لا ، "AMOLED Black" لا يوفر بطارية أكثر من الرمادي الداكن

اجتذب تصميم Dark Mode كثيرًا من الاهتمام مؤخرًا ، وسعت كل من Google و Apple إلى التصميمات ذات الطابع المظلم في تطبيقاتها بأسرع ما يمكن في التحضير لإصدارات نظام التشغيل الرئيسية التالية ، وكلاهما يتباهيان بـ Dark Mode كميزة أساسية . في عالم الكمبيوتر ، كان الناس يسألون السؤال القديم: هل يجب أن تستخدم تصميمات النمط المظلمة "أسود AMOLED" أو رمادي غامق؟

على الرغم من أنني لست هنا للإجابة على أي نغمة تبدو أفضل - إنها شخصية ، وهي أساسًا السياسة في هذه المرحلة - أود الإجابة عن سؤال آخر مصاحب بشكل شائع ، وهذا هو ما إذا كان استخدام الرمادي الداكن في تصميم مظلل بالحفظ أم لا البطارية فوق "AMOLED الأسود" النقي في شاشات OLED.

الإجابة على ذلك هي نعم ، لا يزال اللون الرمادي الداكن يحفظ البطارية ، ولكن هذا هو الجزء الذي يقول معظم الناس "لكن الأسود النقي يوفر المزيد من الطاقة لأن البيكسلات متوقفة فعليًا!" ، ولكن نعم ، كلا البيانين في تلك الضجة صحيحان. ومع ذلك ، ما مقدار الطاقة التي يوفرها اللون الأسود الخالص في الواقع على اللون الرمادي الداكن؟ للإجابة على هذا السؤال ، نحتاج أولاً إلى فهم بعض تشريح OLED الأساسي.

أساسيات العرض OLED

في شاشة OLED ( O rganic L ight- E mitting D iode) ، ينتج كل بكسل واحد ضوءه الخاص الذي تراه. يحتوي كل بكسل على بكسلات فرعية حمراء وزرقاء وخضراء (بافتراض RGB مخططًا للبساطة) ، وهذه هي OLEDs الفردية التي تنبعث منها لونها في سطوع معين ، ويعتمد هذا السطوع على مقدار التيار الكهربائي الذي يتم إرساله إلى LED. كل لون منفردة تنتجه الشاشة هو مزيج من هذه OLEDs الثلاثة في سطوع مختلفة ، والأبيض هو ببساطة مزيج من جميع هذه OLEDs الثلاثة. كما ذكرنا سابقًا ، الأسود هو عدم وجود جميع خلائط الألوان الثلاثة مع عدم وجود تيار كهربائي يتم إرساله إلى أي من أجهزة OLED الثلاثة.

لذلك ، كيف يتم صنع رمادي غامق؟ الرمادي والرمادي الداكن والرمادي الفاتح كلها في الواقع مجرد ظلال بيضاء. يتكون البيكسل الرمادي من خلال تشكيل بيكسل أبيض ثم خفض التيار إلى OLEDs الثلاثة الخاصة به بنسبة مئوية استنادًا إلى مدى حاجة البيكسل للضوء أو الظلام. يتم التفكير بسهولة في أكواد ألوان RGB ، حيث يكون # FFFFFF / rgb (100٪ ، 100٪ ، 100٪) أبيضًا نقيًا ، # 000000 / rgb (0،0،0) أسودًا ، وظلال الرمادي ثلاث مرات مع نفس المكونات الأحمر والأخضر والأزرق. يتم تمرير قيم مكون اللون الأحمر / الأزرق / الأخضر الفردية في رمز إدخال الألوان بشكل أساسي إلى RGB OLED ذي الصلة بالبكسل.

ومع ذلك ، عند إخراج رموز الألوان هذه ، هناك خطوة أخرى تحدث وهي تصحيح جاما . لن أشرح غاما بأعمق من اللازم ، ولكن ببساطة ، يأخذ تصحيح غاما قيم رمز اللون الخطي التي تتراوح من 0 ٪ إلى 100 ٪ ويزيدها إلى قوة. تستخدم جاما شاشة العرض القياسية في الصناعة أسراً للطاقة يبلغ 2.2 ، لذلك يتم رفع كل مكون من مكونات لون الإدخال إلى 2.2 ، وهذا هو نصوع خرج OLED المعني.

OLED السطوع مقابل قيمة مكون اللون. لاحظ كيف أن الاستجابة ليست خطية.

باختصار ، يتم رفع مكونات رمز لون RGB المدخلة إلى 2.2 ثم ​​يتم تمريرها إلى OLED باللون الأحمر والأزرق والأخضر ذي الصلة بالبكسل. بسيط.

الآن يمكننا أن نبدأ الإجابة على الأسئلة.

ما مقدار الطاقة التي تستهلكها وحدات البكسل الرمادية الداكنة؟

سنستخدم لون السطح الموصى به لمواصفات Google Material Dark Theme وهو # 121212 ، والذي يترجم إلى rgb (7٪ ، 7٪ ، 7٪). بعد تصحيح غاما (0.07 ^ 2.2) ، نحصل على قيمة 0.3٪ ، مما يعني أن سطح Google الغامق اللون ينتج 0.3٪ نصوع سطح أبيض نقي.

الرمادي الداكن 0.3٪ نصوع الأبيض النقي

أذكر أن لمعان / سطوع OLED يعتمد على التيار الكهربائي المرسل إليه. لا يلزم سوى 0.3٪ من قوة اللون الأبيض لتقديم اللون الرمادي الداكن. لكنني أعرف ما تفكر فيه ،

"0.3٪ لا يزال أعلى من 0٪!"

أنت محق تمامًا ، لكن دعنا ندخل بعض شخصيات العالم الحقيقي في هذا الأمر.

قوة الجهاز مقابل عرض النصوع - OnePlus 7 Pro

قمت بقياس الفعالية المضيئة لشاشة OnePlus 7 Pro (بسرعة 60 هرتز) باستخدام انحدار خطي من التآمر على قوة الجهاز مقابل نصوع شاشة العرض. تستهلك الشاشة أيضًا الطاقة بمجرد تشغيلها - يصبح برنامج تشغيل الشاشة نشطًا وجاهزًا لإرسال واستقبال الإشارات من شركة نفط الجنوب إلى الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة. قمت بقياس طاقة الجهاز أثناء عرض الشاشة صورة سوداء كاملة وقياس آخر أثناء إيقاف تشغيل الشاشة ، ثم قمت بطرح الفرق. تستهلك شاشة OnePlus 7 Pro خطًا أساسيًا 400 ميجاوات و 4 ميجاوات إضافية لكل نيت (وحدة الإنارة).

الآن وقد جمعنا شخصيات واقعية ، يمكننا نمذجة مقدار الطاقة التي يستهلكها الرمادي الداكن مقابل "أسود AMOLED" النقي. دعنا نفترض سطوع شاشة 100 شمعة للأبيض النقي فقط بحيث تكون الحسابات بسيطة. على هذا المستوى الأبيض ، يجب أن تستهلك شاشة OnePlus 7 Pro 400 ميجا واط + (4 ميجا واط / نيت × 100 شمعة) = 800 ميجا واط. عند عرض أي شيء غير اللون الأسود ، يجب أن تستهلك الشاشة فقط الطاقة الأساسية التي تبلغ 400 ميجاوات. بالنسبة إلى اللون الرمادي الداكن ، تذكر أننا حسبنا أن نصوع ناتج الإخراج هو 0.3٪ من نصوع مستوى اللون الأبيض ، لذلك يجب أن ينتج 0.3 نقطة. 4 ميجا واط / نيت × 0.3 شمعة = 1.2 ميجا واط ، لذلك يجب أن يستهلك اللون الرمادي الداكن 1.2 ميجاوات فقط أكثر من الأسود النقي.

400mW مقابل 401.2mW - زيادة مجهرية بنسبة 0.3 ٪ في استهلاك الطاقة

لذلك ، من الناحية النظرية ، يستهلك اللون الرمادي الداكن قدرًا ضئيلًا من الطاقة الإضافية مقارنة باستخدام اللون الأسود. ولكن ربما كنت لا تزال تشك في فعاليتها في الوضع المظلم ولا تثق في الرياضيات ، لذلك دعونا نقيس الشيء اللعين.

قياسات قوة الجهاز الحقيقي

قمت بتعيين OnePlus 7 Pro على مستوى عرض أبيض 100 شمعة باستخدام مقياس إضاءة ، وتركته على صورة كاملة باللون الأبيض والأسود والرمادي الداكن فقط ، لمدة خمس دقائق ، وقياس إجمالي طاقة الجهاز. تحتوي شاشة OnePlus 7 Pro على غاما أعلى في ظلالها ، لذلك عند قياس النصوع الناتج لـ # 121212 ، فإنها تقرأ 0.18 شمعة بدلاً من 0.3 قرش متوقعة ، وبالتالي تستهلك طاقة أقل.

طاقة الجهاز "الأبيض" - 100 شمعة

طاقة الجهاز "الأسود" - 0 شمعة

"قوة الجهاز الرمادي الداكن - 0.18 شمعة

عندما يعرض OnePlus 7 Pro اللون الأبيض الكامل عند 100 شمعة ، يستهلك الجهاز 1000 ميغاواط في المتوسط ​​على مدى خمس دقائق. عند عرض صورة "AMOLED black" ، استهلك جهاز OnePlus 7 Pro ما معدله 600 ميجا واط - وهو نفس الفرق البالغ 400 ميجا وات في نموذجنا أعلاه. وأخيرًا ، عند قياس اللون الرمادي الداكن ، يستهلك الجهاز ما بين 600 ميجا واط إلى 610 ميجا واط. كل هذه الأرقام قياس القوة تتماشى مع ما وضعنا سابقا. من المحتمل ألا يكون مصدر القوة الإضافية البالغ 10 مللي واط من أجل الاختبار الرمادي الداكن من الشاشة ، ولكن من شيء آخر في الجهاز - ربما الراديو ، طفرات قصيرة من شركة نفط الجنوب ، من يدري - يُظهر مصارف سجل الطاقة ارتفاعًا مفاجئًا في الإمبير لآخر قائمة الذي يزيد المتوسط ​​من 0.6W إلى 0.61W. إليكم تشغيل آخر بنفس السيناريو ، فيما عدا في هذا التشغيل ، يستهلك الاختبار الأسود الخالص طاقة أكثر بمقدار 50 ميجا واط - مرة أخرى ، على الأرجح من العوامل الخارجية.

لكن سيناريو الحالة الأسوأ ، دعنا نفترض أن 10mW لم يكن مجرد صدفة. بجهد متوسط ​​يبلغ 4.03 فولت ، يترجم هذا 10 ميجا واط الإضافي إلى متوسط ​​قدرة 2.5 مللي أمبير. مع بطارية 4000 مللي أمبير في OnePlus 7 Pro ، يعني هذا أن اللون الرمادي الداكن يستهلك 0.063٪ إضافية من بطارية الجهاز في الساعة. قف.

حتى AMOLED أسود أو رمادي غامق لوضع الظلام؟ اختر أيهما تفضل ، وكلاهما يوفر نفس الكمية من البطارية الثمينة.