近年來,為瞭追求更好的顯示效果,越來越多的手機機型用上瞭OLED屏幕,並將”低亮度高頻調光“作為一個宣傳的重點。為瞭讓大傢更好地理解PWM調光的機制以及低亮度高頻PWM調光對於護眼的意義,本文拋開占空比、脈沖寬度等術語,希望能通過易於理解的方式介紹PWM調光。
首先,想理解PWM調光發光的原理,最重要的是理解視覺暫留現象。視覺暫留現象指的是,光信號傳入大腦神經需經過一段短暫的時間,光的作用結束後視覺形象並不立即消失,這種殘留的視覺稱“後像“。也就是說,人眼所接受的光會在大腦中殘留一段時間,這一現象則被稱為“視覺暫留”。
因此,如果屏幕中的像素點按照較高的頻率進行閃爍(一般認為超過80Hz),視覺暫留會導致人們無法感知到屏幕像素點暗下來的那段時間,所以在肉眼看來屏幕就一直是亮著的。PWM調光就是利用這一人眼特性,通過高頻率的閃爍進行發光。
那麼,PWM調光又是如何控制屏幕的明暗變化的呢?其實方法很簡單,PWM調光通過調節每個閃爍周期內發光時間和熄滅時間的比例,來控制人眼觀測到的亮度。也就是說,如果每次閃爍中亮屏的比例增加,那麼人眼就能感受到較亮的屏幕。如果每次閃爍中亮屏的時間極短,那麼人眼感受到的屏幕就會比較暗。
上面說到,PWM調光通過調節每個閃爍周期內發光時間和熄滅時間的比例,來控制人眼觀測到的亮度。因此,在低亮度的下,每次閃爍像素點的實際點亮時間極短。想象這麼一個情況,相比於白天,在夜晚時迎面而來閃爍的車燈是不是更容易使你感覺到不適。道理是類似的,我們通常會在周圍環境較暗的情況下使用低亮度模式,加之低亮度下像素的點亮時間也較短,使得眼睛受到屏閃的刺激也會更加明顯,相比於高亮度更容易使得眼睛感到不適。
解決上述的方案有兩種,一種是采用DC調光,直接避免屏閃帶來的刺激。DC調光是通過提高或降低電路功率來改變亮度,直接避免瞭屏閃對眼睛帶來的傷害。但是由於OLED屏幕的特性,DC調光會帶來較為嚴重的顯示問題,如嚴重的色彩不均。因此,大部分廠傢在OLED屏幕上並不會采用DC調光。
另一種解決方案便是目前手機廠商廣泛宣傳的低亮度高頻PWM調光策略。目前醫學上認為閃爍頻率高到一定閾值後對眼睛的傷害會減小。因此,顧名思義,高頻PWM調光便是提高閃爍的頻率,從常見的360Hz增加到1000Hz以上,甚至3000Hz以上,從而降低閃爍對於人眼的傷害。
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