Доказано: чёрный цвет в дисплеях OLED не экономит энергию лучше серого
В последнее время все чаще люди надеятся на то, что истинный чёрный цвет в приложениях и интерфейсе ОС экономит заряд смартфона. Один из пользователей форума XDA Developers решил разобраться в этом вопросе, сравнив чёрное оформление и серое.
Есть нюанс, на который он обратил внимание. Да, при чёрном цвете пиксели на самом деле отключены и вообще не должны в этих зонах расходовать заряд, но он доказал, что серый цвет справляется с задачей не хуже.
Чтобы разобраться в вопросе, надо понимать базовые принципы работы OLED-дисплеев.
Как работает OLED
На OLED-дисплее каждый пиксель создает свой собственный свет, который вы видите.
Каждый пиксель имеет красный, синий и зеленый подпиксели, и это отдельные диоды, которые излучают свой соответствующий цвет с определенной яркостью. Яркость зависит от того, какое напряжение подается на диод.
Цвета, отображаемые на дисплее, представляют собой смесь трех светодиодов разной яркости, а белый — просто все светодиоды включены на максимальную яркость. Чёрный — все светодиоды отключены.
А как получается темно-серый? Серый, темно-серый и светло-серый на самом деле являются всего лишь оттенками белого. Серый пиксель получается путем формирования белого пикселя, а затем снижения напряжения, поступающего на светодиоды.
Белый цвет в RGB — (100%, 100%, 100%), а чёрный (0%, 0%, 0%). К этому мы ещё вернёмся.
Яркость OLED против значения компонента цвета. Зависимость меняется нелинейно
Отдельные значения красного/синего/зеленого компонентов входного цветового кода передаются в соответствующий RGB-показатель светодиода в качестве напряжения.
В стандартной гамме дисплея используется показатель мощности 2,2, поэтому каждый компонент входного цвета повышается до 2,2, и это является выходной яркостью соответствующего светодиода.
Сколько энергии потребляют серые пиксели
Для измерений автор исследования использовал рекомендованный цвет #121212, рекомендуемый темной темой от Google. В RGB это (7%, 7%, 7%).
Темно-чёрный получается из 0,3% подаваемого напряжения (яркости белого цвета). Да, это больше, чем 0% у чёрного, но есть нюанс.
Мощность устройства и яркость дисплея — OnePlus 7 Pro
Экраны потребляют энергию, просто будучи включенными — драйвер дисплея становится активным и готов к отправке и получению сигналов от процессора на тонкопленочные транзисторы. Автор исследования измерил мощность устройства, пока дисплей отображал полностью черное изображение. И сделал еще одно измерение, когда дисплей был выключен. Затем вычел разницу.
Дисплей OnePlus 7 Pro потреблял базовую мощность 400 мВт и дополнительно 4 мВт на нит.
Давайте предположим, что яркость дисплея для чистого белого составляет 100 нит. При этом уровне белого экран OnePlus 7 Pro должен потреблять 400 мВт + (4 мВт / нит × 100 нит) = 800 мВт. При отображении только черного цвета дисплей должен потреблять только базовую мощность в 400 мВт.
Для темно-серого цвета выходная яркость составила 0,3% от яркости белого, поэтому она должна выдавать 0,3 нит. 4 мВт / нит × 0,3 нит = 1,2 мВт, поэтому темно-серый должен потреблять только на 1,2 мВт больше, чем чистый черный.
400 мВт против 401,2 мВт — микроскопическое увеличение энергопотребления
Теоретически выходит, что серый цвет потребляет совсем немного больше энергии, чем чёрный.
Проверка на практике
Автор установил экран своего OnePlus 7 Pro на яркость белого в 100 нит, используя экспонометр. И вывел на экран только белый, чёрный и темно-серый цвет, каждый на пять минут, и измерил общую мощность устройства.
Дисплей OnePlus 7 Pro имеет более высокую гамму теней, поэтому при измерении выходной яркости для #121212 (темно-серой темы) он считывает 0,18 нит вместо проецируемых 0,3 нит, что приводит к ещё меньшему потреблению энергии.
Белый фон
Чёрный фон
Темно-серый фон
Когда OnePlus 7 Pro отображает белый цвет при 100 нит, устройство потребляет в среднем 1000 мВт в течение пяти минут.
При отображении черного цвета OnePlus 7 Pro потребляет в среднем 600 мВт.
И наконец, при измерении темно-серого, устройство потребляло в среднем от 600 до 610 мВт.
В итоге получается несущественная разница в потреблении энергии, которую вы никогда не заметите на практике. Так что серые оттенки тоже отлично подходят для темной темы. Не обязательно использовать истинно чёрный в AMOLED-дисплеях. [XDA]
