Co to jest migotanie wyświetlacza PWM i jak sobie z tym poradzić

Czy kiedykolwiek spojrzałeś na swój telefon i poczułeś ból głowy? Czasami oznacza to po prostu, że byłeś na tym zbyt długo i musisz zrobić sobie przerwę. Jednak dla niektórych osób może to oznaczać, że rozwinąłeś czułość migotania PWM ze względu na sposób działania wyświetlacza telefonu.

PWM, czyli modulacja szerokości impulsu, to metoda migotania wyświetlacza w celu oszukania ludzkiego oka w celu wyświetlenia jaśniejszego lub ciemniejszego wyświetlacza. To taktyka stosowana przez wielu najlepsze telefony — w tym Apple iPhone, Google Pixel, Samsung Galaxy i wiele innych — z wielu powodów i staje się coraz bardziej powszechny, ponieważ telefony nadal przechodzą na wyświetlacze OLED.

Rezultatem jest telefon, który może wywoływać mdłości, boleć oczy, ból głowy, a nawet sprawiać, że chcesz zwinąć się w kłębek godzinami. Czym więc jest PWM, dlaczego jest szkodliwy dla niektórych osób i co można z tym zrobić? Poza kupnem nowego Telefon przyjazny dla PWM, mamy kilka sugestii, które pomogą uczynić Twój obecny telefon trochę bardziej przyjaznym dla oka.

Co to jest ściemnianie PWM?

Ściemnianie PWM polega na bardzo szybkim włączaniu i wyłączaniu ekranu. Pomyśl o tym trochę jak o oglądaniu filmu, który składa się z obrazów wyświetlanych jeden po drugim wiele razy na sekundę.

Twój mózg interpretuje ten szybki postęp obrazów jako ruch w filmie, ale w przypadku przyciemnionego PWM telefonach, Twoje oczy widzą jaśniejszy lub ciemniejszy obraz w zależności od tego, jak często wyświetlacz telefonu jest włączony lub wyłączony drugi.

Ściemnianie PWM polega na bardzo szybkim włączaniu i wyłączaniu ekranu, co sprawia, że ​​oczy widzą „jaśniejszy” lub „przyciemniony” ekran.

Powodem, dla którego różni się to od filmu, jest to, że klatki filmu są równomiernie oświetlone w sekwencji od jednej do drugiej. Jednak miganie PWM zmienia się między jasnością 100% a jasnością 0%, zapewniając ostry, wyraźny kontrast dla twoich oczu i mózgu.

Wykresy takie jak ten powyżej — które pokazują Samsunga Galaxy Z Fold 5zewnętrzny wyświetlacz o jasności 100% — pokazuje wzór cykli włączania/wyłączania, którego nie widzą twoje oczy, ale mózg postrzega. Różnica między najwyższym a najniższym punktem to ok modulacja, która jest zdefiniowana jako procentowa różnica między najjaśniejszymi i najciemniejszymi wartościami.

Wyobraź sobie, że w ciemnym pokoju nieustannie miga jasne światło, a szybko zrozumiesz, dlaczego jest to problematyczne.

W kategoriach laika oznacza to po prostu, jak jasny staje się wyświetlacz na ułamek sekundy przed chwilowym wyłączeniem, a następnie powtarzanie cyklu w kółko kilkaset razy na sekundę.

Zmniejszanie suwaka jasności powoduje, że ekran nie ściemnia się. Zamiast tego dzieje się tak, że ekran pozostaje wyłączony przez dłuższy czas, ponieważ nadal miga setki razy na sekundę. Wyobraź sobie, że w ciemnym pokoju nieustannie miga jasne światło, a szybko zrozumiesz, dlaczego jest to problematyczne.

Ta różnica między włączeniem ekranu na ułamek sekundy, a wyłączeniem go na ułamek sekundy jest niesamowicie wstrząsająca dla ludzkiego mózgu. Chociaż nie wpływa to na niektórych ludzi tak negatywnie, jak na innych, nadal naraża cię na stroboskopowe światło przez cały dzień. Z badań wiemy, że tego rodzaju ekspozycja jest szkodliwa dla zdrowia.

Dlaczego telefony używają ściemniania PWM?

Wyświetlacze smartfonów zwykle wykorzystują dwie główne metody kontrolowania jasności. Najbardziej powszechną metodą było tak zwane ściemnianie DC, które kontroluje ilość napięcia wysyłanego do panelu LED. Im więcej zasilania dostarczasz, tym jaśniejsza staje się dioda LED. Zmniejsz tę moc, a dioda LED ściemnieje.

Ale ponieważ smartfony coraz częściej zaczęły przechodzić na wyświetlacze OLED, producenci używają PWM do zarządzania jasnością zamiast ściemniania DC. Brzmi to niedorzecznie — i w wielu przypadkach naprawdę tak jest — ale jest ku temu ważny powód.

Najpierw przyjrzyjmy się szybko różnicy między panelami LCD a wyświetlaczami OLED. Panel LCD ma całkowicie białe podświetlenie za kolorowymi pikselami. Te kolorowe piksele działają jak filtr światła, ale nie mają nic wspólnego z jasnością ani intensywnością samego światła. Są to całkowicie oddzielne elementy układanki wyświetlacza.

To podświetlenie można przyciemnić niezależnie od kolorowych pikseli, zmniejszając moc białego podświetlenia LED, a tym samym przyciemniając to białe światło jak żarówka.

Wyświetlacze OLED wykorzystują indywidualnie podświetlane piksele, zwykle składające się z czerwonych, zielonych i niebieskich subpikseli. Każdy z tych subpikseli emituje własne światło, więc intensywność jasności jest bezpośrednio powiązana z kolorem.

Ponieważ piksele OLED są przyciemnione, dokładność i intensywność kolorów również słabnie. Kilka lat temu OnePlus eksperymentował z panelem OLED w pełni przyciemnianym prądem stałym w OnePlus 6 i 6T. Jednak gdy jasność spadła poniżej 30%, szarości stałyby się zielone, a inne kolory po prostu nie wyglądałyby dobrze.

Z tego powodu producenci tacy jak Samsung stosują ściemnianie PWM. Kiedy wyświetlacz korzysta z przyciemniania PWM, daje 100% mocy każdemu pikselowi, zapewniając, że dokładność i intensywność kolorów pozostają takie same bez względu na poziom jasności.

To genialne rozwiązanie problemu technologicznego, ale zapomina wziąć pod uwagę dwie główne rzeczy: ludzkie oczy i mózgi.

Niektórzy producenci, tacy jak Motorola, Xiaomi i Nothing, zaczęli oferować rozwiązania hybrydowe znacznie mniej męczące dla ludzkich oczu i mózgów, a wszystko to przy zachowaniu jakości wizualnej, jakiej oczekujemy od OLED wyświetla.

Niektórzy producenci w końcu zdają sobie sprawę, że strobowanie światła na użytkowników przez cały dzień nie jest zdrowe i teraz używają DC Dimming powyżej 50% jasności.

Przy wyższych poziomach jasności na telefonach takich jak Motorola Edge Plus (2023), Nic Telefon (2)i Xiaomi 13, ściemnianie DC kontroluje poziom napięcia każdego pojedynczego piksela. Każdy z tych telefonów wykorzystuje ściemnianie DC do pewnego poziomu jasności — zwykle około 50% jasności — a następnie przełącza się na ściemnianie PWM poniżej tego poziomu.

Dzięki temu użytkownicy nie są narażeni na miganie światła stroboskopowego wyświetlacza PWM przez cały dzień. Zamiast tego dzieje się to tylko przy słabym oświetleniu, jeśli użytkownik chce obniżyć poziom jasności.

Przebiegi i mózg

Zagłębiając się w przyczyny PWM/wrażliwości na migotanie, wydaje się, że kilka czynników wpływa na większość osób w tej kategorii. Gdy używasz narzędzia do pomiaru parametrów migotania, wynik końcowy wygląda jak przebieg na oscyloskopie. Jeśli już cię straciłem, trzymaj się mocno. Obiecuję, że zachowam prostotę.

Najwygodniejszym wzorem jest sinusoida, która jest reprezentowana przez gładką krzywą, która równomiernie porusza się w górę iw dół ze stałą szybkością. Żarówki mają ten rodzaj fali, ponieważ żarnik wewnątrz nigdy nie wyłącza się całkowicie podczas zwykłego oscylacyjnego cyklu zasilania, który pochodzi z linii energetycznych. Wyświetlacze wykorzystujące ściemnianie PWM mogą być wygodne, jeśli są zgodne ze wzorem fali sinusoidalnej, ale wiąże się to z zastrzeżeniami.

Wyświetlacze, które pojawiają się przy użyciu innych wzorców przebiegów powyżej, mają tendencję do migotania z różną lub większą częstotliwością. Dowiedziałem się, że to jest niezwyklew większości przypadków niewygodne. Jeśli przewiniesz z powrotem do powyższego przykładu Fold 5, zobaczysz, że używa on kwadratowego kształtu fali, który jest bardzo ostrym wzorem włączania/wyłączania.

I odwrotnie, jeśli spojrzysz na wzór Motorola Edge Plus (2023) na poniższym obrazku, zobaczysz, że jest to dość płaski przebieg z bardzo płytkimi spadkami w równomiernie rozmieszczonych odstępach czasu.

Na koniec przyjrzę się szybkości PWM, co oznacza, jak szybko wyświetlacz może migotać na sekundę. Większość telefonów Samsung Galaxy i Google Pixel migocze z bardzo niską częstotliwością 240 Hz, czyli 240 razy na sekundę.

Apple wykorzystuje częstotliwość 480 Hz, mimo że wykorzystuje podobne typy wyświetlaczy OLED, jak telefony Galaxy i Pixel. Wyższe liczby mogą prowadzić do większego komfortu, nawet przy użyciu PWM do „przyciemnienia” wyświetlacza, tak jak iPhone'y teoretycznie wygodniej się na nie patrzy niż na telefony Galaxy czy Pixel.

Wyższe (szybsze) szybkości PWM mogą prowadzić do większego komfortu podczas korzystania z wyświetlacza, który „przyciemnia” za pomocą modulacji szerokości impulsu.

Ale telefony, które tutaj polecamy, zwykle wykraczają daleko poza to, jeśli w ogóle używają PWM. Na przykład Honor 90 używa niezwykle wysoka częstotliwość PWM 3840 Hz. To 8 razy szybciej niż iPhone i 16 razy szybciej niż większość telefonów Galaxy lub Pixel. W tym tempie nawet migotanie PWM jest prawdopodobnie użyteczne dla większości ludzi.

Inne telefony z tej listy, takie jak Nothing Phone (2) i Xiaomi 13, używają częstotliwości PWM 1920 Hz, gdy jasność spada. W przeciwnym razie, przy jasności 50% lub wyższej, telefony te wykorzystują ściemnianie prądem stałym, metodę regulacji mocy, która zmniejsza napięcie poszczególnych diod LED na wyświetlaczu, dzięki czemu zasadniczo nie migoczą.

Jak radzić sobie z czułością PWM

Bycie wrażliwym na migoczące światła lub wyświetlacze po prostu nie jest zabawne. Migające źródła światła mogą powodować prostowanie oczu, bóle głowy, zawroty głowy, uczucie zawrotów głowy, nudności i wiele nieprzyjemnych lub bolesnych odczuć. Na szczęście istnieją sposoby radzenia sobie z tymi objawami i rzeczy, które możesz zrobić, aby przede wszystkim im zapobiegać.

Bez względu na to, jakiego telefonu używasz, bycie wrażliwym na PWM lub migotanie oznacza, że ​​powinieneś podjąć pewne środki ostrożności, aby upewnić się, że nie narażasz się na zbyt duże migotanie. Oto kilka wskazówek i sztuczek, które pomogą odciążyć oczy w telefonie.

Zobacz optometrystę

Przede wszystkim, jeśli podczas patrzenia na telefon doświadczasz któregokolwiek z opisanych powyżej objawów, udaj się do optometrysty. Osobiście radziłem sobie ze zwiększoną wrażliwością i ostrzejszymi objawami przez okres kilku miesięcy przed udaniem się do optometrysty i nie mogłem być bardziej zadowolony z mojego doświadczenia.

W moim przypadku jedno oko miało astygmatyzm, a mój optometrysta był w stanie dać mi nową receptę na okulary do czytania, aby skorygować ten astygmatyzm. Wiele osób wrażliwych na migotanie światła i migotanie wyświetlaczy smartfonów ma również astygmatyzm, a skorygowanie tego problemu może bardzo dobrze rozwiązać problem z wrażliwością.

W moim przypadku mogę używać migoczących telefonów, dopóki noszę okulary, ale nawet to mieści się w granicach. Nie odważę się używać żadnego z tych migoczących telefonów poniżej 50% jasności lub w ciemnym pokoju i generalnie nie mogę ich używać, gdy jestem nie w moich okularach.

Dla mnie oznacza to, że nie mogę używać telefonu do nawigacji podczas jazdy, ponieważ moje okulary służą tylko do czytania, a to oznacza, że niezwykle niewygodne (lub niemożliwe) patrzenie na migoczące telefony przez dłuższy czas podczas wykonywania ćwiczeń fizycznych z dala od nich dom.

Nie używaj automatycznej jasności

Automatyczna jasność to świetna koncepcja, gdy telefon korzysta z przyciemniania DC. W przypadku telefonów, które używają PWM do przyciemniania, automatyczna jasność to szybki sposób na ból głowy. Zamiast tego samodzielnie zarządzaj jasnością i utrzymuj ją na poziomie, który Twoim zdaniem jest możliwy do opanowania i nie powoduje zmęczenia oczu.

To dlatego, że telefony z przyciemnionym PWM migoczą mocniej przy niższych poziomach jasności, zwiększając ryzyko choroby PWM.

Polecam stosowanie tej praktyki w połączeniu z następną wskazówką.

Wypróbuj aplikację do przyciemniania ekranu

Nie używaj suwaka jasności telefonu do regulacji jasności. Zamiast tego zalecałbym utrzymywanie suwaka jasności systemu na poziomie 100%, aby modulacja ekranu była jak najniższa. Następnie użyj aplikacji do przyciemniania ekranu, aby kontrolować jasność, ponieważ działa to inaczej.

Po pierwsze, nigdy nie zalecałbym ściemniania większości wyświetlaczy smartfonów poniżej 50%, jeśli jesteś wrażliwy na migotanie światła. Nawet większość najbardziej przyjaznych dla oka wyświetlaczy smartfonów zaczyna robić śmieszne rzeczy poniżej 50%, aby zachować wysoką jakość obrazu przy niskich wartościach jasności.

próbowałem bardzo aplikacji przyciemniających ekran, ale ten ekran i aplikacja do przyciemniania powiadomień jest moim ulubieńcem od zawsze. Nie tylko zawiera wygodny panel sterowania, który przez cały czas pozostaje w cieniu powiadomień i ma przycisk szybkiego przełączania, ale faktycznie przyciemnia powiadomienia i okna dialogowe na poziomie systemu.

Wiele aplikacji do przyciemniania ekranu przyciemnia aplikacje tylko przez dodanie szarej nakładki na górze ekranu, której nie można wyświetlać na elementach interfejsu użytkownika na poziomie systemu. Co gorsza, większość z tych aplikacji nie pozwala klikać „bezpiecznych” przycisków, co oznacza, że ​​musisz je regularnie wyłączać, aby wykonywać normalne czynności na telefonie.

Aplikacja, którą poleciłem, nie ma żadnego z tych problemów i działa tak, jak można by tego oczekiwać.

Nie używaj telefonu w ciemnym pokoju

Używanie telefonu w ciemnym pokoju jest jednym z najszybszych sposobów na rozwinięcie tych okropnych uczuć choroby PWM. Nie ma znaczenia, jaki poziom jasności ma Twoje urządzenie — zwłaszcza jeśli używasz telefonu, który używa PWM do przyciemniania wyświetlacza. Siedzenie w ciemnym pokoju i patrzenie na jasny telefon po prostu nie jest dobre dla twoich oczu.

Zamiast tego postaraj się, aby oświetlenie otoczenia w pomieszczeniu było mniej więcej na tym samym poziomie jasności co telefon. Automatyczna jasność już by to zrobiła, ale dla nas, wrażliwych na PWM, automatyczna jasność zwykle nie jest opcją, ponieważ telefony mają tendencję do bardziej migotania przy ciemniejszych poziomach jasności.

Dodatkowo polecam użycie miernika migotania do przetestowania żarówek w domu, aby upewnić się, że nie migoczą. Jeśli nie masz specjalistycznego światłomierza, to aplikacja do pomiaru migotania jest bezpłatny i może pomóc w wykryciu migotania żarówki.

Nie używałbym jednak jego pomiarów jako nauki ścisłej. Zamiast tego po prostu użyj go, aby pomóc wykryć żarówki, które można wymienić na wersje bez migotania, takie jak te Żarówki LED Sylvania bez migotania. Używam ich w domu i uwielbiam je.

Nie używaj ciemnego motywu na niektórych telefonach

Może to zabrzmieć dziwnie, ale wyświetlacze OLED wykorzystujące PWM modulują bardziej, gdy wyświetlają ciemniejsze kolory. Dzieje się tak, ponieważ kolor i intensywność światła są połączone ze sobą w jednej diodzie LED, jak wyjaśniłem w powyższej sekcji. Telefony korzystające z wyświetlaczy OLED, które korzystają z przyciemniania DC, mogą używać trybu ciemnego o dowolnym odcieniu, o czym świadczą poniższe obrazy.

Większość aplikacji z ciemnym motywem nie używa czarnego tła, co w rzeczywistości całkowicie wyłączałoby poszczególne piksele OLED. Zamiast tego wielu programistów i producentów smartfonów używa ciemnoszarego tła, które jest bardziej szkodliwe dla oczu niż całkowicie czarne lub całkowicie białe tło.

Nie wierzysz mi? Sprawdź powyższe zdjęcia zrobione przy bardzo długim czasie otwarcia migawki i wysokim ISO, aby uchwycić szybkość PWM dla każdego koloru. Czarne paski biegnące od góry do dołu wyświetlacza to sposób, w jaki kamera widzi szybkość PWM. Im grubszy pasek, tym więcej modulacji występuje w celu uzyskania koloru.

Zauważ, że wszystkie jasne kolory mają cieńszy czarny pasek, a wszystkie ciemniejsze kolory mają znacznie grubszy pasek? Te piksele muszą dużo bardziej migotać, aby pokazać ten ciemny kolor, ponieważ podczas korzystania z PWM jasność piksela jest kontrolowana przez czas, w którym wyświetlacz jest wyłączony podczas cyklu pulsowania.

Zwróć uwagę w szczególności na obraz w skali szarości, ponieważ te kolory są dokładnymi odcieniami używanymi w ciemnym motywie Androida u wielu producentów i aplikacji.

Teraz, jeśli spojrzymy na telefon, który prawidłowo ściemnia DC – Motorola Edge Plus (2023) – zobaczysz, że wszystkie kolory są jednakowo reprezentowane i nie ma między nimi widocznej różnicy migotania. Obejmuje to ciemniejsze obrazy w skali szarości.

Na telefonach z wyświetlaczami OLED z przyciemnianiem PWM użyj jasnego motywu w interfejsie użytkownika telefonu, a następnie wybierz aplikacje, które mają ustawienia trybu „wyłączonych świateł”. W aplikacjach takich jak Świergot X, tryb Lights Out sprawia, że ​​całe tło jest czarne i podświetla wyświetlacz tylko wtedy, gdy obecne są inne kolory lub tekst. Zapewnia to, że mniejsza część wyświetlacza jest aktywna do modulowania w telefonach korzystających z przyciemniania PWM.

Zablokuj częstotliwość odświeżania

Może to zabrzmieć dziwnie, ale zablokowanie częstotliwości odświeżania wyświetlacza telefonu jest czasami łatwiejsze dla oczu niż dynamiczna częstotliwość odświeżania w telefonach korzystających z przyciemniania PWM. Istnieje wiele teorii wyjaśniających, dlaczego tak się dzieje, ale osobiście uważam, że jest to zmienność częstotliwości odświeżania w Wyświetlacze LTPO OLED to odgrywa największą rolę.

Ponieważ częstotliwość odświeżania na tych wyświetlaczach stale się zmienia w zależności od używanej aplikacji lub celu korzystania z telefonu — ale częstotliwość PWM prawdopodobnie pozostaje stała — twoje oczy są nieustannie bombardowane różnymi poziomami nienaturalnego odświeżania wyświetlacza wzory.

Przejdź do ustawień wyświetlacza telefonu i znajdź opcję częstotliwości odświeżania. Czasami nazywa się to „płynnym wyświetlaniem” lub czymś podobnym. Wyłącz go lub wybierz pojedynczą częstotliwość odświeżania do przetestowania. Niektóre telefony umożliwiają wybór spośród kilku różnych stawek, aby zablokować wyświetlacz. Mój osobisty, przyjazny dla oka ulubiony telefon, Motorola Edge Plus (2023), umożliwia wybór między 60 Hz, 120 Hz lub 165 Hz.

W zależności od typu wyświetlacza wybór najniższej możliwej częstotliwości odświeżania 60 Hz może być faktycznie najwygodniejszy. Daj mu szansę i zobacz, jak się czujesz!

Kup lepszy telefon

Rzeczywistość jest taka, że ​​nasza definicja „najlepszych telefonów” często obraca się wokół szybkości procesora, jakości aparatu lub innych czynników, ale często zaniedbuje to, jak złe dla naszych oczu są wyświetlacze tych telefonów.

Na szczęście najlepsze telefony dla osób wrażliwych na PWM wszystkie oferują wspaniałe wrażenia, szybkość przetwarzania, wysokiej jakości aparaty i, co najważniejsze, wyświetlacze, na które nie boli patrzeć.