В настоящее время эта опция доступна только в 7 Pro и 7. Диммирование постоянным током может быть включено непосредственно перед ночным использованием и выключено позже. Помогает автоматическое программирование.
Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?
Сегодня дисплеи AMOLED используются не только во всех флагманах, но и все чаще встречаются в среднем ценовом диапазоне (яркий пример — серия Galaxy A от Samsung). А это значит, что все больше и больше пользователей открывают для себя эту прекрасную технологию.
Но помимо ярких цветов, отличных углов обзора и бесконечной контрастности, пользователи обнаруживают еще одну интересную особенность OLED-дисплеев: раздражение глаз, усталость и даже головные боли.
И самое неприятное (или лучше сказать — опасное?) пострадавших в этой ситуации с неблагополучными людьми, 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 убедились в этом на собственном опыте.
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 принимать 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 — в момент смены кадра и отсутствия нагрузки, а также когда пленка переставала двигаться и кадр появлялся на экране. Это искусственно увеличило мерцание до 58 раз в секунду («черный ящик» и переключение изображений).
При пороге слияния кадров (50-60 Гц) мозг просто «выключал» восприятие мерцания, и зритель наблюдал плавное 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 сильнее 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 вдвое 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 точно такая же работа 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, для целей этой статьи нас интересует только он.
Благодаря очень быстрому включению и выключению экрана (200-300 раз в секунду) человеческий мозг воспринимает экран как непрерывную вспышку. Если частота составляет 250 Гц (т.е. в секунду поступает 250 импульсов напряжения), то длительность каждого такого импульса составляет 4 мс (1000/250).
Это означает, что амплитуда колебаний значительно сглаживается, а уровни пульсаций и вредного мерцания значительно снижаются, но линия вовсе не является линейной, как это происходит при реальном регулировании напряжения.
ШИМ означает амплитудно-импульсную модуляцию. Как следует из названия, эта техника управляет яркостью панели дисплея путем изменения ширины световых импульсов. Проще говоря, он играет до тех пор, пока экран включен или выключен. При уменьшении яркости экрана ширина импульса, передаваемого подсветкой, становится меньше, и мерцание становится более заметным. Другими словами, он активируется/деактивируется и воспринимается как низкая яркость.
Прочитав это, вы зададитесь вопросом — подождите минутку, а выключается ли экран при меньшей яркости? Я никогда не замечал этого!
Это происходит потому, что частота импульсов настолько высока (обычно выше 200 Гц), что человеческий глаз не может обнаружить отдельные импульсы. Вместо этого человеческий глаз вычисляет среднюю интенсивность света по этим импульсам. Поэтому воспринимаемая яркость определяется соотношением между включенным и выключенным состояниями панели.
На следующей схеме показано, как работают настройки освещения ШИМ. При яркости 100% видно, что свет всегда включен. Когда яркость снижается до 50%, панель включается и выключается через равные промежутки времени. Однако при дальнейшем снижении яркости экран будет оставаться выключенным в течение длительного времени. Поэтому при очень низких уровнях яркости наблюдается значительный эффект мерцания.
Что плохого в затухании и мерцании ШИМ?
Обычно средний человеческий глаз не видит мерцания, вызванного затуханием ШИМ, даже при низких уровнях яркости. Однако это не означает, что он не оказывает на вас никакого влияния. Некоторые люди чувствительны к этому мерцанию. Даже у таких людей затухание ШИМ может вызвать напряжение глаз, головные боли и мигрени при длительном воздействии. Это особенно актуально в темных помещениях.
Поток постоянного тока, по сути, регулирует яркость путем изменения мощности, подаваемой в цепь. Поскольку мощность = напряжение х ток, увеличение или уменьшение одного из этих входов изменяет мощность, подаваемую на панель дисплея, что, в свою очередь, изменяет яркость.
Звучит слишком просто, не так ли? Почему же производители не используют диммирование постоянным током в смартфонах AMOLED?
Производители смартфонов уже много лет используют постоянное затемнение в ЖК-дисплеях, но только недавно они начали добавлять его в AMOLED-смартфоны. Это связано с тем, что диммирование постоянным током имеет серьезные недостатки. При низких уровнях яркости цвета на OLED-панелях часто выглядят искаженными. В панелях OLED излучаемые цвета могут меняться при изменении напряжения.
Поэтому при более низких уровнях напряжения воспринимаемое качество экрана смартфона может значительно снизиться.
Каково же решение?
Производители смартфонов все больше осознают потенциальные проблемы со здоровьем, связанные с ШИМ. Однако, поскольку PWM Flicker фактически влияет только на одну конкретную группу, а также из-за недостатков, связанных с регулировкой яркости AMOLED-панелей постоянным током, производители смартфонов сегодня предпочитают предлагать ее в качестве дополнительной функции.
OnePlus уже подтвердила, что тестирует функцию регулировки яркости постоянного тока на своих смартфонах. Эта функция может быть добавлена в будущие обновления. Действительно, китайские компании, производящие смартфоны, похоже, готовы к этой функции. Xiaomi, vivo, Oppo и даже Meizu пошли дальше и подтвердили снижение яркости DC на существующих или будущих смартфонах.
Vivo Iqoo оснащен панелью AMOLED и имеет функцию постоянного затемнения благодаря обновлениям.
Ослабление ШИМ может вызвать дискомфорт у некоторых пользователей, но большинство не почувствует разницы. Поэтому важно знать, что ваша чувствительность к явлению мерцания определяет, как оно на вас влияет.
Black Shark2 поставляется с функцией DC Dimming (практический семинар здесь).
Поэтому, если вы испытываете чрезмерное зрительное напряжение или головные боли из-за длительного увлечения экраном смартфона, не стоит сразу же обвинять ШИМ-диммирование. Постарайтесь выработать хорошие привычки использования смартфона, например, установите комфортный уровень яркости экрана (не 100% в любое время) и соблюдайте правильное расстояние между вами и экраном смартфона.
