Экономит ли использование темно-серого цвета в дизайне в темном режиме столько же заряда батареи, сколько чистый «черный AMOLED» в OLED-дисплеях? Результаты могут Вас удивить.
В последнее время дизайн Dark Mode привлек много внимания, и Google, и Apple спешат его покинуть. дизайн в темной тематике в их приложения как можно быстрее, готовясь к своему следующие основные выпуски ОС, ключевой функцией которых является темный режим. В компьютерном мире люди задаются извечным вопросом: следует ли в дизайне тем темного режима использовать чистый «черный AMOLED» или темно-серый?
Пока меня здесь нет, чтобы ответить, какой тон выглядит лучше — это личное, и на данный момент это, по сути, политика — я хотел бы ответить на другой часто сопровождающий Вопрос в том, экономит ли использование темно-серого цвета в темном дизайне батарею по сравнению с чистым «черным AMOLED» в OLED. дисплеи.
Ответ на это да, темно-серый все еще экономит заряд батареи, но это та часть, где большинство людей говорят «но чистый черный экономит больше энергии, потому что пиксели фактически отключены!»
Основы OLED-дисплея
В OLED (Оорганический лночь-Эприпускание Дiode) каждый пиксель излучает собственный свет, который вы видите. Каждый пиксель имеет красный, синий и зеленый подпиксели (для простоты предполагается, что это полосатый RGB), и это отдельные OLED-дисплеи, которые излучают соответствующий цвет с определенной яркостью, и эта яркость зависит от того, сколько электрического тока подается на ВЕЛ. Каждый цвет, воспроизводимый дисплеем, представляет собой смесь этих трех OLED-дисплеев с разной яркостью, а белый — это просто смесь всех цветов. три таких OLED. Как говорилось ранее, черный — это отсутствие всех трех цветовых смесей и отсутствие подачи электрического тока на любые три его смеси. OLED.
Итак, как получается темно-серый? Серый, темно-серый и светло-серый на самом деле являются оттенками белого. Серый пиксель создается путем формирования белого пикселя и последующего снижения тока на трех его OLED-дисплеях на процент в зависимости от того, насколько светлым или темным должен быть пиксель. Это легче представить в цветовых кодах RGB, где #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) — чистый белый цвет, #000000/rgb (0,0,0) — черный, а оттенки серого — любые тройки с одинаковым красным, зеленым и синим. компоненты. Отдельные значения красного/синего/зеленого компонента входного цветового кода по существу передаются на соответствующий RGB OLED пикселя.
Однако при выводе этих цветовых кодов происходит еще один шаг: гамма-коррекция. Я не буду слишком подробно объяснять гамму, но, проще говоря, гамма-коррекция берет значения линейного цветового кода в диапазоне от 0% до 100% и возводит их в степень. В отраслевом стандарте гаммы дисплея используется показатель степени 2,2, поэтому каждый компонент входного цвета увеличивается до 2,2, что и является выходной яркостью соответствующего OLED.
Таким образом, входные компоненты цветового кода RGB повышаются до 2,2, а затем передаются на соответствующие красные, синие и зеленые OLED-дисплеи пикселя. Простой.
Теперь мы можем начать отвечать на вопросы.
Сколько энергии потребляют темно-серые пиксели?
Мы будем использовать Спецификация темной темы Google MaterialРекомендуемый цвет поверхности #121212, что переводится в RGB (7%,7%,7%). После гамма-коррекции (0,07^2,2) мы получаем значение 0,3%, что означает, что темно-серая поверхность Google выдает 0,3% яркости чисто белой поверхности.
темно-серый составляет 0,3% яркости чистого белого цвета.
Напомним, что яркость/яркость OLED зависит от подаваемого на него электрического тока. Для передачи темно-серого цвета требуется всего 0,3% мощности белого. Но я знаю, о чем ты думаешь,
«0,3% все еще выше, чем 0%!»
Вы абсолютно правы, но давайте приведем реальные цифры.
Я измерил светоотдачу дисплея OnePlus 7 Pro (при частоте 60 Гц), используя линейную регрессию зависимости мощности устройства от выходной яркости дисплея. Дисплеи также потребляют энергию при простом включении — драйвер дисплея становится активным и готов отправлять и получать сигналы от SoC на тонкопленочные транзисторы. Я измерил мощность устройства, пока дисплей отображал полностью черное изображение, и еще одно измерение, когда дисплей был выключен, а затем вычел разницу. Дисплей OnePlus 7 Pro потреблял базовую мощность 400 мВт и дополнительно 4 мВт на нит (единицу яркости).
Теперь, когда мы собрали реалистичные значения мощности, мы можем смоделировать, сколько энергии потребляет темно-серый цвет по сравнению с чистым «АМОЛЕД черный». Предположим, что яркость дисплея составляет 100 нит для чистого белого цвета, чтобы расчеты были точными. простой. При этом уровне белого дисплей OnePlus 7 Pro должен потреблять 400 мВт + (4 мВт/нит × 100 нит) = 800 мВт. При отображении только черного цвета дисплей должен потреблять только базовую мощность, составляющую 400 мВт. Напомним, что для темно-серого цвета мы рассчитали его выходную яркость как 0,3% от яркости уровня белого, поэтому он должен выводить 0,3 нит. 4 мВт/нит × 0,3 нит = 1,2 мВт, поэтому темно-серый должен потреблять всего на 1,2 мВт больше, чем чистый черный.
400 мВт против. 401,2 мВт — микроскопическое увеличение энергопотребления на 0,3 %.
Так, теоретически, темно-серый потребляет незначительный количество дополнительной мощности по сравнению с использованием черного цвета. Но, возможно, вы все еще скептически относитесь к его эффективности в темном режиме и не доверяете математике, так что давайте просто измерим эту чертову штуку.
Реальные измерения мощности устройства
Я установил на OnePlus 7 Pro уровень белого дисплея 100 нит с помощью экспонометра и оставил его включенным. полное изображение только белого, черного и темно-серого цвета, каждое в течение пяти минут, и измерялось общее устройство власть. Дисплей OnePlus 7 Pro имеет более высокую гамму в тенях, поэтому при измерении выходной яркости для #121212 указано 0,18 нит вместо прогнозируемых 0,3 нит, поэтому он будет потреблять еще меньше власть.
Когда OnePlus 7 Pro отображает полностью белый цвет с яркостью 100 нит, устройство потребляло в среднем 1000 мВт за пять минут. При отображении «черного AMOLED» изображения OnePlus 7 Pro потреблял в среднем 600 мВт — такая же разница в 400 мВт в нашем моделировании выше. И, наконец, при измерении темно-серого цвета устройство потребляло в среднем 600–610 мВт. Все эти измеренные значения мощности соответствуют тому, что мы смоделировали ранее. Дополнительные 10 милливатт мощности для темно-серого теста, скорее всего, связаны не с дисплеем, а с чем-то еще в устройстве — возможно, радио, короткие всплески SoC, кто знает - журнал энергопотребления показывает внезапный всплеск силы тока для последнего листинга, который увеличивает среднее значение с 0,6 Вт до 0,61 Вт. Вот еще один запуск с тем же сценарием, за исключением того, что в этом тесте чисто черного цвета потребляется на 50 мВт больше энергии — опять же, скорее всего, из-за внешних факторов.
Но в худшем случае, давайте предположим, что 10 мВт не были случайностью. При среднем напряжении устройства 4,03 В эти дополнительные 10 мВт соответствуют средней силе тока 2,5 мА. Учитывая аккумулятор OnePlus 7 Pro емкостью 4000 мАч, это будет означать, что темно-серая тема потребляет дополнительно 0,063% заряда батареи устройства в час. Ого.
Так AMOLED черный или темно-серый для темного режима? Выберите тот, который вам больше нравится, и оба сэкономят одинаковое количество драгоценной батареи.