Folosirea gri închis într-un design Dark Mode economisește la fel de multă baterie ca „AMOLED black” pur pe ecranele OLED? Rezultatele te pot surprinde.
Designul Dark Mode a atras multă atenție în ultima vreme și atât Google, cât și Apple se grăbesc să iasă desene cu tematică întunecată în aplicațiile lor cât de repede pot în pregătirea lor următoarele versiuni majore ale sistemului de operare, ambele având modul întunecat ca o caracteristică cheie. În lumea computerelor, oamenii și-au pus întrebarea veche: ar trebui ca temele în modul întunecat să folosească „negru AMOLED” pur sau gri închis?
Deși nu sunt aici să răspund la ce ton arata mai bine — asta este personal și, în fond, este politică în acest moment — aș dori să răspund la un alt lucru însoțit în mod obișnuit întrebare, și aceasta este dacă utilizarea gri închis într-un design cu temă întunecată economisește bateria peste „negru AMOLED” pur în OLED afișează.
Răspunsul la asta este da, gri închis încă economisește bateria, dar aceasta este partea în care spun majoritatea oamenilor
Elementele de bază ale afișajului OLED
Într-un OLED (Oorganic Lbine-Emitting Diode), fiecare pixel produce propria lumină pe care o vedeți. Fiecare pixel are un subpixel roșu, albastru și verde (presupunând RGB cu dungi pentru simplitate), iar acestea sunt OLED-urile individuale care emit culoarea lor respectivă la o anumită luminozitate, iar această luminozitate depinde de cât de mult curent electric este trimis către LED. Fiecare culoare pe care o produce afișajul este un amestec al acestor trei OLED-uri la luminozități diferite, iar albul este pur și simplu un amestec al tuturor trei dintre aceste OLED-uri. După cum s-a spus mai devreme, negrul este absența tuturor celor trei amestecuri de culori, fără curent electric trimis la oricare trei dintre ele OLED-uri.
Deci, cum este făcut griul închis? Gri, gri închis și gri deschis sunt de fapt doar nuanțe de alb. Un pixel gri este realizat prin formarea unui pixel alb și apoi scăderea curentului la cele trei OLED-uri ale sale cu un procent bazat pe cât de deschis sau întunecat trebuie să fie pixelul. Acest lucru este mai ușor de gândit în codurile de culoare RGB, unde #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) este alb pur, #000000/rgb (0,0,0) este negru, iar nuanțele de gri sunt orice triplu cu același roșu, verde și albastru componente. Valorile individuale ale componentelor roșu/albastru/verde ale unui cod de culoare de intrare sunt transmise în esență către OLED-ul RGB respectiv al pixelului.
La ieșirea acestor coduri de culoare, totuși, mai are loc un pas și anume corecție gamma. Nu voi explica gama prea mult în profunzime, ci pur și simplu, corecția gamma ia valorile liniare ale codului de culoare care variază de la 0% la 100% și o ridică la o putere. Gama de afișare standard din industrie utilizează un exponent de putere de 2,2, astfel încât fiecare componentă de culoare de intrare este ridicată la 2,2 și aceasta este luminanța de ieșire a OLED-ului respectiv.
În rezumat, componentele codului de culoare RGB de intrare sunt crescute la 2,2 și apoi transmise la OLED-ul respectiv roșu, albastru și verde al pixelului. Simplu.
Acum putem începe să răspundem la întrebări.
Câtă putere consumă pixelii gri închis?
Vom folosi Specificații Google Material Dark ThemeCuloarea recomandată a suprafeței de #121212, care se traduce în rgb (7%,7%,7%). După corecția gamma (0,07^2,2) obținem o valoare de 0,3%, ceea ce înseamnă că suprafața gri închis a Google scoate 0,3% din luminanța unei suprafețe alb-pur.
gri închis este 0,3% luminanța albului pur
Amintiți-vă că luminanța/luminozitatea OLED-ului depinde de curentul electric trimis către acesta. Doar 0,3% din puterea albului este nevoie pentru a reda gri închis. Dar știu la ce te gândești,
„0,3% este încă mai mare decât 0%!”
Ai perfectă dreptate, dar hai să introducem câteva cifre din lumea reală în asta.
Am măsurat eficacitatea luminoasă a afișajului OnePlus 7 Pro (la 60 Hz) folosind o regresie liniară de la trasarea puterii dispozitivului în funcție de luminanța afișajului de ieșire. Ecranele consumă, de asemenea, energie doar prin pornire — driverul de afișare devine activ și gata să trimită și să primească semnale de la SoC către tranzistoarele cu peliculă subțire. Am măsurat puterea dispozitivului în timp ce afișajul a redat o imagine complet neagră și o altă măsurătoare în timp ce afișajul era oprit, apoi am scăzut diferența. Ecranul OnePlus 7 Pro a consumat o valoare de bază de 400 mW și o valoare suplimentară de 4 mW per nit (unitate de luminanță).
Acum că am adunat cifre realiste de putere, putem modela câtă putere consumă gri închis față de pur „AMOLED negru”. Să presupunem o luminozitate a afișajului de 100 de nit pentru alb pur, așa cum sunt calculele simplu. La acest nivel de alb, afișajul OnePlus 7 Pro ar trebui să consume 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW. Când nu se afișează decât negru, afișajul ar trebui să consume doar puterea de bază, care este de 400 mW. Pentru gri închis, amintiți-vă că am calculat luminanța sa de ieșire la 0,3% din luminanța nivelului de alb, deci ar trebui să iasă 0,3 nits. 4 mW/nit × 0,3 nits = 1,2 mW, deci gri închis ar trebui să consume doar 1,2 mW mai mult decât negrul pur.
400mW vs. 401,2 mW — o creștere microscopică de 0,3% a consumului de energie
Asa de, teoretic, gri închis consumă a neglijabil cantitate de putere suplimentară în comparație cu utilizarea negrului. Dar poate că ești încă sceptic cu privire la eficacitatea lui pentru modul întunecat și nu ai încredere în matematică, așa că haideți să măsurăm blestemul.
Măsurătorile reale ale puterii dispozitivului
Mi-am setat OnePlus 7 Pro la un nivel de alb al afișajului de 100 nits folosind un luminometru și l-am lăsat pe un imagine completă de doar alb, negru și gri închis, fiecare timp de cinci minute și a măsurat întregul dispozitiv putere. Ecranul OnePlus 7 Pro are o gama mai mare în umbrele sale, deci atunci când se măsoară lumina de ieșire pentru #121212, a citit 0,18 nits în loc de 0,3 nit estimați, așa că va consuma și mai puțin putere.
Când OnePlus 7 Pro afișează alb complet la 100 nits, dispozitivul a consumat în medie 1000 mW în cinci minute. La afișarea unei imagini „AMOLED negru”, OnePlus 7 Pro a consumat în medie 600 mW — aceeași diferență de 400 mW în modelarea noastră de mai sus. Și în sfârșit, la măsurarea gri închis, dispozitivul a consumat în medie între 600mW-610mW. Toate aceste cifre de putere măsurată sunt în conformitate cu ceea ce am modelat anterior. Cei 10 miliwați suplimentari de putere pentru testul gri închis probabil nu provin de la afișaj, ci de la altceva din dispozitiv -- poate radio, explozii scurte de SoC, cine știe -- consumul de jurnal de putere arată o creștere bruscă a amperajului pentru ultima listă care crește media de la 0,6 W la 0,61 W. Iată o altă rulare cu același scenariu, cu excepția cazului în care testul negru pur a consumat cu 50 mW mai multă putere -- din nou, cel mai probabil din cauza factorilor externi.
Dar în cel mai rău caz, să presupunem că 10mW nu a fost o întâmplare. La o tensiune medie a dispozitivului de 4,03 V, acei 10 mW suplimentari se traduce într-un amperaj mediu de 2,5 mA. Cu bateria de 4000 mAh a lui OnePlus 7 Pro, asta ar însemna că tema gri închis consumă încă 0,063% din bateria dispozitivului pe oră. Vai.
Deci AMOLED negru sau gri închis pentru modul întunecat? Alegeți oricare doriți, ambele economisesc aceeași cantitate de baterie prețioasă.