Если вы думаете, что времена «дикого» ШИМ прошли, не стоит слишком радоваться. Все современные смартфоны Samsung, включая флагманские Galaxy S10 и Note 10, управляют яркостью с помощью ШИМ, при этом мерцание заметно даже при максимальной яркости.
Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР
ШИМ у всех на устах, но кто знает — я этого не вижу. Что вы имеете в виду: Если я уменьшу яркость экрана, это как-то утомит меня? Я думаю, что здесь многое можно прояснить!
Сегодня мы объясним, как на самом деле работает ШИМ, и выясним, сколько FPS видит человек и сколько FPS видит муха. Мы проведем испытания ШИМ с помощью осциллографа. И, конечно, как избавиться от ШИМ на Samsung и iPhone.
OLED-дисплеи превзошли IPS-дисплеи практически во всех областях. Но некоторые люди просто не могут пользоваться OLED-дисплеями, поскольку испытывают усталость глаз, сухость и даже головные боли.
Почему? Потому что в отличие от большинства IPS-дисплеев, большинство OLED-матриц мерцают. Примерно столько же, сколько у дешевых люминесцентных ламп. И это плохо сказывается на зрении.
Но остановитесь. Лично у меня нет проблем с OLED-дисплеями, и мои друзья также используют OLED-дисплеи и не жалуются.
Согласно статистике, большинство людей (около 90%) не ощущают мерцания на OLED-экранах. Мы даже провели опрос: Устают ли глаза от OLED-экранов? Устают ли глаза от IPS-экранов? И вот результат: около четверти — 27 % — заявили, что их глаза устали. Пусть меньшинство, но все же четверть!
Однако есть люди, которые не только чувствуют ШИМ, но и ясно видят его. Как это возможно?
ШИМ в кинопроекторах
Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны поговорить о кино. Старые кинопроекторы, оснащенные катушками с пленкой, проецировали фильмы со скоростью 24 кадра в секунду.
Чтобы изображение не расплывалось при смене картинки и чтобы вы не увидели момент перемотки пленки, луч света в этот момент блокируется. Это приводило к ужасному мерцанию, так как изображение постоянно прерывалось «черной рамкой».
Поскольку ускорить смену изображения было технически невозможно, создатели фильма придумали другое решение. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадров, но и когда на экране появлялось статичное изображение. Хм. И какова была причина этого?
Это чередующееся изображение и дополнительные «черные изображения» позволили искусственно увеличить частоту мерцания до 48 раз в секунду. Этого было достаточно, чтобы обмануть мозг. Если смотреть на постоянно мерцающее изображение, мозг просто отключает восприятие мерцания, и мы видим стабильное изображение. Кстати, в немых фильмах, где использовалась частота 16 кадров в секунду, изображения накладывались друг на друга три раза и мелькали 48 раз в секунду.
Сколько мы видим кадров?
Этот невероятный феномен человеческого зрения называется порогом слияния мельканий, и этот порог составляет 60 Гц. Это означает, что человек воспринимает все, что мелькает более 60 раз в секунду, как непрерывное изображение.
Кстати, у собак и кошек порог выше — около 70-80 Гц, а у мух — 250-300 Гц.
Означает ли это, что игровые мониторы с частотой 144 Гц и выше — это всего лишь маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду — это минимальный порог, при котором вы больше не видите мерцания. А люди с тренированным зрением, например, пилоты истребителей во время испытаний, различают изображения, отображаемые со скоростью 4 мс. Это соответствует 250 изображениям в секунду. Это справедливо и для хардкорных геймеров.
Существуют даже исследования, в которых люди при определенных условиях могли различать 480 кадров в секунду и даже больше.
Но в целом, если верить ГОСТу: импульсное освещение выше 300 Гц не влияет на общую и зрительную работоспособность. ГОСТ Р 54945-2012
Если вы не можете реально уменьшить интенсивность света, вам придется использовать оптический обман и обмануть свой мозг. Для этого монитор накладывает на видимые части изображения высокие частоты, а мозг создает более слабое, но последовательное изображение.
Функция DC Dimming
Ваш монитор, вероятно, состоит из множества маленьких светодиодов (LED), интенсивность света которых можно регулировать, чтобы сделать его более легким для глаз.
Существует два различных способа регулировки яркости светодиодов: широтно-импульсная модуляция (ШИМ) или постоянный ток (DC). При использовании ШИМ происходит быстрое изменение подсветки, что может снизить воспринимаемую яркость экранов.
ШИМ уже давно используется в светодиодных дисплеях и работает хорошо. К сожалению, этот режим может вызвать мерцание, которое, в свою очередь, утомляет глаза. Это особенно заметно, когда экран имеет очень низкую яркость.
Диммирование постоянным током использует другой подход. Вместо того чтобы быстро включать и выключать светодиоды на полной мощности, технология подает на подсветку более низкое напряжение, что снижает яркость. Это сводит риск мерцания к нулю.
Многие современные дисплеи оснащены функцией диммирования постоянным током. Раньше эта технология была дорогостоящим дополнением и часто приводила к тому, что светодиоды расходовали энергию быстрее, чем обычно. Однако с развитием технологий стало гораздо проще найти монитор с регулировкой яркости постоянного тока.
Функция автоматической регулировки яркости
Очень яркие экраны могут вызвать усталость глаз. Хотя отрегулировать яркость относительно просто, многие современные мониторы имеют автоматическую настройку яркости.
Эти мониторы оснащены датчиками внешней освещенности, которые всегда регулируют яркость до оптимального уровня. В некоторых моделях можно даже регулировать работу. Это экономит время, и вы точно не забудете отрегулировать его самостоятельно.
Если ваш монитор не имеет автоматической регулировки яркости, есть способы сделать это на программном уровне. Например, есть Nightlight в Windows 10 и f.lux.
Подавление бликов
Если у вас глянцевый экран, который часто отражает слишком много света, ваши глаза будут уставать быстрее. Возникающие блики и отражения мешают сосредоточиться и увеличивают нагрузку на глаза. К счастью, несложно найти экран с антибликовым покрытием.
Существуют также полностью матовые экраны, но они часто выглядят немного размытыми. Полуглянцевые экраны уменьшают блики, не затрудняя различение деталей. Этот тип устройства идеально подходит для офисов или рабочих столов, подверженных воздействию прямых солнечных лучей.
На сегодняшний день несложно найти монитор без антибликового или антибликового покрытия, но прежде чем покупать конкретную модель, тщательно проверьте ее.
Эти мониторы оснащены датчиками внешней освещенности, которые всегда регулируют яркость до оптимального уровня. В некоторых моделях можно даже регулировать работу. Это экономит время, и вы точно не забудете отрегулировать его самостоятельно.
Преимущества OLED дисплеев
Во-первых, как упоминалось ранее, каждый пиксель в OLED матрицах освещается независимо. Это способствует снижению энергопотребления устройства, так как неиспользуемые пиксели просто отключаются. Стоит помнить, что использование темного объекта на OLED-дисплеях немного увеличивает время автономной работы смартфона.
Во-вторых, отключение отдельных пикселей позволяет использовать режим Always On Display, который отображает самую важную информацию даже при выключенном экране, не потребляя при этом много энергии.
В-третьих, матрица с качественной калибровкой обладает лучшей цветопередачей — черные и белые цвета выглядят естественно при любых углах обзора.
В-четвертых, производителям удалось значительно уменьшить толщину матрицы, поскольку отсутствует дополнительный слой подсветки. В результате смартфоны научились встраивать сканер отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают над созданием фронтальной камеры, которая также скрыта под дисплеем. Все это пока невозможно с панелями IPS.
Немного о недостатках OLED матриц
Хотя матрицы OLED используются в смартфонах уже 10 лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самая очевидная причина — это стоимость. Производство OLED-панелей намного дороже, чем IPS-панелей, поэтому до недавнего времени дисплеи AMOLED и Super AMOLED встречались только во флагманских устройствах.
Казалось бы, где флагманы, а где бюджетные смартфоны? Основная проблема заключается в том, что, несмотря на растущую популярность матриц AMOLED в смартфонах низкого и среднего ценового сегмента, замена разбитого экрана AMOLED может стоить в 2-3 раза дороже, чем экрана IPS.
Вторая серьезная проблема OLED-матриц — истощение пикселей. В настоящее время они обладают свойством памяти. Если на дисплее в течение нескольких минут отображается статичное изображение, части предыдущего изображения будут видны на следующем изображении. Если активный дисплей не используется в течение нескольких часов, пиксели матрицы могут начать выгорать. Синие пиксели выгорают чаще, что негативно сказывается на цветовых характеристиках матрицы в будущем.
Однако это еще не самое худшее, поскольку большинство пользователей обсуждают неприятное мерцание OLED-дисплеев — об этом мы расскажем подробнее.
ШИМ и его вред для вашего здоровья
Дело в том, что подсветка на OLED-дисплеях остается постоянной — это конструктивная особенность этих панелей. Но как матрица на смартфоне тускнеет, когда вы регулируете яркость? Именно здесь в игру вступает ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Таким образом, яркость AMOLED-дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством пикселей, исчезающих и исчезающих в секунду. Человеческий глаз не способен визуально воспринимать мерцание, поскольку частота ШИМ составляет в среднем 200 колебаний в секунду.
Важно знать, что многие производители смартфонов не всегда используют ШИМ в своих смартфонах, а только ниже определенного порога яркости. Например, у iPhone с OLED-дисплеями напряжение матрицы может быть снижено на 50 процентов, что позволяет комфортно пользоваться устройством, не повреждая глаза.
Однако при уровне яркости ниже 50% любой экран начинает мерцать, а некоторые пользователи с очень чувствительным зрением отмечают усталость и сухость глаз после использования смартфона с экраном AMOLED.
На графике хорошо видно, как мерцание увеличивается с уменьшением яркости в течение определенного периода времени.
Но лучше ли изогнутые экраны для ваших глаз? Они выглядят немного странно, и может показаться, что устройство больше напрягает глаза. Однако исследования говорят об обратном.
Зачем использовать ШИМ вместо прямого управления напряжением?
С помощью ШИМ можно добиться гораздо более широкого диапазона яркости, чем при изменении напряжения. ШИМ также является более простой в реализации технологией.
Основной причиной этого является природа органических светодиодов. Во-первых, постоянное напряжение приводит к нагреву светодиодов и их более быстрому выходу из строя. Во-вторых, вариант единого дисплея с миллионами светодиодов с одинаковыми характеристиками практически нереален. Каждый из них имеет небольшие отличия, которые проявляются при низком напряжении.
Точная цветопередача OLED-дисплеев достигается при максимальном напряжении. Если он слишком низкий, вместо серого фона получается «грязный», неровный фон с текстурой «наждачной бумаги»:
Фотография выше — это снимок OLED-экрана смартфона LG G Flex 2 на минимальной яркости, который не имел ШИМ. Но тогда никто не оценил такую заботу компании о здоровье своих пользователей 🙂 .
Такое «отвратительное» качество экрана привело лишь к тому, что этот смартфон поспешили заменить на «суперпрогрессивный» AMOLED-экран Samsung, в котором широтно-импульсная модуляция была настолько агрессивной, что мерцание начиналось практически при максимальной яркости.
Любопытный факт №2
Если вы думаете, что времена «дикого» ШИМ прошли, не стоит слишком радоваться. Все современные смартфоны Samsung, включая флагманские Galaxy S10 и Note 10, управляют яркостью с помощью ШИМ, при этом мерцание заметно даже при максимальной яркости.
Почему яркость IPS-экранов не управляется ШИМ?
Многие не знают, что ШИМ также очень часто используется в IPS-дисплеях. Управление яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции используется, например, в смартфонах:
-
Xperia 10 Plus и Xperia 10 Plus
- Huawei P Smart Plus
- Xiaomi Mi 8 Lite
- Xia XiaPix SmartPhone; и многие другие.
Все эти смартфоны используют ШИМ, но не вызывают ни малейшего неприятного или вредного эффекта. Так что же это такое? Частота. Или, другими словами, количество импульсов в секунду.
В то время как подсветка iPhone 11 Pro работает на частоте 290 Гц (290 импульсов в секунду), Xiaomi Mi 9 — 245 Гц, а Samsung Galaxy S10 — 240 Гц, частота ШИМ для всех вышеперечисленных смартфонов с IPS-дисплеями составляет не менее 2000 Гц. Такое быстрое мерцание вообще не регистрируется ни мозгом, ни глазами.
Кстати, нередко встречаются смартфоны с совершенно неприемлемой частотой ШИМ:
Эти устройства могут утомлять глаза даже при минимальной яркости, даже у людей, не воспринимающих мерцание.
Любопытный факт №3
Многие смартфоны управляют яркостью AMOLED-дисплеев двумя способами — с помощью напряжения и ШИМ.
Смартфоны с OLED-дисплеями от Apple, например, не имеют мерцания до яркости 50%, ниже которой управление яркостью переключается на ШИМ. Другие компании, такие как Samsung, используют исключительно ШИМ.
Что мешает увеличить частоту ШИМ на OLED-экранах?
Почему OLED-дисплеи мерцают с частотой 200-300 Гц, а не с частотой, скажем, 1000 Гц? В конце концов, в IPS-дисплеях, использующих ШИМ, частота мерцания может достигать 100 000 Гц и более!
Что такое DC Dimming?
Так называется режим, который появляется в некоторых современных смартфонах с AMOLED-дисплеями, таких как Xiaomi Mi 9 или OnePlus 7 Pro.
Даже название DC (Direct Current) Dimming предполагает, что это управление постоянным током. Другими словами, управление подсветкой должно быть переключено с ШИМ на режим напряжения. И именно в этом заключается проблема. Вы не можете изменить режим отображения с помощью простого алгоритма или программной функции. Вам необходимы соответствующие аппаратные изменения.
Что именно происходит при активации диммирования постоянным током? Во-первых, подсветка по-прежнему управляется импульсно, а это значит, что данная функция не полностью устраняет вредное мерцание. Это хорошо видно на графиках осциллографа (на примере смартфона с функцией регулировки яркости постоянного тока):
То есть, амплитуда колебаний сглаживается довольно сильно, что значительно уменьшает пульсации и вредное мерцание, но линия нигде не является такой прямой, какой она была бы при истинном управлении напряжением.
Что именно происходит, когда работает диммирование постоянным током, пока не ясно; возможно, это аналог какого-то программного фильтра, применяемого к изображению. То есть, яркость увеличивается до максимума (что приводит к исчезновению мерцания), а затем изменяется уровень прозрачности этого фильтра. Возможно, используется и какая-то другая программная технология.
В любом случае, диммирование постоянным током не лишено недостатков, в частности, смартфон не может отображать полутона на темном фоне при низкой яркости, как на фото ниже (слева — экран OnePlus 7 Pro с ШИМ, справа — диммирование постоянным током):
На фотографии справа хорошо видна проблема отсутствия деталей в тенях, вместо ровного изображения мы видим черные пятна. Тем не менее, это, по крайней мере, решение для людей, которые чувствуют вредное мерцание.
Вместо заключения я хотел бы еще раз подчеркнуть, что фликер — это реальность, и каждый человек подвержен его воздействию. Даже если вы не чувствуете дискомфорта, ваш мозг все равно обрабатывает пульсирующие световые сигналы с частотой ниже 300 Гц.
Если вам интересно, как именно люди воспринимают мерцание на таких высоких частотах и что именно происходит с вашими глазами, когда вы видите мерцающий экран, ознакомьтесь с нашим новым материалом.
P.S. Не забудьте подписаться на Telegram на нашем научно-популярном сайте о технологиях мобильных телефонов, чтобы не пропустить ничего интересного!
ШИМ необходим в OLED-дисплеях для предотвращения искажения цветов при низкой яркости, но в данном типе дисплеев он является одним из самых безвредных. Есть люди, которые могут заболеть максимум, но их очень мало.
Можно ли избавиться от мерцания на AMOLED экране?
Отключение PWM на дисплеях Amoled может быть и поддерживается этим приложением, которое можно загрузить из Play Market. Давайте рассмотрим варианты приложений, которые знают, как убрать мерцание экрана, с правами root и без них.
Без root-прав
Приложение OLED Saver позволяет выполнять уменьшение ШИМ без root-доступа.
Он имеет следующие преимущества:
- работает на всей поверхности экрана, включая область уведомлений,
- можно установить порог для уровня яркости,
- он быстро выключается и включается,
- можно регулировать как с помощью ползунка, так и с помощью кнопок.
После установки и активации OLED Saver вы можете заставить дисплей устройства работать только в определенном диапазоне яркости без мерцания. И как только яркость падает ниже указанного диапазона, включается серый фильтр, чтобы предотвратить мерцание.
С использованием root-прав
Если требуется уменьшить ШИМ с помощью приложения с root-доступом, поможет приложение Lux Auto Brightness. Он обладает широким набором функций, но за него нужно платить.
Что такое DC Dimming и как включить?
Слева — без затемнения постоянным током, справа — с затемнением постоянным током (Copyright: Notebookcheck.com)
В настоящее время невозможно заменить широтно-импульсную модуляцию в телефонах OLED. Производители электроники знают, как решить эту проблему, но имеющиеся сегодня технологии просто не подходят для данного устройства или слишком дороги. Они также быстро расходуют заряд батареи. Но есть технология, которая помогает уменьшить ШИМ.
Производители смартфонов все чаще внедряют диммирование постоянным током. Эта технология работает следующим образом. Яркость OLED-матрицы зависит от силы тока, подаваемого на нее. Чем выше мощность, тем ярче светят светодиоды. По мере уменьшения мощности светодиоды становятся все тусклее и тусклее.
Сила тока зависит от его интенсивности и напряжения. Снижая напряжение, можно уменьшить интенсивность свечения дисплея. Сегодня диммирование постоянным током является альтернативой ШИМ, позволяющей устранить мерцание. Однако есть и существенный недостаток: при низкой яркости цвета искажаются. В случае с ШИМ это не так.
Помогает ли затемнение постоянным током снизить напряжение глаз, пока не доказано. Производители смартфонов только недавно начали использовать эту технологию в матрицах OLED. Многие заметили снижение цветопередачи, а также изменение ощущений — исследования не проводились. Надеемся, что смартфоны с DC диммированием и OLED матрицами в будущем будут радовать своих владельцев отличными цветовыми характеристиками и отсутствием последствий для здоровья.
Технология диммирования постоянным током известна человечеству уже давно и активно используется в матрицах IPS. Они мерцают, но это заметно только при минимальной яркости.
Сегодня активация диммирования постоянным током по-разному обрабатывается на смартфонах разных производителей. Некоторые из них требуют ввода специального кода или установки приложения, в то время как другие можно сделать через настройки.
Рейтинг смартфонов с минимальным шимом
Человеческий глаз не воспринимает мерцание, если ШИМ находится в диапазоне 200 герц и выше, а яркость составляет от 0 до 99 %. Обратите внимание, что при использовании IPS матриц широтно-импульсная модуляция практически отсутствует и не вредит здоровью.
Вот список смартфонов с минимальным ШИМ, которые меньше нагружают глаза.
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,
- Мате 10 — 0,
- Мате 20 — 0,
- P20 — 0;
- P10 — 0
Xiaomi
- Mi 9 SE — 255 Гц,
- Mi 9T — 245,1 Гц,
- Mi 9 — 245,1 Гц,
- Черная акула 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
Число «0» в списке означает, что экран почти не мерцает. Кстати, чем выше частота ШИМ смартфона, тем лучше. Полный список устройств можно найти на сайте NotebookChek в разделе рейтинга PMW.
Порог мерцания у нормального человека, при котором происходит слияние и формируется ощущение движения, составляет 10 событий в секунду. Если они происходят реже, изображения выглядят статичными.
Что такое DC Dimming в смартфонах Xiaomi?
DC Dimming — это технология, используемая для снижения яркости дисплея матрицы AMOLED на смартфонах Xiaomi, Redmi, Poco и других. Однако он используется не только в мобильных устройствах.
Термин «диммирование постоянным током» состоит из двух частей: DC означает постоянный ток, а dimming означает «приглушение» или уменьшение яркости.
Как известно, яркость светодиодов AMOLED-дисплея определяется источником питания. Это означает, что чем выше мощность, тем ярче дисплей; чем ниже мощность, тем меньше яркость дисплея.
Мощность, в свою очередь, равна произведению тока и напряжения. Чтобы уменьшить мощность и, соответственно, яркость дисплея, необходимо уменьшить ток или напряжение. На практике, однако, используется второй вариант — светодиоды работают при более низком напряжении, что снижает интенсивность свечения дисплея.
DC Dimming как альтернатива ШИМ
В смартфонах с дисплеями AMOLED обычно используется другая технология снижения яркости — широтно-импульсная модуляция или просто ШИМ. До 2019 года он использовался практически во всех моделях смартфонов, но многочисленные жалобы пользователей на то, что их глаза сильно устают после чтения на смартфоне с OLED-матрицей, заставили производителей мобильных устройств искать альтернативы.
При широтно-импульсной модуляции яркость регулируется путем изменения длительности импульса, используемого для включения и выключения дисплея.
Идея заключается в том, что светодиоды на экране не горят непрерывно, а загораются импульсно, а затем снова гаснут. Если импульс широкий (длинный), экран горит с максимальной яркостью. Чтобы уменьшить яркость, достаточно сделать импульс короче, а время простоя светодиода — больше.
При яркости экрана 50 % время работы с включенными и выключенными светодиодами одинаково. При яркости 25 % время простоя светодиодов в три раза превышает время их работы. И так далее.
Проблема в том, что чередование фаз включения и выключения — это не более чем мерцание. Мерцание воспринимается зрительным анализатором, даже если субъективно вы его не замечаете, и вся эта «светомузыка» быстро утомляет глаза.
ШИМ является основной причиной усталости глаз при чтении AMOLED-дисплеев при пониженной яркости.
Диммирование постоянным током является альтернативой широтно-импульсной модуляции. Управление яркостью путем модуляции напряжения тока вместо ширины импульса полностью устраняет мерцание.
При диммировании постоянным током при минимальной яркости все еще наблюдается некоторое мерцание (поскольку импульсы поддерживаются), но из-за большой ширины импульса это не влияет на видимость. Гораздо удобнее и безопаснее работать с монитором, в котором используется регулировка яркости постоянного тока.
Недостатки DC Dimming
Диммирование постоянным током — это относительно простое и элегантное решение серьезной проблемы влияния смартфона, а точнее AMOLED-дисплея, на зрение человека. Возникает вопрос, почему производители телефонов только сейчас вспомнили о DC Dimming, хотя эта технология существует с незапамятных времен.
Причина заключается в уникальном недостатке диммирования постоянным током — при падении напряжения светодиоды AMOLED-дисплея начинают искажать цвета, причем довольно сильно. Конечно, полной инверсии цвета не происходит, но степень искажения высока.
ШИМ не имеет этого недостатка, и производители сделали выбор в пользу этой технологии в интересах обеспечения точности цветопередачи на всех уровнях яркости. Однако когда пользователи отказались покупать AMOLED-смартфоны в больших количествах, разработчики изменили свои приоритеты и обратили внимание на диммирование постоянным током.
Что именно происходит при активации диммирования постоянным током? Во-первых, подсветка по-прежнему управляется импульсно, а это значит, что данная функция не полностью устраняет вредное мерцание. Это хорошо видно на графиках осциллографа (на примере смартфона с функцией регулировки яркости постоянного тока):
Что говорят учёные. Чувствительным станет плохо даже от моря
Я нашел несколько научных работ на эту тему. Короче говоря, они подтверждают восприимчивость некоторых людей к незаметному для разума мерцанию. В то же время есть люди, у которых от резкой ШИМ ЖК-экранов может болеть голова, что, помимо всего прочего, уже может привести к инсульту. Но почти каждый может использовать OLED без риска, так как он практически не оказывает влияния.
Вот заключение одного из отчетов:
Уровень мерцания не соответствует стандартам IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике), когда OLED-дисплей используется в кромешной темноте. Однако использование таких смартфонов — редкий сценарий.
На расстоянии 1 см фактическое мерцание было в 5 раз выше, чем безопасное мерцание при 1% яркости.
Но даже на расстоянии 5 см мерцание сливалось с ярким шумом остального окружения.
Приведенный выше эксперимент не может быть использован в качестве доказательства вреда для человека, поскольку в этом случае выводы будут «надуманными».
OLED-экран не соответствовал критериям, если имел низкую яркость на расстоянии 1 см. Однако, как правило, негативное воздействие мерцания экрана на здоровье оценивается в условиях, когда люди действительно видят освещение.
OLED-экран не соответствовал критериям, когда яркость на расстоянии 1 см была низкой (19,2% или меньше против 95,2%).
Компонент частоты 240 Гц был по-прежнему легко различим на расстоянии до 4 см, но едва заметен выше 5 см (и) … подтвердил, что он был неотличим от фонового шума.
Споры о мерцании OLED-экранов, возникшие в некоторых интернет-сообществах на основании приведенных выше результатов тестирования, слишком неясны, чтобы оценить вредность мерцания для человеческого организма.
В другом документе, уже опубликованном самим IEEE на эту тему, обобщается негативный опыт, связанный со всеми видами мерцания, как в видимом, так и в невидимом спектре.
Согласно выводам экспертов, легко воспринимаемый импульсный свет практически сразу вызывает головную боль, головокружение и дискомфорт. Чем больше пространства охватывает источник света, тем быстрее наступает эффект.
Риски включают судороги и менее специфические неврологические симптомы, такие как головная боль, головокружение и общее недомогание. У людей, не страдающих эпилепсией, мерцание может вызывать припадки.
Невидимое мерцание, с другой стороны, можно заметить только через 20 минут после использования. Симптомами являются головные боли и напряжение глаз. Серьезные проблемы остаются незамеченными. Такую мигрень часто игнорируют, а между тем, как показывает исследование, она может привести к инсульту. Но речь идет о лампочках и старых светодиодных экранах. Это утверждение не имеет никакого отношения к OLED.
Риски включают головные боли и напряжение глаз. Риски тонкие и коварные, но их нельзя игнорировать. (Мигрени вызывают скрытую инвалидность, создают значительное финансовое бремя и несут повышенный риск инсульта). К источникам высокочастотного мерцания, связанным с головными болями, относятся освещение и компьютерные мониторы (раньше мониторы с катодными лучами, теперь — со светодиодами).
В iPhone ШИМ появляется реже и он слабее
Лично я впервые заметил ШИМ на iPhone 12 Pro Max, когда начал пользоваться OLED-дисплеем.
Я подсчитал, что мерцание должно быть со скоростью 80 Гц в секунду, чтобы оно не было заметным. Частота 20 Гц воспринимается всеми.
Однако все люди разные, и для одних порог составляет 130 Гц, для других — 240 Гц. Фактическая разница, при которой воспринимается мерцание, варьируется между 100 и 400 Гц в зависимости от человека.
Notebookcheck.net тестирует каждое устройство в своем тесте и записывает данные в таблицу. Вы можете посмотреть его здесь.
Чтобы избавить вас от долгих поисков, вот примеры некоторых устройств:
iPhone 13 Pro — 240 Гц (10%), 510 Гц (100% яркости) iPhone 13 — 610 Гц iPhone 12 Pro — 80 Гц (22%), 280 Гц (100%) iPhone 12 — 225 Гц iPhone X — 240 Гц
Galaxy S22 Ultra — 120 Гц Galaxy S21 — 240 Гц Galaxy S20 — 240 Гц
ASUS Zenbook 14X OLED — 360 Гц
Apple iPad Pro 12.9 (M1) — 19190 Гц MacBook Pro 16 (2021) — 14880 Гц
Я упоминаю два последних варианта, потому что мини-светодиоды также используют ШИМ, но с такой высокой частотой, что это не может оказать никакого задокументированного негативного влияния на вашу ситуацию.
По итогу берите OLED и не беспокойтесь
iPhone 5S и iPhone 13 mini
То, что было описано выше, можно резюмировать следующим образом.
ШИМ необходим в OLED-дисплеях для предотвращения искажения цветов при низкой яркости, но в данном типе дисплеев он является одним из самых безвредных. Есть люди, которые могут заболеть максимум, но их очень мало.
Мерцание, используемое в старых экранах, несравненно опаснее и может вызывать постоянные мигрени в течение многих лет и даже привести к инсульту.
Человек воспринимает мерцание с частотой до 400 Гц, но минимальный порог потери полосы пропускания в мозге составляет 80 Гц.
ШИМ в смартфонах Samsung заметен всем даже при максимальной яркости. Флагманский Galaxy S22 Ultra пульсирует с частотой 240 Гц.
Все модели iPhone 13 имеют выходной сигнал более 500 Гц. Их дисплеи используют снижение напряжения до 50% (меньше свечение) и только потом увеличивают ШИМ до 240 Гц при яркости 10%. Еще один iPhone 12 выдал затенение с частотой 225 Гц.
Чтобы узнать, вреден ли для вас ШИМ, возьмите в руки смартфон, который вы хотите купить, и используйте его при яркости 15% в течение 25 минут, потому что только тогда ваш мозг поймет, что что-то не так.
У большинства людей мерцание экрана исчезает благодаря нормальной способности мозга пропускать темные области при отображении движущихся объектов. ШИМ не помешает использованию смартфона так же, как не помешают края iPhone или отпечаток пальца под экраном на смартфонах Android.
И все это не голословные утверждения, а факты, полученные в результате исследований.
