Ne, "AMOLED črna" NE prihrani več baterije kot temno siva

Dizajn v temnem načinu je v zadnjem času pritegnil veliko pozornosti in tako Google kot Apple hitita ven dizajni s temno temo v njihove aplikacije čim hitreje v pripravah na svoje naslednje večje izdaje OS, oba se ponašata s temnim načinom kot ključno funkcijo. V računalniškem svetu si ljudje zastavljajo prastaro vprašanje: Ali naj teme v temnem načinu uporabljajo čisto »črno AMOLED« ali temno sivo?

Medtem ko nisem tukaj, da bi odgovoril, kateri ton izgleda bolje — to je osebno in na tej točki je v bistvu politika — rad bi odgovoril na drugo pogosto spremljano vprašanje, in to je, ali uporaba temno sive v dizajnu s temno tematiko prihrani baterijo v primerjavi s čisto "AMOLED črno" v OLED. zasloni.

Odgovor na to je ja, temno siva še vedno varčuje z baterijo, vendar je to del, ki ga večina ljudi pravi "toda čista črna prihrani več energije, ker so slikovne pike dejansko izklopljene!"

 Nekako bom nasprotoval svojemu naslovu, toda ja, obe izjavi v tem vzkliku sta resnični. Vendar, koliko moči naredi čista črna pravzaprav prihraniti čez temno sivo? Da bi odgovorili na to vprašanje, moramo najprej razumeti nekaj osnovne anatomije OLED.

Osnove zaslona OLED

V OLED (Organic Lprav-Emitting Diode), vsaka posamezna slikovna pika proizvaja lastno svetlobo, ki jo vidite. Vsaka slikovna pika ima rdečo, modro in zeleno podpiksel (ob predpostavki črtastega RGB zaradi poenostavitve) in to so posamezni OLED-ji, oddajajo svojo barvo pri določeni svetlosti, ta svetlost pa je odvisna od tega, koliko električnega toka je poslano LED. Vsaka posamezna barva, ki jo prikaže zaslon, je mešanica teh treh OLED-jev pri različnih svetlostih, bela pa je preprosto mešanica vseh trije od teh OLED. Kot smo že omenili, je črna odsotnost vseh treh barvnih mešanic brez električnega toka, ki se pošilja v katero koli od treh barv OLED.

Torej, kako nastane temno siva? Siva, temno siva in svetlo siva so pravzaprav le odtenki bele. Siva slikovna pika je narejena tako, da se oblikuje bela slikovna pika in nato zniža tok na njene tri OLED za odstotek glede na to, kako svetla ali temna mora biti slikovna pika. To si lažje predstavljamo v barvnih kodah RGB, kjer je #FFFFFF/rgb (100 %, 100 %, 100 %) čisto bela, #000000/rgb (0,0,0) je črna, odtenki sive pa so kateri koli trojni z enako rdečo, zeleno in modro komponente. Posamezne vrednosti rdeče/modre/zelene komponente vhodne barvne kode se v bistvu prenesejo na ustrezni RGB OLED piksla.

Pri izpisu teh barvnih kod pa se zgodi še en korak, in sicer gama korekcija. Game ne bom razlagal preveč poglobljeno, ampak preprosto povedano, korekcija gama vzame vrednosti linearne barvne kode, ki segajo od 0 % do 100 %, in jo dvigne na potenco. Industrijska standardna gama zaslona uporablja eksponent moči 2,2, zato je vsaka vhodna barvna komponenta povišana na 2,2 in to je izhodna svetilnost ustreznega OLED-a.

Če povzamemo, se komponente vhodne barvne kode RGB dvignejo na 2,2 in nato prenesejo na ustrezne rdeče, modre in zelene OLED piksla. Enostavno.

Zdaj lahko začnemo odgovarjati na vprašanja.

Koliko energije porabijo temno sive slikovne pike?

Uporabili bomo Google Material Dark Theme specPriporočena površinska barva #121212, kar pomeni rgb (7 %, 7 %, 7 %). Po popravku gama (0,07^2,2) dobimo vrednost 0,3 %, kar pomeni, da Googlova temno siva površina ustvari 0,3 % svetilnosti čisto bele površine.

temno siva je 0,3 % svetilnosti čiste bele

Spomnimo se, da je svetilnost/svetlost OLED-ja odvisna od električnega toka, ki je vanj poslan. Za upodabljanje temno sive je potrebnih le 0,3 % moči bele barve. Ampak vem, kaj misliš,

"0,3% je še vedno višje od 0%!"

Popolnoma prav imate, a poglejmo nekaj številk iz resničnega sveta.

Izmeril sem svetlobni izkoristek zaslona OnePlus 7 Pro (pri 60 Hz) z uporabo linearne regresije iz grafa moči naprave v primerjavi z izhodno svetilnostjo zaslona. Zasloni prav tako porabljajo energijo, ko so vklopljeni – gonilnik zaslona postane aktiven in pripravljen za pošiljanje in sprejemanje signalov iz SoC na tankoplastne tranzistorje. Izmeril sem moč naprave, medtem ko je zaslon prikazoval popolnoma črno sliko, in še eno meritev, ko je bil zaslon izklopljen, nato sem razliko odštel. Zaslon OnePlus 7 Pro je porabil osnovnih 400 mW in dodatnih 4 mW na nit (enoto svetilnosti).

Zdaj, ko smo zbrali realne podatke o moči, lahko modeliramo, koliko energije porabi temno siva v primerjavi s čisto "AMOLED črna." Predpostavimo, da je svetlost zaslona 100 nit za čisto belo, tako da so izračuni preprosto. Pri tej ravni beline naj bi zaslon OnePlus 7 Pro porabil 400 mW + (4 mW/nit × 100 nit) = 800 mW. Ko prikazuje samo črno, mora zaslon porabiti samo svojo osnovno moč, ki je 400 mW. Za temno sivo se spomnimo, da smo izračunali, da je njena izhodna svetilnost 0,3 % svetilnosti ravni beline, tako da bi morala oddajati 0,3 nita. 4 mW/nit × 0,3 nits = 1,2 mW, zato naj bi temno siva porabila le 1,2 mW več kot čista črna.

400mW vs. 401,2 mW — mikroskopsko 0,3-odstotno povečanje porabe energije

Torej, teoretično, temno siva porabi a zanemarljivo količino dodatne moči v primerjavi z uporabo črne barve. Morda pa ste še vedno skeptični glede njegove učinkovitosti v temnem načinu in ne zaupate matematiki, zato izmerimo to prekleto stvar.

Realne meritve moči naprave

Svoj OnePlus 7 Pro sem nastavil na raven beline zaslona 100 nit z uporabo svetlomera in ga pustil na celotno sliko samo bele, črne in temno sive, vsako za pet minut, in izmerili celotno napravo moč. Zaslon OnePlus 7 Pro ima višjo gama v sencah, zato pri merjenju njegove izhodne svetilnosti za #121212 je prebral 0,18 nita namesto naših predvidenih 0,3 nita, tako da bo porabil še manj moč.

Ko OnePlus 7 Pro prikazuje popolnoma belo pri 100 nitih, je naprava v petih minutah porabila povprečno 1000 mW. Pri prikazovanju črne slike AMOLED je OnePlus 7 Pro v povprečju porabil 600 mW – enaka razlika 400 mW v našem zgornjem modeliranju. In končno, pri merjenju temno sive je naprava v povprečju porabila med 600mW-610mW. Vse te izmerjene vrednosti moči so v skladu s tem, kar smo predhodno modelirali. 10 dodatnih milivatov moči za temno sivi test verjetno ni od zaslona, ​​ampak od nečesa drugega v napravi - morda radia, kratki izbruhi SoC, kdo ve -- odtoki dnevnika napajanja kažejo nenaden skok amperaže za zadnji seznam, ki poveča povprečje z 0,6 W na 0,61 W. Tukaj je še en potek z enakim scenarijem, le da je v tem poteku čisto črni test porabil 50 mW več energije -- spet najverjetneje zaradi zunanjih dejavnikov.

Toda v najslabšem primeru predpostavimo, da 10 mW ni bilo naključje. Pri povprečni napetosti naprave 4,03 V teh dodatnih 10 mW pomeni povprečno amperažo 2,5 mA. Z baterijo 4000 mAh OnePlus 7 Pro bi to pomenilo, da temno siva tema porabi dodatnih 0,063 % baterije naprave na uro. Vau.

Torej AMOLED črna ali temno siva za temni način? Izberite, kar vam je ljubše, oba prihranita enako količino dragocene baterije.