene i det ropet er sanne.

derimot, hvor mye kraft gjør rent svart faktisk spare over mørkegrå? For å svare på dette spørsmålet, må vi først forstå litt grunnleggende OLED-anatomi.

Grunnleggende om OLED-skjermer

I en OLED (Organisk Lrett-Emitting Diode), produserer hver enkelt piksel sitt eget lys du ser. Hver piksel har en rød, blå og grønn underpiksel (forutsatt stripet RGB for enkelhets skyld), og dette er de individuelle OLED-ene som avgir sin respektive farge ved en viss lysstyrke, og den lysstyrken avhenger av hvor mye elektrisk strøm som sendes til LED. Hver enkelt farge som skjermen produserer er en blanding av disse tre OLED-ene med forskjellige lysstyrker, og hvitt er ganske enkelt en blanding av alle tre av disse OLED-ene. Som tidligere fortalt, er svart fraværet av alle tre fargeblandinger uten elektrisk strøm sendt til tre av fargene OLED-er.

Så hvordan lages mørkegrå? Grå, mørkegrå og lysegrå er alle faktisk bare nyanser av hvitt. En grå piksel lages ved å danne en hvit piksel og deretter senke strømmen til de tre OLED-ene med en prosentandel basert på hvor lys eller mørk pikselen må være. Dette er lettere å tenke på i RGB-fargekoder, der #FFFFFF/rgb (100%, 100%, 100%) er rent hvit, #000000/rgb (0,0,0) er svart, og gråtoner er alle trippel med samme røde, grønne og blå komponenter. En inngangsfargekodes individuelle rød/blå/grønne komponentverdier sendes i hovedsak videre til pikselens respektive RGB OLED.

Når du sender ut disse fargekodene, er det imidlertid ett trinn til som finner sted, og det er gammakorreksjon. Jeg vil ikke forklare gamma i for mye dybde, men enkelt sagt tar gammakorreksjon de lineære fargekodeverdiene som varierer fra 0 % til 100 % og øker den til en potens. Industrien standard skjermgamma bruker en effekteksponent på 2,2, så hver inngangsfargekomponent heves til 2,2, og det er utgangsluminansen til den respektive OLED.

Oppsummert, inndata RGB-fargekodekomponenter heves til 2,2 og sendes deretter videre til pikselens respektive røde, blå og grønne OLED. Enkel.

Nå kan vi begynne å svare på spørsmål.

Hvor mye strøm bruker mørkegrå piksler?

Vi vil bruke Google Material Dark Theme-spesifikasjonsin anbefalte overflatefarge #121212, som oversettes til rgb (7%,7%,7%). Etter gammakorreksjon (0,07^2,2) får vi en verdi på 0,3 %, noe som betyr at Googles mørkegrå overflate gir 0,3 % luminansen til en ren-hvit overflate.

mørkegrå er 0,3 % av luminansen til ren hvit

Husk at luminansen/lysstyrken til OLED-en avhenger av den elektriske strømmen som sendes til den. Bare 0,3 % av kraften til hvit er nødvendig for å gjengi mørkegrå. Men jeg vet hva du tenker,

"0,3 % er fortsatt høyere enn 0 %!"

Du har helt rett, men la oss få noen virkelige tall inn i dette.

Jeg målte lyseffektiviteten til OnePlus 7 Pro-skjermen (ved 60hz) ved å bruke en lineær regresjon fra å plotte enhetens effekt mot utgangsskjermens luminans. Skjermer bruker også strøm bare ved å slås på – skjermdriveren blir aktiv og klar til å sende og motta signaler fra SoC til tynnfilmtransistorene. Jeg målte enhetens effekt mens skjermen gjengav et helt svart bilde og en annen måling mens skjermen var av, så trakk jeg fra forskjellen. OnePlus 7 Pro-skjermen forbrukte en baseline på 400mW og ytterligere 4mW per nit (luminansenhet).

Nå som vi har samlet realistiske krafttall, kan vi modellere hvor mye strøm mørk grå bruker kontra ren "AMOLED svart." La oss anta en skjermlysstyrke på 100 nits for ren hvit bare slik at beregningene er enkel. På dette hvite nivået bør OnePlus 7 Pro-skjermen forbruke 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW. Når du ikke viser annet enn svart, skal skjermen bare bruke grunnlinjeeffekten, som er 400mW. For mørkegrå, husk at vi beregnet utgangsluminansen til å være 0,3 % av luminansen til hvitnivået, så den bør gi ut 0,3 nits. 4mW/nit × 0,3 nits = 1,2mW, så mørk grå bør bare forbruke 1,2mW mer enn ren svart.

400mW vs. 401,2 mW — en mikroskopisk økning på 0,3 % i strømforbruket

Så, teoretisk sett, mørk grå forbruker en ubetydelig mengde ekstra kraft sammenlignet med å bruke svart. Men kanskje du fortsatt er skeptisk til dens effektivitet for mørk modus og stoler ikke på matematikken, så la oss bare måle den jævla greia.

Ekte enhetseffektmålinger

Jeg satte min OnePlus 7 Pro til et skjermhvittnivå på 100 nits ved hjelp av en lysmåler, og lot den stå på en fullt bilde av bare hvitt, svart og mørkegrå, hver i fem minutter, og målte hele enheten makt. OnePlus 7 Pro-skjermen har høyere gamma i skyggene, så når du måler utgangsluminansen for #121212 leste den 0,18 nits i stedet for våre anslåtte 0,3 nits, så den vil forbruke enda mindre makt.

Når OnePlus 7 Pro viser full-hvitt på 100 nits, forbrukte enheten et gjennomsnitt på 1000mW over fem minutter. Når du viser et "AMOLED-svart"-bilde, forbrukte OnePlus 7 Pro et gjennomsnitt på 600mW – den samme forskjellen på 400mW i vår modellering ovenfor. Og til slutt, når den målte mørkegrå, forbrukte enheten i gjennomsnitt mellom 600mW-610mW. Alle disse målte effekttallene faller i tråd med det vi tidligere modellerte. De 10 ekstra milliwattene med kraft for den mørkegrå testen er sannsynligvis ikke fra skjermen, men fra noe annet i enheten - kanskje radio, korte SoC-spurt, hvem vet -- strømloggavløpet viser en plutselig økning i strømstyrke for den siste oppføringen som øker gjennomsnittet fra 0,6 W til 0,61W. Her er en annen kjøring med samme scenario, bortsett fra i denne kjøringen forbrukte den rene svarte testen 50mW mer strøm - igjen, mest sannsynlig fra eksterne faktorer.

Men i verste fall, la oss anta at 10mW ikke var et lykketreff. Ved en gjennomsnittlig enhetsspenning på 4,03V, vil de ekstra 10mW oversettes til en gjennomsnittlig strømstyrke på 2,5mA. Med OnePlus 7 Pros 4000mAh-batteri, vil det bety at det mørkegrå temaet bruker ytterligere 0,063 % av enhetens batteri per time. Huff.

Så AMOLED svart eller mørk grå for mørk modus? Velg hva du foretrekker, begge sparer like mye verdifullt batteri.