Что такое ШИМ и DC Dimming в смартфонах

В экранах современных смартфонах на смену IPS матрицам приходят матрицы OLED. Изменения коснулись даже устройств из среднего ценового сегмента. И это вполне обоснованно, ведь AMOLED-панели имеют ряд преимуществ. Они имеют лучшую точность передачи цветов и контрастность, особенно черного цвета. Плюс к этому они тоньше обычных ЖК-панелей, что отражается на толщине телефона. При всех своих плюсах OLED-дисплеи имеют и недостаток. Многие пользователи отмечают усталость глаз и головные боли при долгом использовании смартфона с Амолед экраном. Связано это с частотой мерцания экрана. Чтобы разобраться, как сократить негативный эффект от OLED матриц, в этой статье мы разберем что такое ШИМ и DC Dimming в смартфонах (включая модели от Хонор и Хуавей), а также причины мерцания экрана.

Почему болят глаза от экрана смартфона?

Некоторые владельцы телефонов задавались вопросом почему болит голова или появляется усталость глаз при долгом использовании устройства. Это связано с тем, что экран телефона постоянно мерцает.

Приведем пример дешевой лампы накаливания, создающей мерцание, заметное человеческим глазом. Постоянное угасание и вновь яркое свечение лампочки действительно сказывается на плохом самочувствии. Многие люди могли убедиться в этом самостоятельно.

Аналогичный процесс происходит с экраном смартфона. С тем лишь исключением, что частота мерцания у него гораздо выше, чем у обычной лампочки, и практически не замечается человеком. Мерцание экрана необходимо для управления интенсивностью свечения. Регулировка яркости на современных телефонах происходит двумя способами:

  1. Меняя уровень напряжения.
  2. Используя пульсацию света.

Первый способ при увеличении напряжения усиливает яркость, а при снижении, наоборот уменьшает. Для второго способа используется широтно-импульсная модуляция, о которой мы поговорим ниже.

Снизить нагрузку на глаза при долгом использовании смартфона, помогут следующие советы:

  • пользоваться компьютерными очками;
  • делать перерывы через 20 минут;
  • проводить гимнастику глаз и чаще моргать;
  • пользоваться средствами для увлажнения (глазные капли/искусственная слеза);
  • держать смартфон на расстоянии минимум 40 сантиметров;
  • освещение в помещении должно быть хорошим;
  • уделять внимание своей осанке

Что такое ШИМ и как работает

Задумываясь и о том, что такое ШИМ (или широтно-импульсная модуляция), сразу возникает ассоциация с шириной и импульсом. Она обеспечивает включение и выключение экрана на определенный промежуток времени.

Что такое ШИМ и как работает на телефонах

Чем меньше яркость экрана — тем чаще будет происходить всплеск напряжения за ту же единицу времени (пример: 1 секунда).

Импульсом называется всплеск напряжения на заданном временном интервале. Он обладает определенной длинной, которую можно увеличить или уменьшить. Другими словами — контролировать его ширину. Импульсы могут посылаться через заданный временной интервал.

Например, светодиоды в дисплее телефона получают импульс с частотой 60 раз за 1 секунду. То есть каждый из них продолжается 0,017 секунды. Пока длиться импульс – светодиоды горят. Перестает – светодиоды гаснут.

Вернемся к такому понятию как яркость дисплея. Для ее изменения как раз и необходимо менять длительность импульса. Каждый новый импульс, из примера выше, появляется также с частотой 0,017 секунды. Но при этом светодиоды горят лишь половину из этого времени, то есть 0,008 секунды. Тем самым, сократив ширину в 2 раза, удастся снизить яркость на 50 %.

Воздействие на человека

Подсветка OLED-панелей не меняет своего уровня на протяжении всего периода использования. Но, яркость дисплеев регулируется ШИМом. Глаза человека устроены таким образом, что не замечают этого мерцания, так как частота широтно-импульсной модуляции у современных смартфонов высокая.

Современные смартфоны обладают частотой обновления экрана от 60 Герц. Для комфортного просмотра, зрительные рецепторы людей должны улавливать импульсы света с частотой до 300 раз в секунду. Поэтому, для некоторых людей низкая частота мерцания негативно сказывается на самочувствии. У них начинает болеть голова и появляется усталость глаз.

Интересно знать!
Многие производители мобильных телефонов используют технологию ШИМ при достижении определенного уровня яркости. Так, устройства компании Apple, сперва снижают напряжение, которое делает дисплей менее ярким. Когда она станет равной 50 % — запускают ШИМ. После этого появляется мерцание и люди с повышенной чувствительностью глаз, замечают появление слабости, сухость глаз и другие недуги.

Почему один человек видит мерцание, а другой нет?Почему один человек видит ШИМ, а другой нет

При включении светодиодов с большим временным интервалом, человеческий глаз естественно замечает, что какое-то время они не горят. Но если светодиод будет гореть и затухать 60 раз в секунду, то люди престают это замечать. Этот эффект называется порогом слияния мерцания.

Для большинства людей он равен 60, но встречаются и исключения. Так, например, пилоты и киберспортсмены, проводящие много времени за компьютерными играми, более восприимчивы к частоте мерцания света. Стоит отметить, что у собак порог слияния мерцания находится в диапазоне 70 – 80 раз в секунду. А у некоторых насекомых, это значение достигает 250.

Также, стоит отметить, что все люди видят мерцание по-разному. Но большинство не замечает ее при высокой яркости. Яркий экран избавлен от мерцания, но это сказывается на автономности устройства, так как тратиться больше электроэнергии.

Проверка экрана смартфона на мерцание

Как проверить телефон на наличие ШИМа

Модели из нашего видео

Как уже говорилось ранее, экран современных смартфонов мерцает с частотой 60 Герц и выше. Для многих людей этот эффект будет незаметен. Поэтому, в том, как проверить ШИМ экрана поможет карандашный тест.

Карандашный тест

Для этого нужно взять карандаш в руки и поместить его перед экраном телефона. Совершая маятниковые движения, необходимо параллельно с этим уменьшать яркость дисплея. Пока след от раскачивающегося карандаша, выглядит смазанным, можно считать, что мерцание практически отсутствует. Но, как только след начнет разделяться, то есть будет казаться, что качается несколько карандашей, можно заявить, что мерцание стало критичным.

Съемка через камеру

Другой способ как проверить экран смартфона на ШИМ – это навести на него включенную камеру фотоаппарата или другого телефона. Делая экран менее ярким, можно будет заметить, на каком уровне появляется рябь.

На примере из нашего видео можно увидеть сравнение уровня мерцания на разных моделях телефонов: Vivo V17, Huawei P30 Pro и Xiaomi Mi 9 SE. Видео довольно низкого качества (съемка была на Redmi Note 8 с записью 720p + конвертация. На FullHD почти не видно мерцание при просмотре готового файла). В начале показан ШИМ на минимальной яркости без режима анти-мерцания, а в конце с включенным DC Dimming.

Чаще всего, при измерении ШИМ экрана люди делают ошибки, проверяя его не на белом фоне. Обязательно должен быть белый фон, тогда результаты измерений будут более точными.

Зачем используется ШИМ, если он вреден

Возникает вопрос – если широтно-импульсная модуляция может негативно сказываться на здоровье человека, то зачем ее используют? Ведь можно просто подать на диоды, освещающие экран смартфона, определенное напряжение, чтобы они всегда светились на одном уровне.

Дело в том, что ШИМ подсветки экрана, по сравнению с обычным изменением напряжения, позволяет получить более широкий диапазон в зависимости от яркости. Кроме того, реализовать ШИМ дисплея смартфона реализовать гораздо проще в техническом плане. Потому что постоянно напряжение на светодиоды приводит к их нагреву, и они быстрее выходят из строя. И еще стоит учесть тот факт, что сложно установить в дисплей светодиоды с полностью совпадающими характеристиками. Если этого не учитывать, то при низком напряжении они будут светить с разной интенсивностью. Ведь только при максимальном напряжении удается получить равномерную подсветку.

Интересно знать!
Яркость на многих современных смартфонах регулируется как с помощью изменения напряжения, так и через ШИМ.

Возникает вопрос – что препятствует тому, чтобы увеличить ШИМ на экране смартфона до частоты 300 Гц и выше, чтобы на людей не оказывалось вредного эффекта. Все сводиться к деньгам. Конечно, за последние годы производители шагнули далеко вперед и уже есть модели с частотой обновления 90 и 120 Герц, а также была Nokia Lumia 950 с частотой мерцания 500 Герц. Но производство таких смартфонов пока что обходится слишком дорого.

Учитывая, что большинство людей не чувствуют вредного влияния от мерцания и ту сумму, которую можно сэкономить, используя более дешевые дисплеи, ответ очевиден – никому до этого нет дела. Тем не менее, появились технологии, снижающие негативное действие от мерцания, о которых мы поговорим дальше. Но сначала рассмотрим, как проверить уровень ШИМ на смартфоне.

Можно ли избавиться от мерцания на AMOLED экране?

Отключить ШИМ в Амолед экранах можно и помогут в этом приложения, которые можно скачать из Play Маркета. Рассмотрим варианты приложений, которые знают,  как убрать мерцание экрана, с использованием root-прав и без них.

Без root-прав

OLED Saver
OLED Saver
Developer: MrJS
Price: Free

Приложение OLED Saver, позволяет сделать уменьшение ШИМа без root-доступа.

Оно обладает следующими достоинствами:

  • работает на всей поверхности дисплея, включая зону уведомлений;
  • можно устанавливать пороговое значение уровня яркости;
  • быстро выключается и вновь включается;
  • регулировать можно как с помощью ползунка, так и кнопками

После установки и включения OLED Saver можно сделать так, что экран устройства будет работать только в заданном диапазоне яркости без мерцания. А как только яркость опускается ниже указанного диапазона – включается серый фильтр, который позволит устранить мерцание.

С использованием root-прав

Lux Auto Brightness
Lux Auto Brightness
Developer: Vito Cassisi
Price: 120,00 ₽

Если необходимо уменьшение ШИМ через приложение с root-доступом, то в этом случае поможет Lux Auto Brightness. Оно обладает широким функционалом, но является платным.

Что такое DC Dimming и как включить?

Что такое DC Dimming на Huawei

Слева — без DC Dimming, справа — с DC Dimming (копирайт: Notebookcheck.com)

Сейчас заменить широтно-импульсную модуляцию в OLED панелях телефонов не представляется возможным. Производители электроники знают, как исправить это, но имеющиеся сейчас технологии, просто не помещаются в гаджет или стоят очень дорого. Кроме того, они быстро расходуют заряд аккумулятора. Но есть технология, которая помогает снизить ШИМ.

Все чаще, производители смартфонов внедряют функцию DC Dimming. Работает эта технология следующим образом. Уровень яркости OLED матрицы определяется тем, с какой мощностью на него подается электрический ток. С увеличением мощности светодиоды горят ярче. С уменьшением мощности светодиоды начинают гореть тускло.

Мощность тока зависит от его силы и напряжения. Понизив напряжение, удается снизить интенсивность свечения экрана. Сегодня DC Dimming является альтернативой ШИМ, позволяющей практически полностью исключить мерцание. Но есть и существенный недостаток – при низкой яркости она искажает цвета. Использование ШИМ к такому не приводит.

Помогает ли DC Dimming снизить нагрузку на глаза пока что сказать сложно. Производители смартфонов только недавно начали применять эту технологию в OLED матрицах. Многие отмечают снижение цветопередачи, а на то, что самочувствие при этом тоже меняется – исследований не проведено. Надеемся, что в будущем смартфоны с DC Dimming и OLED матрицами шагнут далеко вперед и будут радовать своих владельцев отличной цветопередачей и никак не будут влиять на здоровье.

Интересно знать!
На самом деле, технология DC Dimming давно известна человечеству и активно используется в IPS матрицах. На них мерцание хоть и есть, но заметно только при минимальных значениях яркости.

Сегодня, включение DC Dimming на смартфонах различных производителей происходит по-разному. Где-то требуется вводить специальный код или устанавливать приложение, а где-то это можно сделать через настройки.

Рейтинг смартфонов с минимальным шимом

Человеческий глаз не замечает мерцание, если ШИМ находится в диапазоне 200 Герц и выше, а яркость от 0 до 99%. Отметим, что при использовании IPS матриц широтно-импульсная модуляция практически отсутствует и не вредит здоровью.

Ниже представлен список смартфонов с минимальным ШИМ, оказывающих минимальную нагрузку на глаза человека.

Huawei

  • Mate 10 Pro — 247,5 Гц;
  • Mate 20 Pro — 245,1 Гц;
  • P30 — 240,4 Гц;
  • P20 Pro — 238,1 Гц;
  • P30 Pro — 231,5 Гц;
  • Mate 10 — 0;
  • Mate 20 — 0;
  • P20 — 0;
  • P10 — 0

Xiaomi

  • Mi 9 SE — 255 Гц;
  • Mi 9T — 245,1 Гц;
  • Mi 9 — 245,1 Гц;
  • Black Shark 2 — 242,7 Гц;
  • Mi Mix 3 — 240,4 Гц;
  • Mi 8 — 238 Гц;
  • Mi 9T Pro — 223 Гц;
  • Mi Mix 2 — 0;
  • Mi Mix — 0

OnePlus

  • OnePlus 7 — 200 Гц;
  • OnePlus 5 — 250 Гц;
  • OnePlus 3T — 244 Гц;
  • OnePlus 3 — 243,9 Гц;
  • OnePlus 5T — 242,7 Гц;
  • OnePlus 6T — 240 Гц;
  • OnePlus X — 237 Гц;
  • OnePlus 6 — 236 Гц;
  • OnePlus 7 — 200 Гц;
  • OnePlus 7 Pro — 122 Гц

Samsung

  • Galaxy Note 10+ — 250 Гц;
  • Galaxy Fold — 240,4 Гц;
  • Galaxy S10 — 240,4 Гц;
  • Galaxy S9 — 240,4 Гц;
  • Galaxy Note 10 — 236 Гц;
  • Galaxy S10+ — 235,8 Гц;
  • Galaxy S10e — 232 Гц;
  • Galaxy Note 9 — 227 Гц;
  • Galaxy S9+ — 215,5 Гц

Apple

  • iPhone 11 Pro — 290,7 Гц;
  • iPhone 11 Pro Max — 245,1 Гц;
  • iPhone XS — 240,4 Гц;
  • iPhone X — 240 Гц;
  • iPhone XS Max — 240 Гц;
  • iPhone XR — 0;
  • iPhone 8 Plus — 0;
  • iPhone 11 — 0;
  • iPhone 8 — 0

Цифра «0» в списке означает, что экран практически не мерцает. Для остальных – чем выше частота ШИМ смартфонов – тем лучше. Полный список устройств представлен на сайте NotebookChek в разделе PMW Ranking.

Видео-обзор

Ответы на популярные вопросы

Как понять, мерцает ли экран при покупке?

Решить этот вопрос поможет карандашный тест, описываемый выше. Второй способ — это навести камеру другого телефона на экран тестируемого устройства. Эффект мерцания лучше просматривается на белом фоне.

Как включить DC Dimming на Huawei?

Первым следует убедиться, что смартфон поддерживает технологию DC Dimming. На смартфонах Хуавей следует перейти в «Настройки», затем «Экран» и потом «Режим защиты зрения». В открывшемся окне остается включить нужную вам функцию.

В заключении хочется напомнить, что мерцание экрана отрицательно сказывается на самочувствии и вызывает усталость глаз. Эта статья дает понимание применения в смартфоне ШИМ и DC Dimming. В дальнейшем, полученные после прочтения знания, помогут выбирать устройства, не оказывающих существенного вреда вашему самочувствию.

0 0 голос
Рейтинг статьи
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

Преданный поклонник продукции Huawei, так как цена всегда соответствует качеству. Высшее техническое образование. Владелец Honor 10 и других гаджетов. Делюсь полезной информацией о работе с продукцией данного бренда.

Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментариев
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Может обсудим статью в комментариях?x
()
x
Huawei-Insider.com
Logo