Чи використання темно-сірого кольору в дизайні темного режиму економить стільки ж акумулятора, скільки чистий «чорний AMOLED» на OLED-дисплеях? Результати можуть вас здивувати.
Дизайн темного режиму останнім часом привернув багато уваги, і Google, і Apple поспішають з нього темні дизайни в їхні програми якомога швидше, готуючись до свого наступні основні випуски ОС, обидва з яких мають темний режим як ключову функцію. У комп’ютерному світі люди задаються давнім питанням: чи має дизайн темного режиму використовувати чистий «чорний AMOLED» або темно-сірий?
Поки я не тут, щоб відповісти, яким тоном виглядає краще — це особисте, і це в основному політика на даному етапі — я хотів би відповісти на інше, що зазвичай супроводжується Питання полягає в тому, чи використання темно-сірого кольору в дизайні з темною темою економить батарею порівняно з чистим «чорним AMOLED» в OLED. дисплеї.
Відповідь на це так, темно-сірий все ще економить батарею, але це та частина, про яку говорять більшість людей "але чистий чорний економить більше енергії, оскільки пікселі фактично вимкнено!"
Я збираюся суперечити своїй власній назві, але так, обидва твердження в цьому крику правдиві. Проте, скільки потужності робить чистий чорний насправді зберегти поверх темно-сірого? Щоб відповісти на це запитання, нам потрібно спочатку зрозуміти базову анатомію OLED.Основи дисплея OLED
В OLED (Оrganic Лдобре-Eмитинг Дiode), кожен піксель випромінює власне світло, яке ви бачите. Кожен піксель має червоний, синій і зелений субпіксель (припускаючи смугастий RGB для простоти), і це окремі OLED, які випромінюють відповідний колір з певною яскравістю, і ця яскравість залежить від того, яку силу електричного струму надсилається до СВІТЛОДІОДНИЙ. Кожен окремий колір, який відтворює дисплей, є сумішшю цих трьох OLED з різною яскравістю, а білий — це просто суміш усіх три з цих OLED. Як було сказано раніше, чорний - це відсутність усіх трьох сумішей кольорів, до яких не подається електричний струм OLED.
Отже, як робиться темно-сірий? Сірий, темно-сірий і світло-сірий — це насправді лише відтінки білого. Сірий піксель створюється шляхом формування білого пікселя, а потім зниження струму для трьох OLED-дисплеїв на певний відсоток залежно від того, наскільки світлим або темним повинен бути піксель. Це легше уявити в колірних кодах RGB, де #FFFFFF/rgb (100%,100%,100%) є чисто білим, #000000/rgb (0,0,0) — чорний, а відтінки сірого — будь-яка трійка з однаковими червоним, зеленим і синім компоненти. Індивідуальні значення компонентів червоного/синього/зеленого коду вхідного кольору по суті передаються на відповідний RGB OLED пікселя.
Однак під час виведення цих кодів кольорів виконується ще один крок, а саме гамма-корекція. Я не буду пояснювати гамму надто глибоко, але простіше кажучи, гамма-корекція приймає значення лінійного колірного коду в діапазоні від 0% до 100% і зводить їх до степеня. У галузевому стандарті гами дисплея використовується показник степеня 2,2, тому кожен вхідний колірний компонент підвищується до 2,2, і це вихідна яскравість відповідного OLED.
Підсумовуючи, компоненти вхідного колірного коду RGB підвищуються до 2.2, а потім передаються на відповідний червоний, синій і зелений OLED пікселя. просто.
Тепер ми можемо почати відповідати на запитання.
Скільки енергії споживають темно-сірі пікселі?
Ми будемо використовувати Специфікація Google Material Dark ThemeРекомендований колір поверхні #121212, який перетворюється на rgb (7%,7%,7%). Після гамма-корекції (0,07^2,2) ми отримуємо значення 0,3%, що означає, що темно-сіра поверхня Google видає 0,3% яскравості чисто-білої поверхні.
темно-сірий становить 0,3% яскравості чистого білого
Нагадаємо, що освітленість/яскравість OLED залежить від електричного струму, що надсилається на нього. Для відтворення темно-сірого потрібно лише 0,3% сили білого. Але я знаю, що ти думаєш,
"0,3% все ще вище, ніж 0%!"
Ви абсолютно праві, але давайте наведемо деякі цифри з реального світу.
Я виміряв світлову ефективність дисплея OnePlus 7 Pro (при 60 Гц) за допомогою лінійної регресії, побудувавши графік залежності потужності пристрою від яскравості вихідного дисплея. Дисплеї також споживають енергію, просто будучи ввімкненими — драйвер дисплея стає активним і готовим надсилати та приймати сигнали від SoC до тонкоплівкових транзисторів. Я виміряв потужність пристрою, коли дисплей відтворював повністю чорне зображення, і ще один вимір, коли дисплей був вимкнений, а потім я віднімав різницю. Дисплей OnePlus 7 Pro споживав базові 400 мВт і додаткові 4 мВт на ніт (одиницю яскравості).
Тепер, коли ми зібрали реалістичні показники потужності, ми можемо змоделювати, скільки енергії споживає темно-сірий колір порівняно з чистим «AMOLED чорний». Припустімо, що яскравість дисплея становить 100 ніт для чистого білого простий. При цьому рівні білого дисплей OnePlus 7 Pro повинен споживати 400 мВт + (4 мВт/ніт × 100 ніт) = 800 мВт. Коли не відображається нічого, крім чорного, дисплей має споживати лише базову потужність, яка становить 400 мВт. Пам’ятайте, що для темно-сірого ми розрахували, що його вихідна яскравість становить 0,3% від яскравості рівня білого, тому він має видавати 0,3 ніта. 4 мВт/ніт × 0,3 ніт = 1,2 мВт, тому темно-сірий має споживати лише на 1,2 мВт більше, ніж чистий чорний.
400 мВт проти 401,2 мВт — мікроскопічне збільшення споживання електроенергії на 0,3%.
Так, теоретично, темно-сірий споживає a незначний кількість додаткової потужності порівняно з використанням чорного кольору. Але, можливо, ви все ще скептично ставитеся до його ефективності для темного режиму і не довіряєте математиці, тож давайте просто виміряємо цю прокляту річ.
Реальні вимірювання потужності пристрою
Я встановив свій OnePlus 7 Pro на рівень білого дисплея 100 ніт за допомогою експонометра та залишив його на повне зображення лише білого, чорного та темно-сірого, кожне протягом п’яти хвилин, і виміряв загальний пристрій потужність. Дисплей OnePlus 7 Pro має вищу гамму в тінях, тому під час вимірювання його вихідної яскравості для #121212 він показав 0,18 ніт замість наших прогнозованих 0,3 ніт, тому він споживатиме ще менше потужність.
Коли OnePlus 7 Pro відображає повністю білий колір із яскравістю 100 ніт, пристрій споживає в середньому 1000 мВт протягом п’яти хвилин. Під час відображення зображення «AMOLED black» OnePlus 7 Pro споживав у середньому 600 мВт — така ж різниця в 400 мВт у нашому моделюванні вище. І, нарешті, під час вимірювання темно-сірого кольору пристрій споживав у середньому 600-610 мВт. Усі ці виміряні показники потужності відповідають тим, що ми змоделювали раніше. 10 додаткових міліват потужності для темно-сірого тесту, ймовірно, не від дисплея, а від чогось іншого в пристрої – можливо, радіо, короткі стрибки SoC, хто знає – журнал споживання електроенергії показує раптовий стрибок сили струму для останнього списку, що збільшує середнє значення з 0,6 Вт до 0,61 Вт. Ось ще один запуск із тим самим сценарієм, за винятком того, що в цьому тесті чисто чорний споживав на 50 мВт більше енергії — знову ж таки, швидше за все, через зовнішні фактори.
Але в найгіршому випадку припустимо, що 10 мВт не були випадковістю. При середній напрузі пристрою 4,03 В ці додаткові 10 мВт перетворюються на середню силу струму 2,5 мА. З акумулятором OnePlus 7 Pro ємністю 4000 мАг це означатиме, що темно-сіра тема споживає додатково 0,063% акумулятора пристрою на годину. ой
Отже, AMOLED чорний або темно-сірий для темного режиму? Виберіть будь-який, який вам більше подобається, обидва збережуть однакову кількість дорогоцінного акумулятора.