通俗解释PWM调光

哔哩哔哩   2023-08-22 02:35:03


(资料图片仅供参考)

近年来,为了追求更好的显示效果,越来越多的手机机型用上了OLED屏幕,并将”低亮度高频调光“作为一个宣传的重点。为了让大家更好地理解PWM调光的机制以及低亮度高频PWM调光对于护眼的意义,本文抛开占空比、脉冲宽度等专业术语,希望能通过易于理解的方式介绍PWM调光。

PWM调光为什么会带来屏闪?

首先,想理解PWM调光发光的原理,最重要的是理解视觉暂留现象。视觉暂留现象指的是,光信号传入大脑神经需经过一段短暂的时间,光的作用结束后视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。也就是说,人眼所接受的光会在大脑中残留一段时间。

因此,如果屏幕中的像素点按照较高的频率进行闪烁(一般认为超过80Hz),视觉暂留会导致人们无法感知到屏幕像素点暗下来的那段时间,所以在肉眼看来屏幕就一直是亮着的。PWM调光就是利用这一人眼特性,通过高频率的闪烁进行发光。

那么,PWM调光又是如何控制屏幕的明暗变化的呢?其实方法很简单,PWM调光通过调节每个闪烁周期内发光时间和熄灭时间的比例,来控制人眼观测到的亮度。也就是说,如果每次闪烁中亮屏的比例增加,那么人眼就能感受到较亮的屏幕。如果每次闪烁中亮屏的时间极短,那么人眼感受到的屏幕就会比较暗。

为什么需要低亮度高频的PWM调光?

上面说到,PWM调光通过调节每个闪烁周期内发光时间和熄灭时间的比例,来控制人眼观测到的亮度。因此,在低亮度的要求下,每次闪烁像素点的实际点亮时间极短。想象这么一个情况,相比于白天,在夜晚的时候迎面而来闪烁的车灯是不是更容易使你感觉到不适。道理是类似的,大家通常会在周围环境较暗的情况下使用低亮度模式,加之低亮度下像素的点亮时间较短,使得眼睛受到屏闪的刺激也会更加明显,相比于高亮度更容易使得眼睛感到不适

解决上述的方案有两种,一种是采用DC调光,直接避免屏闪带来的刺激。DC调光是通过提高或降低电路功率来改变亮度,直接避免了屏闪对眼睛带来的伤害。但是由于OLED屏幕的特性,DC调光会带来较为严重的显示问题,例如严重的色彩不均。因此,大部分厂家在OLED屏幕上并不会采用DC调光。

另一种解决方案便是目前手机厂商广泛宣传的低亮度高频PWM调光策略。目前医学上认为闪烁频率高到一定阈值后对眼睛的伤害会减小。因此,顾名思义,高频PWM调光便是提高闪烁的频率,从常见的360Hz增加到1000Hz以上,甚至3000Hz以上,从而降低闪烁对于人眼的伤害。

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