การใช้สีเทาเข้มในการออกแบบโหมดมืดช่วยประหยัดแบตเตอรี่ได้มากเท่ากับ "AMOLED สีดำ" ในจอแสดงผล OLED หรือไม่ ผลลัพธ์อาจทำให้คุณประหลาดใจ
การออกแบบโหมดมืดได้รับความสนใจอย่างมากเมื่อเร็ว ๆ นี้ และทั้ง Google และ Apple ต่างก็เร่งรีบ การออกแบบที่มีธีมสีเข้ม ใน แอพของพวกเขา ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเตรียมพร้อมรับมือ ระบบปฏิบัติการหลักรุ่นถัดไปซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีโหมดมืดเป็นคุณสมบัติหลัก ในโลกคอมพิวเตอร์ ผู้คนมักถามคำถามเก่าๆ ที่ว่า การออกแบบธีมโหมดมืดควรใช้ "AMOLED สีดำ" ล้วนๆ หรือสีเทาเข้ม
ขณะที่ผมไม่ได้มาเพื่อตอบว่าโทนไหน ดู ดีกว่า — นั่นเป็นเรื่องส่วนตัว และโดยพื้นฐานแล้วมันเป็นเรื่องการเมือง ณ จุดนี้ — ฉันอยากจะตอบอีกเรื่องหนึ่งที่มักเกิดขึ้นพร้อมกัน คำถามคือการใช้สีเทาเข้มในการออกแบบธีมมืดจะช่วยประหยัดแบตเตอรี่มากกว่า "AMOLED black" ล้วนๆ ใน OLED หรือไม่ แสดง
คำตอบก็คือ ใช่ สีเทาเข้มยังคงช่วยประหยัดแบตเตอรี่แต่นี่คือส่วนที่คนส่วนใหญ่บอกว่า "แต่สีดำล้วนช่วยประหยัดพลังงานมากกว่าเพราะพิกเซลถูกปิดจริง ๆ แล้ว!" ฉันจะขัดแย้งกับชื่อของฉันเองที่นี่ แต่ใช่ ทั้งสองข้อความในการโวยวายนั้นเป็นเรื่องจริง
ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับจอแสดงผล OLED
ใน OLED (โออินทรีย์ ลก็ได้-อีสวมถุงมือ ดีiode) ทุกพิกเซลจะสร้างแสงของตัวเองที่คุณเห็น ทุกพิกเซลมีพิกเซลย่อยสีแดง น้ำเงิน และเขียว (สมมติว่า RGB แบบแถบเพื่อความเรียบง่าย) และนี่คือ OLED แต่ละตัวที่ ปล่อยสีตามลำดับด้วยความสว่างที่แน่นอน และความสว่างนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ส่งไป นำ. ทุกสีที่จอแสดงผลผลิตขึ้นนั้นเป็นส่วนผสมของ OLED ทั้งสามชนิดนี้ที่มีความสว่างต่างกัน และสีขาวเป็นเพียงส่วนผสมของสีทั้งหมด OLED สามตัวนี้ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สีดำคือการไม่มีสีผสมทั้งสามสี และไม่มีกระแสไฟฟ้าส่งไปยังสีทั้งสามสีใดสีหนึ่ง OLED
แล้วสีเทาเข้มทำอย่างไร? สีเทา สีเทาเข้ม และสีเทาอ่อนล้วนเป็นเพียงเฉดสีขาวเท่านั้น พิกเซลสีเทาถูกสร้างขึ้นโดยการสร้างพิกเซลสีขาวแล้วลดกระแสไฟลงเหลือ OLED สามดวงเป็นเปอร์เซ็นต์โดยขึ้นอยู่กับว่าพิกเซลต้องมีความสว่างหรือมืดเพียงใด ซึ่งคิดได้ง่ายกว่าในรหัสสี RGB โดยที่ #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) เป็นสีขาวบริสุทธิ์ #000000/rgb (0,0,0) คือสีดำ และเฉดสีเทาคือสามเฉดใดๆ ที่มีสีแดง เขียว และน้ำเงินเหมือนกัน ส่วนประกอบ ค่าส่วนประกอบสีแดง/น้ำเงิน/เขียวของโค้ดสีแต่ละรายการจะถูกส่งผ่านไปยัง RGB OLED ของพิกเซลเป็นหลัก
อย่างไรก็ตาม เมื่อส่งออกรหัสสีเหล่านี้ จะมีขั้นตอนอีกขั้นตอนหนึ่งเกิดขึ้น นั่นก็คือ การแก้ไขแกมมา. ฉันจะไม่อธิบายแกมมาแบบเจาะลึกมากเกินไป แต่พูดง่ายๆ ก็คือ การแก้ไขแกมม่าจะนำค่ารหัสสีเชิงเส้นซึ่งมีช่วงตั้งแต่ 0% ถึง 100% และเพิ่มกำลัง แกมมาของจอแสดงผลมาตรฐานอุตสาหกรรมใช้เลขยกกำลังที่ 2.2 ดังนั้นส่วนประกอบสีอินพุตแต่ละรายการจึงเพิ่มขึ้นเป็น 2.2 และนั่นคือความสว่างเอาต์พุตของ OLED ที่เกี่ยวข้อง
โดยสรุป ส่วนประกอบรหัสสี RGB อินพุตจะเพิ่มขึ้นเป็น 2.2 จากนั้นส่งต่อไปยัง OLED สีแดง น้ำเงิน และเขียวของพิกเซลตามลำดับ เรียบง่าย.
ตอนนี้เราสามารถเริ่มตอบคำถามได้แล้ว
พิกเซลสีเทาเข้มใช้พลังงานเท่าใด
เราจะใช้ ข้อมูลจำเพาะธีมสีเข้มของ Google Materialสีพื้นผิวที่แนะนำของ #121212 ซึ่งแปลเป็น rgb (7%,7%,7%) หลังจากการแก้ไขแกมมา (0.07^2.2) เราจะได้ค่า 0.3% ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวสีเทาเข้มของ Google จะให้ความสว่างของพื้นผิวสีขาวบริสุทธิ์ 0.3%
สีเทาเข้มคือ 0.3% ของความสว่างของสีขาวบริสุทธิ์
โปรดจำไว้ว่าความสว่าง/ความสว่างของ OLED ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ส่งไป ต้องใช้กำลังสีขาวเพียง 0.3% เท่านั้นในการแสดงสีเทาเข้ม แต่ฉันรู้ว่าคุณกำลังคิดอะไรอยู่
"0.3% ยังสูงกว่า 0%!"
คุณพูดถูกจริงๆ แต่มาทำความเข้าใจกับบุคคลในโลกแห่งความเป็นจริงกันดีกว่า
ฉันวัดประสิทธิภาพการส่องสว่างของจอแสดงผล OnePlus 7 Pro (ที่ 60hz) โดยใช้การถดถอยเชิงเส้นจากการวางแผนพลังงานของอุปกรณ์เทียบกับความสว่างของจอแสดงผลเอาต์พุต จอแสดงผลยังใช้พลังงานเพียงแค่เปิดเครื่อง — ไดรเวอร์จอแสดงผลจะทำงานและพร้อมที่จะส่งและรับสัญญาณจาก SoC ไปยังทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง ฉันวัดพลังงานของอุปกรณ์ในขณะที่จอแสดงผลแสดงภาพสีดำสนิท และวัดอีกครั้งในขณะที่ปิดจอแสดงผล จากนั้นฉันก็ลบความแตกต่างออก จอแสดงผล OnePlus 7 Pro ใช้พลังงานพื้นฐาน 400mW และเพิ่มอีก 4mW ต่อ nit (หน่วยความสว่าง)
ตอนนี้เราได้รวบรวมตัวเลขพลังงานที่สมจริงแล้ว เราจึงจำลองได้ว่าสีเทาเข้มใช้พลังงานเท่าใดเทียบกับพลังงานบริสุทธิ์ "AMOLED สีดำ" สมมติว่าความสว่างของจอแสดงผลอยู่ที่ 100 นิตสำหรับสีขาวบริสุทธิ์เช่นเดียวกับการคำนวณ เรียบง่าย. ที่ระดับสีขาวนี้ จอแสดงผล OnePlus 7 Pro ควรใช้พลังงาน 400mW + (4mW/nit × 100 nits) = 800mW เมื่อไม่แสดงอะไรเลยนอกจากสีดำ จอแสดงผลควรใช้เฉพาะพลังงานพื้นฐานเท่านั้น ซึ่งก็คือ 400mW สำหรับสีเทาเข้ม โปรดทราบว่าเราคำนวณความสว่างเอาต์พุตเป็น 0.3% ของความสว่างระดับสีขาว ดังนั้นจึงควรเอาต์พุต 0.3 nits 4mW/nit × 0.3 nits = 1.2mW ดังนั้นสีเทาเข้มจึงควรใช้มากกว่าสีดำล้วนเพียง 1.2mW
400mW เทียบกับ 401.2mW — การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 0.3% ด้วยกล้องจุลทรรศน์
ดังนั้น, ในทางทฤษฎี, สีเทาเข้มกลืนกิน เล็กน้อย ปริมาณพลังงานเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับการใช้สีดำ แต่บางทีคุณอาจยังสงสัยเกี่ยวกับประสิทธิภาพของโหมดมืดและไม่เชื่อคณิตศาสตร์ ดังนั้นเรามาวัดผลกันดีกว่า
การวัดกำลังของอุปกรณ์จริง
ฉันตั้งค่า OnePlus 7 Pro ของฉันไปที่ระดับสีขาวของจอแสดงผลที่ 100 nits โดยใช้เครื่องวัดแสง และปล่อยทิ้งไว้ที่ ภาพเต็มมีเพียงสีขาว สีดำ และสีเทาเข้ม ครั้งละห้านาที แล้ววัดขนาดอุปกรณ์ทั้งหมด พลัง. จอแสดงผล OnePlus 7 Pro มีแกมม่าในเงาที่สูงกว่า ดังนั้นเมื่อทำการวัดความสว่างเอาต์พุต สำหรับ #121212 อ่านได้ 0.18 nits แทนที่จะเป็น 0.3 nits ที่เราคาดการณ์ไว้ ดังนั้นจะกินไฟน้อยลง พลัง.
เมื่อ OnePlus 7 Pro แสดงสีขาวล้วนที่ 100 nits อุปกรณ์จะใช้พลังงานเฉลี่ย 1,000mW ในห้านาที เมื่อแสดงภาพ "AMOLED สีดำ" OnePlus 7 Pro ใช้พลังงานเฉลี่ย 600mW ซึ่งเป็นความแตกต่างเดียวกันกับ 400mW ในแบบจำลองของเราด้านบน และสุดท้าย เมื่อวัดสีเทาเข้ม อุปกรณ์จะใช้พลังงานเฉลี่ยระหว่าง 600mW-610mW ตัวเลขกำลังที่วัดได้ทั้งหมดนี้สอดคล้องกับสิ่งที่เราจำลองไว้ก่อนหน้านี้ กำลังไฟเพิ่มเติม 10 มิลลิวัตต์สำหรับการทดสอบสีเทาเข้มนั้นไม่ได้มาจากจอแสดงผล แต่มาจากสิ่งอื่นในอุปกรณ์ - อาจเป็นวิทยุ SoC พุ่งกระฉูด ใครจะรู้ -- บันทึกพลังงานหมดลงแสดงค่าแอมแปร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันสำหรับรายการสุดท้ายที่เพิ่มค่าเฉลี่ยจาก 0.6W เป็น 0.61W. นี่เป็นการทดสอบอีกครั้งในสถานการณ์เดียวกัน ยกเว้นการทดสอบแบบสีดำบริสุทธิ์นั้นใช้พลังงานมากกว่า 50mW อีกครั้ง ซึ่งน่าจะมาจากปัจจัยภายนอก
แต่สถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุด สมมติว่า 10mW ไม่ใช่ความบังเอิญ ที่แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์เฉลี่ย 4.03V พลังงานที่เพิ่มขึ้น 10mW จะแปลงเป็นกระแสไฟเฉลี่ย 2.5mA ด้วยแบตเตอรี่ 4000mAh ของ OnePlus 7 Pro นั่นหมายถึงธีมสีเทาเข้มจะสิ้นเปลืองแบตเตอรี่ของอุปกรณ์เพิ่มเติม 0.063% ต่อชั่วโมง โว้ว.
AMOLED สีดำหรือสีเทาเข้มสำหรับโหมดมืด? เลือกสิ่งที่คุณต้องการ ทั้งสองช่วยประหยัดแบตเตอรี่อันมีค่าเท่ากัน