Dc dimming для android

DC Dimming против ШИМ или как регулировать яркость AMOLED без мерцания.

Что такое ШИМ?

Смартфоны стали нашими компаньонами на каждый день уже довольно давно. По оценкам исследователей в среднем мы берем в руки смартфон примерно 88 раз в день, что в сумме приводит к более чем трем часам созерцания его дисплея. Соответственно, качество этого дисплея должно быть достаточным, чтобы свести к минимуму негативное влияние на глаза и организм в целом.

К сожалению, с последним требованием есть проблемы: с одной стороны, для наиболее комфортного взаимодействия яркость должна быть установлена на 30-40% от максимальной, но с другой стороны, при снижении яркости подсветки снижается и частота ее мерцания. Из-за мерцания у многих людей начинается головная боль.

Причиной мерцания является широтно-импульсная модуляция (ШИМ). И если особо не вдаваться в подробности, то вот как это работает:

Любой цифровой сигнал может иметь два логических уровня, условно назовем их вкл. и выкл. (1 или 0, есть напряжение или нет напряжения и т.д.). Соответственно, если мы хотим получить некое среднее состояние, как у аналоговых сигналов, например, установить подсветку на 30% (а не выключить полностью) приходится использовать модуляцию. Сигнал (свет светодиодов) включается и выключается с большой скорость и вследствие инерционности человеческого зрения мы это воспринимаем как снижение яркости: по факту же подсветка включена 30% времени и выключена 70% времени.

Для того, чтобы глазу все эти мерцания были незаметны, ШИМ обычно работает на высокой частоте, за счет чего достигается плавность регулировки сигнала (яркости светодиодов например) и отсутствие видимого мерцания. Обычно, для достижения такого результата необходима частота выше 200 Гц. Как вы понимаете, далеко не все устройства обладают такой частотой ШИМ. Кроме того чувствительность к мерцанию (даже на высокой частоте) у все людей разная. То есть, даже если модуляция не заметна глазу, она все равно может оказывать значительное влияние, которое зачастую проявляется в виде головной боли.

Особенно данная проблема актуальна в случае AMOLED дисплеев, так как мерцает каждый светодиод и частота довольно низкая (в сравнении с хорошими IPS матрицами).

DC Dimming – Спасение от мерцания?

По факту, альтернатив ШИМ пока не существует, так как сделать по настоящему безвредную аналоговую регулировку яркости не представляется возможным — необходимые компоненты требуют много энергии и попросту не влезут в смартфон.

Тем не менее, в последнее время все чаще в пресс релизах и анонсах различных компаний начал встречаться такой термин, как DC dimming.

Сразу хотим сказать, что ничего принципиально нового в этой технологии нет и в LCD дисплеях данный метод контроля яркости применяется довольно давно. На источник подсветки подается меньшее напряжение, что и приводит к уменьшению яркости свечения. Кстати, вследствие применения такой схемы некоторые дисплеи все же мерцают на малой яркости.

Но с AMOLED не все так просто — если подавать на органические светодиоды меньшее напряжение, то они не только снижают свою яркость, но и искажают отображаемые цвета. В итоге, при регулировке яркости таким методом цветопередача AMOLED “плывет”.

Тем не менее, таким производителям, как Xiaomi и OnePlus, удалось реализовать DC dimming в своих смартфонах с AMOLED дисплеями в качестве экспериментальной функции. Мы уже успели изучить оба варианта реализации в ходе обзоров Xiaomi Black Shark 2 (там это называется защита от мерцания) и OnePlus 7 Pro.

Источник

DC Dimming: что за технология, зачем она смартфону?

В техническом паспорте смартфонов все чаще фигурирует характеристика DC Dimming, причем производители акцентируют на этом внимание и с гордостью сообщают потенциальным покупателям, что телефон поддерживает данную технологию. А многие пользователи даже не знают, что такое DC Dimming, зачем он вообще нужен, и какой от него прок.

На самом деле, DC Dimming — очень полезная штука, которая повышает степень комфорта при чтении со смартфона и, что еще важнее, бережет ваше зрение. Если после долгого (или даже непродолжительного) чтения с AMOLED экрана у вас начинают уставать глаза, DC Dimming исправит ситуацию. Как именно? Сейчас расскажем.

DC Dimming: что это такое?

DC Dimming — технология, которая используется для уменьшения яркости экрана. Ее применяют не только в смартфонах, но сейчас мы будем говорить исключительно о них. Начнем с расшифровки термина:

• DC — эта часть термина обозначает постоянный ток (вспомните AC/DC).
• Dimming — в переводе с английского означает «потускнение» или уменьшение яркости.

Работает DC Dimming следующим образом. Интенсивность свечения светодиодов AMOLED экрана определяется мощностью подаваемого на него тока. Чем выше мощность, тем ярче светится экран. Уменьшаем мощность — яркость дисплея тоже уменьшается.

Мощность равна произведению силы тока на напряжение. Понизить мощность (а вместе с ней и яркость дисплея) можно за счет снижения силы тока или напряжения. На практике используется второй вариант — на светодиоды подается меньший вольтаж, и за счет этого уменьшается интенсивность свечения экрана.

В принципе, ничего сложного в технологии DC Dimming нет. Каждый, кто посетил хотя бы несколько уроков физики в средней школе, способен понять, как именно все это работает. Пусть даже в общих чертах, но углубляться в детали нет никакой необходимости. Важнее знать, зачем все это нужно.

DC Dimming: альтернатива ШИМ

В смартфонах с AMOLED экранами для уменьшения яркости обычно используется другая технология — широтно-импульсная модуляция, или ШИМ. До 2019 года она применялась буквально во всех моделях, но многочисленные жалобы пользователей на то, что после чтения с OLED панели сильно устают глаза, вынудила производителей гаджетов искать альтернативные варианты.

При широтно-импульсной модуляции регулировка яркости осуществляется за счет изменения ширины импульса, который включает и выключает дисплей. Возможно, звучит это немного сложновато, но графика поможет быстро во всем разобраться.

Суть в том, что светодиоды в экране светятся не постоянно. Они включаются импульсом, а затем выключаются. Если импульс широкий (долгий), экран горит с максимальной яркостью. Чтобы уменьшить яркость, достаточно импульс сделать короче, а период бездействия светодиодов — длиннее.

На 50% яркости экрана периоды с включенными и выключенными диодами равны. На 25% яркости период бездействия светодиода в три раза дольше, чем время их включения. И так далее.

Проблема в том, что чередование фаз включения/выключения является ничем иным, как мерцанием. Мерцание воспринимается зрительным анализатором, даже если субъективно вы этого не замечаете, и от всей этой «светомузыки» быстро устают глаза.

ШИМ — основная причина утомления глаз при чтении с AMOLED экрана при пониженной яркости.

DC Dimming — альтернатива широтно-импульсной модуляции. Регулировка яркости за счет модулирования напряжения тока, а не ширины импульса, позволяет полностью исключить фактор мерцания. Проиллюстрировать это поможет следующее изображение (экран с ШИМ — слева, экран с DC Dimming — справа):

При использовании DC Dimming незначительное мерцание на минимальной яркости все-таки присутствует (поскольку импульсы остаются), но благодаря большой длительности импульса оно уже не влияет на зрение. Работать с экраном, в котором для регулировки яркости применяется технология DC Dimming, намного комфортнее и безопаснее.

DC Dimming: недостатки

Технология DC Dimming — очень простое и элегантное решение серьезной проблемы негативного влияния телефона на зрение. Проблемы намного более серьезной, чем автономность гаджета, ведь среднестатистический пользователь смотрит на дисплей смартфона около трех часов в сутки.

Вопрос в том, почему производители телефонов вспомнили о DC Dimming только сейчас, хотя технология существует с незапамятных времен?

Причина кроется в единственном недостатке технологии DC Dimming. При уменьшении напряжения светодиоды AMOLED дисплея начинают искажать цвета, и искажать довольно-таки сильно. До полной инверсии цвета дело, конечно, не доходит, но степень искажения высока.

ШИМ лишен этого недостатка, и ради точности цветопередачи при любых значениях яркости производители выбирали эту технологию. Но когда пользователи начали массово отказываться от покупки смартфонов с AMOLED, разработчики изменили приоритеты и вспомнили о DC Dimming.

Какие смартфоны поддерживают DC Dimming

Первыми сориентировались китайские производители, что, в общем-то, не удивляет. Монстры вроде Samsung очень консервативны; любые инновации у лидеров рынка появляются только после того, как конкуренты из Китая протестируют их на своих телефонах. На данный момент смартфоны Samsung Galaxy DC Dimming не поддерживают.

Поддерживают технологию DC Dimming OnePlus 7 и OnePlus 7 Pro, но есть один нюанс. По умолчанию в смартфонах используется широтно-импульсная модуляция. Функцию DC Dimming нужно включить через Лабораторию OnePlus.

Флагманы Xiaomi 2019 года выпуска также обзавелись новой характеристикой. DC Dimming поддерживает Mi 9, Black Shark 2, Black Shark 2 Pro, а также летние новинки Xiaomi Mi 9T и Mi 9T Pro.

В лагере конкурентов стараются не отставать: с одним из обновлений ПО опция регулировки яркости за счет DC Dimming появилась у Huawei P30 и P30 Pro.

Представительства брендов Oppo и vivo сообщают, что практически все новые модели с AMOLED матрицей будут поддерживать DC Dimming. А ранее выпущенные смартфоны Oppo и vivo должны получить эту функцию с обновлениями.

В общем, в скором времени DC Dimming появится во многих моделях среднего и премиального уровня. Если ваш смартфон поддерживает данную технологию, это хорошо.

Источник

Что такое DC Dimming и почему это важно для смартфонов AMOLED в 2021 году?

OLED-панели имеют много преимуществ. Они имеют лучшую точность цветопередачи и контрастов (в том числе лучше черного цвета) и тоньше и ярче, чем традиционные ЖК-панели. Поэтому неудивительно, что производители смартфонов переходят на OLED-панели для своих смартфонов.

Даже средние (например, Mi 9 SE / Galaxy J6 Plus) начали получать эти относительно дорогие панели дисплея. Но есть один недостаток, связанный с OLED-дисплеями, и он относится к тому, как панель обрабатывает низкие уровни яркости.

OnePlus 6 поставляется с AMOLED-экраном

Большинство OLED-панелей используют технику, называемую широтно-импульсная модуляция (ШИМ), для уменьшения яркости. Это отличается от DC затемнения, которое использовалось жидкокристаллическими панелями для управления уровнями яркости. Большинство пользователей не смогут отличить диммирование от ШИМ-димминга на постоянном токе, однако, существует очень небольшая часть населения, которая затронута предыдущей техникой.

По мере того, как OLED доходят до среднего уровня, а иногда и бюджетных смартфонов, их пользовательская база быстро растет. Со значительным увеличением потребления AMOLED в последние несколько лет, вы часто будете видеть подобные комментарии в Интернете.

Чтобы понять, что такое диммирование DC, нам нужно сначала узнать о диммировании PWM и о том, как это может сделать некоторых пользователей неудобными.

Как работает ШИМ Димминг?

ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. Как следует из названия, в этой технике вы изменяете ширину светового импульса для управления яркостью панели дисплея. Проще говоря, вы играете с количеством времени, в течение которого экран остается включенным или выключенным. При уменьшении яркости экрана продолжительность импульсов, передаваемых от подсветки, снижается, мерцание становится заметнее. То есть происходит включение/выключение, что воспринимается как более низкая яркость.

Прочитав это, вы, должно быть, задаетесь вопросом – подождите секунду, экран выключится при низкой яркости? Я никогда этого не замечал!

Это потому, что частота импульсов очень высока (обычно более 200 Гц), поэтому человеческий глаз не сможет заметить отдельные импульсы. Вместо этого человеческий глаз усредняет количество света от этих импульсов. Таким образом, воспринимаемая яркость определяется соотношением включенного и выключенного состояния панели.

Следующая диаграмма показывает, как работает ШИМ-регулировка яркости.

При 100% яркости вы можете видеть, что свет всегда включен. При снижении яркости до 50% панель переключается между включением и выключением с равными интервалами. Однако при дальнейшем снижении яркости экран остается выключенным дольше, чем он остается. Таким образом, при крайне низких уровнях яркости наблюдается значительный эффект мерцания.

Что такого плохого в ШИМ Димминге и его мерцании?

Обычно, даже при низких уровнях яркости, средний человеческий глаз не сможет увидеть мерцание от затемнения ШИМ. Но это не значит, что это никак не повлияет на вас. Некоторые люди более чувствительны к этому мерцанию. И у этих людей ШИМ затемнение может привести к усталости глаз, головным болям и мигрени при длительном воздействии. Это особенно актуально при слабом освещении.

Что такое DC Dimming?

Затемнение по постоянному току по существу управляет яркостью, изменяя мощность, подаваемую в цепь. Поскольку мощность = напряжение х ток, увеличение или уменьшение любого из этих входов будет изменять мощность, подаваемую на панель дисплея, и, следовательно, ее яркость.

Звучит довольно просто, верно? Так почему же производители не используют DC затемнение в вашем смартфоне AMOLED?

Что ж, производители смартфонов уже несколько лет используют DC затемнение на ЖК-дисплеях, но только недавно они начали добавлять его на смартфоны AMOLED. Это потому, что DC диммирование имеет большой недостаток. При низких уровнях яркости цвета часто выглядят перекошенными на OLED-панелях. В OLED-панелях изменение напряжения может изменить испускаемые цвета.

Таким образом, при более низких уровнях напряжения воспринимаемое качество дисплея смартфона может значительно снизиться.

Так в чем же решение?

Производители смартфонов все больше осознают возможные проблемы со здоровьем, связанные с уменьшением яркости ШИМ. Однако, учитывая, что мерцание ШИМ на самом деле влияет только на определенную группу людей, и недостаток, связанный с затемнением постоянного тока на панелях AMOLED, последние производители смартфонов предпочитают предоставлять его в качестве дополнительной функции.

OnePlus уже подтвердил, что он тестирует диммирование DC на своих смартфонах. Эта функция может быть добавлена ​​в будущем обновлении. На самом деле, китайские компании-производители смартфонов, похоже, готовы к этой функции. Xiaomi, Vivo, OPPO и даже Meizu выступили вперед и подтвердили снижение яркости DC на своих существующих или будущих смартфонах.

Vivo iQOO поставляется с панелью AMOLED и будет иметь функцию DC Dimming через обновление

Несмотря на то, что затемнение ШИМ может вызывать дискомфорт у некоторых пользователей, большинство людей не почувствуют разницу. Поэтому очень важно знать, что ваша чувствительность к эффекту мерцания решает, как он повлияет на вас.

Поэтому, если у вас слишком сильное напряжение зрения или головная боль из-за того, что вы зацепились за экран смартфона слишком долго, не вините пока что ШИМ затемнение. Постарайтесь создать хорошие привычки для смартфонов, которые включают в себя настройку яркости дисплея на комфортные уровни (вместо 100% в любое время) и поддержание приличного расстояния между вами и экраном вашего смартфона.

Источник