Шим экрана смартфона что это

Что собой представляет ШИМ

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) — технология, которая применяется в телефонах для регулировки яркости дисплея. Любой экран состоит из светодиодов, позволяющих видеть изображение и текст. Казалось бы, для уменьшения яркости достаточно понизить мощность светодиодов, но такая манипуляция чаще всего не срабатывает на АМОЛЕД. Поэтому была придумана широтно-импульсная модуляция. Светодиоды не меняют свою мощность, а начинают быстро включаться и выключаться.

ШИМ есть, только если яркость уменьшена. Чем ниже яркость, тем больше времени проходит между включением и выключением светодиодов. При максимальной яркости экрана мерцание отсутствует, поскольку пиксели ярко горят и не выключаются. ШИМ точно появится, если понизить яркость на 40–50%.

Наверно, вы задаетесь вопросом: как же человек не видит этого мерцания? Ведь вроде бы можно определить, когда лампочки на экране загораются, а когда гаснут. Сразу скажем, что человеческий глаз не распознает мерцание, даже если сильно присмотреться. Дело в том, что мозг перестает воспринимать мерцание уже на частоте 60 Гц. Поэтому человеку кажется, что светодиоды горят беспрерывно. Увы, на самочувствии это все же сказывается, но об этом поговорим чуть позже.

Как вы уже поняли, широтно-импульсная модуляция уменьшает яркость экрана, но делает это не стандартным способом. Ток через определенный промежуток времени поступает в светодиод, и пиксель ярко вспыхивает, а потом тухнет. Вспышки очень быстрые и частые — именно за счет этого самой пульсации мы не видим, но создается впечатление, что дисплей не такой яркий.

Влияние на здоровье

Представьте, что вы смотрите на лампочку, которая постоянно мерцает. Разумеется, возникнет дискомфорт и даже боль в глазах. То же самое происходит при использовании экранов с ШИМом. Вы не видите мерцания уже на частоте 60 Гц, но мозг все равно получает значительную долю раздражения.

Одни люди меньше подвержены влиянию световых импульсов, другие — больше. Например, пилоты и геймеры сильнее улавливают мерцание. Если вы восприимчивы к такой частоте, появится определенный дискомфорт, а именно:

Ученые не выявили значительного вреда от ШИМа. То есть, человек будет испытывать только кратковременные неприятные симптомы. Портится ли зрение? К сожалению, да. Вы не заметите мгновенного ухудшения, но, если несколько лет пользоваться смартфонами с ШИМом, еще и уменьшая яркость — зрение точно ухудшится.

В каких смартфонах используется ШИМ

Мы выяснили, что такое ШИМ, но во всех ли мобильных устройствах он используется? Нет. Технология задействована только на матрицах AMOLED (OLED, Super AMOLED). Главная особенность таких дисплеев — наличие органических светодиодов. Пиксели работают отдельно, они не связаны друг с другом. Кстати, именно самостоятельное функционирование пикселей позволяет разработчикам реализовать режим Always-on-Display.

В IPS экранах строение другое: матрица состоит из двух слоев. Это жидкие кристаллы и подсветка. При уменьшении яркости на IPS светодиоды просто изменяют мощность, но не мерцают. AMOLED-матрицы не имеют слоя из подсветки, поэтому регулировка яркости возможно только с помощью широтно-импульсной модуляции.

Некоторые люди ощущают огромный дискомфорт от ШИМа. Не помогают даже технологии, которые якобы должны уменьшить вред, например, DC Dimming. Если пользователю некомфортно пользоваться Амоледом, выход один — переходить на IPS. Да, качество изображения и цветопередача будут значительно хуже, зато глаза перестанут страдать.

Рейтинг популярных Android-смартфонов по уровню мерцания

Количество световых импульсов отличается в зависимости от модели смартфона. Чем выше уровень мерцания, тем меньше влияния на глаза. Абсолютно безопасным показателем считается 300 Гц и выше.

Мы перестаем замечать пульсацию невооруженным глазом уже на частоте 60 Гц. Но до 300 Гц мозг еще улавливает импульсы и постоянно находится в возбужденном состоянии, что чревато плохим самочувствием. Если частота превышает 300 Гц, мозг уже не распознает мерцания, и никаких пагубных сигналов не поступает.

Но производители экономят при выпуске телефонов, поэтому уровень пульсации обычно составляет 200–250 Гц. Около 60% пользователей восприимчивы к такому уровню мерцания, поэтому они будут испытывать неприятные симптомы.

Ниже указаны таблицы с уровнями ШИМа в известных Андроид-смартфонах.

Как видим, некоторые современные модели имеют уровень световых импульсов выше 300 Гц. Но все равно большинство смартфонов, представленных на технологическом рынке, все еще мерцают с частотой 200–280 Гц.

DC Dimming — спасение от ШИМа?

DC Dimming — это относительно новая функция, которую впервые использовала компания Xiaomi. Технология позволяет уменьшить яркость экрана, просто снизив мощность подаваемого тока. То есть, из-за понижения напряжения дисплей светит не так интенсивно. Мерцание все равно остается, особенно при яркости ниже 40%, но импульсы уже не такие активные.

Недостаток тоже есть, и это искажение цветов. DC Dimming заметно ухудшает цветопередачу. Цвета приобретают красноватый оттенок.

Технология встречается только в некоторых моделях. Производители не спешат добавлять ее в свои смартфоны, особенно это касается недорогих девайсов. Но если вы очень чувствительны к ШИМу, перед приобретением нового мобильного устройства обязательно уточняйте наличие DC Dimming. Пока это единственный рабочий метод спастись от пагубного мерцания.

Как не ощущать влияния ШИМа

Как уже отмечалось выше, некоторые люди больше страдают из-за мерцания, некоторые — меньше. Повлиять на это нельзя, а вот уменьшить влияние ШИМа вполне возможно. Для этого:

Мы выяснили, что такое ШИМ в смартфоне и влияет ли он на человека. Существенного вреда от мерцания нет, но неприятные симптомы могут появляться. Напишите в комментарии, знали ли вы, что представляет собой ШИМ, и испытываете ли дискомфорт от AMOLED-матриц.

Источник

Что такое ШИМ: почему от экранов многих смартфонов болит голова

Это касается далеко не всех, но у некоторых пользователей современных смартфонов начинает болеть голова во время их ежедневной эксплуатации. Большая часть подобных жалоб поступает от владельцев флагманов, в которых установлены дисплеи, выполненные по технологии OLED. Эксперты считают, что всё дело в низкой частоте мерцания экранов при пониженной яркости за счёт широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Явление это далеко не новое, но из-за бума органических светодиодов в мобильных устройствах сегодня его обсуждают особенно активно. Вопрос точно имеет место.

В теории глобальным решением этой проблемы может стать относительно новая технология DC Dimming. Но новая она только для OLED-экранов — аналогичный принцип давно использовали в том же IPS. Про неё, а также непосредственно про ШИМ мы и расскажем в этом материале.

Что собой представляет ШИМ и как она влияет на здоровье

Если верить статистике, в среднем каждый из нас берёт в руки смартфон и активирует его экран около 90 раз в день, а также использует его в сумме больше 3 часов. Тем не менее, лично я более чем уверен, что реальные значения для многих куда выше — особенно для тех, кто связан с новыми технологиями по работе. Лично я только листаю новости каждое утро не меньше полутора часов и ещё час трачу на их прочтение на протяжении дня. Если прибавить сюда мессенджеры, социальные сети и другие активности, итоговое время получится в разы больше.

Учитывая наше настолько тесное общение с мобильными устройствами, качество их экранов должно быть как можно более высоким. Многие из нас уверены, что необходимый уровень нам предоставят дисплеи, которые выполнены по прогрессивной технологии OLED с максимально глубоким чёрным цветом, рекордными яркостью, разрешением и числом точек на каждый квадратный дюйм. Тем не менее, большинство из них ведёт себя достойно только на максимальной яркости. А вот при её уменьшении всё становится не так гладко.

Дело в том, что при понижении яркости подсветки экрана зачастую снижается и частота его мерцания. В данном случае в дело вступает технология широтно-импульсной модуляции, которую чаще всего сокращённо называют просто ШИМ. Опустим сложные нюансы и расскажем о базовых принципах её работы.

Абсолютно все цифровые сигналы могут иметь два логических уровня, которые можно условно назвать «включено» и «выключено», единицей и нулём, а также активным и неактивным напряжением. Если есть желание получить какое-то среднее значение, как у аналоговых сигналов, то приходится использовать модуляцию. Речь о периодическом включении и выключении сигнала, что создаёт ощущение работы не на полную мощность. Например, если нужна подсветка на 40%, то 40% времени она будет включена, а 60% — выключена. Так как подача и отключение напряжения происходит с большой частотой, человеческий мозг усредняет данные значения и действительно создаётся ощущение, что используется некий средний уровень яркости. Но далеко не каждый воспринимает это безболезненно. У многих действительно начинаются головные боли, «вываливаются» глаза, появляется дискомфорт использования гаджета.

Чем выше частота этого самого мерцания, тем проще она воспринимается. Это прекрасно понимают производители современных смартфонов, но далеко не все они хотят тратить дополнительные средства, чтобы достичь необходимых значений. Таковы реалии современного рынка.

Рейтинг популярных смартфонов по уровню мерцания

В теории, для того, чтобы ШИМ был незаметен для глаз, его частота при яркости от 0 до 99% должна превышать хотя бы 200–250 Гц. Когда используется яркость 100%, ни о какой модуляции не может быть даже речи, поэтому именно его можно считать максимально безопасным для использования. Если частота меньше, голова вместе с глазами начинают болеть у многих. Если частота выше 500 Гц, негативных последствий обычно нет. Тем не менее, есть те, на кого плохо действуют даже значения в 10 кГц. Таким пользователям лучше отказаться от использования OLED-экранов и заранее проверять мерцание в IPS.

Некоторые смартфоны вообще не используют ШИМ, но их экраны всё равно мерцают из-за некачественного экранирования адаптеров питания. Модуляция обычно касается только экранов OLED, у IPS её практически нет. Дальше короткая выдержка из огромного списка замеров мерцания от NotebookCheck.

Apple

Samsung

Huawei

Xiaomi

OnePlus

Нулями в этом списке отмечены устройства, экраны которых демонстрируют настолько низкий уровень мерцания, что им можно пренебречь. В остальном, чем выше значения, тем лучше. Результаты остальных устройств можно найти в полном перечне замеров вот по этой ссылке.

Спасаться от мерцания предлагают технологией DC Dimming

Если говорить о сегодняшней реальности, толковых заменителей для ШИМ в современных смартфонах банально нет. Компоненты для аналоговой регулировки яркости экранов просто не поместятся в компактные корпуса мобильных устройств, а ещё они потребляют слишком много заряда аккумулятора.

Вместе с тем, в пресс-релизах некоторых производителей всё чаще встречается указание DC Dimming. Технология вроде как должна стать реальным спасением от ШИМ, значительно уменьшить влияние на глаза и голову в целом. Некоторые уже даже называют её самой настоящей панацеей. Но на практике в этой технологии нет ничего сверхъестественного. Более того, в IPS-экранах она используется с незапамятных времён. Вместе с ней мерцание всё-таки будет ощущаться, но только на самой маленькой яркости. Опустим сложные нюансы и расскажем о базовых принципах её работы.

Суть DC Dimming заключается в контроле уровня напряжения, которое подаётся на отдельные пиксели в экране. Чем оно ниже, тем меньше яркость. Этот простой принцип даёт возможность IPS-экранам практически не мерцать. Тем не менее, с OLED не всё настолько просто. Если менять напряжение, на пикселях в таких экранах, они начинают искажать цвета. Эксперты часто говорят, что их цветопередача начинает банально «плыть», поэтому использовать такие гаджеты становится ещё менее комфортно, чем в случае с ШИМ.

Из-за очевидных недостатков DC Dimming в случае OLED сегодня его используют только в качестве эксперимента. Например, эта технология есть в относительно свежих Android-смартфонах OnePlus 7 Pro и Xiaomi Black Shark 2. Первому она не пошла на пользу из-за некачественного экранирования, а второй демонстрирует средние для OLED показатели на всем промежутке по яркости от 0 до 99%. Прорыва не случилось, но вот цвета на экранах стали менее насыщенными при прямом сравнении с устройствами, которые используют ШИМ. Хорошо, что отклик экрана при этом остаётся в порядке.

Словом, в будущем от DC Dimming действительно может быть практическая польза, но сегодня ничего сверхъестественного добиться от этой технологии у производителей не получается. Будем наблюдать за её развитием и постараемся не пропустить её прорыв.

Что делать, чтобы не ощущать влияние технологии ШИМ

Во-первых, учтите, что реакция на ШИМ проявляется далеко не у всех. Например, я вообще не ощутил присутствие технологии за целый год, когда пользовался iPhone XS Max. Мой пример показателен, потому что проводил вместе со смартфоном действительно очень много времени: читал новости каждый день, смотрел видео на YouTube и фильмы в дороге, играл и так далее. При этом яркость далеко не всегда была выставлена на 100%, поэтому экран мерцал, и на меня это теоретически влияло. Голова болела скорее от обилия информации, которую я пытался уместить в ней каждый день.

Это я к тому, что не нужно себя накручивать. Почему-то по поводу ШИМ ещё год назад никто вообще не говорил, а сегодня СМИ пытаются раздуть эту проблему буквально до небес. Объяснение простое — чем больше хайпа вокруг темы, тем больше просмотров. Математика достаточно примитивная.

Во-вторых, чтобы не беспокоиться про ШИМ, выбирайте смартфоны, которые используют IPS-экраны. Обычно они ещё и стоят дешевле, поэтому явный профит налицо. В этом случае можно, как вариант, сравнить iPhone 11 и его старших братьев с приставкой Pro. У первого — IPS и нет ШИМ, пара последних — с OLED и среднестатистическим ШИМ до 300 Гц. На него вряд ли будут массово жаловаться, но теоретическая вероятность всё же есть. Вот с Samsung сложнее. Поправьте меня, но почти все современные смартфоны компании уже с OLED, ведь она — главный производитель таких матриц во всём мире.

Если хотите OLED, смотрите в таблицу, расположенную выше. Чем больше частота модуляции в Гц, тем лучше. Для большинства будет достаточно 200-250 Гц, и у флагманов в этом плане всё более-менее нормально. А вот середнячки чаще до OLED ещё не доросли, поэтому и у них всё в норме.

В-третьих, если у вас смартфон с OLED-экраном, старайтесь использовать его максимальную яркость. Чтобы это было комфортно, позаботьтесь об адекватном внешнем освещении. Когда находитесь на улице днём, в этом почти никогда нет проблем. А вот ночью всё становится хуже, поэтому лучше не «втыкать» в экран слишком долго. Дома же куда лучше для головы смотреть на гаджет при максимальной яркости, когда вокруг светло. Я к тому, что читать на минималках под одеялом — самая плохая затея из всех, которые можно придумать. Помните, что ШИМ проявляется даже на яркости 99%.

В-четвёртых, когда знаешь про ШИМ, повсеместное внедрение тёмных тем во всех операционных системах уже не кажется настолько плохой идеей. В вечернее время смартфоны с ними можно спокойно использовать даже в том случае, если яркость на максимуме. Что-то мне подсказывает, что все настолько активно взялись за них именно из-за хайпа по поводу проблемы с широтно-импульсной модуляцией. Это особенно касается компании Apple, которой не нужны проблемы вокруг её смартфонов, ведь за их косяками охотятся абсолютно все IT-журналисты. Хорошо хоть, это не взрывающиеся аккумуляторы…

В-пятых, если вы активно читаете книги, лучше выбирайте для этого специализированные устройства, которые используют экраны на электронных чернилах. Мне же в последнее время больше по душе бумажные издания в твёрдом переплёте, из которых можно собрать небольшую домашнюю библиотеку.

В итоге, ШИМ — это действительно проблема, но не настолько массовая, какой её рисуют. Теперь вы знаете про неё всё самое основное, а главное — как с ней бороться. Когда DC Dimming доработают или придумают другое решение, про вопрос вообще забудем. А сейчас его можно обсудить в комментариях.

Источник

AMOLED, или все же IPS: выгорание, ШИМ, боль в глазах и DC Dimming

Еще пару лет назад AMOLED матрицами оснащались лишь флагманские смартфоны, однако сейчас данная технология добралась и до среднебюджетных устройств. В связи с этим пользователи мобильных гаджетов все чаще задаются вопросами о различиях матриц, их качестве и вреде здоровью. Сегодня мы расскажем о достоинствах и недостатках AMOLED матриц, мерцании, технологии DC Dimming, а также сравним их с привычными IPS дисплеями.

В чем кроется основная разница OLED и IPS матриц?

реклама

Кроме IPS, наиболее распространенными матрицами среди смартфонов являются AMOLED, а у компании Samsung – Super AMOLED, но все это лишь разные маркетинговые формулировки одной технологии изготовления дисплеев под названием OLED.

Независимо от доработок производителей, OLED – это активные матрицы на органических светодиодах. Каждый пиксель в них является обособленным – он светится и меняет цвет независимо от соседних пикселей.

Более «обкатанная» временем технология под названием IPS подразумевает наличие двух отдельных слоев: жидких кристаллов и подсветки – именно в этом кроется главное отличие этого типа матриц.

Преимущества OLED дисплеев

Во-первых, как было упомянуто ранее, каждый пиксель в OLED матрицах подсвечивается самостоятельно. Это способствует более низкому энергопотреблению гаджета, ведь неиспользуемые пиксели просто отключаются. Напомним, именно на OLED дисплеях применение темной темы несколько увеличивает автономность смартфона.

реклама

Во-вторых, благодаря отключению отдельных пикселей появилась функция Always On Display, которая отображает самую важную информацию даже на выключенном дисплее без высокого потребления энергии.

В-третьих, качественно откалиброванные матрицы имеют лучшую цветопередачу – черный и белые цвета обретают естественный вид под любыми углами обзора.

В-четвертых, из-за отсутствия дополнительного слоя с подсветкой, производителям удалось значительно снизить толщину матрицы. А потому в смартфоны научились встраивать сканер отпечатков пальцев прямо под дисплей. Кроме того, некоторые бренды работают над созданием фронтальной камеры, также спрятанной под экран. На IPS матрицах все это, на данный момент, невозможно.

Немного о недостатках OLED матриц

Несмотря на то, что OLED матрицы в смартфонах используются уже на протяжении 10 лет, они имеют ряд серьезных недостатков. Самый очевидный – стоимость. Изготовление OLED панелей обходится значительно дороже IPS, потому AMOLED и Super AMOLED дисплеями до недавнего времени оснащались лишь флагманские устройства.

реклама

Казалось бы, где флагманы, и где бюджетные смартфоны? Основная проблема заключается в том, что даже несмотря на растущую популярность AMOLED матриц в бюджетных и средне бюджетных смартфонах, замена разбитого AMOLED экрана может обойтись в 2-3 раза дороже IPS.

Вторая достаточно серьезная проблема OLED матриц – выгорание пикселей. Они, в настоящее время, имеют свойство памяти. Если дисплей будет отображать статичную картинку на протяжении нескольких минут, то в следующем кадре будут видны части прошлого изображения. Если же включенный экран в бездействии продержать несколько десятков часов – пиксели матрицы могут начать выгорать. Чаще всего выгоранию подвергаются синие пиксели, что негативно сказывается на качестве цветопередачи матрицы в дальнейшем.

ШИМ и его вред для вашего здоровья

Все дело в том, что уровень подсветки в OLED дисплеях остается неизменным всегда – таковы конструктивные особенности данных матриц. Но как же тогда затемняется матрица в смартфоне, если начать самостоятельно регулировать яркость? Тут на помощь приходит ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Таким образом, уровень яркости AMOLED дисплея определяется не интенсивностью подсветки, а количеством выключений и включений пикселей за секунду. Человеческий глаз не способен заметить мерцания визуально, так как частота ШИМ в среднем составляет 200 колебаний в секунду.

реклама

Важно отметить, что многие производители смартфонов задействуют ШИМ в своих смартфонах не постоянно, а только ниже определенного порога яркости. Так, iPhone с OLED дисплеями способны понижать напряжение матрицы до 50%, что позволяет комфортно использовать устройство без какого-либо ущерба для глаз.

Тем не менее, на яркости ниже 50% абсолютно каждый дисплей начинает мерцать, и некоторые пользователи с наиболее чувствительным зрением отмечают усталость и сухость в глазах после использования смартфона с AMOLED дисплеем.

На графике отчетливо видно, как с понижением яркости увеличивается количество мерцаний за определенный промежуток времени.

Технология DC Dimming, а также другие способы обезопасить здоровье

Если же вы купили смартфон с AMOLED дисплеем и испытываете неприятные ощущения в глазах, либо же только присматриваетесь к новому гаджету – данный раздел определенно будет полезным. Прежде всего важно понимать, что воздействию ШИМ подвержена достаточно малая часть пользователей. И даже если вы входите в эту группу, то чтобы это понять потребуется несколько суток использования смартфона.

Существует несколько способов обезопасить свое зрение, и начнем с самого неоднозначного – переход на устройство с IPS. Этот вариант имеет место быть только в том случае, если использование OLED матриц вызывает серьезный дискомфорт, а именно головные боли, рябь и сухость в глазах. Если же вы без ощутимых проблем используете устройства с OLED, но хотите обезопасить свое зрение – старайтесь использовать гаджет на яркости свыше 50%. Как можно понять из графика выше, чем выше яркость – тем ниже частота мерцания. Но и злоупотреблять этим правилом также не стоит – максимальная яркость дисплея при длительном использовании способствует выгоранию пикселей.

Начать хотелось бы с важной и весьма эффективной функции под названием DC Dimming. К сожалению, данная технология реализована далеко не на каждом смартфоне с AMOLED матрицей – обращайте на это внимание при покупке. Она позволяет регулировать яркость дисплея при помощи изменения напряжения на всем промежутке, минимизируя ШИМ. Единственным недостатком использования DC Dimming является ухудшение цветопередачи матрицы.

Также есть возможность уменьшить мерцания при помощи различных программ. Они накладывают черный фильтр поверх изображения, перед этим повысив яркость дисплея до максимума. В таком случае ШИМ действительно уменьшается, правда, вместе с ресурсом матрицы из-за максимальной яркости.

Отметим, в случае с iPhone подобных режимов по уменьшению мерцаний в настройках не предусмотрено. Паниковать не стоит – в смартфонах от Apple это частично и так реализовано. Как мы помним, на яркости до 50% iPhone вовсе не задействуют ШИМ, а значит пользоваться устройством в условиях достаточной освещенности будет максимально комфортно любому пользователю.

В случае с использованием смартфона в полной темноте, где даже 50% яркости воспринимается очень ярко и некомфортно, на помощь приходит предусмотренная утилита в настройках под названием Фильтры. Активируя опцию «Понижение точки белого», так дисплей устройства становится ощутимо тусклее. А чтобы не тратить каждый раз свое время на включение опции в настройках, ее можно установить на тройное нажатие кнопки питания.

Какой итог?

В настоящее время трудно говорить о силе воздействия ШИМ на зрение человека, ведь многие пользователи на протяжении нескольких лет используют смартфоны с AMOLED дисплеями и не испытывают проблем со здоровьем. В данном материале мы постарались лишь подробно рассказать вам о всех особенностях, преимуществах и недостатках OLED дисплеев в смартфонах. Надеемся, мы ответили на многие интересующие вас вопросы.

Источник