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oled和8k超清手機屏幕

科技 更新时间:2024-06-24 03:42:43

關于頻閃,你或許并不在意,但有些事一定要知道,因為這關系到眼睛的健康。

8月份發布的三款旗艦,小米MIX 4、榮耀Magic3系列、iQOO 8系列,以及上半年發布的多款旗艦,都将屏幕作為自己的亮點,甚至是核心賣點存在。當然,現在旗艦手機的屏幕基本上都有着非常高的素質和非常漂亮的參數,但是在這些參數之外,你是否發現少了什麼?對,前兩年廠商非常熱衷提及的DC調光和頻閃已經難見蹤影。

oled和8k超清手機屏幕(這個鮮有廠商提及的參數)1

當前手機的調光方案和頻閃問題常常被隐藏在分辨率、刷新率、色深、色準、亮度等各種參數之下,甚至不會出現在産品詳情頁中,而消費者的注意力也都在廠商宣傳的賣點上,加之每個人對屏幕感受不同,使得頻閃問題難以準确感知。但是“不合理”的調光方案以及附帶的頻閃結果,會慢慢腐蝕我們的視力,到時候出問題也隻有一句:“一定是我看手機太久了”,而沒有注意到更為深層次的問題。

那麼這裡提到的調光方式是什麼?不同的調光方案會帶來的結果有何區别?

“沒感覺”與沉默的大多數

現在智能手機,主要有DC調光和PWM調光兩種方式。

DC調光是通過提高或降低電路功率來改變屏幕亮度,電功率=電壓 x 電流,通過改變電壓或電流來改變屏幕亮度。就像開車一樣,踩油門車就快,松油門車就慢,簡單直接粗暴。

這種調光方式優點在于,可以中和頻閃,是一種比較健康的調光方式。無論類DC(軟件),還是硬件DC(專門IC芯片控制)都可以達到這樣的效果,由于中和了頻閃,這種調光沒有頻率的問題。

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PWM調光原理

PWM調光不同,這種方式通過不斷的屏幕亮、滅交替實現調節,隻要亮滅交替的速度足夠快,人眼來不及分辨,就會“認為”屏幕時是一直亮着的。

但是僅靠亮滅交替還不夠,需要調節單位時間内的屏幕點亮時間,也就是占空比,可以簡單地将其理解成亮滅交替中的“亮”的占比,屏幕點亮的時間越長,屏幕就越亮。

值得注意的是,在這一過程中延伸出兩個流派,即低頻PWM調光和高頻PWM調光,這裡講到的高低頻指的是亮滅交替的頻率,頻率越高,頻閃越低,對人眼的傷害就越小,這也是為何廠商如果有提到這種調光方式,必然會帶出對應頻率。

根據IEEE Std1789-2015國際标準和國内标準GB/T 9472-2017,400Hz的頻閃隻能算及格,隻有當頻閃達到1250Hz以上時,危害才能基本處于低風險水平。

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華為P50 Pro

作為參考,近期發布的華為P50系列和榮耀Magic3系列就明确提到支持1440Hz和1920Hz高頻PWM調光,這種頻率已經比很多LCD屏幕要高了,不過不如2021款iPad Pro 12.9英寸版本,雖然是mini LED屏幕,但這種屏幕本質還是LCD,PWM頻率達到19000Hz,基本可以視作“完全不傷眼”。

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最糟糕的是低頻PWM調光,這種調光方式由于頻率較低,人眼肌肉頻繁動作,不僅容易導緻疲勞,時間久了對視力也有一定傷害。如果你是眼睛敏感,則可能會容易出現諸如頭痛、惡心、視覺紊亂等生理問題,對于這一點xda-developers上的開發者也有反饋。但可惜的是,這依然是2021年智能手機的主流調光方式之一。

不過每次當我談到這一問題時,就有人會說,“我看了沒感覺啊,是不是你的眼睛太敏感了?”

誠然,每個人對頻閃的感覺是不一樣的,但是低頻PWM調光對人眼造成的傷害是客觀存在的,長時間使用,會在一定程度上會影響自己的視力。另外,你隻要搜索“頻閃”“DC調光”“PWM調光”之類的關鍵詞,就會發現這不是一個小問題,有許多人遇到由于頻閃導緻眼睛不适的情況,這還是肯發聲的,如果加上“沉默的大多數”呢?

綜上所述,DC調光和高頻PWM調光是對人眼相對友好,低頻PWM調光則對人眼則存在一定的危害。另外,如果你關注手機行業,一定會聽到這樣的一句話“LCD永不為奴!”這句話的實質就是不滿低頻PWM調光OLED屏幕對人眼的傷害。

低頻PWM調光傷眼,廠商為什麼還要用?

雖然DC調光和高頻PWM調光描繪的理想世界很美好,但是這兩種應對頻閃的方式在現實中活得并不好,甚至活在被取消的邊緣。

DC調光雖然護眼效果明顯,但是背後的實現原理是非常複雜的。在LCD屏幕上,由于這種屏幕像素本身不發光,廠商隻要控制屏幕Back-light背光層即可。

但是OLED屏幕不一樣,這種屏幕每個像素點都是自發光的,例如在一塊1920*1080分辨率的屏幕上,相當于要同時控制1920*1080個像素點的發光,精度要求非常高。雖然硬件DC可通過内置專門驅動芯片提升精度,但這需要跟屏幕廠商溝通和一定的研發實力,還需要花費更高的采購成本,例如小米11系列便是選擇這種調光方案。

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另外在OLED屏幕上,亮度與電壓不是線性關系,RGB三種子像素的像素與電壓曲線不一緻,另外相同顔色的子像素亮度與電壓也不一緻。翻譯成人話就是,在高亮度下,DC調光管用,低亮度下,DC調光導緻屏幕色差,色彩不均勻、屏幕噪點多等問題,如果屏幕本身素質不夠好,這種問題會更明顯。

這本身是一個正常現象,但是消費者不知情,會将其理解成一種質量問題,投訴産品,在一定程度上導緻部分廠商開始取消“低亮度防頻閃開關”“DC調光”這樣的功能。但這實際是一件很可惜的事情。至于為何一開始會有這種開關,則與現在主流的調光方案有關。

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現在的智能手機大部分采用的是DC調光 低頻PWM調光,前者在中高亮度下激活,低亮度下為後者,激發DC調光的亮度阈值越低,對人眼的傷害越小。

這樣的選擇是因為PWM調光可以解決低亮度屏幕顯示效果不佳的問題,保證低亮度下的屏幕顯示效果,因為它不需要通過調整屏幕電壓或電流進行調光,但是由于低頻PWM的調光方式對人眼有負面影響,所以加入DC調光開關,給用戶一個選擇的空間。

“嗯?你不是說低頻PWM調光傷眼嗎,廠商為什麼要選擇它呢?”

一方面之前有提到,DC調光在低亮度下會讓屏幕表現不佳,這也是為何入門級和中端價位段手機已經很難看到DC調光開關了,明年可能就沒有了。如果你的手機有,且用且珍惜(這一點要表揚一下realme,在最新發布的realme大師探索版的實驗功能中保留了這一功能,還願意讓消費者在低亮度下多一個選擇)。

另一方面,便是廠商選購屏幕會有自己的利益選擇。如果想在屏幕上實現全局DC調光或是高頻PWM調光,需要加入專門驅動顯示芯片或接口,在屏幕素質相同的前提下,價格相對較貴。所以,現在低亮度情況下,大多為低頻PWM調光。

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左:DC 右:高頻PWM(均在1600快門下拍攝)

不過也有例外,便是上面提到華為P50系列和榮耀Magic3系列,這兩款手機為中高亮度DC調光 低亮度高頻PWM調光組合,這是對用戶眼睛比較友好的調光方案,但是需要定制,所以也更貴,這也是它們明明用的是京東方排列的屏幕,但是成本卻不輸素質更好的三星鑽排屏幕的原因之一。除此之外,ROG、黑鲨、紅魔、拯救者等遊戲手機也會以全局DC調光為賣點。

oled和8k超清手機屏幕(這個鮮有廠商提及的參數)8

華為P50 Pro換屏價格

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三星S21 Ultra保修期外換屏價格

總體而言,現在手機調光方案除了技術難度,更像是多方博弈的結果,不過好在結果還不錯。但是從2021年開始,屏幕調光方式開始壞起來,因為越來越多的廠商開始選擇全亮度低頻PWM調光,這才是真正的瞳孔地震。

屏幕壟斷的惡果将由用戶買單

2021年,屏幕已經成為各品牌手機的核心賣點之一,不僅僅刷新率和分辨率,更為專業的指标,比如色深、亮度級别、色域、色準、發光材質、LTPO動态刷新率等都開始出現在廠商的宣傳之上,不拿一個DisplayMate A 評級都不好意思說自己做手機的。

順帶一提,LTPO和DC調光是可以兼容的,例如首發120Hz LTPO的三星Note20 Ultra,或是今年發布的三星S21 Ultra都可以通過後期破解實現DC調光,而且不影響LTPO的正常使用。

僅從屏幕參數出發,這些旗艦手機的屏幕似乎都挑不出毛病,搭載這些屏幕的手機的價格似乎還相對來說還挺美麗,價格大多在5000-6000元價格段,基本是旗艦機的門檻價格,明明是疊代産品,配置提升明顯,但價格似乎沒有與上一代拉開太大差距。

但是作為一名奸懶饞滑格局很小但是分得清是非的普通人,難免會歪頭一想,真的有這麼好的事情嗎?你沒發現相比前兩年,現在手機都不怎麼提頻閃問題?一是确實不太好向消費者解釋,二是有手機廠商開始選擇成本更低的全亮度低頻PWM調光屏幕。

這種調光方式惡心之處在于,無論亮度高低,永遠都是低頻PWM調光,而且現在頻率隻有360Hz,相當之低,對眼睛損害較大,如果你眼睛敏感,甚至會感覺明顯的不适。

最可氣的是,明知道存在這種問題,有的廠商還将護眼作為屏幕亮點之一。既然如此,廠商為什麼還要選這種屏幕?因為沒得選。

現在擁有頂尖素質的屏幕基本都來自三星,而且三星本身在AMOLED屏幕市場有絕對的領導地位,市場研究公司Strategy Analytics發布報告稱,三星在2020财年以50%的收益份額領跑智能手機顯示面闆市場,其次是京東方,僅為15%,相差懸殊,難有競争者,加之自身技術優勢和出色顯示效果,使得旗艦手機屏幕很難有第二選擇。

oled和8k超清手機屏幕(這個鮮有廠商提及的參數)10

左:低頻PWM調光 右:開啟防頻閃後為DC調光(均在1600快門下拍攝)

其次是成本問題,一塊外賣的三星頂尖屏幕造價不便宜,僅維修價格往往都要近2000元,如果選擇可以寫入DC調光或高頻PWM調光的屏幕則會更貴,會影響最終産品定價,而全亮度低頻PWM調光則要便宜一些,但問題在于由于調光方式寫死,基本不存在後期加入DC開關的可能。

這種屏幕進入市場後,形成了一種很有意思的現象,盡管傷害客觀存在,但不敏感的人不在意,敏感的人由于事先不知情而購買,導緻後續使用得非常難受,這兩部分消費者還會相互指責,卻鮮有向廠商提出疑問。

這裡要提一下,有的廠商對于系統優化可能有所取舍,明明2020年發布的手機是支持DC調光開關,但是更新之後卻主動取消了,不給消費者選擇。相比功能保留,系統升級率更為優先,或許這也是不合理工程師KPI造成的後果吧。

然後還有廠商的話語權問題。在旗艦機中,頂尖三星屏幾乎成了唯一選擇,這就使得不少廠商在三星面前處于劣勢,包括在具體參數取舍、定價等方面,三星有絕對的話語權。加上屏幕又是核心賣點之一,很容易導緻廠商的産品發布會很容易變成三星屏幕技術分享會。

随着成本效應日益凸顯,相比不容易被大部分消費者感知的低頻PWM調光,廠商們自然會更傾向于選擇感知更強的參數,這就全亮度低頻PWM調光成為明年高素質屏幕趨勢之一。從技術角度來說,屏幕每年都在進步,但是從用眼健康的角度出發,這無疑是一種倒退。

不過好在現在國産手機正在逐漸提高國産屏在自家産品中的比重,至于在使用國産屏幕的前提下,會不會主動要求加入DC或高頻PWM調光,則要看廠商自己的取舍了。

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最後,是相關标準和制度的缺位。智能手機調光方式很多,落實到頻率和效果上,基本一個廠商一個風格,以及對人眼有明顯的傷害的低頻PWM調光能夠在市場橫行,核心在于缺少具有約束力的規定。

盡管前文在介紹頻閃時有提到的《IEEE Std1789-2015标準》,還有相似或存在交叉的《視覺作業台燈認證技術規範》、《國際照明學會CIE TN006-2016》、《國際電工委員會IEC标準》等,都有對頻閃提出更為明确的标準,但是這些标準都是适用于照明燈具的,燈具雖然也會發光,但是在實際使用中是有經過環境的漫反射,而我們看屏幕并沒有這一環節,所以燈具的頻閃标準可以當作一個參考,但是對于手機屏幕而言,如果完全套用顯然還是不夠嚴謹的。

現在全球範圍内,對手機頻閃規範并沒有成系統的标準文件,更多來自使用者的主觀感受,但是這種感受是很難量化成數據,這就成了一個行業盲點。但是好消息是,IEEE Spectrum已經開始針對低頻PWM調光進行研究,同時醫學人士也參與到其中。

寫在最後:

在寫這篇文章之前,有人問我為什麼要寫這個選題,這和我的家人有一定的關系,我當時沒做好功課,給家裡人買了一個屏幕參數很漂亮但卻是低頻PWM調光手機,他本身眼睛就不算好,用了之後出現眼酸、淚眼等問題(後面以舊換新又買了一部高頻PWM調光的手機)。

另外,我從不認為頻閃是一個小問題,DC或高頻PWM是所謂的極客玩具,隻要是它們的載體——屏幕面向的是消費者,那麼就是一個“大衆問題”。而且,作為一個數碼行業媒體,無論你是否在意頻閃,我覺得都有義務告知各種調光方式帶來的可能發生的問題和現象。

從消費者的角度出發,雖然類似“買手機就是買屏幕”的論調有些極端,但未嘗不是現在選購手機的一種縮影,建議買手機多問一句頻閃問題,至于其他參數,産品官網已經寫得很明白,廠商也會主動告知。

你甚至可以自己試試,對着屏幕搖擺手指,如果能看到手指殘影,為低頻PWM調光,如果是一個“完整的影子”,則為DC調光,感知很強。盡管這樣買手機有些麻煩,但是由此付出的時間成本是值得的,因為你要購買的可能是陪伴你2-3年甚至更久的通訊工具。

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