Что такое шим в смартфоне
Перейти к содержимому

Что такое шим в смартфоне

  • автор:

Что такое DC Dimming, и как убрать мерцание экрана на телефоне

На нашем сайте мы уже рассказывали о разнице экранов IPS и AMOLED, которые используются в современных смартфонах. Вывод однозначен: AMOLED-матрицы по всем параметрам превосходят свои IPS-аналоги, так как выдают более яркую и насыщенную картинку, потребляя при этом меньше энергии. Но в комментариях можно встретить противоположное мнение людей, невзлюбивших AMOLED по причине того, что данный тип матриц вызывает у них не то сухость глаз, не то головные боли.

Что такое DC Dimming, и как убрать мерцание экрана на телефоне. DC Dimming стал желанной функцией для тех, у кого болят глаза от AMOLED-экранов. Но, оказывается, можно обойтись и без этой технологии. Фото.

DC Dimming стал желанной функцией для тех, у кого болят глаза от AMOLED-экранов. Но, оказывается, можно обойтись и без этой технологии

Представители противоположного лагеря просто советуют выбирать смартфоны с DC Dimming — технологией, которая снижает нагрузку на глаза. Я решил разобраться, как она работает, и пришел к очень интересному выводу: DC Dimming больше не нужен, и, если раньше вы принципиально покупали телефоны с IPS по причине усталости глаз, сейчас самое время переходить на AMOLED. Впрочем, обо всем по порядку.

Что такое ШИМ

Вы когда-нибудь задумывались, как регулируется яркость экрана? Самый простой способ — изменить напряжение. Захотел поярче — повысил напряжение, решил сделать экран тусклее — понизил. Именно так меняется яркость на IPS-дисплеях, но на AMOLED все происходит иначе.

⚡ Подпишись на Androidinsider в Дзене, где мы публикуем эксклюзивные материалы

Недостатком регулировки яркости путем изменения напряжения является эффект Муры или, говоря простым языком, помутнение изображения. При подаче слабого напряжения картинка может изменить исходные оттенки, а на AMOLED-матрице, она выглядит особенно плохо и становится похожей на наждачную бумагу.

Что такое ШИМ. Так проявляется эффект Муры на AMOLED-экране. Фото.

Так проявляется эффект Муры на AMOLED-экране

Поэтому было решено менять яркость иначе, используя ШИМ — широтно-импульсную модуляцию. Напряжение в таком случае становится неизменным, но при этом подается прерывисто. Контроллер его просто включает и выключает. На смартфоне Samsung Galaxy S22 это происходит 240 раз в секунду, а потому частота ШИМ составляет 240 Гц. Такие данные предоставляет сайт notebookcheck.net, где вы можете узнать частоту ШИМ экрана своего устройства.

Что такое ШИМ. При понижении яркости экран смартфона большую часть времени остается выключенным. Фото.

При понижении яркости экран смартфона большую часть времени остается выключенным

Когда мы понижаем яркость, напряжение остается неизменным, но при этом увеличивается время простоя. То есть на 1% экран большую часть времени остается выключенным, но наши глаза воспринимают это как низкую яркость. Так и живем.

Почему болят глаза от телефона

240 мерцаний в секунду, которые выдает экран Galaxy S22, заметить сложно. Но это на 100% яркости. Как я уже отметил выше, при ее понижении время простоя увеличивается, и вот тут-то начинается самое интересное.

Почему болят глаза от телефона. Полосы на экране — признак ярко выраженной ШИМ. Фото.

Полосы на экране — признак ярко выраженной ШИМ

Большинство людей все равно не видит мерцание, происходящее с такой частотой, но кто-то замечает его хотя бы на подсознательном уровне, из-за чего мозг буквально впадает в ступор. Он не понимает: то ли это экран мерцает, то ли просто яркость низкая. У некоторых людей подобный диссонанс способен вызвать как жжение в глазах, так и головные боли. Надо что-то с этим делать!

❗ Поделись своим мнением или задай вопрос в нашем телеграм-чате

DC Dimming — что это

В 2019 году Xiaomi вместе со смартфоном Black Shark 2 Pro представила технологию Direct Current Dimming (или просто — DC Dimming), что в переводе означает затемнение постоянным током. После активации соответствующей функции увеличение или уменьшение яркости происходит не за счет ШИМ, а путем изменения напряжения.

DC Dimming — что это. Коротко о том, как работает DC Dimming. Фото.

Коротко о том, как работает DC Dimming

Хотя изменение яркости постоянным током не является новым и, в частности, использовалось на OLED-экране LG G Flex 2, компания Xiaomi предоставила владельцам Black Shark 2 Pro выбор: либо DC Dimming, либо ШИМ. При этом, как бы хорошо производитель ни откалибровал дисплей, в темных участках изображения на низком уровне яркости может быть заметна неравномерность подсветки. Кроме того, на некоторых смартфонах DC Dimming работает только при частоте обновления экрана 60 Гц. Следовательно, хваленые 90 Гц и 120 Гц уходят в небытие.

Как включить DC Dimming

В любом случае устранение мерцания является очень важной функцией, поэтому ее внедряют многие производители смартфонов от упомянутой ранее компании Xiaomi до OnePlus. Чтобы включить DC Dimming, нужно:

  1. Открыть настройки телефона.
  2. Перейти в раздел «Экран».
  3. Активировать опцию «Устранение мерцания».

Как включить DC Dimming. На вашем смартфоне опция может называться иначе. Фото.

На вашем смартфоне опция может называться иначе

Так эта функция называется на смартфонах Xiaomi, но на вашем устройстве она может именоваться иначе или вовсе отсутствовать. Тогда как убрать ШИМ на Самсунг, где DC Dimming никогда не было и не будет?

�� Загляни в телеграм-канал Сундук Али-Бабы, где мы собрали лучшие товары с АлиЭкспресс

Как еще убрать ШИМ

Убрать мерцание можно при помощи специальных приложений — фильтров. И вот вам несколько примеров подобных программ, доступных для скачивания через Google Play:

  • Screen Dimmer (etsang);
  • Screen Dimmer (Nu-Kob);
  • Screen Filter (haxor industry).

Вы можете выставить стопроцентную яркость с минимально заметной широтно-импульсной модуляцией, а программа наложит фильтр, визуально затемняющий картинку на необходимый вам уровень.

Почему DC Dimming больше не нужен

Как бы то ни было, DC Dimming имеет ряд недостатков, сказывающихся на качестве изображения, а приложения-фильтры — костыли, которые фактически заставляют использовать смартфон на максимальном уровне яркости в ущерб автономности. Ситуация кажется безвыходной, но все не так уж плохо.

Почему DC Dimming больше не нужен. Экраны хороших смартфонов мерцают так часто, что заметить ШИМ невозможно. Фото.

Экраны хороших смартфонов мерцают так часто, что заметить ШИМ невозможно

Чаще всего на усталость глаз от экрана жалуются владельцы смартфонов Samsung, чья стандартная частота ШИМ составляет 240 Гц. Такой показатель не соответствует требованиям ГОСТ Р 54945-2012, регулирующего помимо прочего допустимое значение пульсации освещенности помещения. В документе говорится, что только пульсация от 300 Гц и выше не оказывает влияние на глаза.

⚡ Подпишись на Androidinsider в Пульс Mail.ru, чтобы получать новости из мира Андроид первым

К счастью, другие производители намного внимательнее относятся к потребителям. Например, для экрана Xiaomi 12T заявлена частота ШИМ 1920 Гц, а для дисплея недавно вышедшего realme 10 Pro Plus — 2160 Гц. Их экраны мерцают настолько часто, что включение и выключение подачи напряжения становится незаметным даже самым внимательным пользователям. Очевидно, что безопасная частота ШИМ в ближайшее время станет отраслевым стандартом для большинства устройств с AMOLED-экранами. Интересно, пойдет ли на это Samsung?

Оставить комментарий в Telegram. Поделитесь мнением в чате читателей Androidinsider.ru

Теги

  • Дисплей телефона
  • Новичкам в Android

Наши соцсети

Новости, статьи и анонсы публикаций

ШИМ экрана

ШИМ в телефоне – что это такое? Этим вопросом люди задаются после того, как покупают смартфон с AMOLED-дисплеем .

ШИМ в телефоне – что это такое? Этим вопросом люди задаются после того, как покупают смартфон с AMOLED-дисплеем, и через время начинают ощущать дискомфорт в глазах и мигрень. Некоторые просто не знают, насколько вредно мерцание и какой вред ШИМ может нанести органу зрения.

Синдром «сухого глаза»

Что такое ШИМ в смартфоне?

ШИМ – одна из технологий современных гаджетов, меняющая подсветку дисплея. Ее используют, чтобы изменить яркость светодиодов и снизить их свечение на экране телефона.

ШИМ дисплея начинает работать лишь при уменьшении яркости. К примеру, если опустить этот показатель до 50%, мерцание точно появится. На максимальной яркости светодиоды горят постоянно, а значит, ШИМа не будет.

Как узнать есть ли ШИМ на телефоне?

Определить мерцание в смартфоне можно самостоятельно. Для этого возьмите в руки ручку и поводите ею перед горящим экраном, как веером. Если след от ручки будет слегка смазанным, ШИМ отсутствует. Если след разделяется, тогда дисплей мерцает.

Чтобы избавиться от ШИМа на телефоне, можно использовать DC Dimming. После открытия настроек, перейдите в раздел «Экран» и активируйте опцию «Устранение мерцания».

Что лучше для глаз AMOLED или IPS?

Сегодня производители гаджетов предлагают телефоны с AMOLED и IPS-дисплеями. Если у первых исключительно светодиодные экраны, то у вторых кроме светодиодов присутствует еще и подсветка. При снижении яркости светодиоды в IPS-дисплее начинают работать не на полную мощность, но не мерцают. ШИМ AMOLED – это единственная возможность настроить яркость. Потому что подсветка на таких смартфонах отсутствует. Мерцание в таких смартфонах есть в 95% случаев (кроме флагманских моделей).

Чувствительные люди ощущают сильный дискомфорт от экранов амолед. Некоторые говорят даже о том, что ШИМ портит зрение. В этом случае лучше перейти на гаджеты с IPS. Безусловно, изображение не будет таким ярким, но и вред здоровью отсутствует.

Какой процент ШИМ безопасен?

Есть мнение, что не несет опасности для человека ШИМ с коэффициентом 10%. Если при этом будет отсутствовать дополнительное напряжение на глаза, показатель может быть до 20%. Если же дисплей используется одновременно с монитором ПК, и работа ведется при искусственном освещении, то ШИМ экрана телефона и других девайсов не должен превышать 5%. В ином случае будет резонанс, а значит, мерцание станет в 2 раза мощнее, а точнее больше допустимых десяти процентов.

ШИМ вреден для глаз не будет при показателе в 2-3%. Более того, глаза его могут даже не почувствовать. Также специалисты отмечают, что при частоте больше 300 Гц орган зрения большей части людей не ощущает мерцание. Поэтому опасности для здоровья нет.

Как ШИМ влияет на зрение?

Научно доказано, что ШИМ влияет на людей по-разному. Чувствительные к мерцанию люди ощущают различные симптомы, например, раздражительность и тошноту.

Также есть исследования, которые утверждают, что от низкочастотного мерцания больше всего страдает орган зрения. Как ШИМ влияет на зрение взрослого человека? Глаза устают, краснеют. Также ШИМ вызывает снижение остроты зрения, напряжение и усталость.

При регулярном использовании гаджетов с «мерцанием» может также возникнуть сухость, жжение, чувство инородного тела. Все эти проявления могут быть симптомами синдрома сухого глаза, от которого часто страдают те, кто много времени проводить за компьютером или телефоном.

Помочь в этой ситуации могут капсулы Дельфанто, основным действующим компонентом которых является стандартизованный экстракт аристотелии чилийской. Средство нормализует процесс выработки собственной слезы, способствует восстановлению слезной пленки.

Не ШИМи

В 2023 году почти половина всех смартфонов оснащается OLED-дисплеями. Каждый пиксель в таких экранах — отдельный источник света, который работает независимо от остальных. Благодаря этому они обладают хорошей цветопередачей и четкостью изображения. Однако не все могут комфортно ими пользоваться. И виновата в этом широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Разбираемся, что это за технология, почему дисплеи мерцают и что делать, чтобы минимизировать воздействие ШИМ.

Исследование: опенсорс в России.

Мы используем смартфоны, планшеты и компьютеры в среднем более 6,5 часов в день, или примерно 40 процентов

Согласно данным приложения SleepCycle, в среднем люди бодрствуют 16,5–17,5 часов.

. В некоторых странах этот показатель даже выше. В России он достигает 48 процентов. Более 40 процентов россиян тратят более часа только на чтение новостей. Если прибавить к этому время, проведенное в мессенджерах и социальных сетях, а также за играми и другими активностями, получится еще больше.

Усталость и напряжение глаз связывают с чрезмерным использованием смартфонов. Исследования (например, 1 и 2) подтверждают, что наиболее активные пользователи смартфонов чаще жалуются на замыленность взгляда, покраснение, сухость глаз и другие симптомы.

Не только комфорт, но и здоровье пользователей зависит от качества экранов. С каждым годом экраны становятся лучше, в том числе более яркими. Это может пригодиться на солнце, чтобы информация оставалась читаемой, но постоянно пользоваться гаджетами на высоком уровне яркости вредно для глаз. В то же время, когда яркость снижается, возникают другие проблемы — например, уменьшается длительность импульса свечения светодиодов, и мерцание дисплея становится более заметным, что вызывает дискомфорт у некоторых людей. Такова особенность работы технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Зачем нужна ШИМ?

Существует два способа регулировки яркости дисплея.

Первый — это снижение напряжения. Чем меньше энергии подается на дисплей, тем слабее он светится. Так регулируется яркость в большинстве экранов, которые устанавливают в смартфоны, ноутбуки и мониторы. Недостаток такого подхода заключается в том, что при уменьшении напряжения на дисплеях страдает качество изображения.

Второй способ — регулировка яркости с помощью мерцания, или ШИМ. В отличие от первой опции, этот вариант помогает избежать деградации изображения. Эта технология применяется, например, в LCD и OLED-дисплеях, а также его разновидностях, скажем AMOLED.

Как работает ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) регулирует частоту подачи тока и напряжения, уменьшая среднюю мощность электрического сигнала, который подается на светодиоды дисплея для регулировки яркости. Чтобы получить среднее значение подсветки, как у аналоговых сигналов, необходимо использовать модуляцию — периодически включать и выключать подачу сигнала.

Если яркость необходимо установить на 30 процентов мощности, это означает, что 30 процентов времени использования экрана подача сигнала будет включена, а 70 процентов — выключена. Благодаря тому, что напряжение изменяется с высокой частотой, человеческий мозг усредняет эти значения. Создается ощущение, что яркость находится на среднем уровне.

Как узнать об использовании ШИМ и определить ее частоту? ↓

Самостоятельно проверить, использует ли экран ШИМ, можно с помощью фотоаппарата. Сфотографируйте экран на высокой выдержке (например, 1/30 или 1/60 секунды): если на изображении видны мерцание или полосы, значит, у устройства есть ШИМ. Обнаружить ее можно и с помощью различных тестов, которые доступны в интернете, например такого.

Частоту ШИМ можно узнать несколькими способами.

Во-первых, использовать одно из разработанных для этого приложений: PWM Check, Display Tester или Screen Balance. Они отображают текущую частоту мерцания в герцах, а также уровень яркости от 0 до 100 процентов.

Во-вторых, значение ШИМ может быть указано в характеристиках устройства. Например, на гаджетах под управлением ОС Android необходимо открыть настройки, найти пункт «О телефоне» или «О планшете», а потом выбрать пункт «Техническая информация» или «Состояние». В некоторых случаях производители могут не указывать частоту ШИМ. Тогда информацию придется искать в других источниках.

В-третьих, иногда производители предлагают в настройках смартфона режимы, позволяющие увеличить частоту ШИМ или вовсе отключить ее. Это может быть полезно, если вы чувствительны к мерцанию или пользуетесь смартфоном при низком освещении.

ШИМ влияет на самочувствие?

Технология широтно-импульсной модуляции работает только при низкой яркости экрана. Если долго использовать смартфон в таком режиме, ШИМ действительно может вызвать ощущение дискомфорта в глазах и даже головокружение.

По словам офтальмолога Европейского медицинского центра Наталии Боши, при снижении уровня яркости OLED-дисплеев частота мерцания снижается. Из-за этого зрачки чаще сокращаются и расширяются, что может быть причиной усталости глаз, тошноты и головной боли.

Чем выше частота мерцания, тем она менее заметна для человека. Однако не все производители готовы тратить дополнительные средства, чтобы добиться необходимых значений. Некоторым людям необходимо приспосабливаться к экранам с ШИМ. Выделяют семь факторов, определяющих чувствительность конкретного человека к частоте мерцания:

  • частота модуляции;
  • амплитуда или глубина модуляции;
  • средняя или максимальная интенсивность освещения;
  • длина волны или диапазон длин волн освещения;
  • распределение фоторецепторов на сетчатке;
  • степень адаптации к свету или темноте;
  • физиологические факторы, такие как возраст и усталость.

Впрочем, последствий ШИМ для здоровья, кроме незначительного ухудшения зрения, ученым обнаружить не удалось. В то же время OLED-дисплеи, вероятно, менее опасны для зрения по сравнению с LED-экранами. Ученые предполагают, что причина может заключаться в энергии синего излучения, вызывающего окислительный стресс в фоторецепторах и пигментном эпителии сетчатки.

Какие экраны считаются комфортными для глаз?

Специалисты учитывают несколько технических характеристик, определяющих комфортность дисплея, такие как точность цветопередачи, частота обновления экрана и цветовая гамма. В том числе в лабораторных условиях оценивают уровень синего излучения и проверяют экран на отсутствие мерцания.

Исследования свидетельствуют о том, что у людей, которые долгое время находятся под воздействием синего излучения, увеличивается риск проблем со здоровьем: синий свет наносит вред глазам и коже, а также может создавать проблемы со сном. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале «Только синь сосет глаза».

О том, как на человека может влиять ШИМ, мы рассказали выше. Согласно стандарту IEEE Std 1789-2015, мерцание экрана отсутствует при частоте затемнения выше 3125 Гц.

Например, смартфон HONOR 90 использует технологию The 3840Hz ultra-high frequency PWM dimming technology, то есть регулирование яркости с частотой ШИМ, равной 3840 Гц. По заявлению производителя, она обеспечивает пятикратную защиту зрения. Устройство получило сертификат компании TÜV Rheinland, а значит, соответствует стандарту комфорта для глаз.

Чтобы не беспокоиться о ШИМ, особенно если вы знаете, что чувствительны к ней, лучше пользоваться смартфоном с IPS-экраном. А если ваше устройство оснащено OLED-дисплеем, выберите в настройках темную тему и не используйте смартфон для продолжительного чтения.

Что такое технология DC Dimming?

Инженеры разрабатывают новые технологии и методы, которые снижают эффект мерцания. Например, используют высокочастотную ШИМ или пульсирующий режим яркости. А с недавних пор в смартфонах появилась функция DC Dimming, которая позволяет если не целиком избавиться от ШИМ, то значительно снизить нагрузку на глаза.

Впервые она была представлена в 2019 году. После активации этой функции в настройках смартфона увеличение и уменьшение яркости будет происходить не за счет ШИМ, а благодаря изменению напряжения, подаваемого на светодиоды.

Почему ШИМ продолжают использовать, если ее проблемы приходится устранять с помощью других технологий? Производители считают, что с этими недостатками можно мириться. Цифровые контроллеры, используемые на смартфонах с ШИМ, гораздо меньше по размеру, чем аналоговые. Благодаря этому устройство можно сделать тоньше и легче: например, толщина HONOR 90 составляет всего 7,8 миллиметра, а вес — 183 грамма.

Производители разрабатывают все больше технологий для защиты зрения потребителей. Например, HONOR 90 предлагает функцию циркадного ночного экрана, которая ближе к закату начинает постепенно отображать все более теплую картинку на экране и снижает синее излучение. Или динамическая яркость, которая имитирует изменения естественного освещения для снижения напряжения глаз при длительном использовании.

Кроме того, дисплей HONOR 90 поддерживает отображение до 1,07 миллиарда цветов и 100 процентов цветовой палитры DCI-P3. Это означает, что фотографии, видео, игры и любой другой контент будут выглядеть так, как задумывали их создатели.

Вероятно, когда-нибудь нам станет доступна альтернатива ШИМ. А пока остается надеяться, что возможность включить DC Dimming появится везде — тогда и ШИМ в смартфонах наконец перестанет быть проблемой для тех, кто восприимчив к мерцанию экрана.

Реклама: ООО «ЭЛКО РУС», ИНН 5024177951, LjN8K9mun

Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР

ШИМ, все вокруг говорят про ШИМ. Ну фиг знает — я его не вижу. Что хотите сказать, если понижу яркость дисплея, это как-то будет меня утомлять? Кажется тут есть в чём разобраться!

Сегодня мы объясним как на самом деле работает ШИМ. Узнаем сколько FPS видит человек, а сколько муха. Проведём тесты ШИМ на осциллографе. И, конечно, расскажем как избавиться от ШИМа на Samsung и на iPhone.

OLED дисплеи фактически во всём превзошли IPS. Но некоторые люди просто физически не могут пользоваться OLED, ведь они чувствуют усталость глаз, сухость и даже головные боли.

Почему так? Дело в том, что в отличие от большинства IPS-экранов большинство OLED-матриц мерцают. Примерно как дешевые люминесцентные лампы. И это не очень хорошо сказывается на зрении.

Но стоп! Лично у меня нет никаких проблем с OLED-дисплеями, да и мои друзья ходят с OLED и не жалуются.

Действительно, по статистике большинство (примерно 90%) людей не ощущают мерцания OLED-дисплеев. Мы даже провели опрос: Устают ли у Вас глаза от OLED дисплеев? Устают ли у вас глаза от IPS дисплеев? И получили вот такие результаты: примерно четверть — 27% сообщила, что у них глаза устают. Меньшинство, но всё же — четверть!

Тем не менее есть люди, которые не просто чувствуют ШИМ, но даже отчетливо его видят. Как так получается?

ШИМ в кинопроекторах

Чтобы ответить на этот вопрос давайте поговорим про кино. В старых кинопроекторах, в которых еще были бобины с плёнкой, крутили кино со скоростью 24 кадра в секунду.

Так вот, для того чтобы при смене кадров изображение не смазывалось и вы не видели момент перемотки пленки, в этот момент поток света перекрывался. Это приводило к адскому мерцанию, так как изображение постоянно обрывал «черный кадр».

Так как ускорить процесс смены кадров не было технической возможности киноделы придумали другой хак. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадра, но и когда на экране отображался статический кадр. Ммм. И какой в этом смысл?

Такое чередование изображения и дополнительных “черных кадров” позволяло искусственно увеличить частоту мерцания до 48 раз в секунду. Чего было достаточно, чтобы обмануть мозг. Видя постоянно мелькающую картинку, мозг просто «отключает» восприятия мерцания и мы видим плавную картинку. Кстати в немом кино, где использовалась частота 16 К/с, вообще перекрывали 3 раза и получилось мерцание — 48 раз в секунду.

Сколько мы видим кадров?

Этот невероятный эффект человеческого зрения называется порогом слияния мерцаний и этот порог равен 60 Гц. Это значит, всё что мерцает чаще чем 60 раз в секунду человек будет воспринимать как непрерывное изображение.

Кстати, у собак и кошек этот порог выше — в районе 70-80 Гц, а у мух так вообще 250-300 Гц.

Что же это получается, игровые мониторы 144 Гц и выше — это всё маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду — это минимальный порог, при котором человек перестает видеть мерцание.
А люди с натренированным зрением, например, пилоты истребителей на тестированиях различают кадры, появившиеся на 4 мс. Что соответствует 250 кадрам в секунду. К хардкорным геймерам это тоже относится.

На самом деле есть исследования, где люди смогли различить и 480 к/с и даже больше в некоторых условиях.

Но в целом если верить ГОСТАм: Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность. ГОСТ Р 54945-2012

Зачем нужен ШИМ?

Итак, со зрением разобрались. Но зачем вообще мерцают OLED-дисплеи и на какой частоте?

Сначала ответим на вопрос “Зачем?”

Существует два способа регулировки яркости дисплея:

Первый и самый очевидный способ, при помощи понижения напряжения. Чем меньше мы подаем энергии на дисплей, тем меньше он светится.

Именно так регулируется яркость в большинстве IPS-дисплеев в наших смартфонах, ноутбуках и мониторах.

Но почему бы на OLED-дисплеях не делать также? На самом деле можно, и так даже делали раньше. Например в смартфоне LG G Flex 2 использовался именно такой подход. Но есть проблема! На OLED-дисплеях при уменьшении напряжения сильно страдает картинка. Возникает так называемый мура-эффект, более известный как эффект “наждачной бумаги”. Мы подробно рассказывали об этом в материале про OLED.

Поэтому чтобы избежать такой деградации изображения используется второй подход: регулировка яркости при помощи мерцания или ШИМ. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, или PWM по-английски. Это буквально значит — регулировка ширины, ну или длительности, импульса.

Так, стоп, что еще за импульс? Дело в том, что напряжение в дисплеях, использующих ШИМ, не постоянное, а прерывистое. Оно подаётся при помощи вот таких всплесков или импульсов.

Количество импульсов в секунду называется частотой и измеряется в Гц. А время, которое занимает каждый цикл пульсации, называется периодом.

К примеру, возьмем частоту 250 Гц, в этом случае период будет 4 мс. Частота и период — это фиксированные значения, и с изменением яркости дисплея они не меняются. А вот ширина каждого импульса — это как раз то, что мы можем регулировать. Это значение называется рабочим циклом, и он выражается в процентах.

Если рабочий цикл 100%, импульс будет длиться 100% своего периода, то есть 4 мс. Это соответствует 100% яркости дисплея. Если мы сократим ширину импульса до 50% или 2 мс, воспринимаемая яркость дисплея также упадет до 50%. А на яркости 1% фактически 99% будет отображаться просто черный экран, но наше зрение это интерпретирует как просто очень тусклую картинку. Получается, чем меньше яркость дисплея, тем более выражен эффект мерцания. И тем это вреднее для глаз.

Частота ШИМ в разных дисплеях

На самом деле ШИМ используется не только в OLED-дисплеях, но и в IPS. Но в отличие от OLED в IPS-экранах используют очень высокую частоту мерцания, свыше 2000 Гц. Естественно, столь быстрое мерцание не сможет заметить ни человек, ни муха. А значит и глазки уставать не будут.

А какая частота ШИМ в OLED?

Тут всё зависит от конкретной модели, но есть определенные закономерности. Во-первых, желательно чтобы частота ШИМ была кратной частоте обновления дисплея. Потому на 60 Гц или 120 Гц дисплеях, как правило частота ШИМ — 240 Гц, а на 90 Гц дисплеях 360 Гц.

Мы решили убедиться в этом самостоятельно и отправились в Санкт-Петербург. Там ребята из компании ЛЛС подготовили для нас осциллограф с высокоскоростным фотодетектором.

Так мы проверили на ШИМ на iPhone 11 Pro и Pixel 4.

Тесты показали, что iPhone 11 Pro, вопреки общему мнению, немного мерцает даже на максимальной яркости, с частотой 240 Гц. При снижении яркости до 50%, мерцание становится менее выраженным, а значит до этого момента на iPhone используется уменьшение напряжения. Ну а дальше в бой вступает ШИМ. На осциллографе очень хорошо видно, как при снижении яркости уменьшается ширина импульса, а значит увеличивается мерцание.

В Pixel 4 вплоть до 70% яркости мы не обнаружили ШИМа совсем, видно только обновление экрана 90 Гц. А дальше начинается ШИМ с частотой 360 Гц. Но так как частота обновления экрана в Pixel 4 после 40% падает до 60 Гц, видно как каждый четвёртый импульс немного скачет. Это потому что частота обновления не совпадает с частотой модуляции.

  • Galaxy S20 — 242.7 Гц
  • Galaxy S20 Ultra — 240.4 Гц
  • Google Pixel 2 — 245.1 Гц
  • Google Pixel 2 XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 3a — 271.1 Гц
  • Google Pixel 3a XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 4 — 367.6 Гц
  • Google Pixel 4 XL — 367.6 Гц
  • Huawei P30 — 240.4 Гц
  • Huawei P30 Pro — 231.5 Гц
  • Huawei P40 — 245 Гц
  • Huawei P40 Pro — 365 Гц
  • iPhone 11 Pro — 290.7 Гц
  • iPhone 11 Pro Max — 245.1 Гц
  • iPhone XS — 240.4 Гц
  • iPhone XS Max — 240.4 Гц
  • OnePlus 5T — 242.7 Гц
  • OnePlus 6T — 240 Гц
  • OnePlus 7 — 200 Гц
  • OnePlus 7 Pro — 122 Гц
  • OnePlus 7T Pro — 294 Гц
  • OnePlus 8 Pro — 258 Гц
  • Samsung Galaxy A50 — 119 Гц
  • Samsung Galaxy A51 — 242.7 Гц
  • Samsung Galaxy A71 — 247.5 Гц
  • Samsung Galaxy S10e — 232 Гц
  • Xiaomi Mi 10 — 362.3 Гц
  • Xiaomi Mi 8 — 238 Гц
  • Xiaomi Mi 8 Explorer Edition — 100 Гц

Samsung Galaxy A50:

На самом деле, частоту мерцания OLED-дисплеев можно увеличить, пусть не до 2000 Гц, но хотя бы до 500 Гц. Кстати, именно такая частота ШИМ была в древнем Windows Phone — Lumia 950. Но это удорожает производство, а так как страдающих людей мало, производители воровать у себя из кармана не готовы.

Кстати, практически все современные LCD-телевизоры тоже ШИМят на частоте 240 Гц. И в теликах этот эффект даже более заметен, чем в телефонах.

Разве что SONY не поскупились установить в свои LCD модели контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц.

Как проверить ШИМ самому?

Но как проверить ШИМ на вашем телефоне, ноутбуке или телевизоре самостоятельно? Если у вас нет под рукой осциллографа с высокоскоростным кремниевым фотодетектором.

На самом деле очень просто! Вам нужно снять экран на видео в замедленной съемке 240 к/с или больше. Сейчас почти любой телефон так может. Если на всех значениях яркости вы не увидите мерцания в виде перемещающихся полос. Значит ШИМа нет.

Что такое DC Dimming?

Тем не менее проблема есть и первой её осознал Xiaomi, представив функцию DC Dimming в Black Shark 2 Pro. Эта тема настолько хорошо зашла, что очень быстро подсуетились OnePlus, OPPO и Huawei. И начиная с прошлого года во всех флагманах точно есть DC Dimming.

Само название расшифровывается как Direct Current Dimming, что переводится как затемнение постоянным током. Иными словами в этом случае яркость регулируется как и положено снижением напряжения.

СТОП! Но также нельзя! Картинка же убьется! На самое деле, так нельзя было делать раньше, потому как качество OLED-дисплеев оставляло желать лучшего. Но теперь всё иначе.

Уже давно многие производители стали использовать гибридный способ регулировки яркости. Например на iPhone до 50% яркости используется снижение напряжения, и только потом включается ШИМ. А телефоны с функцией DC Dimming пошли дальше и стали регулировать яркость исключительно снижением напряжения.

Да, включив DC Dimming на низких яркостях могут немного поплыть цвета и появиться шум. Но это совсем не критично.

И тесты показывают, что функция реально работает. Хотя колебания яркости и не сглаживаются полностью, всё равно такой подход позволяет многократно снизить нагрузку на наши с вами глаза.

По нашим замерам на Xiaomi Mi 10 ШИМ с включенным DC Dimming исчезает полностью! А значит ваши глазки смогут отдохнуть.

Убираем ШИМ для всех

Но что делать, если вам DC Dimming не завезли? Например у вас Samsung, который ШИМит даже на 100% яркости, или iPhone который начинает ШИМить на 50%?

На самом деле решение есть и оно программное. Имя ему экранные фильтры!

Android. Например, на любой Android можно поставить программу OLED Saver. Она умеет накладывать полупрозрачный серый фильтр поверх всего изображения. Регулируя прозрачность фильтра, регулируется яркость. Это программа умеет имитировать функцию автояркости. Можно довольно быстро из шторки регулировать прозрачность фильтра и настроить автозапуск после перезагрузки.

Не могу сказать что это очень удобно. Но может быть очень полезно, если любите позалипать в телефон перед сном в темноте.

iPhone. А на iPhone вообще есть специальный режим встроенный в систему. Он называется “понижение точки белого” и прячется в разделе “Универсальный Доступ”. Путь такой: Настройки > Универсальный доступ > Дисплей и размер текста > Понижение точки белого

А чтобы постоянно не лезть в настройки можно назначить включение режима на тройное нажатие кнопки питания с помощью такого пути: Настройки > Универсальный доступ > Быстрая команда.

В iOS 14 можно даже назначить тоже самое на постукивание по задней крышке. Но я бы не рекомендовал так делать, будут ложные срабатывания.

Ну и напоследок можно вынести ярлык с этой функцией в пункт управления. Для этого идём в Настройки > Пункт управления и перетаскиваем иконку “Команды для универсального доступа”.

Итоги

Что в итоге? ШИМ, конечно, зло. Хоть я его и не вижу, и мои глаза не устают, эта штука всё равно напрягает мозг. А с возрастом может появиться и усталость глаз.

С другой стороны, благодаря ШИМ вообще стал возможен прогресс в развитии технологии OLED. Если б его не было сидели бы мы на IPS и о всех прелестях классных OLED-дисплеев даже бы и не знали.

Очень надеемся, что DC Dimming станет стандартом и мы забудем о ШИМ в смартфонах и телевизорах точно также, как забыли о нём в настольных мониторах с появлением Flicker Free мониторов от BenQ. Это, кстати, та же самая технология что и DC Dimming.

В основу ролика легла статья с портала deep-review.com и материал Олега Афонина для журнала Хакер. Ребята проделали отличную работу, а мы продолжаем их дело.

Спасибо компании ЛЛС за оборудование и теплый приём в Питере! Очень приятно вместе с вами делать крутой науч-поп контент. На этом сегодня всё!

  • Блог компании Droider.Ru
  • Работа с видео
  • Обработка изображений
  • Производство и разработка электроники
  • Смартфоны

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *