Важно отметить, что многие производители смартфонов не всегда используют ШИМ в своих смартфонах, только ниже определенных пределов яркости. Например, в iPhone с OLED-экранами напряжение матрицы можно уменьшить на 50 %, что делает использование устройства более комфортным без вреда для глаз.
Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?
Сегодня экраны AMOLED все чаще используются во всех флагманах, а также в устройствах среднего класса (серия Samsung Galaxy A — отличный пример). А это значит, что все больше и больше пользователей открывают для себя эту прекрасную технологию.
Но помимо ярких цветов, больших углов обзора и бесконечной контрастности, пользователи обнаруживают еще одну интересную особенность OLED-дисплеев: дискомфорт в глазах, усталость и даже головные боли.
И самый неприятный (или лучше сказать — опасный?) Эта ситуация затрагивает наряду с неблагополучными и других, но не все ощущают эти негативные последствия.
В этой статье мы подробно рассмотрим, чем грозят мониторы AMOLED и есть ли способы решения этой проблемы.
В чем суть проблемы?
Суть проблемы заключается в постоянном мерцании экранов смартфонов. Это мерцание похоже на то, что происходит при использовании дешевых люминесцентных ламп, особенно когда срок их службы подходит к концу. Мерцание действительно очень неприятно — многие люди видели это своими глазами.
Единственная разница со смартфонами заключается в том, что экран мерцает гораздо чаще и поэтому не воспринимается глазом.
Почему некоторые люди испытывают мерцание, а большинство — нет?
Если вы будете включать и выключать лампочку каждую секунду, то, естественно, увидите мерцание света. И чем быстрее вы это делаете, тем быстрее происходит мерцание. Однако при определенных частотах (примерно 60 раз в секунду, т.е. 60 Гц) мозг перестает воспринимать мерцание, и кажется, что лампа горит постоянно.
Это явление известно как порог слияния мельканий. Люди используют 60 Гц, собаки — 70-80 Гц, а мухи — 250-300 Гц. Однако некоторые люди более чувствительны. Например, некоторые пилоты истребителей могут различать кадры, отображаемые со скоростью 4 миллисекунды (эквивалентно 250 кадрам в секунду) во время тестирования. То же самое относится к людям, которые проводят много времени за видеоиграми с высоким FPS.
Это означает, что им не нужно иметь ESP для обнаружения мерцания выше 60 Гц. Однако даже те, кто не распознает эту частоту и не испытывает проблем с экранами AMOLED, могут испытывать негативное воздействие низкочастотного мерцания (или световых импульсов).
Фоторецепторы могут улавливать световые импульсы частотой до 300 Гц (или 300 раз в секунду), и мозг постоянно обрабатывает данные, находясь в возбужденном состоянии. Этот порог (300 Гц) является рекомендуемым минимальным пределом в соответствии с ГОСТР 54945-2012.
Световые импульсы выше 300 Гц не влияют на общие и оптические характеристики.
ГОСТ Р 54945-2012
Поэтому, даже если мерцание AMOLED-экрана смартфона не вызывает боли в глазах, оно все равно может повлиять на эмоциональное состояние и работоспособность.
Веселое событие №1.
Все мы помним старые проекторы, на которых хранились серии неподвижных изображений. Эта пленка двигалась с постоянной скоростью, меняя каждый кадр 24 раза в секунду.
Чтобы избежать размытия движения пленки, световой поток прерывался в момент смены кадра. Это вызывало сильное мерцание, поскольку изображение постоянно прерывалось «черным ящиком».
Однако вместо того, чтобы ускорить процесс смены кадров, световой поток блокировался дважды, когда пленка была неподвижна и кадр оставался на экране, не меняясь и не перегружая кадр. Это искусственно увеличило мерцание до 58 раз в секунду («черный ящик» и переключение изображений).
При пороге слияния (50-60 Гц) мозг просто «выключал» восприятие мерцания, и зритель наблюдал гладкое изображение. Еще раньше, в эпоху немого кино, использовалась частота 16 кадров в секунду. Таким образом, освещение выключалось три раза: один раз для смены кадров и два раза для увеличения мерцания до 48 раз в секунду в режиме ожидания.
Что такое ШИМ или почему мерцают OLED-экраны на смартфонах?
Мерцание экрана связано только с одной задачей: управлением яркостью. Существует два способа управления яркостью экрана, оба из которых успешно используются в матрице IPS.
С первого момента все становится ясно — чем ярче напряжение, тем ярче лампа, и наоборот. Но на втором мы понимаем все в деталях.
ШИМ означает широтно-импульсную модуляцию. Буквально, это означает регулировку ширины (длительности) импульса. Теперь это вам ни о чем не говорит.
Импульс — это просто пик тренда за определенный период времени. Вы можете представить себе следующее.
Импульсы имеют длину, которая может быть укорочена или увеличена (расширена). Также можно генерировать много импульсов за определенный период. Например, предположим, вы хотите отправить несколько импульсов на светодиод OLEDLED через регулярные промежутки времени.
Они происходят с определенной постоянной частотой. 4 удара в секунду. Каждый из этих импульсов длится 0,25 с (1 с разделен на 4 импульса).
Когда напряжение (импульсы) проходит через светодиоды OLED-дисплея, они начинают светиться. Один импульс включен — светодиод горит, один импульс выключен — светодиод выключен. В настоящем AMOLED-дисплее количество импульсов может составлять 200 («частота 200 Гц»), 250 или даже 500 в секунду. Все зависит от производителя.
Но как можно уменьшить яркость на 50%? Просто уменьшите длительность импульса в два раза без изменения напряжения. Частота сохраняется. Это означает, что каждый новый импульс в примере будет продолжаться в течение 0,25 секунды. Однако длительность импульса будет не 0,25 с, а примерно 0,12 с (половина).
Импульсы будут продолжать поступать каждые 0,25 с, и только половину этого времени светодиоды будут включены, а другую половину — выключены. Это дает воспринимаемую яркость в половину от исходной яркости.
Если требуется минимальная яркость, длительность импульса в данном примере может быть уменьшена до 0,01 с в целом. В результате экран не будет включен большую часть времени: он будет включен в течение 0,01 с, затем выключен в течение 0,24 с, затем повторится. Затем каждые 0,25 секунды.
Это в точности соответствует работе подсветки, за исключением того, что вместо четырех импульсов в секунду происходит 200-300 импульсов. И подавляющее большинство людей визуально не знают, что при минимальной яркости экран в большинстве случаев буквально выключен. Однако некоторые люди чувствуют себя хорошо.
Резюме.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это метод изменения яркости экрана смартфона. Конечно, ШИМ используется не только для управления яркостью, но для целей данной статьи представляет интерес только для этой статьи.
Когда экран включается и выключается очень быстро (200-300 раз в секунду), человеческий мозг воспринимает это как непрерывное свечение. Если частота составляет 250 Гц (т.е. 250 импульсов напряжения в секунду), то длительность каждого такого импульса составляет 4 миллисекунды (1000/250).
Сегодня включение точки затемнения постоянного тока на смартфонах разных производителей осуществляется по-разному. Где нужно ввести специальный код или установить приложение, а где это можно сделать через настройки.
В чем кроется основная разница OLED и IPS матриц?
Помимо IPS, наиболее распространенными матрицами среди смартфонов являются AMOLED и Samsung — Super Amoled, но это все разные маркетинговые формулировки одной и той же дисплейной технологии под названием OLED.
Независимо от координации производителей, OLED являются активными матрицами органических светодиодов. Каждый из их пикселей является автономным — светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей.
Более «проверенная временем» технология под названием IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев — ЖК-дисплея и подсветки. В этом заключается основное различие между этими типами матриц.
Преимущества OLED дисплеев
Во-первых, как упоминалось выше, каждый пиксель в матрице OLED имеет независимую подсветку. Это помогает снизить энергопотребление гаджета, так как неиспользуемые пиксели просто отключаются. Напомним, что на OLED-дисплее. Напомним, что использование темной темы несколько увеличивает время автономной работы смартфона.
Во-вторых, благодаря отключению отдельных пикселей, на выставке всегда есть экспозиция. Это позволяет отображать самую важную информацию даже при выключенном дисплее и без высокого энергопотребления.
В-третьих, высококачественная калиброванная матрица обеспечивает превосходную цветопередачу. Черно-белые цвета приобретают естественный вид под любым углом обзора.
В-четвертых, отсутствие дополнительного слоя с подсветкой позволило производителям значительно уменьшить толщину матрицы. Таким образом, смартфоны научились встраивать сканеры отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают с фронтальными камерами, которые скрыты под экраном. С матрицей IPS это на данный момент практически невозможно.
Немного о недостатках OLED матриц
Несмотря на то, что OLED-матрицы в смартфонах используются уже десять лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самое очевидное — это стоимость. Дисплеи AMOLED и SUPER AMOLED до недавнего времени устанавливались только во флагманские устройства, что делало производимые OLED-панели намного дороже IP.
Где флагманы и где бюджетные смартфоны? Главная проблема заключается в том, что, несмотря на растущую популярность матриц AMOLED в бюджетных и среднебюджетных смартфонах, замена разбитого экрана AMOLED может стоить в два-три раза дороже, чем IPS.
Вторая и довольно серьезная проблема OLED-матриц — выгорание пикселей. На данный момент они имеют характеристики памяти. Если статичное изображение отображается в течение нескольких минут, часть предыдущего изображения будет отображаться в следующем кадре. Если экран остается без дела в течение десятков часов, пиксели матрицы могут начать выгорать. Синие пиксели выгорают почти так же часто. Это негативно сказывается на качестве передачи будущих цветов матрицы.
Однако это еще не самое худшее. Больше всего пользователи говорят о раздражающем мерцании OLED-экранов. Давайте рассмотрим это более подробно.
Импульс — это всплеск напряжения в течение определенного периода времени. Он имеет определенную длину, которую можно увеличить или уменьшить. Другими словами, его ширина контролируется. Импульсы могут передаваться в заданное время.
AMOLED тест выгорания экрана
Любой человек с OLED-экраном может получить ожоги. Однако это часто не видно в полной мере, если на экране не отображается один цвет при максимальной яркости. Операционная система Android имеет доступ к ряду приложений, определяющих повреждения от ожогов. Лучшая из них — Screen Test от разработчика Хаджиме Намуры.
Экранный тест очень прост. Установите и запустите приложение. Коснитесь экрана для переключения между цветами и узорами. Если вы видите стойкие изображения или грязные цвета, значит, вы получили ожог.
На моем AMOLED-телефоне я принимаю все меры предосторожности, чтобы предотвратить выгорание экрана. Тем не менее, даже после более чем года использования экран все еще немного размыт. К счастью, на месте расположения навигационных кнопок нет следов выгорания.
Если приложение показывает выгорание (что происходит в большинстве случаев), есть несколько вариантов уменьшить его проявление.
AMOLED Исправления и исправления выгорания экрана
Некоторые из моих любимых способов избежать выгорания экрана AMOLED следующие
- Уменьшите яркость экрана и время работы в режиме ожидания.
- Используйте захватывающую полноэкранную функцию.
- Смените обои на черные.
- Замените диван со спальным местом.
- Установите OLED-совместимые темные значки.
- Установите FirefoxMobile с темной темой.
- Вы также можете установить простую в использовании OLED-клавиатуру.
Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.
Понизьте яркость экрана и время ожидания экрана
Чем меньше времени экран остается открытым, тем дольше он работает. Кроме того, чем выше яркость, тем короче срок службы экрана. Затем рассмотрите возможность установки некоторых приложений. Первый шаг, который должен сделать каждый:.
- Перейдите в раздел «Настройки», затем
- Затем перейдите в раздел «Экран».
- Уменьшите яркость экрана (или установите режим автоматической яркости).
- Сократите время работы экрана в режиме ожидания.
