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「解疑」最近各家炒得很火的 DC 和 PWM 调光是什么鬼

ZEALER 2019-03-22 22:46 抢发第一评

上周,OPPO 副总裁沈义人和小米软件部总监张国全针对同一个问题发表了看法——屏幕调光。这个问题看似小众,但实际又跟我们的生活息息相关,索性我今天就写篇文章给大家做个简述吧。

调光,就是调节亮度的方式。严格意义上来说这是屏幕供应商或者屏幕生产商该干的事儿,它跟屏体结构和发光方式都有直接关系。大家手机屏幕的亮度高低,说到底就是调光机制来控制的。目前有两种方式:DC(Direct Current,直流电) 和 PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)。

DC 简单粗暴,功率大亮度高,功率小亮度低。PWM 则通过调节一个时序里的占空比来控制亮度值,占空比可以简单理解为屏幕亮的时间占总时间的比例,说白了就是闪烁的频率。只要频率高到人眼看不出闪烁,那理论上就是正常显示。具体得高到多少才行呢,人眼一般高于 80HZ 就很难识别了,而目前新的显示屏幕大都在 120HZ 以上,手机上更高会在 200HZ 以上,所以理论上来说,人眼是很难发现闪烁的。

这哥俩其实也都是调 gamma 的方法,目前行业里普遍还是参照 gamma 2.2 的标准来进行调试。现在大都是 0-255 共 256 个灰阶,255 代表最高亮度,0 代表最低亮度,中间的值该怎么调,就得靠这哥俩了。

DC 和 PWM 的机制讲差不多了,它们又有哪些优缺点呢?

DC 的优势都集中在高亮度,高亮度下几乎所有的光学指标都很好;但一到了低亮度,色偏和失真明显,所以它大都应用在 LCD 屏幕上,并且是全程 DC。因为 LCD 有两层调节机制,第一层是背光的亮度;第二层是液晶,现在的手机九成九都是 IPS,棒状液晶在同一平面的旋转不同,电子窗帘能透过的光量就不同。 

PWM 的优势则更多是集中在低亮度,并且多用于 OLED。为什么呢?OLED 是自发光器件,每一个次像素都是通过电流驱动来直接发光,这样一来,如果是低亮度下,由于每个次像素的镀膜厚度、均匀度等诸多因素,它们的发光效率是不一样的,这样就会导致 Mura,也就是有光斑、显示不均匀等现象。OLED 里把解决这种问题统称为 De-Mura,PWM 就是 De-Mura 的一种方法。 

在低亮度下,控制部分像素高亮度工作,然后通过闪烁来达到最终的亮度显示要求。所以几乎所有的 OLED 屏幕在低亮度时都是采用 PWM 的调光机制,均匀性好,颜色也没有失真的现象。 

但 PWM 有两个问题,一是如果频率不够高,有些眼睛比较敏感的用户是会有所察觉,进而加大对眼睛的伤害;二是在高亮度下,OLED 也会有黑柱的现象。 

所以讲到这,问题就很明朗了,目前 OLED 的主流解决方案就是:高亮度下用 DC,低亮度下用 PWM,双管齐下,取长补短。大多厂商都是在 150nit 左右开始切换调光,小米据说是在 130nit。

最后,如果你还是觉得 PWM 对人眼不好,希望厂商改用 DC 调光,那其实也不是手机厂商通过软件算法能解决的,而是需要上游屏幕厂商通过调节发光材料、蒸镀工艺等一系列的底层技术才能从根儿上解决这个问题。

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