Usar cinza escuro em um design de Modo Escuro economiza tanta bateria quanto o “preto AMOLED” puro em telas OLED? Os resultados podem te surpreender.
O design do Modo Escuro tem atraído muita atenção ultimamente, e tanto o Google quanto a Apple estão saindo correndo designs com tema escuro em seus aplicativos o mais rápido que puderem, em preparação para a sua próximos grandes lançamentos de sistema operacional, ambos apresentando o Modo Escuro como recurso principal. No mundo da informática, as pessoas têm feito a velha pergunta: os designs de tema no modo escuro devem usar “preto AMOLED” puro ou cinza escuro?
Embora eu não esteja aqui para responder qual tom visual melhor - isso é pessoal, e é basicamente política neste momento - eu gostaria de responder a outra pergunta comumente acompanhada questão, e é se usar ou não cinza escuro em um design com tema escuro economiza bateria em vez do puro “preto AMOLED” em OLED exibe.
A resposta para isso é sim, cinza escuro ainda economiza bateria, mas esta é a parte onde a maioria das pessoas diz
"mas o preto puro economiza mais energia porque os pixels estão realmente desligados!" Vou contradizer meu próprio título aqui, mas sim, ambas as declarações nesse clamor são verdadeiras. No entanto, quanta potência o preto puro na verdade economizar em cinza escuro? Para responder a esta pergunta, precisamos primeiro entender a anatomia básica do OLED.Noções básicas de exibição OLED
Em um OLED (Óorgânico eucerto-Etransmitir Diodo), cada pixel produz sua própria luz que você vê. Cada pixel tem um subpixel vermelho, azul e verde (assumindo RGB listrado para simplificar), e esses são os OLEDs individuais que emitem suas respectivas cores com um determinado brilho, e esse brilho depende de quanta corrente elétrica é enviada ao LIDERADO. Cada cor que a tela produz é uma mistura desses três OLEDs com brilhos diferentes, e o branco é simplesmente uma mistura de todos três desses OLEDs. Como dito anteriormente, o preto é a ausência de todas as três misturas de cores sem que nenhuma corrente elétrica seja enviada para quaisquer três de suas três cores. OLEDs.
Então, como é feito o cinza escuro? Cinza, cinza escuro e cinza claro são, na verdade, apenas tons de branco. Um pixel cinza é criado formando um pixel branco e, em seguida, diminuindo a corrente para seus três OLEDs em uma porcentagem baseada em quão claro ou escuro o pixel precisa ser. Isso é mais facilmente pensado em códigos de cores RGB, onde #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) é branco puro, #000000/rgb (0,0,0) é preto e os tons de cinza são qualquer triplo com o mesmo vermelho, verde e azul componentes. Os valores individuais dos componentes vermelho/azul/verde de um código de cores de entrada são essencialmente transmitidos ao respectivo OLED RGB do pixel.
Ao gerar esses códigos de cores, no entanto, ocorre mais uma etapa, que é correção de gama. Não vou explicar a gama com muita profundidade, mas, de forma simples, a correção gama pega os valores lineares do código de cores que variam de 0% a 100% e os eleva a uma potência. A gama de exibição padrão da indústria usa um expoente de potência de 2,2, então cada componente de cor de entrada é aumentado para 2,2, e essa é a luminância de saída do respectivo OLED.
Em resumo, os componentes do código de cores RGB de entrada são aumentados para 2,2 e depois passados para o respectivo OLED vermelho, azul e verde do pixel. Simples.
Agora podemos começar a responder perguntas.
Quanta energia os pixels cinza escuro consomem?
Usaremos o Especificação do tema escuro do material do GoogleA cor de superfície recomendada de #121212, que se traduz em RGB (7%,7%,7%). Após a correção gama (0,07 ^ 2,2), obtemos um valor de 0,3%, o que significa que a superfície cinza escuro do Google produz 0,3% da luminância de uma superfície branca pura.
cinza escuro é 0,3% da luminância do branco puro
Lembre-se de que a luminância/brilho do OLED depende da corrente elétrica enviada a ele. Apenas 0,3% da potência do branco é necessário para tornar o cinza escuro. Mas eu sei o que você está pensando,
“0,3% ainda é superior a 0%!”
Você está absolutamente correto, mas vamos colocar alguns números do mundo real nisso.
Medi a eficácia luminosa da tela OnePlus 7 Pro (a 60 Hz) usando uma regressão linear traçando a potência do dispositivo versus a luminância da tela de saída. Os monitores também consomem energia apenas quando são ligados – o driver do monitor fica ativo e pronto para enviar e receber sinais do SoC para os transistores de película fina. Medi a potência do dispositivo enquanto a tela renderizava uma imagem totalmente preta e outra medição enquanto a tela estava desligada, depois subtraí a diferença. A tela do OnePlus 7 Pro consumiu 400mW básicos e 4mW adicionais por nit (unidade de luminância).
Agora que reunimos números de energia realistas, podemos modelar quanta energia o cinza escuro consome versus o puro "AMOLED preto." Vamos supor um brilho de tela de 100 nits para branco puro, apenas para que os cálculos sejam simples. Neste nível de branco, a tela do OnePlus 7 Pro deve consumir 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW. Ao exibir apenas preto, a tela deve consumir apenas sua energia básica, que é de 400mW. Para cinza escuro, lembre-se de que calculamos sua luminância de saída como 0,3% da luminância do nível de branco, portanto, ele deve produzir 0,3 nits. 4mW/nit × 0,3 nits = 1,2mW, então o cinza escuro deve consumir apenas 1,2mW a mais do que o preto puro.
400mW vs. 401,2 mW – um aumento microscópico de 0,3% no consumo de energia
Então, teoricamente, o cinza escuro consome um insignificante quantidade de energia adicional em comparação com o uso de preto. Mas talvez você ainda esteja cético quanto à sua eficácia no modo escuro e não confie na matemática, então vamos apenas medir a maldita coisa.
Medições reais de potência do dispositivo
Eu configurei meu OnePlus 7 Pro para um nível de branco de 100 nits usando um medidor de luz e o deixei em um imagem completa apenas de branco, preto e cinza escuro, cada um por cinco minutos, e mediu o dispositivo total poder. A tela do OnePlus 7 Pro possui uma gama mais alta em suas sombras, portanto, ao medir a luminância de saída para #121212, ele leu 0,18 nits em vez dos 0,3 nits projetados, então consumirá ainda menos poder.
Quando o OnePlus 7 Pro exibe totalmente branco com 100 nits, o dispositivo consumiu em média 1000mW em cinco minutos. Ao exibir uma imagem “AMOLED preta”, o OnePlus 7 Pro consumiu em média 600mW — a mesma diferença de 400mW em nossa modelagem acima. E por fim, ao medir o cinza escuro, o aparelho consumiu em média entre 600mW-610mW. Todos esses valores de potência medidos estão alinhados com o que modelamos anteriormente. Os 10 miliwatts adicionais de potência para o teste cinza escuro provavelmente não vêm da tela, mas de outra coisa no dispositivo - talvez rádio, curtos surtos de SoC, quem sabe - o consumo de registro de energia mostra um aumento repentino na amperagem para a última listagem que aumenta a média de 0,6 W para 0,61 W. Aqui está outra execução com o mesmo cenário, exceto que nesta execução o teste de preto puro consumiu 50mW a mais de energia – novamente, provavelmente devido a fatores externos.
Mas na pior das hipóteses, vamos supor que 10mW não foi um acaso. Com uma tensão média do dispositivo de 4,03 V, esses 10 mW adicionais se traduzem em uma amperagem média de 2,5 mA. Com a bateria de 4000mAh do OnePlus 7 Pro, isso significaria que o tema cinza escuro consome 0,063% adicional da bateria do dispositivo por hora. Uau.
Então AMOLED preto ou cinza escuro para modo escuro? Escolha o que preferir, ambos economizam a mesma quantidade de bateria preciosa.