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如何看待荣耀50全系都采用的高频PWM调光?这个与其他家调光有什么差别? 第1页

  

user avatar   lcqaz777 网友的相关建议: 
      

OLED屏幕PWM调光的问题,微博“魔法师蛋小丁”关注很久了。

他长期关注OLED屏幕频闪等方面的问题,以至于被不少人冠上“LCD教主”的称号。

6月份的时候他还曾转发IEEE Spectrum的论文,科普低频PWM的潜在危害。

知乎上也有网友科普类似内容:

简单来说就是,绝大多数OLED屏幕都是通过PWM调光的方式调节亮度,低亮度下频闪频率(光源亮与灭的频率)会大幅降低,对人眼的刺激会增加。

部分厂商的解决方案,是让手机在低亮度时切换成DC调光,避免频闪频率过低。

相比之下,荣耀50系列的高频PWM调光在高亮度环境下更有效,也更彻底。


移动互联网时代智能手机使用频率很高,多数人使用手机的时长也不短。

因此我个人认为,高频PWM调光是荣耀50系列产品上的一大亮点。

但必须承认,不同人对频闪的敏感程度不尽相同。

有的人比较敏感,大多数OLED屏幕用久了都会觉得不舒服,也有的人相对无感,或者手机使用时长较短,相对不在乎。

从这个角度来说,高频PWM调光算是荣耀50系列的优势点,但可能还谈不上刚需。

而且,这并不是荣耀第一次采用高频PWM调光技术。

荣耀30Pro+超大杯就采用了1440Hz的高频PWM调光,荣耀50系列的1920Hz高频PWM应该是在前者基础上进一步发扬。


我个人当然希望高频PWM能逐步普及,但消费者选购还是看需求。

日常使用手机时间较长的、对频闪较为敏感的用户,可以考虑优先购买荣耀50系列或者干脆买LCD屏幕的产品;

而日常使用手机时间不长或对频闪不敏感的用户,则无需顾虑太多。


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对荣耀来说不算什么新技术:

荣耀30 Pro+屏幕采用高频脉冲宽度调制(PWM)调光,实际效果怎么样?

OLED全程DC调光相比LCD全程高频PWM哪个对眼睛伤害小些?

去年荣耀30Pro+就有的技术,不过这次提升到了1920hz,效果更好。


我的mate30pro的最低亮度下,开dc调光偏色偏的妈都不认,我玩的sudoku这个游戏用的黑白界面,在最低亮度下对比度都受到了极大的影响,根本不能看。不开DC就不偏色?天真,到这个亮度下我估计是损失了灰阶的,而且闪瞎眼。

但是我荣耀30Pro+就非常轻松的可以在最低亮度下看《四宫辉夜急死你》,根本没有压力。


对于一部分眼睛对频闪敏感的朋友,荣耀50和50Pro和30Pro+是唯一的选择,尤其是需要在被窝偷偷看动漫电影的学生


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这事儿其实就回答三个问题:

  • 1、什么是屏幕调光?为什么需要屏幕调光?
  • 2、DC调光和PWM调光分别是什么?各自的优点和问题在哪里?
  • 3、为什么要做高频PWM调光,难点又在哪里?

1、什么是屏幕调光,为什么需要屏幕调光?

顾名思义,屏幕调光指的是屏幕亮度的调节。

人眼对环境光照强度的适应能力是很强的,会自动调节以适应不同的光照环境,但这个调节是有一个过程的,所以当我们从太阳底下进入室内的时候会觉得太暗看不清,而夜里突然开灯会显得刺眼,需要时间来适应。

如果我们满眼都是屏幕,屏幕就是环境,其实就不不需要专门的亮度调节了,比如电影院的荧屏,但手机屏幕只占我们视线的一小部分,所以屏幕的亮度需要和环境亮度相匹配,才能有舒适的观感。

2、DC调光和PWM调光分别是什么?各自的优点和问题在哪里?

我们知道,对于相同的发光元器件,光照强度和供电功率是成正比的,所以如果我们降低或者提高屏幕背光功率,那么是不是就能够改变屏幕亮度呢?

答案是肯定的,这个就是所谓的DC调光,在LCD屏幕时代,主流的手机屏幕都是通过DC调光来实现屏幕亮度调节的。

但到了OLED时代,传统的DC调光遇到了问题。

LCD的屏幕是三明治结构,屏幕背光层位于显示层之下,为外置的面型背光,均一性很好,因此可以直接通过整体提高或降低电路功率来改变屏幕亮度。但OLED不是,OLED是自发光屏幕,每个像素点单独发光。

OLED屏幕对发光功率的调节会直接作用在每个像素点上,一块1080P的屏幕有两百多万个像素点,当功率较小的时候,轻微的波动就会导致不同的像素发光变化不均,导致亮度和色彩问题,这就是我们所谓的“抹布屏”。

一个简单的图例,屏幕亮度和电流是成对数关系的,同样的电流误差值,在低亮度区间里导致的亮度误差是高亮度下的几倍。

这就是为什么现在很多搭载OLED屏幕,包括一些顶级旗舰产品,在低亮度下不愿意给DC的原因,部分产品即便是给了DC,也把开关隐藏了起来,有的甚至直接放到开发者模式里。

所以下次谁要跟你说,什么厂商屏幕没有DC调光能力,你就笑笑就好,这不是不能给,是不敢给。

另一种思路,我的背光功率不能随便动,但我的亮屏时间可以动呀,一亮一熄,那么单位时间内的总的亮度就减半了。

因为人眼的视觉残留特性,当频率达到一定的水平之后,人眼能够觉察到的就不再是“亮屏熄屏-亮屏-熄屏”的波动,而是屏幕亮度变低了,亮的时间越短,熄的时间越长,最终呈现给大家的就是亮度越低。

这就是所谓的PWM调光

一般来说,当闪烁频率达到70Hz以上,人眼就感受不到闪烁了,目前行业通用的PWM方案,PWM频率在240Hz左右。

但这里会面临一个新的问题,人眼不能察觉的波动,视觉细胞可以,PWM的本质是“亮-熄-亮-熄”,人眼视觉细胞在感知到这种信号之后,会不断驱动肌肉进行调节,当熄的时间越长,这种调节的工作时间就会越长,人眼会越累。反之,则会好很多。

这就是PWM调光,尤其是低亮度下的PWM调光伤眼的原因。

我们经常会看到有人说,对于PWM调光产品,你尽量不要在特别暗的环境下玩儿手机,原理就在这儿。

3、为什么要做高频PWM调光,难点又在哪里?

PWM调光的问题主要是出在不断地“亮屏-熄屏”循环对人眼视觉细胞的影响,那么,如果这种变化的频率高到人眼的视觉细胞也感知不到呢?是不是就没问题了?

答案是肯定的。

IEEE(电气和电子工程师协会)的LED照明标准规定,光源低健康风险的频闪范围为1250Hz以上,这是一个相对通用值。

而荣耀50所搭载的屏幕PWM频率是1920Hz。

所以,很显然,这是一个很好的方案。

那么,既然方案这么好,为啥目前手机行业只有荣耀在用呢?

因为高频PWM调光需要专门的控制IC,需要解决高频开光带阿里的寄生电容等一系列问题。但目前上游IC供应商三星由于产品布局问题,目前暂时没有实现1920hz高频PWM调光的能力,没有现成的方案。

这其实是一个很有意思的案例,智能手机的爆发,一个很大的特征是,供应链搞定一切所带来的交钥匙方案,使得手机的制造门槛大幅度降低,所以前几年,各种手机品牌呈现出井喷式爆发,甚至是教英语的、说脱口秀的都能拿出手机来。

然而,随着手机市场竞争的加剧,各家投入的持续深入,这种日子一去不复返了,供应链搞定一切的日子也会一去不复返,各家要开始拼真金白银的投入了,谁能够真正的投入技术和产品研发,谁才能够在未来真正把握住技术的制高点。

没有厂商可以脱离供应链自己搞定一切,但也没有厂商光靠供应链就能够一直风生水起。

所以在荣耀独立的时候,最大的资产不是荣耀这两个字,而是荣耀独立过程中所得到的来自华为的成千上万的研发人员,和华为所构筑出来的研发体系。

而在未来,荣耀想要真正在市场上有所作为,华为的重研发传统也一定要继承下去,要在这个行业真正深耕,供应链可以解决的问题要解决,供应链不能解决的问题要拉着供应链去解决,或者,自己解决。而不是说,供应链能解决的问题解决,解决不了的就放着,这个思路在未来会越来越走不通。

当然,高频PWM这只是一个很小的技术点,也不会有太多的象征意义,以后三星肯定会提供相关方案的,未来搭载高频PWM调光的屏幕应该也会逐步普及。

高频PWM是一个挺有意思的技术,既能够避免低亮度下DC调光带来的偏色问题,也能够避免低频PWM调光带来的伤眼问题,但也没必要过度夸大这种差异。

以及,PWM调光的主要问题发生在暗光下的低亮度屏幕上,如果你没有关灯看手机的习惯,影响其实也还好。

手机是一个系统工程,每一个细节问题或许不大,但这所有的细节问题,屏幕的、相机的、性能的和系统的,汇聚在一起,谁能够拿出更好的方案,谁才能真正慢慢站上行业制高点,成为行业的领导者。

大家都在争行业第一,可这个第一,不会只是出货量这个数字,而是这个数字背后所代表的。


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LCD永不为奴党来了!

很多人搞不懂,为什么我们这群人,一定要反对更轻薄、更省电、观感更好,还能做曲面屏的OLED屏幕。

其实,我们反对的并不是OLED。

而是OLED的低频调光的模式,顾名思义,低频调光,意味着屏幕每秒钟闪烁的次数比较少。

而根据国标GB/T9473-2017《读写作业台灯性能要求》附录A,列举了长期使用闪烁的照明灯对健康的影响[1]

  • 光敏性癫痫或闪烁光诱导的癫痫发作;
  • 频闪效应和相关的旋转机械明显降速或停止的现象;
  • 偏头痛或严重的头痛常伴恶心、视觉紊乱;
  • 增加自闭症人的反复行为;
  • 视力衰弱包括:眼过劳、疲倦、视力模糊,以及传统的头痛和在与视觉相关的作业上能力下降。

以上呢,都是LED灯的标准,那我们都知道,LED灯用的是交流电,频闪无法避免,可是,为什么直流电供电的手机也有频闪呢?

这就要从手机屏幕的调光方式来说起了。

目前,主流的调光方式有两种,分别是DC调光与PWM调光。

图片来源:https://www.expreview.com/77103.html

DC调光

DC(Direct Current)调光很好理解,他就是通过改变LED灯的功率来控制亮度的。L

而对于OLED以及LCD两种屏幕而言,LCD屏幕更适合采用DC调光的方式

因为,LCD屏幕都是由两部分构成——面板和背光源。面板是我们看得的部分,而背光就是面板背后的光源。

简单来说,LCD屏幕后面就是一个灯,灯的功率越大,屏幕也就越亮,反之,则越暗。

而对于OLED屏幕来说,使用DC调光,则容易带来偏色和寿命低的问题。

我们都知道,OLED屏幕没有背光源,使用的是自发光的有机发光材料。

然而,红绿蓝三种子像素的发光效率是不一样的,一般而言,蓝色和红色像素的发光效率相对比较低,这种发光效率的差异在低电流下尤为明显,所以,如果使用DC调光,当屏幕通过相同电流的时候,就会很容易产生偏色现象。

另外,OLED屏幕长时间通电,也会降低OLED屏幕的寿命。

为了改善这一现象,三星率先在OLED上使用了PWM调光以及Pentile的排列方式,并且顺手申请了专利。

左为LCD RGB排列,右为OLED pentile 排列


PWM调光

而PWM(Pulse Width Modulation)调光,指的是以极快速开关屏幕背光的方式,来降低屏幕的亮度。

因为视觉暂留效应的存在,人眼观察不到屏幕关闭的状态,通过这种方式,来骗过人眼,让人以为看到不同程度的亮度。

视觉暂留现象,1824年由英国伦敦大学教授彼得▪ 马克▪罗杰特(Peter Mark Roget)在他的报告《移动物体的视觉暂留现象》中最先提出的。
人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。[2]

举个例子,在100%亮度时,屏幕就一直亮着,当在50%亮度时,只要有一半时间屏幕是关闭的,我们人眼就会误以为屏幕降下来了。

原理如图

在PWM调光下,屏幕只会处于高亮度以及关闭两种状态,自然不必担心偏色问题;另外,亮度越低,屏幕关闭时间越长,也能延长屏幕使用寿命。

不过,虽然人眼看不见快速开关的屏幕,但是,这对于眼睛的刺激可能会较大,对于某些比较敏感的人,一看OLED屏幕就会眼睛酸痛,就是这个原因。

而解决这一问题的办法,就是高频PWM调光,一般而言,频率越高,给人的刺激就越少。

那多少频率以上的调光,才能减少频闪危害?

根据IEEE std 1789-2015的要求,如果想减少频闪危害,至少要保证频闪频率在1250HZ以上,要想大幅减少频闪危害,最好要保证频闪频率在3000HZ以上。

截图自IEEE std 1789-2015

不过,即使是3000HZ以上的频率,仍然也会对眼睛产生危害,所以,最好的方式,还是减少手机的使用。

如果不能避免,那就尽量选择全程DC调光的LCD屏手机(比如iPhone 11),或者高频PWM调光的手机(比如荣耀50)。

既然高频PWM调光那么好,为什么很多三星“顶级屏幕”反而不用呢?

这一点,LCD教教主在自己的微博上曾经写过:

全亮度使用低频PWM调光,不仅可以降低成本,还能促进自己中高端屏幕的销售,一来一去,就是N多个达不溜。

而京东方令人诟病的周冬雨排列,也和三星有莫大关系。

三星做出了Pentile排列,转头还申请了专利。申请专利无可厚非,骚气的是,就算你愿意交专利费,三星也不会轻易让你使用。

因为,三星想要垄断,想要挣更多的达不溜。

这也是我为啥从来不喷周冬雨排列的原因之一。虽然周冬雨排列确实会带来更多的像素折损,但是周冬雨排列的专利,是握在我们中国人自己手中的。

科技自强,总是要有个起步,不是吗?

最后说一下结论

PWM调光的屏幕不是垃圾,反而是为了延长OLED寿命、减少OLED偏色的比较好的解决方式,真正垃圾的是底层锁死、不许更改的低频PWM调光屏幕。

一般而言,频率高于1250HZ的PWM调光,对于眼睛的伤害要少很多,但是,最好护眼的方式,还是减少低亮度下使用手机的频率。

荣耀50全系采用高频PWM是文明,而比这更文明的,是这块屏幕出自京东方,出自我们中国人之手。

希望国产屏幕以后可以打破垄断,做出更好的屏幕。

双十一来了,正是抢购好时机,大家可以领个红包再买~更划算

以上,我是 @Puddle ,我们都有美好的未来。


声明:本人并非专业人士,文章中如有错误,欢迎业内人士批评指正!

参考文献

  • [1]李杨帅. 基于PWM的无级调光LED驱动电路设计[D].长安大学,2015.
  • [2]宋鹏程,文尚胜,尚俊,史晨阳,陈颖聪.基于PWM的三基色LED的调光调色方法[J].光学学报,2015,35(02):293-300.

参考

  1. ^《读写作业台灯性能要求》 https://www.sohu.com/a/270140825_100300473
  2. ^视觉暂留-百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E8%A7%86%E8%A7%89%E6%9A%82%E7%95%99/5125149?fr=aladdin

user avatar   song-guo-bao-zhou 网友的相关建议: 
      

做为同价位的两款竞争车型,各有各的优势,选择起来确实有一定难度,于我而言,可能我会毫不犹豫的选择小鹏,不为别的,因为我讨厌特斯拉,就算特斯拉的各项性能指标都不错、价格也合适,但是出了那么多事故,特斯拉的态度一直令人失望,汽车安全这一点我不信,而且据说特斯拉有窃听功能,很多公务员单位禁止购买。

小鹏p7的外观就很惊艳,车身尺寸达到了4880/1896/1450mm,轴距为2998mm,全景天窗、无框车门?隐藏把手,这一切都充满了科技感和科幻感,令人心潮澎湃。

动力上,更极具优势,后驱超长续航版可达到706km,百公里4.3秒加速度,这些都是优于特斯拉model3的。

具体选择,仁者见仁 智者见智吧,反正我肯定选择小鹏p7!




  

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