Шим монитора что это: Что такое ШИМ в мониторах? Берегите глаза! — ПКРЕГИОН компьютерный магазин в Екатеринбурге недорогой техники каталог и цены с доставкой

Содержание

Что такое ШИМ в мониторах? Берегите глаза!

В предыдущей статье вы узнали, почему могут болеть глаза от монитора. В качестве продолжения, предлагаю узнать, что такое ШИМ в мониторах, как с ним жить и не испортить глаза.

Осторожно, они мерцают!

Все привыкли к мысли, что мерцают только старые большие мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), но на самом деле, для глаз гораздо более вредно мерцание современных ЖК и OLED-дисплеев!

Да, вам не показалось, большинство современных дисплеев мерцают и это мерцание обычно проявляется при понижении яркости.

Посмотрите на эту анимацию, левый символ яркости неприятно мерцает при уровне 50%

Анимация, показывающая работу ШИМ

И такое можно наблюдать не только на мониторах настольных компьютеров, то же самое происходит и со многими ноутбуками, смартфонами и планшетами.

Что такое ШИМ в мониторах?

Понизить яркость монитора можно двумя способами:

а.

) Уменьшить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа уменьшает свечение)
б.) Светить с перерывами, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать)

С технической точки зрения оказалось проще сделать так, чтобы яркость регулировалась мерцанием, часть времени лампа горит, а часть времени не светится.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — процесс управления мощностью, путём изменения длительности импульсов, при постоянной частоте.
В мониторах с ШИМ при уменьшении яркости экрана уменьшается длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов, в результате более заметно мерцание, которое может отрицательно повлиять на наше зрение.

На рисунке вы может увидеть сравнение двух способов регулировки яркости:

Сравнение способов регулировки яркости у мониторов

ШИМ работает следующим образом:

на яркости 50% мы половину времени видим импульс света, а вторую половину времени видим черный экран, глаз усредняет увиденное и мы воспринимаем серое свечение.

Когда яркость меньше – мерцание заметно больше.

Вот только глазу такое мерцание совсем не идёт на пользу.

Все ли мониторы мерцают?

Производители не спешат указывать в характеристиках, каким образом регулируется яркость и используется ли ШИМ. К счастью, есть мониторы, в которых нет ШИМа, либо мерцание появляется на совсем маленькой яркости.

У таких мониторов иногда в описании есть надпись «Flicker-Free» (переводится «без мерцания») и встречается подобный логотип:

Логотип «Flicker-Free» (без мерцания)

Перед покупкой можно изучить специализированные форумы в поисках нужной модели, но что делать, если вы уже купили монитор который мерцает?

Как узнать, мерцает ли ваш монитор?

Есть очень простой способ узнать, мерцает ли ваш монитор – «карандашный тест».

Возьмите карандаш в руки и поводите им перед светящимся монитором как веером (в плоскости экрана). Если след от карандаша размыт (выглядит смазанным), то мерцания нет, если же след разделяется (выглядит как набор теней от нескольких карандашей), то ваш монитор мерцает.

На этом видео показан пример проведения «карандашного теста»:

Сделайте проверку на разных уровнях яркости, от 0% до 100%, таким образом можно узнать, какая яркость безопасна для зрения.

Есть более сложные тесты, которые позволяют узнать частоту мерцания, но в большинстве случаев карандашного теста достаточно.

Что делать, если монитор мерцает?

Если вы обнаружили, что ваш монитор мерцает на комфортном уровне яркости, есть способ не испортить глаза:

Настройте яркость с помощью драйвера видеокарты

Качество изображение может стать немного хуже, но глазам станет намного легче.

Нужно настроить яркость монитора, так, чтобы мерцания не было, и, если в итоге яркость слишком большая, уменьшайте яркость в настройках драйвера видеокарты.

Алгоритм настройки простой:

Настройте яркость монитора либо на максимум, либо на уровень, когда мерцание отсутствует;
Зайдите в настройки драйвера видеоадаптера и в них уменьшите яркость до комфортного уровня;
Примените настройки.

Пример настройки яркости

Если возникнут сложности с поиском настроек драйвера – пишите в комментариях, постараюсь помочь.

Заключение

Сегодня вы узнали, что такое ШИМ, чем он опасен для глаз и как свести риски к минимуму.

Пишите, интересны ли вам уроки на тему здоровья и нужны ли подробности по рассмотренным в статье вопросам.

P.S. Не забудьте прочитать статью о других причинах усталости глаз при работе за компьютером, и до встречи на IT-уроках!

Автор: Сергей Бондаренко http://it-uroki.ru/

Копирование запрещено, но можно делиться ссылками:

Поделитесь с друзьями:

Понравились IT-уроки?

Все средства идут на покрытие текущих расходов (оплата за сервер, домен, техническое обслуживание)
и подготовку новых обучающих материалов (покупка необходимого ПО и оборудования).

Много интересного в соц. сетях:

особенности в мониторах, телевизорах, смартфонах

Большинству из нас хорошо известно о том, что мерцают вроде как лишь старые большие мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Однако, к удивлению многих, нужно отметить, что на самом деле мерцание современных ЖК и OLED-дисплеев для глаз намного вреднее.

Как бы это ни казалось странным, львиная доля современных дисплеев все-таки мерцает. И это мерцание, как правило, проявляется тогда, когда понижается яркость. И такое наблюдается не только на мониторах настольных компьютеров. Это же самое можно увидеть на многих ноутбуках, смартфонах, планшетах и даже телевизорах.

Каково мерцание в современных мониторах

Есть два метода добиться понижения яркости монитора:

— снизить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа делает меньше свечение),
— светить, делая перерывы, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать).

Технически проще сделать так, чтобы яркость регулировалась мерцанием.

Некоторое время лампа горит, а некоторое время не светится. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — как раз процесс управления мощностью. Он осуществляется, когда изменяется длительности импульсов, при постоянной частоте.

В мониторах с ШИМ, когда уменьшается яркость экрана, тогда уменьшается и длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов. В результате становится более заметным мерцание. Оно может негативно сказаться на зрение.

ВАЖНО! ШИМ в мониторах работает так: на яркости 50 процентов мы половину времени наблюдаем импульс света. А вторую половину времени мы смотрим на черный экран. Все, что глаз видит, он усредняет. В результате нами воспринимается серое свечение. Чем меньше яркость, тем больше мерцание. Вот только такое мерцание сильно вредит зрению.

Всегда ли монитор мерцает?

Производители не всегда указывают в характеристиках, каким образом можно производить регулировку яркости, а также применяется ли ШИМ?

На радость некоторым пользователям нужно сказать о том, что существуют мониторы, в которых ШИМ вообще отсутствует.

Бывает и так, что мерцание появляется лишь на яркости, которая совсем маленькая.

У подобных мониторов в некоторых случаях в описании предусмотрена надпись «Flicker-Free» (переводится «без мерцания») и бывает соответствующий логотип на корпусе.

Перед тем, как покупать товар, рекомендуем ознакомиться с информацией на специализированных форумах. Там вы сможете найти нужную модель без мерцания. Но, как быть, если у вас уже есть мерцающий монитор?

Как выяснить, мерцает ли монитор?

«Карандашный тест». Именно так называется очень простой метод, с помощью которого можно узнать, мерцает ли монитор (а также телевизор или экран ноутбука).

Берем карандаш. Ведем им перед светящимся монитором, как веером. Делать это надо в плоскости экрана. В том случае, когда след от карандаша размыт, и он смотрится смазанным, то мерцания нет. Когда же след разделяется, то есть смотрится как набор теней от нескольких карандашей, то это означает, что ваш монитор мерцает.

Вам необходимо сделать проверку на разных уровнях яркости, от 0 процентов до 100 процентов. Так можно установить, какая яркость для зрения не представляет какой-либо опасности.

ВАЖНО! Более сложные тесты предоставляют возможность установить, какова частота мерцания. Однако обычно карандашного теста достаточно для выявления проблемы.

Как действовать, если монитор мерцает?

Когда вы поняли, что монитор мерцает на комфортном уровне яркости, то примените определенный метод, который позволит не испортить глаза. Нужно настроить яркость с применением драйвера видеокарты.

Качество изображения после этого может стать несколько хуже, однако для глаз это будет существенно легче.

Вы должны настроить яркость монитора так, чтобы мерцания не было. И если яркость действительно чрезмерно большая, начинайте снижать яркость в настройках драйвера видеокарты.

Алгоритм настройки несложный:

— Настраиваем яркость монитора либо на максимум, либо на тот уровень, когда нет мерцания.
— Заходим в настройки драйвера видеоадаптера и в них снижаем яркость до уровня, который будет комфортным.
— Фиксируем настройки.

Причины головных болей от пользования смартфоном

Это касается не каждого. Однако есть такие пользователи современных смартфонов, которые каждодневно испытывают головные боли при их использовании. Очень часто на это жалуются те, кто владеют флагманами, в которых установлены дисплеи, изготовленные по технологии OLED. По мнению экспертов, все дело в низкой частоте мерцания экранов, когда яркость понижена за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Исследования показали, что в среднем человек берет в руки смартфон и активирует его экран примерно 90 раз в день. А еще он затрачивает на это в итоге более трех часов. С учетом такого частого общения с мобильником, качество экранов должно быть более высоким.

Многие считают, что нужный уровень нам предоставят дисплеи, изготовленные по прогрессивной технологии OLED, то есть когда максимально глубокий черный цвет, рекордные яркость, разрешение и число точек на каждый квадратный дюйм. И все-таки многие из гаджетов ведут себя достойно лишь тогда, когда яркость максимальная. А стоит ее снизить, как все становится не так гладко.

ВАЖНО! Проблема в том, что, когда яркость подсветки экрана снижается, то нередко уменьшается и частота, с которой он мерцает. В конкретном случае и действует технология широтно-импульсной модуляции, то есть ШИМ.

Все без исключения цифровые сигналы могут иметь пару логических уровней. Их условно называют «включено» и «выключено», единицей и нулем, напряжением активным и неактивным. При желании получить какое-либо среднее значение, как у аналоговых сигналов, нужно применять модуляцию.

Мы говорим о том, что периодически включаем и выключаем сигнал. А это создает ощущение, что работа выполняется не на полную мощность. Скажем, когда необходима подсветка на 40 процентов, то 4 0процентов времени она будет включена, а 60 процентов — выключена.

Поскольку напряжение подается и отключается с большой частотой, мозг человека усредняет данные значения. И появляется ощущение, что применяется средний уровень яркости. Однако не все воспринимают это безболезненно. Многие испытывают головные боли.

ВАЖНО! При более высокой частоте этого самого мерцания оно проще воспринимается. Производители и современных смартфонов знают об этом, однако не спешат тратить деньги на то, чтобы получить необходимые значения.

Купирование мерцания технологией DC Dimming

Хороших заменителей для ШИМ в смартфонах нет. Компоненты, необходимые для аналоговой регулировки яркости экранов, не поместятся в компактные корпуса мобильных устройств. Ко всему им необходим слишком большой заряд аккумулятора.

Вместе с тем отдельные производители нередко указывают на DC Dimming. Они говорят, что такая технология – это реальное спасение от ШИМ. Там можно существенно снизить влияние на глаза и голову в целом.

Но на практике эта технология нисколько не панацея. Ко всему в IPS-экранах ее используют уже давно. Вместе с ней мерцание тоже будет ощущаться, но только при яркости самой маленькой. Не будем сосредотачиваться на сложных нюансах. Остановимся только на базовых принципах работы технологии.

ВАЖНО! Суть DC Dimming – в контроле уровня напряжения, подача которого осуществляется на отдельные пиксели в экране. Чем ниже напряжение, тем меньше яркость. И потому IPS-экраны практически не мерцают.

И все-таки с OLED не все так просто. При изменении напряжения на пикселях в таких экранах они искажают цвета. Эксперты нередко говорят, что их цветопередача «плывет». Вот почему применять данные гаджеты становится менее комфортно, чем в случае с ШИМ.

Недостатки DC Dimming в случае OLED очевидны. И сейчас его применяют лишь экспериментально. Скажем, данная технология есть в относительно новых Android-смартфонах OnePlus 7 Pro и Xiaomi Black Shark 2.

ВАЖНО! Первому из них она не стала полезна. Ведь экранирование некачественное. А второй из них показывает средние для OLED показатели по яркости от 0 до 99 процентов. Прорыв не произошел. А цвета на экранах стали менее насыщенными, если их сравнивать с девайсами, применяющими ШИМ.

Мерцание экранов телевизоров

У многих современных телевизоров экраны тоже мерцают. Уровень пульсации составляет 100 процентов. Экран полностью гаснет и загорается. В результате глаза устают, болит голова, обостряются нервные заболевания.

Почему появляется пульсация? Источник света в ЖК-экранах современных телевизоров – это белые светодиоды. Если яркость подсветки установить на 100 процентов и отключить эко-режимы, то светодиоды будут питаться от постоянного напряжения. И пульсации не будет.

Регулировка яркости осуществляется с помощью ШИМ. Как правило, светодиоды включаются и выключаются за секунду сто раз. Когда половину времени они горят, а половину времени выключены, получается яркость 50 процентов. Когда горят одну десятую часть общего времени, получается 10 процентов.

ВАЖНО! Избавиться от пульсации экрана ЖК-телевизора так, чтобы не пришлось его переделывать, можно лишь одним способом. Нужно отключить все эко-режимы, установить уровень подсветки на 100 процентов, уменьшить яркость для того, чтобы получить комфортную картинку.

С большой вероятностью черный цвет при этом станет серым. И картина станет более блеклой. Зато не будет пульсации. Значит, глаза будут не так сильно уставать.

Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР / Блог компании Droider.Ru / Хабр

ШИМ, все вокруг говорят про ШИМ. Ну фиг знает — я его не вижу. Что хотите сказать, если понижу яркость дисплея, это как-то будет меня утомлять? Кажется тут есть в чём разобраться!

Сегодня мы объясним как на самом деле работает ШИМ. Узнаем сколько FPS видит человек, а сколько муха. Проведём тесты ШИМ на осциллографе. И, конечно, расскажем как избавиться от ШИМа на Samsung и на iPhone.

OLED дисплеи фактически во всём превзошли IPS. Но некоторые люди просто физически не могут пользоваться OLED, ведь они чувствуют усталость глаз, сухость и даже головные боли.

Почему так? Дело в том, что в отличие от большинства IPS-экранов большинство OLED-матриц мерцают. Примерно как дешевые люминесцентные лампы. И это не очень хорошо сказывается на зрении.

Но стоп! Лично у меня нет никаких проблем с OLED-дисплеями, да и мои друзья ходят с OLED и не жалуются.

Действительно, по статистике большинство (примерно 90%) людей не ощущают мерцания OLED-дисплеев. Мы даже провели опрос: Устают ли у Вас глаза от OLED дисплеев? Устают ли у вас глаза от IPS дисплеев? И получили вот такие результаты: примерно четверть — 27% сообщила, что у них глаза устают. Меньшинство, но всё же — четверть!

Тем не менее есть люди, которые не просто чувствуют ШИМ, но даже отчетливо его видят. Как так получается?

ШИМ в кинопроекторах

Чтобы ответить на этот вопрос давайте поговорим про кино. В старых кинопроекторах, в которых еще были бобины с плёнкой, крутили кино со скоростью 24 кадра в секунду.

Так вот, для того чтобы при смене кадров изображение не смазывалось и вы не видели момент перемотки пленки, в этот момент поток света перекрывался. Это приводило к адскому мерцанию, так как изображение постоянно обрывал «черный кадр».

Так как ускорить процесс смены кадров не было технической возможности киноделы придумали другой хак. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадра, но и когда на экране отображался статический кадр. Ммм. И какой в этом смысл?

Такое чередование изображения и дополнительных “черных кадров” позволяло искусственно увеличить частоту мерцания до 48 раз в секунду. Чего было достаточно, чтобы обмануть мозг. Видя постоянно мелькающую картинку, мозг просто «отключает» восприятия мерцания и мы видим плавную картинку. Кстати в немом кино, где использовалась частота 16 К/с, вообще перекрывали 3 раза и получилось мерцание — 48 раз в секунду.

Сколько мы видим кадров?

Этот невероятный эффект человеческого зрения называется порогом слияния мерцаний и этот порог равен 60 Гц. Это значит, всё что мерцает чаще чем 60 раз в секунду человек будет воспринимать как непрерывное изображение.

Кстати, у собак и кошек этот порог выше — в районе 70-80 Гц, а у мух так вообще 250-300 Гц.

Что же это получается, игровые мониторы 144 Гц и выше — это всё маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду — это минимальный порог, при котором человек перестает видеть мерцание.
А люди с натренированным зрением, например, пилоты истребителей на тестированиях различают кадры, появившиеся на 4 мс. Что соответствует 250 кадрам в секунду. К хардкорным геймерам это тоже относится.

На самом деле есть исследования, где люди смогли различить и 480 к/с и даже больше в некоторых условиях.

Но в целом если верить ГОСТАм: Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность. ГОСТ Р 54945-2012

Зачем нужен ШИМ?

Итак, со зрением разобрались. Но зачем вообще мерцают OLED-дисплеи и на какой частоте?

Сначала ответим на вопрос “Зачем?”

Существует два способа регулировки яркости дисплея:

Первый и самый очевидный способ, при помощи понижения напряжения. Чем меньше мы подаем энергии на дисплей, тем меньше он светится.

Именно так регулируется яркость в большинстве IPS-дисплеев в наших смартфонах, ноутбуках и мониторах.

Но почему бы на OLED-дисплеях не делать также? На самом деле можно, и так даже делали раньше. Например в смартфоне LG G Flex 2 использовался именно такой подход. Но есть проблема! На OLED-дисплеях при уменьшении напряжения сильно страдает картинка. Возникает так называемый мура-эффект, более известный как эффект “наждачной бумаги”. Мы подробно рассказывали об этом в материале про OLED.

Поэтому чтобы избежать такой деградации изображения используется второй подход: регулировка яркости при помощи мерцания или ШИМ. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, или PWM по-английски. Это буквально значит — регулировка ширины, ну или длительности, импульса.

Так, стоп, что еще за импульс? Дело в том, что напряжение в дисплеях, использующих ШИМ, не постоянное, а прерывистое. Оно подаётся при помощи вот таких всплесков или импульсов.

Количество импульсов в секунду называется частотой и измеряется в Гц. А время, которое занимает каждый цикл пульсации, называется периодом.

К примеру, возьмем частоту 250 Гц, в этом случае период будет 4 мс. Частота и период — это фиксированные значения, и с изменением яркости дисплея они не меняются. А вот ширина каждого импульса — это как раз то, что мы можем регулировать. Это значение называется рабочим циклом, и он выражается в процентах.

Если рабочий цикл 100%, импульс будет длиться 100% своего периода, то есть 4 мс. Это соответствует 100% яркости дисплея. Если мы сократим ширину импульса до 50% или 2 мс, воспринимаемая яркость дисплея также упадет до 50%. А на яркости 1% фактически 99% будет отображаться просто черный экран, но наше зрение это интерпретирует как просто очень тусклую картинку. Получается, чем меньше яркость дисплея, тем более выражен эффект мерцания. И тем это вреднее для глаз.

Частота ШИМ в разных дисплеях

На самом деле ШИМ используется не только в OLED-дисплеях, но и в IPS. Но в отличие от OLED в IPS-экранах используют очень высокую частоту мерцания, свыше 2000 Гц. Естественно, столь быстрое мерцание не сможет заметить ни человек, ни муха. А значит и глазки уставать не будут.

А какая частота ШИМ в OLED?

Тут всё зависит от конкретной модели, но есть определенные закономерности. Во-первых, желательно чтобы частота ШИМ была кратной частоте обновления дисплея. Потому на 60 Гц или 120 Гц дисплеях, как правило частота ШИМ — 240 Гц, а на 90 Гц дисплеях 360 Гц.

Мы решили убедиться в этом самостоятельно и отправились в Санкт-Петербург. Там ребята из компании ЛЛС подготовили для нас осциллограф с высокоскоростным фотодетектором.

Так мы проверили на ШИМ на iPhone 11 Pro и Pixel 4.

Тесты показали, что iPhone 11 Pro, вопреки общему мнению, немного мерцает даже на максимальной яркости, с частотой 240 Гц. При снижении яркости до 50%, мерцание становится менее выраженным, а значит до этого момента на iPhone используется уменьшение напряжения. Ну а дальше в бой вступает ШИМ. На осциллографе очень хорошо видно, как при снижении яркости уменьшается ширина импульса, а значит увеличивается мерцание.

В Pixel 4 вплоть до 70% яркости мы не обнаружили ШИМа совсем, видно только обновление экрана 90 Гц. А дальше начинается ШИМ с частотой 360 Гц. Но так как частота обновления экрана в Pixel 4 после 40% падает до 60 Гц, видно как каждый четвёртый импульс немного скачет. Это потому что частота обновления не совпадает с частотой модуляции.

Посмотреть частоту ШИМ в других моделях можно на портале notebookcheck.net. Впрочем, некоторые измерения там выглядят сомнительно. Либо на нашем родном IXBT.com, там всё ок с тестами.

Galaxy S20 — 242.7 Гц
Galaxy S20 Ultra — 240.4 Гц
Google Pixel 2 — 245.1 Гц
Google Pixel 2 XL — 242.7 Гц
Google Pixel 3a — 271.1 Гц
Google Pixel 3a XL — 242.7 Гц
Google Pixel 4 — 367.6 Гц
Google Pixel 4 XL — 367.6 Гц
Huawei P30 — 240.4 Гц
Huawei P30 Pro — 231.5 Гц
Huawei P40 — 245 Гц
Huawei P40 Pro — 365 Гц
iPhone 11 Pro — 290.7 Гц
iPhone 11 Pro Max — 245.1 Гц
iPhone XS — 240.4 Гц
iPhone XS Max — 240.4 Гц
OnePlus 5T — 242.7 Гц
OnePlus 6T — 240 Гц
OnePlus 7 — 200 Гц
OnePlus 7 Pro — 122 Гц
OnePlus 7T Pro — 294 Гц
OnePlus 8 Pro — 258 Гц
Samsung Galaxy A50 — 119 Гц
Samsung Galaxy A51 — 242.7 Гц
Samsung Galaxy A71 — 247.5 Гц
Samsung Galaxy S10e — 232 Гц
Xiaomi Mi 10 — 362. 3 Гц
Xiaomi Mi 8 — 238 Гц
Xiaomi Mi 8 Explorer Edition — 100 Гц

OnePlus 7 Pro:

Samsung Galaxy A50:

На самом деле, частоту мерцания OLED-дисплеев можно увеличить, пусть не до 2000 Гц, но хотя бы до 500 Гц. Кстати, именно такая частота ШИМ была в древнем Windows Phone — Lumia 950. Но это удорожает производство, а так как страдающих людей мало, производители воровать у себя из кармана не готовы.

Кстати, практически все современные LCD-телевизоры тоже ШИМят на частоте 240 Гц. И в теликах этот эффект даже более заметен, чем в телефонах.

Разве что SONY не поскупились установить в свои LCD модели контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц.

Как проверить ШИМ самому?

Но как проверить ШИМ на вашем телефоне, ноутбуке или телевизоре самостоятельно? Если у вас нет под рукой осциллографа с высокоскоростным кремниевым фотодетектором.

На самом деле очень просто! Вам нужно снять экран на видео в замедленной съемке 240 к/с или больше. Сейчас почти любой телефон так может. Если на всех значениях яркости вы не увидите мерцания в виде перемещающихся полос. Значит ШИМа нет.

Что такое DC Dimming?

Тем не менее проблема есть и первой её осознал Xiaomi, представив функцию DC Dimming в Black Shark 2 Pro. Эта тема настолько хорошо зашла, что очень быстро подсуетились OnePlus, OPPO и Huawei. И начиная с прошлого года во всех флагманах точно есть DC Dimming.

Само название расшифровывается как Direct Current Dimming, что переводится как затемнение постоянным током. Иными словами в этом случае яркость регулируется как и положено снижением напряжения.

СТОП! Но также нельзя! Картинка же убьется! На самое деле, так нельзя было делать раньше, потому как качество OLED-дисплеев оставляло желать лучшего. Но теперь всё иначе.

Уже давно многие производители стали использовать гибридный способ регулировки яркости. Например на iPhone до 50% яркости используется снижение напряжения, и только потом включается ШИМ. А телефоны с функцией DC Dimming пошли дальше и стали регулировать яркость исключительно снижением напряжения.

Да, включив DC Dimming на низких яркостях могут немного поплыть цвета и появиться шум. Но это совсем не критично.

И тесты показывают, что функция реально работает. Хотя колебания яркости и не сглаживаются полностью, всё равно такой подход позволяет многократно снизить нагрузку на наши с вами глаза.

По нашим замерам на Xiaomi Mi 10 ШИМ с включенным DC Dimming исчезает полностью! А значит ваши глазки смогут отдохнуть.

Убираем ШИМ для всех

Но что делать, если вам DC Dimming не завезли? Например у вас Samsung, который ШИМит даже на 100% яркости, или iPhone который начинает ШИМить на 50%?

На самом деле решение есть и оно программное. Имя ему экранные фильтры!

Android. Например, на любой Android можно поставить программу OLED Saver. Она умеет накладывать полупрозрачный серый фильтр поверх всего изображения. Регулируя прозрачность фильтра, регулируется яркость. Это программа умеет имитировать функцию автояркости. Можно довольно быстро из шторки регулировать прозрачность фильтра и настроить автозапуск после перезагрузки.

Не могу сказать что это очень удобно. Но может быть очень полезно, если любите позалипать в телефон перед сном в темноте.

iPhone. А на iPhone вообще есть специальный режим встроенный в систему. Он называется “понижение точки белого” и прячется в разделе “Универсальный Доступ”. Путь такой: Настройки > Универсальный доступ > Дисплей и размер текста > Понижение точки белого

А чтобы постоянно не лезть в настройки можно назначить включение режима на тройное нажатие кнопки питания с помощью такого пути: Настройки > Универсальный доступ > Быстрая команда.

В iOS 14 можно даже назначить тоже самое на постукивание по задней крышке. Но я бы не рекомендовал так делать, будут ложные срабатывания.

Ну и напоследок можно вынести ярлык с этой функцией в пункт управления. Для этого идём в Настройки > Пункт управления и перетаскиваем иконку “Команды для универсального доступа”.

Итоги

Что в итоге? ШИМ, конечно, зло. Хоть я его и не вижу, и мои глаза не устают, эта штука всё равно напрягает мозг. А с возрастом может появиться и усталость глаз.

С другой стороны, благодаря ШИМ вообще стал возможен прогресс в развитии технологии OLED. Если б его не было сидели бы мы на IPS и о всех прелестях классных OLED-дисплеев даже бы и не знали.

Очень надеемся, что DC Dimming станет стандартом и мы забудем о ШИМ в смартфонах и телевизорах точно также, как забыли о нём в настольных мониторах с появлением Flicker Free мониторов от BenQ. Это, кстати, та же самая технология что и DC Dimming.

В основу ролика легла статья с портала deep-review.com и материал Олега Афонина для журнала Хакер. Ребята проделали отличную работу, а мы продолжаем их дело.

Спасибо компании ЛЛС за оборудование и теплый приём в Питере! Очень приятно вместе с вами делать крутой науч-поп контент. На этом сегодня всё!

Карандашный тест монитора ШИМ. Как сделать и что это такое

Время чтения 4 мин.Просмотры 33k.Опубликовано 12.09.2017

Существует огромное количество способов для проверки качества работы монитора или телевизора перед покупкой. В магазинах консультанты всегда акцентируют внимание покупателя на размер и разрешение.

Но большинство опытных продвинутых покупателей уверены, что проверка экрана на ШИМ-мерцание при помощи обычного карандаша или ручки позволяет избежать покупки некачественного монитора, который будет вредить здоровью.

Что такое ШИМ

ШИМ или широтно-импульсная модуляция представляет собой один из методов уменьшения восприятия яркости экрана монитора или телевизора. Эффект мерцания создаётся при помощи регулярной подачи импульсов при заранее установленной чистоте. При этом подсветка экрана с очень быстрой скоростью включается и выключается. Самостоятельно заметить такой эффект достаточно тяжело.

Стоит отметить, что чем больше частота мерцания, тем сложнее человеку будет работать за ноутбуком или компьютером.

Его используют для того, чтобы достигнуть широкий спектр управления яркостью. По мнению специалистов, это один из самых удобных, а также простых способов достижения этой цели.

Любой объект, который является генератором света, производит эффект мерцания. Исключением являются лампы накаливания.

В законодательстве Российской Федерации прописано, что коэффициент мерцания на рабочем месте не должен превышать 10-20 % при частоте ниже 300 Гц.

Несмотря на то, что широтно-импульсная модуляция стандартно работает на частоте 175 Герц, это может приводить к заметным негативным изменениям в работе монитора.

Почему нужно проверять мерцание

В первую очередь, главной задачей при проверке мерцания является покупка качественного оборудования. По мнению программистов, если монитор регулярно и непрерывно мерцает, то человек, который в течение длительного времени использует его для работы, может ощущать сильную усталость и другие признаки недомогания, например:

Это отражается на здоровье наших глаз. Так как они постоянно напрягаются от постоянной пульсации, может заметно ухудшиться зрение;
Также одним из признаков постоянной пульсации монитора является появление головной боли и сонливость. В таком состоянии человеку очень сложно сосредоточиться на своей работе.

Поэтому, несмотря на то, что надежное устройство, которое не будет вредить вашему состоянию здоровья, будет стоить в несколько раз дороже, то стоит отдать ему предпочтение.

Перед покупкой специалисты настоятельно рекомендуют провести специальный тест для определения пульсации или мерцания при помощи обычного карандаша или ручки.

Тест монитора ШИМ

Для того чтобы проверить экран своего монитора на мерцание, которое создает ШИМ, необходимо:

Воспользоваться обычным карандашом или ручкой;
После этого найдите очень светлую картинку, желательно белого цвета. Если у вас нет доступа к Интернету, вы можете открыть любой текстовый редактор, например, Блокнот, и открыть пустой документ во всю ширину экрана. Главное, чтобы большая часть экрана была белая;
Затем возьмите свой карандаш или любой длинный и тонкий предмет;
Далее крутите его полукругом в 10-15 см от экрана.

В том случае, если контур карандаша вам практически не заметен, то мерцание экрана минимально. Это означает, что качество экрана вашего монитора достаточно хорошее. При долгой работе вы не будете чувствовать усталость и напряжение в своих глазах и теле.

Если контур виден достаточно отчётливо, то пульсация света экрана очень большая. Поэтому необходимо принять меры, чтобы устранить данную проблему.

Как убрать мерцание

Эксперты утверждают, что единственным способом исправления данной проблемы является полная замена экрана на новый. При этом существует мнение, что можно снизить ШИМ – пульсацию можно при помощи уменьшения частоты мерцания в настройках. В таком случае пользователю будет легче работать за компьютером.

Также существует альтернативный способ уменьшения эффект пульсации:

Для начала сделайте так, чтобы яркость вашего экрана была максимальной;
Далее проверьте, чтобы функция «Автонастройки» было отключена;
А после этого вам нужно найти регулировку цветокоррекции или контрастности на драйвере видеокарты и уменьшить ее до нормы;
Таким образом, мы уменьшаем яркость и контрастность экрана, а подсветка вашего экрана позволяет игнорировать Вашим глазам все мерцания.

Стоит отметить что такой эффект будет длиться недолго. Поэтому, если вы заботитесь о своём здоровье, лучше всего приобрести монитор, в котором отсутствует широтно — импульсная модуляция. Например, отличным вариантом будет экран, способ управления яркости которого имеет высоту в несколько раз больше, чем ШИМ.

Как ВАС ДУРЯТ при ПРОДАЖЕ МОНИТОРОВ и ТВ. РАЗОБЛАЧЕНИЕ:

Нажми поделиться и оставь комментарий:

Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?

Оценка этой статьи по мнению читателей:

Сегодня AMOLED-экраны используются не только во всех флагманах, но и все чаще встречаются в среднем ценовом сегменте (Galaxy A-серия от Samsung — отличный тому пример). А это значит, что все большее число пользователей открывает для себя эту прекрасную технологию.

Но вместе с яркими цветами, превосходными углами обзоров и бесконечной контрастностью, пользователи открывают для себя еще одну интересную особенность OLED — неприятные ощущения в глазах, усталость и даже головные боли.

И самое обидное (или лучше сказать — опасное?) в этой ситуации то, что далеко не каждый человек ощущает этот негативный эффект, хотя и подвержен его влиянию наряду с теми, кому повезло меньше.

В этой статье мы подробно разберемся, что же не так с AMOLED-дисплеями и можно ли как-то с этим справиться.

В чем суть проблемы?

Суть проблемы заключается в том, что экран смартфона постоянно мерцает. Это мерцание подобно тому, что возникает при использовании дешевых люминесцентных ламп, особенно когда они уже доживают свой срок. Это мерцание действительно вызывает очень неприятные ощущения — многие могли не раз убедиться в этом лично.

Разница со смартфоном лишь в том, что частота мерцания экрана намного выше и потому не заметна глазу.

Почему некоторые люди ощущают мерцание, в то время, как большинство — нет?

Если мы будем каждую секунду включать и выключать лампочку, то, естественно, увидим мерцание света. И чем быстрее мы будем это делать, тем быстрее будет казаться мерцание. Однако на определенной частоте (примерно 60 раз в секунду, то есть, 60 Гц) мозг перестанет воспринимать мерцание и нам будет казаться, что лампочка горит непрерывно.

Этот эффект называется порогом слияния мерцания. У человека он равен 60 герцам, у собак — 70-80, у мух и того больше — 250-300 Гц. Однако, у некоторых людей восприимчивость бывает выше, например, некоторые пилоты истребителей при тестировании различают кадры, появившиеся на 4 мс (что соответствует 250 кадрам в секунду). То же касается и людей, слишком много времени проводящих за компьютерными играми с высоким FPS.

Другими словами, не нужно обладать супер-способностью, чтобы различить мерцание свыше 60 Гц. Но даже те люди, которые не воспринимают такой частоты и не ощущают никаких проблем с AMOLED-экранами, подвергаются негативному влиянию низкочастотного мерцания (или пульсации света).

Зрительные рецепторы способны улавливать пульсацию света с частотой вплоть до 300 Гц (или 300 раз в секунду), а мозг непрерывно обрабатывает полученные данные, находясь в возбужденном состоянии. Именно такой порог (300 Гц) является рекомендуемым минимумом по ГОСТу Р 54945-2012:

Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность
ГОСТ Р 54945-2012

Таким образом, даже если мерцание AMOLED-экрана вашего смартфона не вызывает у вас болевых ощущений в глазах, оно вполне может влиять на эмоциональное состояние и работоспособность.

Любопытный факт №1

Все мы помним старые кинопроекторы, в которые помещалась пленка с серией неподвижных кадриков. Эта пленка передвигалась с определенной скоростью, сменяя кадр за кадром 24 раза в секунду.

Чтобы движение пленки не смазывало изображение, поток света перекрывался в момент смены кадра. Это приводило к сильному мерцанию, так как изображение постоянно обрывал «черный кадр».

Но вместо того, чтобы как-то ускорить процесс смены кадров, поток света стали просто перекрывать дважды — в момент смены кадра и вхолостую, когда пленка не двигалась и кадр отображался на экране. Это искусственно увеличило мерцание до 58 раз в секунду (чередование «черного кадра» с изображением).

Учитывая порог слияния кадров (50-60 Гц), мозг просто «отключал» восприятие мерцания и зритель наблюдал плавную картинку. А еще раньше, во времена немого кино, использовалась частота 16 кадров в секунду. Поэтому свет перекрывали трижды — один раз для смены кадра и два раза вхолостую, чтобы увеличить мерцание до 48 раз в секунду.

Что такое ШИМ или почему OLED-экран смартфона мерцает?

Мерцание экрана связано лишь с одной единственной задачей — управлением яркостью. Есть два способа регулировать яркость экрана и оба они успешно применяются в IPS-матрицах:

Понижать/повышать напряжение
Использовать пульсацию света

С первым пунктом все понятно — чем сильнее напряжение, тем ярче горит лампа и наоборот. А вот со вторым мы и разберемся подробнее.

ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. И означает этот термин буквально следующее: регулировка ширины (длительности) импульса. Пока что это ни о чем не должно вам говорить.

Импульс, говоря простым языком, — это всплеск напряжения в определенном промежутке времени. Его можно изобразить так:

У импульса есть длина, мы можем сделать его короче или длиннее (шире). Также можно генерировать несколько таких импульсов с определенной периодичностью. К примеру, представим, что мы будем периодически посылать на светодиоды OLED-экрана несколько импульсов:

Они идут с определенной постоянной частотой, скажем, 4 импульса в секунду. Получается, каждый из этих импульсов длится 0.25 с (1 секунда, разделенная на 4 импульса).

Когда через светодиод OLED-экрана проходит напряжение (импульс), он начинает светиться. Импульс появился — светодиод загорелся, импульс пропал — светодиод потух. В реальном AMOLED-экране количество таких импульсов может быть 200 в секунду (говорят «частота 200 Гц») или 250, а может и 500! Все зависит от производителя.

Но как же нам теперь снизить яркость на 50%? Достаточно всего лишь, не меняя напряжение, сократить длительность (ширину) импульса в 2 раза. Частота при этом сохраняется, то есть, каждый новый импульс из нашего примера будет проходить все также через 0.25 секунд, но длина самого импульса будет уже не 0.25 секунд, а примерно 0.12 секунд (в 2 раза короче):

Получается, импульсы и дальше поступают каждые 0.25 секунд, вот только половину этого времени светодиод горит, а вторую половину — не горит. Это приведет к тому, что мы будем воспринимать яркость в 2 раза ниже первоначальной.

Если нужно сделать минимальную яркость, можно вообще сократить ширину импульсов из нашего примера до 0.01 секунды. Это приведет к тому, что большую часть времени экран просто не будет гореть: включается на 0.01 секунду, а потом отключается на 0.24 секунды, затем снова все повторяется. И так каждые 0.25 секунд.

Именно так и работает подсветка, только вместо 4 импульсов в секунду, мы имеем 200-300 импульсов. И подавляющее большинство людей визуально никак не замечает, что на минимальной яркости экран большую часть времени буквально выключен. Но некоторые, все же, это хорошо ощущают.

Подведем небольшой итог

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это способ изменения яркости экрана смартфона. Конечно же, ШИМ используется далеко не только для регулировки яркости, но в рамках статьи нас интересует только это.

Включая и выключая экран очень быстро (200-300 раз в секунду), человеческий мозг воспринимает это за непрерывное свечение. Получается, если частота составляет 250 Гц (то есть, за секунду поступает 250 импульсов напряжения), длина каждого такого импульса составит 4 миллисекунды (1000/250).

Если все эти 4 миллисекунды экран будет гореть, тогда яркость дисплея будет максимальной. Ведь, по сути, все время будет подаваться максимальное напряжение. Но как только мы будем сокращать время работы экрана в течение этих 4 миллисекунд, яркость начнет падать.

Другими словами, если 2 мс экран будет включен, а 2 мс — выключен (и так каждые 4 мс), тогда яркость экрана будет восприниматься вдвое ниже. Хотя в реальности мы подаем ровно такое же максимальное напряжение, просто более короткими порциями, из-за чего начинает проявляться мерцание, которое мы не воспринимаем.

Зачем использовать ШИМ вместо прямого управления напряжением?

С помощью ШИМ можно получить гораздо более широкий диапазон яркости, чем при изменении напряжения. Также ШИМ является более простой в плане реализации технологией.

Ну а главная причина кроется в особенностях органических светодиодов. Во-первых, постоянное напряжение приведет к нагреву светодиодов и их более быстрому выходу из строя. Во-вторых, подобрать для одного экрана миллионы светодиодов с идентичными характеристиками практически нереально. У каждого из них будут небольшие отличия, которые и проявятся при низком напряжении.

Точная цветопередача OLED-экранов достигается при максимальном напряжении. Если его слишком сильно снизить, тогда на экране вместо серого фона мы получим «грязный» неравномерный фон с фактурой «наждачной бумаги»:

На фото выше — снимок OLED-экрана смартфона LG G Flex 2 на минимальной яркости, у которого отсутствовал ШИМ. Но в те далекие времена никто не оценил такой заботы компании о здоровье своих пользователей. 🙂

Столь «отвратительное» качество экрана лишь вызывало желание побыстрее сменить этот смартфон на «супер-прогрессивный» AMOLED-экран от Samsung, в котором широтно-импульсная модуляция была настолько агрессивной, что мерцание начиналось почти с максимальной яркости.

Любопытный факт №2

Если вы думаете, что времена с «диким» ШИМом далеко позади, то не спешите радоваться. Все современные смартфоны от компании Samsung, включая флагманы Galaxy S10 и Note 10, управляют яркостью с помощью ШИМ, где мерцание наблюдается даже на максимальной яркости.

Почему яркость IPS-экранов не управляется ШИМ?

Многие этого не знают, но ШИМ очень часто используется и на IPS-экранах. К примеру, регулировка яркости широтно-импульсной модуляцией осуществляется на таких смартфонах, как:

Все эти смартфоны используют ШИМ, но не вызывают ни малейшего дискомфорта или вредного эффекта. Так в чем же дело? В частоте. Или, другими словами, в количестве импульсов за 1 секунду.

Если на iPhone 11 Pro подсветка работает с частотой 290 Гц (290 импульсов в секунду), Xiaomi Mi 9 — 245 Гц, а Samsung Galaxy S10 — 240 Гц, то частота ШИМ на любом из вышеупомянутых смартфонов с IPS-экранами не ниже 2000 Гц. Столь быстрое мерцание совершенно никак не регистрируется мозгом или глазами.

К слову, нередко можно встретить и смартфоны с совершенно недопустимым значением ШИМ, например:

От этих аппаратов глаза на минимальной яркости могут уставать даже у тех людей, которые не ощущает мерцание.

Любопытный факт №3

Многие смартфоны управляют яркостью AMOLED-экранов сразу двумя способами — изменением напряжения и ШИМ.

К примеру, на смартфонах с OLED-экранами от Apple отсутствует мерцание вплоть до 50% яркости, а уже ниже этого значения управление яркостью переходит на ШИМ. У других компаний используется только ШИМ, как например, у Samsung.

Что мешает увеличить частоту ШИМ на OLED-экранах?

Действительно, почему OLED-экраны мерцают с частотой 200-300 Гц, вместо того, чтобы работать на частоте, скажем, 1000 Гц? Ведь на IPS-дисплеях с ШИМ частота мерцания может вообще достигать 100000 Гц и выше!

Конечно, сравнивать мерцание лампочки и мерцание органического светодиода нельзя и столь высокие значения приведут к плохим последствиям. Но, почему бы не увеличить частоту хотя бы в 2 раза?

На самом деле, можно. И такие смартфоны даже выходили. Вспомнить хотя бы последний флагман на Windows Phone от Microsoft — Lumia 950 с частотой мерцания 500 Гц:

Дело в том, что такие экраны будут обходиться производителю дороже. Пускай на 30-70 центов, но дороже. Учитывая то, как мало людей непосредственно ощущают вредное влияние мерцания и ту сумму, что можно сэкономить на миллионах проданных устройств, ответ очевиден — до этого никому, за редким исключением, нет дела.

Но за последние 2 года интерес к этой проблеме возрос очень сильно, что заставило многих производителей (а в скором будущем, вероятно, и всех), обратить на это внимание. Уже сегодня мы видим первые шаги на пути к решению проблемы вредного влияния. Речь идет о функции DC Dimming.

Что такое DC Dimming?

Именно так называется функция, появившаяся на некоторых современных смартфонах с AMOLED-экранами, к примеру, в линейке Xiaomi Mi 9 или на смартфоне OnePlus 7 Pro.

Само название DC (от англ. Direct Current — прямой ток) Dimming говорит о том, что речь идет об управлении прямым током. То есть, управление подсветкой должно переключаться с ШИМ на работу с напряжением. И в этом вся проблема. Так как нельзя простым алгоритмом или программной функцией изменить принцип работы дисплея. Нужны соответствующие аппаратные изменения.

Что же происходит в действительности при включении DC Dimming? Во-первых, подсветка все так же управляется импульсами, а значит, полностью от вредного мерцания эта функция не спасает. Это хорошо видно на графиках осциллографа (на примере смартфона с поддержкой функции DC Dimming):

Слева — ШИМ, справа — DC Dimming (Credits: Notebookcheck.

com)

То есть, амплитуда колебаний довольно сильно сглаживается, что заметно снижает уровень пульсации и вредного мерцания, однако линия далеко не прямая, как было бы в случае с реальным управлением напряжением.

Что именно происходит при работе DC Dimming пока точно неясно, возможно, это аналог какого-то программного фильтра, накладываемого поверх изображения. То есть, яркость включается на максимум (что приводит к исчезновению мерцания), после чего изменяется степень прозрачности этого фильтра. Возможно, используется другая программная технология.

В любом случае, DC Dimming не лишен недостатков, в частности, на низкой яркости смартфон может не отображать полутонов на темном фоне, как, например, на фото ниже (слева — экран OnePlus 7 Pro с ШИМ, а справа — DC Dimming):

На фото справа хорошо видна проблема с отсутствием деталей в тенях, вместо мягкого изображения мы видим черные пятна. Но, тем не менее, это хоть какое-то решение для людей, ощущающих вредное мерцание.

Вместо заключения хотелось бы еще раз подчеркнуть ту мысль, что вредное мерцание существует и оно влияет на каждого человека. Даже если вы не чувствуете никакого дискомфорта, ваш мозг продолжает обрабатывать сигналы пульсирующей подсветки на частоте ниже 300 Гц.

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

Понравилась статья? Поделитесь с другими:

Миф или правда — экраны современных телевизоров и мониторов не мерцают

Разделы статьи

Каково мерцание в современных мониторах

Есть два метода добиться понижения яркости монитора:

Технически проще сделать так, чтобы яркость регулировалась мерцанием. Некоторое время лампа горит, а некоторое время не светится. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — как раз процесс управления мощностью. Он осуществляется, когда изменяется длительности импульсов, при постоянной частоте.

«Карандашный тест» мерцания экрана

Существует крайне простой, но эффективном способ определения наличия видимого мерцания источников света, в том числе мониторов и телевизоров. Для этого нам понадобится обычный карандаш или ручка, да вообще любой узкий вытянутый предмет.

Предварительно выставьте желаемую яркость и лучше, если на экране будет белая заливка или, по крайней мере, очень светлая картинка.

Взяв карандаш за кончик, поводите им перед светящимся экраном как веером. Если след от карандаша размывается, то мерцания нет, если же след разделяется (выглядит как набор теней от нескольких карандашей), то ваш монитор мерцает. Чем отчётливее контуры, тем мерцание сильнее.

Кстати, подобным образом можно проверять и ставшие популярными светодиодные лампы. В дешёвых моделях могут экономить на драйвере, вообще его не устанавливая (лично видел такую поделку), потому свет от таких светильников получается с крайне неприятными пульсациями.

Но что же с ЖК-экранами? Безусловно, лучшим вариантом, будет присмотреться к другой модели, но что делать, если монитор или телевизор уже куплен? Увеличивая яркость, мы конечно добиваемся снижения мерцания, но комфорта для глаз это не прибавляет.

Лучшим вариантом, на мой взгляд, будет использование тёмной темы оформления в сочетании с тёмными обоями, так можно свести к минимуму влияние мерцания подсветки экрана. Да и в целом, не лишним будет почаще делать перерыв в работе.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

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

iPhone 11 Pro Max — 245,1 Гц;
iPhone 11 Pro — 290,7 Гц;
iPhone 11 — 0;
iPhone XS Max — 240 Гц;
iPhone XS — 240,4 Гц;
iPhone XR — 0;
iPhone X — 240 Гц;
iPhone 8 Plus — 0;
iPhone 8 — 0.

Samsung

Galaxy Fold — 240,4 Гц;
Galaxy Note 10+ — 250 Гц;
Galaxy Note 10 — 236 Гц;
Galaxy S10+ — 235,8 Гц;
Galaxy S10 — 240,4 Гц;
Galaxy S10e — 232 Гц;
Galaxy Note 9 — 227 Гц;
Galaxy S9+ — 215,5 Гц;
Galaxy S9 — 240,4 Гц.

Huawei

Huawei P30 Pro — 231,5 Гц;
Huawei P30 — 240,4 Гц;
Huawei Mate 20 Pro — 245,1 Гц;
Huawei Mate 20 — 0;
Huawei P20 Pro — 238,1 Гц;
Huawei P20 — 0;
Huawei Mate 10 Pro — 247,5 Гц;
Huawei Mate 10 — 0;
Huawei P10 — 0.

Xiaomi

Xiaomi Mi 9T Pro — 223 Гц;
Xiaomi Mi 9T — 245,1 Гц;
Xiaomi Mi 9 — 245,1 Гц;
Xiaomi Mi 9 SE — 255 Гц;
Xiaomi Mi Mix 3 — 240,4 Гц;
Xiaomi Black Shark 2 — 242,7 Гц;
Xiaomi Mi Mix 2 — 0;
Xiaomi Mi 8 — 238 Гц;
Xiaomi Mi Mix — 0.

OnePlus

OnePlus 7 Pro — 122 Гц;
OnePlus 7 — 200 Гц;
OnePlus 6T — 240 Гц;
OnePlus 6 — 236 Гц;
OnePlus 5T — 242,7 Гц;
OnePlus 5 — 250 Гц;
OnePlus X — 237 Гц;
OnePlus 3T — 244 Гц;
OnePlus 3 — 243,9 Гц.

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.

Шим монитора — что это?

Многие знают о том, что старые телевизоры, работающие на основе ЭЛТ мерцают и тем самым портят зрение, но мало кто слышал о том, что мерцание современных дисплеев в разы опаснее.

Это правда, большое количество современных дисплеев при работе мерцает. Этот эффект проявляется при понижении уровня яркости. Такой эффект бывает не только на мониторах ПК, но также и на ноутбуках, смартфонах и других гаджетах.

ШИМ — это широтно-импульсивная модуляция, которая является процессом управления мощностью в результате корректировки длительности импульсов при установленной частоте.

С целью понижения уровня яркости техники можно воспользоваться одним из следующих методов:

Снизьте мощность работы лампы свечения. В этом случае лампа снижает свечение.
Светить можно с перерывами, это необходимо для того, чтобы за единицу времени было меньшее количество света. Лампа в этом случае будет мерцать.

В технике с шимом, когда вы понижаете яркость, мерцание становиться более заметно, а это негативно может сказаться на ваших глазах. На рисунке приведены два метода регулировки яркости.

При эксплуатации подобного типа мониторов, в том случае если вы снижаете яркость экрана, появляется мерцание, а это вполне может стать причиной того, что ваши глаза будут скорее уставать.

Хотите увидеть особенности сравнения описанных методов? Это можно увидеть на рисунке ниже.

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.

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.

Почему нужно проверять мерцание

Это отражается на здоровье наших глаз. Так как они постоянно напрягаются от постоянной пульсации, может заметно ухудшиться зрение;
Также одним из признаков постоянной пульсации монитора является появление головной боли и сонливость. В таком состоянии человеку очень сложно сосредоточиться на своей работе.

Как узнать, мерцает ли ваш монитор?

Есть очень простой способ узнать, мерцает ли ваш монитор – «карандашный тест».

На этом видео показан пример проведения «карандашного теста»:

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.

В случае с Android устройствами:

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.

Пример изменения изображения матрицы с включенным DC Dimming

Но что делать, если у меня iPhone?

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.

Как работает ШИМ

Итак, на входе имеем некое напряжение, при котором можем получить максимальную яркость свечения ламп подсветки. Теперь задача – получить нужный уровень яркости экрана.

Для этого воспользуемся двумя свойствами – возможностью ламп подсветки быстро включаться и выключаться и инерционностью нашего зрения, которое при определенной частоте таких включений-выключений перестает замечать это, а свечение кажется постоянным. Об этом поговорим чуть позже.

Итак, для того, чтобы заставить лампы светиться как нам надо, требуется просто подавать импульсы напряжения нужной скважности. Скважность – отношение периода импульса к его длительности. Таким образом, если нам нужна максимальная яркость, достаточно, чтобы скважность стала равна 1, т. е. импульсов, по сути не будет.

Если же мы хотим, скажем, снизить яркость на 50%, то будет достаточно, если длительность импульса будет равна половине его периода, соответственно. Если требуется четверть свечения – скважность импульса составляет соответствующее значение. Все это наглядно показано на иллюстрации.

Принцип действия прост, ШИМ используется во многих случаях, и почему именно применительно к дисплеям об этом способе упоминают чаще всего? Проблема в том, что это непосредственно связано с воздействием на глаз человека, работающего за монитором, и воздействие это не сказать, что полезно.

Проблема стала несколько более острой после того, как в LCD панелях стала использоваться LED подсветка, т. е. в качестве источника света стали использоваться светодиоды. Перед этим использовалась несколько другая технология. Кратко вспомним ее.

Мерцание экранов телевизоров

CCFL vs LED

Некоторое время назад для подсветки экранов с жидкими кристаллами использовались лампы CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp — люминесцентная лампа с холодным катодом). Не буду сейчас останавливаться на конструкции, достоинствах и недостатках этого вида подсветки. Сейчас CCFL почти вытеснена светодиодной подсветкой LED. Тем не менее, еще встречаются мониторы с этим типом ламп.

Почему с CCFL проблема мерцания была не столь актуальна, как сейчас? Принцип работы ШИМ абсолютно тот же, в течение периода импульса лампы часть времени горят, а в остальное время выключены. По крайней мере, на них не подается питающее напряжение. Мерцание есть, но оно несколько иное.

Дело в том, что у ламп CCFL присутствует заметная задержка, порядка 2-3 мс, в течение которого уменьшается яркость. Мало того, в силу свойств люминофора, которым покрыты стенки лампы, излучаемый спектр оказывается широким, с большой интенсивностью в ультрафиолетовом диапазоне и с большой неравномерностью в видимой части спектра.

Таким образом, при включении и выключении CCFL-лампы разные цвета излучаемого спектра реагируют в разное время. В частности, синий цвет срабатывает немного раньше на включение, и он же быстрее исчезает при снятии напряжения. Красный же наоборот, включается медленнее, и медленнее же отключается. Это показано на графике ниже.

В результате имеем несколько более «мягко» (если так можно сказать) работающую регулировку яркости при помощи ШИМ, но беда в том, что в силу задержек на включение и выключение CCFL-ламп частота импульсов оказывается низкой, к тому же может проявляться изменение цвета этих мерцаний.

LED подсветка более быстродействующая, тут практически отсутствуют задержки реакции на включение/выключение, да и продуцируемый свет не распадается на спектральные составляющие. Импульс имеет более приближенную к прямоугольнику форму, как показано на рисунке.

Так в чем проблема? Вот в этом быстродействии, как и спасение в нем же. При той же частоте следования импульсов, как и в случае с CCFL-лампами, мерцание становится гораздо более заметным, резким, хотя и лишенным «плавания» цветов. Включение/выключение ламп стало буквально «бросаться в глаза».

Снизить неприятный эффект позволяет более высокая частота импульсов, регулирующих яркость. Если в случае с CCFL частота обычно составляет 175 Гц, то ШИМ на этой частоте при использовании светодиодной подсветки будет означать, что у вас плохой монитор. Избавиться от неприятных ощущений позволяет поднятие частоты импульсов регулирования яркости экрана до килогерца, а лучше десятков килогерц.

Такая частота уже не различается человеческим глазом, и в случае, если тот или иной монитор имеет частоту ШИМ, скажем, 24 кГц, вполне можно считать, что данная модель дисплея практически безвредна и мерцание не будет утомлять.

Что такое ШИМ в мониторах?

Понизить яркость монитора можно двумя способами:

а.) Уменьшить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа уменьшает свечение)
б.) Светить с перерывами, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать)

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — процесс управления мощностью, путём изменения длительности импульсов, при постоянной частоте.
В мониторах с ШИМ при уменьшении яркости экрана уменьшается длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов, в результате более заметно мерцание, которое может отрицательно повлиять на наше зрение.

На рисунке вы может увидеть сравнение двух способов регулировки яркости:

Сравнение способов регулировки яркости у мониторов

ШИМ работает следующим образом: на яркости 50% мы половину времени видим импульс света, а вторую половину времени видим черный экран, глаз усредняет увиденное и мы воспринимаем серое свечение. Когда яркость меньше – мерцание заметно больше.

Вот только глазу такое мерцание совсем не идёт на пользу.

Что такое ШИМ и реально ли эта технология опасна для зрения?

Осторожно, они мерцают!

Посмотрите на эту анимацию, левый символ яркости неприятно мерцает при уровне 50%

Анимация, показывающая работу ШИМ

Рейтинг смартфонов с минимальным шимом

Человеческий глаз не замечает мерцание, если ШИМ находится в диапазоне 200 Герц и выше, а яркость от 0 до 99%. Отметим, что при использовании IPS матриц широтно-импульсная модуляция практически отсутствует и не вредит здоровью.

Ниже представлен список смартфонов с минимальным ШИМ, оказывающих минимальную нагрузку на глаза человека.

Huawei

Mate 10 Pro — 247,5 Гц;
Mate 20 Pro — 245,1 Гц;
P30 — 240,4 Гц;
P20 Pro — 238,1 Гц;
P30 Pro — 231,5 Гц;
Mate 10 — 0;
Mate 20 — 0;
P20 — 0;
P10 — 0

Xiaomi

Mi 9 SE — 255 Гц;
Mi 9T — 245,1 Гц;
Mi 9 — 245,1 Гц;
Black Shark 2 — 242,7 Гц;
Mi Mix 3 — 240,4 Гц;
Mi 8 — 238 Гц;
Mi 9T Pro — 223 Гц;
Mi Mix 2 — 0;
Mi Mix — 0

OnePlus

OnePlus 7 — 200 Гц;
OnePlus 5 — 250 Гц;
OnePlus 3T — 244 Гц;
OnePlus 3 — 243,9 Гц;
OnePlus 5T — 242,7 Гц;
OnePlus 6T — 240 Гц;
OnePlus X — 237 Гц;
OnePlus 6 — 236 Гц;
OnePlus 7 — 200 Гц;
OnePlus 7 Pro — 122 Гц

Samsung

Galaxy Note 10+ — 250 Гц;
Galaxy Fold — 240,4 Гц;
Galaxy S10 — 240,4 Гц;
Galaxy S9 — 240,4 Гц;
Galaxy Note 10 — 236 Гц;
Galaxy S10+ — 235,8 Гц;
Galaxy S10e — 232 Гц;
Galaxy Note 9 — 227 Гц;
Galaxy S9+ — 215,5 Гц

Apple

iPhone 11 Pro — 290,7 Гц;
iPhone 11 Pro Max — 245,1 Гц;
iPhone XS — 240,4 Гц;
iPhone X — 240 Гц;
iPhone XS Max — 240 Гц;
iPhone XR — 0;
iPhone 8 Plus — 0;
iPhone 11 — 0;
iPhone 8 — 0

Цифра «0» в списке означает, что экран практически не мерцает. Для остальных – чем выше частота ШИМ смартфонов – тем лучше. Полный список устройств представлен на сайте NotebookChek в разделе PMW Ranking.

Что такое ШИМ в мониторах?

Понизить яркость монитора можно двумя способами:

а.) Уменьшить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа уменьшает свечение) б.) Светить с перерывами, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать)

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — процесс управления мощностью, путём изменения длительности импульсов, при постоянной частоте.
В мониторах с ШИМ при уменьшении яркости экрана уменьшается длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов, в результате более заметно мерцание, которое может отрицательно повлиять на наше зрение.

На рисунке вы может увидеть сравнение двух способов регулировки яркости:

Сравнение способов регулировки яркости у мониторов

Вот только глазу такое мерцание совсем не идёт на пользу.

Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?

Оценка этой статьи по мнению читателей: 5

(234)

В этой статье мы подробно разберемся, что же не так с AMOLED-дисплеями и можно ли как-то с этим справиться.

В чем суть проблемы?

Разница со смартфоном лишь в том, что частота мерцания экрана намного выше и потому не заметна глазу.

Почему некоторые люди ощущают мерцание, в то время, как большинство — нет?

Этот эффект называется порогом слияния мерцания. У человека он равен 60 герцам, у собак — 70-80, у мух и того больше — 250-300 Гц. Однако, у некоторых людей восприимчивость бывает выше, например, некоторые пилоты истребителей при тестировании различают кадры, появившиеся на 4 мс (что соответствует 250 кадрам в секунду). То же касается и людей, слишком много времени проводящих за компьютерными играми с высоким FPS.

Зрительные рецепторы способны улавливать пульсацию света с частотой вплоть до 300 Гц (или 300 раз в секунду), а мозг непрерывно обрабатывает полученные данные, находясь в возбужденном состоянии. Именно такой порог (300 Гц) является рекомендуемым минимумом по ГОСТу Р 54945-2012:

Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность
ГОСТ Р 54945-2012

Любопытный факт №1

Что такое ШИМ или почему OLED-экран смартфона мерцает?

Понижать/повышать напряжение
Использовать пульсацию света

ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. И означает этот термин буквально следующее: регулировка ширины (длительности) импульса. Пока что это ни о чем не должно вам говорить.

Но как же нам теперь снизить яркость на 50%? Достаточно всего лишь, не меняя напряжение, сократить длительность (ширину) импульса в 2 раза. Частота при этом сохраняется, то есть, каждый новый импульс из нашего примера будет проходить все также через 0.25 секунд, но длина самого импульса будет уже не 0.25 секунд, а примерно 0.12 секунд (в 2 раза короче):

Подведем небольшой итог

Зачем использовать ШИМ вместо прямого управления напряжением?

Как проверить мой монитор на мерцание ШИМ?

Есть несколько устройств, на которых вы тестируете свой монитор на мерцание ШИМ, но я хочу показать вам кое-что попроще.

Приведенный ниже тест основан на простой движущейся линии на экране.

Вам необходимо протестировать монитор при максимальной аппаратной яркости и минимальной аппаратной яркости.

Под аппаратной яркостью я имею в виду изменение яркости с помощью кнопок монитора или ноутбука.

Ниже вы можете увидеть очень быстро движущуюся белую линию.

Вы можете открыть это в собственном браузере TestUFO Blur Trail test.

Мы будем использовать это, чтобы определить, есть ли на вашем мониторе мерцание ШИМ при максимальной и минимальной яркости.

Я расскажу, что искать, но сначала небольшое вступление о

ШИМ-мерцание — дешевый способ, который производители используют для управления яркостью экрана, добавляя паузы без света.

В основном, в заданный интервал времени ваш монитор ВЫКЛЮЧЕН, а затем через несколько миллисекунд снова ВКЛЮЧЕН.

Наш мозг работает медленно, и мы этого не замечаем, но из-за этого у нас возникает сильное напряжение глаз и боль в глазах.

Это одна из основных причин, почему наши глаза болят перед компьютером.

Из-за постоянного включения и выключения подсветки наши глаза все время сужаются, как это

Вот почему мерцание ШИМ вызывает такое сильное напряжение глаз и нежелательно.

Большинство мониторов мерцают только при понижении яркости, поэтому, когда яркость оборудования установлена на 100%, мерцания нет.

Вот почему я рекомендую при загрузке Iris установить аппаратную яркость на MAX и управлять яркостью с помощью Iris.

Iris использует другой метод регулировки яркости, который не вызывает напряжения глаз и боли в глазах.

В зависимости от того, как вы видите движущуюся линию, вы можете определить, использует ли ваш монитор ШИМ для управления яркостью.

Если ваш монитор не использует ШИМ, вы увидите плавную движущуюся линию, подобную этой

Вы можете проверить это, установив яркость вашего оборудования на 100%.

Когда яркость вашего оборудования установлена на 100%, ваш монитор не использует ШИМ во всех случаях, и вы должны увидеть эту плавную линию.

Теперь установите яркость вашего оборудования на минимально возможное значение.

Если в вашем мониторе используется диммирование постоянным током вместо ШИМ, тестовая линия должна выглядеть гладкой, как это

Если ваш монитор использует ШИМ для управления яркостью, вы увидите несколько строк на экране, разделенных некоторым пространством, как это

1.Установите аппаратную яркость монитора на 100% с помощью кнопок монитора.

2. Используйте Iris для управления яркостью без ШИМ

Если вам понравилась эта статья и вы узнали что-то новое о том, почему мы чувствуем боль в глазах перед мониторами

Если вы хотите, чтобы об этом узнало все больше и больше людей

Если вы хотите, чтобы ваши друзья обезопасили себя от вредных лучей и выбросов монитора

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — TFTCentral

Введение

Широкий спектр условий над тем, какие ЖК-мониторы используются, означает, что желательно производить дисплеи чья яркость (яркость) может быть изменена, чтобы соответствовать как ярким, так и тусклым среды.Это позволяет пользователю установить комфортный уровень экрана. яркость в зависимости от условий работы и окружающего освещения. Производители обычно указывают максимальное значение яркости на своих дисплеях. спецификации, но также важно учитывать нижний диапазон настройки возможны с экрана, поскольку вы, вероятно, никогда не захотите его использовать на самом высоком уровне. Действительно, со спецификациями часто до 500 кд / м ², вы будете конечно нужно использовать экран на чем-то менее резком для глаз.Напоминаем, что мы тестируем полный диапазон настроек подсветки и соответствующие значения яркости во время каждого из наших обзоров. Во время нашего в процессе калибровки мы также пытаемся настроить экран на настройку 120 кд / м ² которая считается рекомендуемой яркостью для ЖК-монитора при нормальном условия освещения. Этот процесс помогает понять, какие корректировки вам нужно сделать экран, чтобы вернуть яркость, которую вы могли бы на самом деле хочу использовать изо дня в день.

Изменение яркости дисплея достигается за счет снижения общей светоотдачи как для CCFL-, так и для светодиодных подсветка. Безусловно, наиболее распространенным методом уменьшения яркости подсветки является называется широтно-импульсной модуляцией (PWM), которая уже много лет используется в настольных компьютерах. и дисплеи ноутбуков. Однако этот метод не лишен некоторых проблем, и внедрение дисплеев с высоким уровнем яркости и популяризация Светодиодная подсветка дала побочные эффекты ШИМ более заметны, чем раньше, и в некоторых случаях могут быть источником видимых мерцание, напряжение глаз, утомляемость глаз, головные боли и другие связанные с этим проблемы для людей, чувствительных к этому.Эта статья не предназначена для тревог, но предназначен для демонстрации того, как работает ШИМ и почему он используется, а также как тестировать дисплей, чтобы увидеть его эффекты более четко. Мы также рассмотрим методы некоторые производители сейчас принимают меры для решения этих проблем и предоставляют Вместо этого используется немерцающая подсветка. По мере роста осведомленности все больше и больше производителей уделяют особое внимание здоровью глаз с помощью своих мониторов.

Что такое ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) один метод уменьшения воспринимаемой яркости дисплеев, который достигается за счет очень быстрое включение и выключение подсветки с частотой, которую вы не можете необходимо обнаружить невооруженным глазом, но это может привести к проблемам со зрением, головные боли и т. д.Этот метод обычно означает, что на 100% яркость: на подсветку подается постоянное напряжение, и она постоянно горит При понижении яркости контролируйте воспринимаемую яркость для пользователя. сокращается за счет ряда возможных управляющих факторов:

1) Частота — Подсветка периодически включается и выключается очень быстро, и этот цикл обычно происходит в фиксированная частота (в Гц). Скорость этого цикла может повлиять на то, является видимым или воспринимаемым пользователем, причем более высокие частоты потенциально менее проблематично.Известно, что ШИМ работает на низких частотах 180 — Например, 240 Гц, что может быть проблематичнее, чем выше частоты в диапазоне килогерц (например, 18000 Гц).

2) Модуляция — Модуляция цикла влияет на воспринимаемая яркость, и это описывает разницу между яркость в состоянии «включено» и «выключено». В некоторых примерах подсветка полностью выключен во время цикла, поэтому он буквально включается / выключается быстро во всем диапазоне регулировки яркости.В этих примерах На самом деле яркость регулируется только рабочим циклом (см. пункт 3). В в других примерах подсветка не всегда выключается полностью, но скорее напряжение, подаваемое на подсветку, быстро меняется, что приводит к меньшим различиям между включенным и выключенным состояниями. Часто это модуляция будет узкой в диапазоне высокой яркости дисплея, но как при дальнейшем уменьшении модуляция становится шире, пока не достигнет точки, в которой подсветка полностью выключается.Оттуда изменение рабочий цикл (точка 3) управляет дальнейшими изменениями выходного сигнала яркости.

3) Duty Cycle — Доля каждого цикла, на который включается подсветка. в состоянии «включено» называется рабочим циклом . Изменяя этот рабочий цикл, общий световой поток подсветки можно изменить. При уменьшении яркости для достижения более низкого яркости, рабочий цикл становится все короче, а время, в течение которого подсветка становится короче, а время, на которое она выключена, дольше.Этот метод работает визуально, так как включение подсветки и выключение достаточно быстро означает, что пользователь не может видеть это мерцание, потому что это лежит выше их порога слияния мерцания (подробнее об этом позже).


Рабочий цикл 90%	50% рабочий цикл	Рабочий цикл 10%

Выше мы можем видеть графики мощности подсветки. используя «идеальную» ШИМ на несколько циклов.Максимальная мощность этой подсветки в пример — 100 кд / м ², а воспринимаемая яркость для случаев 90%, 50% и 10% составляет: 90, 50 и 10%. кд / м ² соответственно. Процент модуляции — это соотношение между минимальным и максимальная яркость во время цикла, и здесь она составляет 100%, поэтому она полностью включается и выключается. Обратите внимание, что во время дежурства Включите максимальную яркость подсветки.


90% непрерывно	50% непрерывно	10% непрерывно

Аналоговые (не ШИМ) графики соответствующие этим воспринимаемым уровням яркости будут выглядеть, как показано ниже.В этом случае модуляции нет. Это метод, используемый для устранения мерцания. подсветка, о которой мы поговорим чуть позже.

Почему используется ШИМ

Основные причины использования ШИМ заключается в том, что его просто реализовать, требуя только того, чтобы подсветка могла быть включается и выключается быстро, а также дает большой диапазон возможной яркости.

Подсветка CCFL может быть затемнена уменьшив ток через лампочку, но только примерно в 2 раза. из-за их строгих требований к току и напряжению.Это оставляет ШИМ в качестве только простой метод достижения большого диапазона яркости. Лампа CCFL находится в Обычно инвертор запускает и выключает циклы со скоростью в десятки раз. килогерц и находится далеко за пределами видимого человеком диапазона мерцания. Тем не мение, цикл ШИМ обычно происходит на гораздо более низкой частоте, около 175 Гц, что может производить артефакты, видимые людям.

Яркость светодиодной подсветки можно значительно отрегулировать, изменив ток, проходящий через них, хотя это приводит к небольшому изменению цветовой температуры.Этот аналог подход к яркости светодиодов также нежелателен, поскольку сопутствующие схемы необходимо учитывать тепло, выделяемое светодиодами. Светодиоды нагреваются при включении, что снижает их сопротивление и дополнительно увеличивает ток, протекающий через их. Это может быстро привести к использованию тока утечки в светодиодах очень высокой яркости. и заставить их выгореть. Используя ШИМ, ток можно заставить удерживать постоянное значение в течение рабочего цикла, то есть цветовая температура всегда такие же и текущие перегрузки не проблема.

Побочные эффекты ШИМ

Хотя ШИМ привлекателен для производители оборудования по причинам, изложенным выше, он также может вводить отвлекающие визуальные эффекты, если их не использовать осторожно. Чтобы понять, что такое когда нас видят, нам нужно смотреть на мерцание на реальных дисплеях. Ниже показан видео, на котором задняя подсветка CCFL циклически повторяется в 40 раз медленнее, чем обычно, так что мерцание видно более отчетливо. График яркости компонентов RGB на одиночный цикл показан чуть ниже.Этот конкретный дисплей настроен на минимальная яркость, где мерцание должно быть наиболее выраженным. Как видно на обоих на видео и сопутствующем сюжете общая яркость меняется примерно в несколько раз из 4 в течение каждого цикла. Что интересно, цвет подсветки тоже разнится. значительно в течение каждого цикла. Скорее всего, это связано с к люминофорам в CCFL, которые имеют разное время отклика, и в этом случае мы можно сделать вывод, что люминофор, участвующий в производстве синего, может как включаться, так и гаснет быстрее, чем другие цвета.Использование люминофоров также означает подсветку будет продолжать излучать свет в течение нескольких миллисекунд после отключения питания подсветки. отключается в конце рабочего цикла и дает более непрерывный уровень свет (более низкая модуляция), чем в противном случае. Обратите внимание, что усредненное цвет со временем остается нейтральным.

Мерцание от светодиодной подсветки обычно намного заметнее, чем от CCFL подсветка с одинаковым рабочим циклом, потому что светодиоды могут включаться и выключается намного быстрее и не продолжает «светиться» после отключения питания.Этот означает, что там, где подсветка CCFL показывала довольно плавное изменение яркости, Версия со светодиодной подсветкой показывает более резкие переходы между включенным и выключенным состояниями. Вот почему совсем недавно тема ШИМ возникла в Интернете и в обзорах, так как все больше и больше дисплеев переходят на блоки подсветки W-LED. Как видно ниже, во время езды на велосипеде нет значительного изменения цвета подсветки.

Где действительно может проявиться эффект мерцания play — это любое время, когда глаза пользователя движутся.При постоянном освещении без мерцание (например, солнечный свет) изображение плавно размывается, и это то, как мы обычно воспринимать движение. Однако в сочетании с источником света, использующим ШИМ, несколько дискретные остаточные изображения на экране могут восприниматься одновременно и уменьшать читаемость и способность глаз фиксировать объекты. Из более раннего анализ подсветки CCFL мы знаем, что ложный цвет может быть введен как ну даже когда исходное изображение одноцветное. Ниже показаны примеры как текст может отображаться, когда глаза движутся по горизонтали под разными подсветка.

Оригинал
Без ШИМ
CCFL ШИМ
Светодиод ШИМ

Важно помнить, что это полностью из-за подсветки, а сам дисплей показывает статичное изображение.Часто говорят, что люди не могут видеть более 24 кадров в секунду (fps), что не соответствует действительности и на самом деле соответствует приблизительной частоте кадров, необходимой для восприятия непрерывного движения. Фактически, когда глаза двигаются (например, при чтении), можно увидеть эффекты мерцания в несколько сотен герц. Возможность наблюдать мерцание сильно различается у разных людей и даже зависит от того, куда смотрит пользователь. так как периферическое зрение наиболее чувствительно.

Так как же быстро включается и выключается подсветка с помощью ШИМ? Кажется, это зависит от Тип используемой подсветки, с подсветкой на основе CCFL, почти все циклически работают на частоте 175 Гц или 175 раз в секунду.Сообщалось, что светодиодная подсветка обычно работает от 180 — 420 Гц, при этом нижний конец мерцает гораздо заметнее. У некоторых есть даже более быстрые частоты > 2000 Гц, так что это действительно может варьироваться. Хотя это может показаться слишком быстрым, чтобы быть видно, имейте в виду, что 175 Гц не намного быстрее, чем мерцание 100-120 Гц наблюдается у светильников, подключенных непосредственно к электросети.

100-120 Гц мерцание люминесцентные лампы на самом деле связаны с такими симптомами, как сильное напряжение глаз и головные боли у части населения, поэтому частые Были разработаны балластные схемы, обеспечивающие почти непрерывный выход.Использование ШИМ на низких частотах сводит на нет преимущества использования этих лучших балластов в подсветки, потому что он превращает почти постоянный источник света обратно в тот, который мерцает. Дополнительным соображением является то, что балласты низкого качества или неисправны. в люминесцентных лампах задней подсветки может создавать слышимый шум. Во многих случаях это усугубляется, когда вводится ШИМ, поскольку электроника теперь имеет дело с дополнительная частота, с которой изменяется потребление энергии.

Также важно различать разницу между мерцанием в ЭЛТ-дисплеях и CCFL и LED TFT-дисплеи с подсветкой.В то время как ЭЛТ может мерцать до 60 Гц, только небольшая полоска горит в любое время, пока электронная пушка сканирует сверху вниз. С участием CCFL и светодиодная подсветка TFT отображает сразу всю поверхность экрана, это означает, что за короткое время излучается гораздо больше света. Это может быть больше отвлекает, чем в ЭЛТ в некоторых случаях, особенно если короткие рабочие циклы использовал.

Само мерцание на дисплее подсветка может быть тонкой и трудно различимой для некоторых людей, но естественные вариации человеческого зрения, кажется, делают его ясно видимым для других.Использование светодиодов высокой яркости становится все более популярным. необходимо использовать короткие рабочие циклы ШИМ для управления яркостью, вызывая мерцание больше проблема. Пользователи проводят много часов каждый день, глядя на свои мониторов, не следует ли нам учитывать долгосрочные эффекты как ощутимых, так и незаметное мерцание?

Уменьшение эффектов подсветки с ШИМ и без мерцания

Если вы обнаружите ШИМ подсветку мерцание отвлекает или просто хочется посмотреть, не мешает ли его уменьшение читать на монитора, я бы посоветовал вам попробовать следующее: Включите яркость ваш монитор до максимума и отключите автоматическую регулировку яркости.Сейчас используйте цветокоррекцию, доступную в драйверах вашей видеокарты или калибровке устройства, чтобы уменьшить яркость до нормального уровня (обычно путем регулировки ползунок контраста). Это уменьшит яркость и контраст вашего монитора. при этом оставляя подсветку максимально включенной во время циклов ШИМ. В то время как не долгосрочное решение для большинства из-за пониженного контраста, этот метод может помочь узнать, полезно ли сокращение использования ШИМ.

Конечно, гораздо лучший метод было бы купить дисплей, не полагающийся на ШИМ для затемнения, или хотя бы один который использует гораздо более высокую частоту переключения.Похоже, что у немногих производителей есть реализован ШИМ на частотах, ограничивающих видимые артефакты (значительно выше 500 Гц для CCFL и выше 2000 Гц для светодиодов). Кроме того, некоторые дисплеи при использовании ШИМ не использовать 100% рабочий цикл даже при полной яркости, что означает, что они всегда будет производить мерцание. На самом деле в настоящее время могут быть задействованы несколько светодиодных дисплеев. доступны не использующие ШИМ, но до частоты и модуляции подсветки внесены в список спецификаций, необходимо будет увидеть дисплей в человек.Некоторые производители продвигают в своем ассортименте мониторы без мерцания (BenQ, Acer например), которые предназначены для того, чтобы вообще не использовать ШИМ, а вместо этого использовать Direct Текущий (DC) метод затемнения подсветки. Другие производители, такие как Eizo, говорят о Подсветка без мерцания, но также указывается гибридное решение для их подсветки затемнение, где ШИМ используется для регулировки яркости диапазон на нижнем конце. На самом деле, ШИМ-экран становится все более распространенной практикой. бесплатно до определенной точки, а затем для использования ШИМ, чтобы действительно сбить минимальная яркость оттуда.

Тестирование и Интерпретация

Простой метод измерения Частота ШИМ подсветки была бы идеальной, и, к счастью, это можно сделать, используя только камера, которая позволяет вручную управлять выдержкой. Это может быстро и легко определить частоты ШИМ в нижнем диапазоне, но может не подходить для высокочастотной ШИМ. Он должен уметь обнаруживать ШИМ с частотой не менее 500 Гц. хотя, но все, что выше, может выглядеть как сплошной блок, что предполагает бесполезность ШИМ, хотя на самом деле он может просто использовать более высокую частоту.Более того сложные методы, такие как наш настройка осциллографа потребуется для проверки состояния отсутствия мерцания для определенно.

Инструкции следующим образом:

Захват:

Установите на мониторе желаемые настройки для тестирование.
(Необязательно) Установите баланс белого камеры, получение показаний с экрана при отображении только белого цвета. Если это невозможно, затем вручную установите баланс белого примерно на 6000K.
Отобразите одну вертикальную тонкую белую линию на черный фон на мониторе (шириной 1-3 пикселя должно хватить). Изображение должно быть единственное, что видно. Вот пример, который вы, возможно, захотите сохранить и использовать, покажите его в полноэкранном режиме на вашем мониторе.
Установите камеру на использование выдержки от 1/2 до 1/25 секунды. Вам может потребоваться установить чувствительность ISO и диафрагму в чтобы уловить достаточно света. Убедитесь, что линия находится в фокусе на расстоянии вы держите его (при необходимости заблокируйте фокус).
Держите камеру примерно на 2 фута перед монитор и перпендикулярно (смотря прямо) к передней части. нажмите кнопку спуска затвора, медленно перемещая ее по экрану (оставшаяся перпендикуляр). Возможно, вам придется поэкспериментировать с перемещением камеры в разные скорости.

Постобработка:

Отрегулируйте яркость захваченного изображения так, чтобы узор хорошо виден.
Подсчитайте количество циклов, видимых в захваченное изображение.
Умножьте это количество на обратное значение Скорость затвора. Например, при выдержке 1/25 секунды и 7 подсчитываются циклы, тогда количество циклов в секунду составляет 25 * 7 = 175 Гц. Это частота цикла подсветки.


Тестовое изображение	Фотография	Обрезанный и очищено

Что мы делаем с этим техника превращает временной эффект в пространственный, перемещая камеру во время захвата.Единственный значительный источник света во время захвата изображения — это тонкая линия на дисплее, которая отображается на последовательные столбцы на датчик. Если подсветка мигает, разные столбцы будут иметь разные значения яркости или цвета, определяемые подсветкой в то время, когда она была незащищенный.

Распространенная проблема при первом попытка использования этого метода заключается в том, что изображение получается слишком темным. Это можно смягчить используя большую диафрагму камеры (меньшее диафрагменное число) или увеличивая значение ISO.Скорость затвора не является фактором экспозиции, поскольку мы используем ее только для контролировать общее время воздействия. Яркость изображения также может быть регулируется изменением скорости движения камеры, с высокой скоростью давая более темное изображение и большее временное разрешение, а медленная скорость — ярче изображение с более низким разрешением. Другая встречающаяся проблема — неравномерное расстояние циклически повторяется в окончательном изображении, что вызвано изменением скорости камеры во время экспозиция. Продолжение перемещать камеру до и после экспонирования помогает стабилизировать это.Изображение, которое выглядит особенно гладким, может быть связано с его отсутствием фокусировки. Иногда в этом можно помочь, нажав кнопку спуска затвора наполовину, чтобы сфокусируйтесь на линейной цели, затем действуйте как обычно.

Проблема	Похоже,	Решение
Изображение слишком темное		Увеличьте экспозицию после съемки.Используйте большую диафрагму объектива. Больше перемещать камеру медленно.
Неравномерный шаг		Перемещайте камеру с постоянной скоростью. Старайтесь, чтобы камера двигалась до и после экспозиция.
Изображение не в фокусе		Заблокируйте фокус. Выполните предварительную фокусировку, нажав кнопку спуска затвора наполовину.Убедитесь, что камера перпендикулярно экрану.

В зависимости от монитора могут быть видны несколько дополнительных эффектов. На основе CCFL подсветка часто показывает разные цвета в начале и в конце каждого цикла, Это означает, что используемые люминофоры реагируют с разной скоростью. Светодиодная подсветка часто используют более высокую частоту переключения, чем на основе CCFL, и более быструю камеру может потребоваться движение, чтобы легко их увидеть. Темные полосы между циклами означают, что рабочий цикл ШИМ был уменьшен до такой степени, что свет не излучается для части циклов.

Ниже приведены примеры использования этого метод:

Dell 2007WFP (CCFL)

Яркость = 100	Яркость = 50	Яркость = 0
Используя При выдержке 1/25 сек мы можем четко видеть 7 циклов, поэтому для подсветки используется Частота цикла 175 Гц.Присутствует небольшое мерцание даже при полной яркости, хотя он, вероятно, достаточно мал, чтобы быть незаметным. А небольшое количество мерцания появляется при половинной яркости, и к тому времени минимальная яркость достигается значительно больше мерцания наряду с изменением цвета.
NEC EA231WMi (CCFL)

Яркость = 100	Яркость = 50	Яркость = 0
Здесь нет мерцание видно на полной яркости.Мерцание и смещение цвета стали виден на половине яркости. Более сильное мерцание и значительный цвет смещение присутствует при минимальной яркости. Около 8 циклов видны в выдержка 1/25 секунды, что дает оценку частоты 200 Гц. Более длительный экспозиция измерялась как точно 210 Гц.
Samsung LN40B550 Телевидение (CCFL)

Яркость = Макс.		Яркость = Мин.
Автоматический регулировку яркости нельзя отключить, поэтому только легко достижимые показаны минимальный и максимальный уровни.Мерцания не видно полностью яркость. При минимальной яркости наблюдается сильное мерцание и смещение цвета. присутствует, где изменение цвета разделяется на желтый и синий составные части. При выдержке 1/25 секунды видны только 6 циклов, что означает подсветка работает на частоте 150 Гц.
2009 Яблоко MacBook (светодиод)

Яркость = 100	Яркость = 50	Яркость = 0
Без мерцания или изменение цвета видно при любой яркости с выдержкой 1/25 секунды.Этот дисплей не использует ШИМ. Полоски от шума на снимке изображений.
Яблоко 2008 года MacBook Pro (светодиодный)

Яркость = 100	Яркость = 50	Яркость = 0
Незначительный мерцание видно на полной яркости при выдержке 1/25 секунды.Очень короткий рабочий цикл используется при яркости 50 и 0, что дает сильное мерцание. С этой светодиодной подсветкой используется более высокая тактовая частота 420 Гц, но она все еще слишком низкий, чтобы устранить эффект мерцания. Нет видимого изменение цвета во время циклов.

Расширенные тесты осциллографов

Использование нашего осциллографа и фотосенсорного оборудования можно гораздо точнее измерить частоту и шаблоны ШИМ.Хотя вышеупомянутый метод фотографии, безусловно, подходит для обычного пользователя, осциллограф может показать более подробную информацию о работе ШИМ и будет фигурирует во всех наших обзорах. Мы измеряем выходную яркость экран с настройками яркости 100, 50 и 0%. Это позволяет нам легко определить метод затемнения подсветки, и если используется ШИМ, мы можем работать укажите его частоту и прокомментируйте модуляцию, рабочий цикл и т. д.

Графики осциллографа также позволяют нам изучить поведение выходного сигнала яркости.Выше типичный W-светодиод яркость подсветки снижена до 0% при использовании ШИМ. Вы можете увидеть изменения между и выкл очень крутые и резкие, так как светодиодная подсветка умеет включаться и отключается очень быстро. Как мы уже обсуждали, это может потенциально привести к большему количеству заметное мерцание и связанные с этим проблемы, поскольку изменения более выражены.

Осциллографы для типичного дисплея CCFL с использованием ШИМ на 0% выглядит так, как показано выше. Вы можете видеть, что переходы от вкл. К выкл. менее внезапно, поскольку люминофор не гаснет так быстро, как при светодиодной подсветке единицы измерения.В результате использование ШИМ может быть менее проблематичным для пользователей.

Вывод

Как мы сказали в начале, эта статья не предназначена для отпугивания людей от современных ЖК-дисплеев, скорее, чтобы помочь людям проинформировать об этой потенциальной проблеме. С ростом популярность мониторов с подсветкой W-LED, похоже, жалобы, чем у старых дисплеев, и это связано с используемой техникой ШИМ и, наконец, выбранный тип подсветки.Конечно проблемы, которые могут потенциально может быть вызвано использованием ШИМ, не все видят, и на самом деле я ожидайте, что будет гораздо больше людей, которые никогда не заметят ни одного из симптомов, чем есть люди, которые это делают. Для тех, кто страдает от побочных эффектов, в том числе головным болям и перенапряжению глаз есть объяснение по крайней мере.

Благодаря долгосрочному и доказанному успеху такой технологии, как Pulse Width Модуляция и многолетнее использование дисплеев CCFL, мы не видим, чтобы честно говоря, в ближайшее время сильно изменится, даже с учетом популярного перехода к Блоки W-LED с подсветкой.Это по-прежнему надежный метод управления подсветкой. интенсивности и, следовательно, предлагает ряд настроек яркости, которые каждый пользователь хотел бы и нуждался. Тем, кого беспокоят его побочные эффекты или кто были проблемы с предыдущими дисплеями, следует попробовать рассмотреть частоту ШИМ на их новом дисплее или, возможно, даже попробуйте найти экран, на котором он вообще не используется при затемнении подсветки. Некоторые производители заблаговременно решение этой проблемы за счет использования немерцающей подсветки и т. д. появляются варианты, в которых не используется ШИМ.

Узнайте цены и купите свои мониторы и видеокарты

Amazon США | Amazon UK | Оверклокеры Великобритании | Amazon GER | Amazon CA

TFTCentral — участник в партнерской программе Amazon Services LLC. рекламная программа, предназначенная для того, чтобы сайты могли зарабатывать плата за рекламу за счет рекламы и ссылок на Amazon.com, Amazon.co.uk, Amazon.de, Amazon.ca и другие магазины Amazon по всему миру. Мы также участвовать в аналогичной схеме для Overclockers.co.uk.

Тест и сравнение мерцания PWM! [Дисплей HP Spectre 15.6 OLED, Samsung SDCA029, 2020 г., дисплей HP Spectre 15.6, IPS, 340 нит, 2020]: OLED

, TD; LR: OLED-дисплей Spectre 2020 года абсолютно красив, но страдает от мерцания ШИМ на всех уровнях яркости.Его IPS-аналог не такой красивый (в любом случае неплох), но не имеет мерцания ШИМ.

Я слышал много слухов об особенно ужасном мерцании ШИМ на OLED-дисплее Spectre 15.6 2020 (HP использует панель Samsung SDCA029 ). Когда у меня были версии IPS и OLED, я решил протестировать их сам. Вот ссылка на тест (https://imgur.com/gallery/GbRT3Jd)

Я тестировал мерцание ШИМ, записывая видео статических изображений на обоих дисплеях бок о бок в замедленной съемке со скоростью 240 кадров в секунду на моем iPhone X.Я записал видео с обоих дисплеев с соответствующей яркостью: 0%, 25%, 50%, 75% и 100%.

Результаты показывают, что на панели IPS нет мерцания ШИМ, в то время как на OLED-дисплее наблюдается значительное мерцание ШИМ при любой яркости.

Я не удивился, увидев мерцание ШИМ на OLED-дисплее. Что меня удивило, так это то, что на панели IPS вообще не было ШИМ. Еще больше меня застало врасплох то, что на OLED-дисплее мерцает ШИМ даже при 100% максимальной яркости. Я понятия не имею, почему это происходит — знает ли кто-нибудь, кто разбирается в технологиях OLED, ответ на этот вопрос?

На видео, которые я снял, видно четкое различие между двумя дисплеями. OLED — это абсолютно красивый дисплей, в этом нет никаких сомнений, но у него есть как положительные, так и отрицательные стороны (как и большинство достижений в области технологий). Что касается меня, я все еще пытаюсь понять, нравится ли мне OLED-экран больше, чем его IPS-аналог. OLED, несомненно, имеет превосходную цветопередачу, а настоящий черный — это супер круто, но после длительного использования OLED у меня стало хуже, по сравнению с дисплеем IPS.Если я собираюсь смотреть на этот дисплей по 7-8 часов в день по работе, я не уверен, перевешивает ли дополнительная нагрузка на глаза абсолютно красивые цвета.

Я немного скептически относился к тому, что я был чувствителен к ШИМ, так как у меня есть iPhone X, и я не заметил побочных эффектов, но после использования обоих ноутбуков в течение нескольких дней я думаю, что для меня довольно очевидно, что OLED-дисплей значительно более резкий для моих глаз. У меня слезы на глазах / напряжение глаз после длительного использования OLED-дисплея.

При этом OLED-дисплеи абсолютно потрясающие, и я не могу дождаться того дня, когда технология OLED не будет использовать ШИМ для уменьшения яркости экрана. Пока не настал тот день — я не уверен, продаются ли мои ноутбуки на OLED-дисплеях

Что мне нужно знать о мерцании ШИМ? | by Iris

Краткий FAQ по распространенным вопросам о мерцании PWM, потому что иногда это может сбивать с толку всю имеющуюся там информацию.

Напишите мне куда-нибудь, если на ваш вопрос не ответят, и я отвечу на него и добавлю ответ сюда 🙂

В большинстве случаев да.Это зависит от того, использует ли ваш монитор затемнение с ШИМ или постоянным током.

Некоторые производители используют широтно-импульсную модуляцию для управления яркостью монитора.

В основном включает и выключает светодиодную подсветку.

Ваши глаза начинают вот так сужаться

И вы чувствуете напряжение и боль в глазах.

Установите аппаратную яркость монитора на 100% с помощью кнопок монитора.

Большинство мониторов не используют ШИМ на максимальной яркости.

Ваш монитор может использовать ШИМ

Ваш монитор, вероятно, не использует ШИМ, и у вас нет этого включения и выключения и напряжения глаз.

Да, если в вашей комнате очень слабое освещение.

Для лучшей защиты глаз и уменьшения нагрузки на глаза и боли в глазах монитор не должен смотреть на источник света в комнате.

Он должен соответствовать яркости комнаты и не быть похожим на источник света.

Да.

Да, если ваш монитор использует ШИМ.

Iris позволяет регулировать яркость монитора без использования ШИМ.

Постоянно включайте свет в комнате и используйте монитор на максимальной яркости.

Вы можете купить новый монитор без мерцания или использовать диафрагму.

Нет, яркость диафрагмы нормальная, ШИМ не используется.

Вы можете использовать любое значение для диафрагмы, но аппаратная яркость вашего монитора для кнопок должна быть на уровне 100%.

В идеале, подберите яркость с помощью Iris к освещению вашей комнаты.

Да.

№

Если ваша комната очень яркая, а яркость монитора темная, у вас могут появиться боли в глазах.

Постарайтесь, чтобы освещение в комнате соответствовало яркости экрана.

Это будет то же самое, что и любое другое значение.

Iris не может изменить аппаратное обеспечение, но может убрать мерцание ШИМ при управлении яркостью.

Да, у вас большие перерывы между включением и выключением, и ваш глаз больше сжимается.

Да, у вас действительно небольшие перерывы или просто нет перерывов в свете и глаза не сужаются.

По сути, наша цель — иметь постоянный уровень освещенности, что невозможно со светодиодами, или максимально возможную частоту Гц со светодиодами.

Пониженная частота — это все равно что включать и выключать лампочку в комнате.

Нет, мы называем это мерцанием ВКЛ и ВЫКЛ.

По сути, в мониторах вы стремитесь к максимально возможной частоте кадров для минимальной нагрузки на глаза.

В E-ink у вас частота 0 Гц, но технология другая.

0 Гц — это не мерцание, но этого не может быть ни с одним источником света.

Вы можете получить 0 Гц от книги или какого-либо физического объекта, например камня.

Установите аппаратную яркость монитора на МАКС. С помощью кнопок монитора и используйте диафрагму для управления яркостью.

Что ж, это лучшее решение, но это действительно сложно в нашем мире технологий и электронных устройств в целом.

Ну, оба пришли от электрически заряженных объектов, но большой связи нет.

Нет, но многие из них, другие мониторы используют так называемое затемнение по постоянному току.

Вместо использования коротких пауз для управления яркостью, как это

Вы меняете постоянный ток, как это

И это не вызывает мерцания.

Ну, есть субпиксельное мерцание и всякие другие вещи, но он не использует ШИМ для управления яркостью.

Диммирование по постоянному току лучше, чем с ШИМ.

Да, но Iris немного меняет контраст, поэтому диммирование DC лучше.

Однако, если вы не хотите тратить много денег на новый монитор и хотите автоматизировать, лучше подойдет Iris.

Попробуйте ирис в течение нескольких дней и посмотрите, помогает ли он вам при боли в глазах и проблемах со сном.

Если это не так, вы всегда можете удалить его с помощью 2 щелчков мышью.

Что такое ШИМ, почему он важен и почему мы добавили этот тест в наши обзоры?

Возможно, вы заметили, что команда Laptop Media начала тестировать каждый ноутбук на предмет широтно-импульсной модуляции.ШИМ используется для регулировки яркости ЖК- и светодиодных дисплеев. Как это нас касается?

Пульсация может быть вредна для вашего здоровья и, в частности, для зрения пользователей. Они могут вызвать мигрень, головные боли или другие формы дискомфорта после длительного использования. В большинстве случаев частота этих пульсаций составляет около 200 Гц. Они вызывают многократное сужение и расширение зрачков, что негативно сказывается на вашем здоровье. Они особенно вредны в моделях со светодиодной подсветкой, потому что цвета излучаемого света не такие инертные, как цвета подсветки CCFL, и поэтому они достигают больших амплитуд и быстрых изменений яркости.

В основном проблема связана с мерцающим светом, а не с кристаллами ЖК-мониторов.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это простой способ управления яркостью монитора. Когда вы уменьшаете яркость, яркость подсветки не уменьшается, а вместо этого выключается и включается электроникой с частотой, неразличимой человеческим глазом. В этих световых импульсах соотношение времени свет / отсутствие света меняется, в то время как яркость остается неизменной, что вредно для ваших глаз.Если есть ШИМ, лучше иметь высокую частоту около 20000 раз в секунду вместо, скажем, 200. Это заметно при разных уровнях снижения яркости для разных мониторов. Это в большей степени заметно в светодиодах, чем в лампах задней подсветки CCFL, из-за меньшего послесвечения и более высокой номинальной яркости диодов.

Вот формы сигналов на 4 дисплеях. Первый не излучает широтно-импульсную модуляцию, что дает возможность работать в течение продолжительных периодов времени.Второй — классический ШИМ. Его агрессивные пульсации на низкой частоте оказывают дополнительное давление на глаза и мозг. Третий тоже излучает ШИМ, но он имеет чрезвычайно высокую частоту, что считается менее вредным. Четвертый не мерцает, если яркость не ниже 25%, поэтому он удобен для глаз практически в любом нормальном режиме использования.

Мерцание изображения мониторов — RTINGS.com

Что это: Образец яркости при отображении изображений.

Когда это важно: Практически все время при использовании монитора ПК, но особенно при быстром движении, например в видеоиграх.

Мерцание изображения — это поведение, обычно встречающееся на мониторах, где изображения, отображаемые на экране, будут появляться в виде серии коротких импульсов вместо того, чтобы оставаться на экране постоянно, пока их не заменит следующее изображение. Мерцание оказывает большое влияние на появление движения. Его появление может быть либо преднамеренным методом улучшения четкости изображения (обычно называемым вставкой черной рамки или стробированием подсветки), либо просто побочным эффектом системы регулировки яркости экрана (ШИМ-мерцание).

Использование мерцания изображения на ЖК-мониторах аналогично тому, как традиционные ЭЛТ-мониторы отображают изображение, поскольку оно будет периодически сканировать экран вниз и посылать импульс каждой строке по мере подачи видеосигнала.

Чтобы проверить мерцание на мониторах, мы измеряем с помощью инструмента, оснащенного фотодиодом, частоту мерцания экрана и, если у него есть параметры для этого, различные настройки, которые изменяют функцию. Мы также измеряем различные частоты, с которыми может использоваться функция мерцания экрана.

Если вы хотите ознакомиться с нашим тестом для телевизоров, ознакомьтесь с нашей статьей «Мерцание изображения телевизоров».

Когда это важно

LG 29UM69G0-B размытие движения без мерцания LG 29UM69G-B размытие движения с включенным мерцанием

Мониторы часто используют мерцание для уменьшения яркости дисплея. Это называется диммированием с широтно-импульсной модуляцией (сокращенно ШИМ) и работает за счет уменьшения времени, в течение которого подсветка включается во время каждого импульса.Чем короче импульс, тем темнее изображение. Хотя люди довольно часто думают о мерцании как о раздражении, этот метод стал более дешевой альтернативой для управления подсветкой мониторов.

PWM также может отрицательно сказаться на характеристиках движения. Хотя обычно он улучшает четкость движения, он часто заменяет размытость стандартных экранов выборки и удержания (без мерцания) на эффект дублирования, который может в равной степени отвлекать. Однако в некоторых случаях это может даже ухудшить четкость движения, если импульс происходит не синхронно с изменяющимися кадрами.

Однако некоторые мониторы имеют функцию преднамеренного мерцания. В этих случаях монитор обычно может использоваться в стандартной комплектации с подсветкой без мерцания, но предлагает функцию уменьшения размытости, которая обеспечивает мерцание подсветки с частотой, соответствующей частоте обновления дисплея. Это значительно улучшает четкость движения на большинстве экранов и довольно популярно в играх.

Наши тесты

Частота затемнения PWM

Что это: Мерцающий узор при разной яркости.

Когда это важно: Для людей, чувствительных к мерцанию.

Хорошее качество: N / A или высокие частоты (> 300 Гц). Частоты, кратные 60 Гц, лучше.

Мониторы нередко используют широтно-импульсную модуляцию для уменьшения яркости экрана, а частота, используемая их системой, оказывает сильное влияние как на качество движения, так и на утомляемость глаз. Чтобы лучше продемонстрировать различия между ними, давайте сравним два монитора с одинаковым временем отклика пикселей, но разными системами затемнения.

Размытие движения Dell U2515H

Как видно из диаграммы выше, яркость этого монитора Dell остается постоянной во времени. Это означает, что он не использует мерцание, и изображения остаются на экране в течение всего кадра. Для стандартного сигнала 60 Гц это означает, что каждое изображение остается на экране приблизительно 16,67 мс (1 секунда / 60), пока оно не будет заменено вложенным кадром. Поскольку нет мерцания, нет промежутка между разными кадрами и они смешиваются друг с другом. Это обеспечивает очень удобный просмотр, но движение, создаваемое этим методом, может быть немного размытым при более низких частотах обновления из-за того, что называется постоянным размытием.

Схема подсветки Dell U2515H Размытие движения Samsung UE590

Для сравнения, яркость этого монитора Samsung не остается постоянной при более низких настройках подсветки. Вместо того, чтобы уменьшать интенсивность светодиодов, он включает их только на долю времени, чтобы уменьшить количество излучаемого света. Это называется «широтно-импульсной модуляцией». В этом случае частота мерцания составляет 240 Гц. Как вы можете видеть на изображении размытия движения, это приводит к более резким и менее размытым краям, но поскольку частота не соответствует исходной частоте кадров, это создает видимые шаги к движению (в этом случае шаблон увеличивается в четыре раза).Лучше или хуже, чем обычное размытие, субъективно, но поскольку это не предназначено для уменьшения размытия, это может быть довольно противоречивым.

Схема подсветки Samsung UE590

Для этого теста мы измеряем с помощью специального инструмента частоту, используемую подсветкой монитора при разных уровнях яркости. Инструмент помещается на экран поверх белого изображения, и измерения проводятся при максимальной подсветке, 50% подсветке и минимальной подсветке. Постоянный световой поток без мерцания является оптимальным, так как специальная функция мерцания должна управляться пользователем.

Дополнительная информация

Время отклика и частота обновления

Хотя мерцание изображения очень сильно влияет на качество движения, другие аспекты, такие как время отклика пикселей и частота обновления, также влияют. По этой причине важно учитывать и эти факторы при поиске оптимальных характеристик движения.

ULMB и Lightboost

Некоторые старые игровые мониторы, такие как Asus VG248QE, изначально предназначались как 3D-мониторы и использовали более высокую частоту обновления для активных 3D-функций.В более поздних версиях своей программы 3D Vision NVIDIA также добавила функцию под названием «lightboost», которая должна была улучшить качество 3D несколькими способами, одним из которых было уменьшение размытости при движении.

Пользователи уловили эту функцию и с помощью нескольких хаков заставили ее работать в обычном 2D-режиме монитора. Позже NVIDIA представила G-SYNC (узнайте об этом здесь), которая включала Ultra Low Motion Blur в качестве базовой функции. Хотя его нельзя использовать в сочетании с переменной частотой обновления, это означает, что каждый монитор G-sync поставляется с функцией мерцания подсветки.

Связанные настройки

Как видно на мониторе Samsung выше, мерцание чаще всего появляется при более низких настройках подсветки монитора. Чтобы легко проверить самую низкую точку, в которой вы можете установить монитор, не отключая переключатель PWM, установите его на минимум, а затем помашите рукой перед экраном. Если ваш монитор использует мерцание, вы должны увидеть стробоскопический эффект (удвоение). Увеличивайте настройку подсветки до тех пор, пока этот эффект не исчезнет.

Заключение

У мониторов

есть два основных способа отображения изображений на экране: выборка и удержание или импульсное управление.В большинстве ЖК-мониторов используется система выборки и хранения, при которой изображения отображаются до тех пор, пока не будут заменены следующим кадром. Некоторые ЖК-мониторы предлагают функцию, которая имитирует импульсный механизм старых ЭЛТ-мониторов путем мерцания подсветки их экрана. Это может значительно улучшить четкость движения, но вызывает мерцание, которое у некоторых пользователей утомляет. Некоторые мониторы также мерцают по умолчанию, поскольку они изменяют свое мерцание для регулировки яркости экрана. Обычно это считается нежелательным.Мы проверяем мерцание, измеряя частоту подсветки монитора с помощью фотодиода в ряде условий, а также оценивая способность монитора настраивать функции, связанные с мерцанием.

Что такое «затемнение постоянного тока» и почему оно появляется на экранах телефонов?

OnePlus недавно перенес функцию под названием «DC dimming» на свои старые телефоны OnePlus 6 и 6T, и мы подумали, что, когда дело доходит до предмета, можно немного пояснить.Что такое диммирование постоянным током? Короткий ответ заключается в том, что он заменяет быстрые вспышки на вашем дисплее постоянной подсветкой — именно так обычно работает OLED-экран — и мы можем показать вам, как это выглядит при замедленной съемке видео со скоростью 960 кадров в секунду.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и затемнение по постоянному току на OnePlus 7 Pro при яркости 1%, 960 кадров в секунду.

Очевидно, есть измеримая разница между двумя режимами, не так ли? Если бы у нас было что-то вроде осциллографа, более качественная камера с высокой частотой кадров и намного лучшие возможности редактирования видео (я сделал это с OpenShot и GIMP, используя S10 +, извините), различия могли бы проявиться до предела.Тем не менее, видео иллюстрирует основной принцип, и теперь мы можем более подробно объяснить, что происходит.

ШИМ пробой

До недавнего времени многие дисплеи AMOLED использовали технологию под названием «PWM» (что означает широтно-импульсная модуляция) для управления яркостью экрана, особенно при более низких настройках. Если вы разберете сам термин, ШИМ на самом деле очень понятен. Дисплей будет поочередно включаться и выключаться с разной скоростью для достижения более низкой средней яркости .В идеале частота его включения и выключения настолько высока, что вы этого не видите, но это не всегда так. Некоторые дисплеи имеют ШИМ, который достигает 60 Гц, что многие люди могут видеть . (Вы когда-нибудь замечали непрерывное мерцание лампочек люминесцентных ламп? Это похоже.)

PWM — это не только проблема AMOLED-дисплеев, более крупные IPS-дисплеи, как и многие компьютерные мониторы, также используют его в той или иной степени — хотя большинство телефонов с IPS либо не имеют ШИМ, либо имеют такие высокие частоты (тысячи Hz), что они не должны быть заметны.Когда дело доходит до компьютерных мониторов IPS более высокого класса, производители в основном отказываются от этой практики, и иногда она включается только ниже определенных настроек яркости на дисплеях, на которых она есть.

Обычно ШИМ может работать с достаточно высокой скоростью, поэтому это не проблема для большинства людей, но для тех, на кого это влияет, это может вызвать проблемы, начиная от напряжения глаз и заканчивая головными болями. Notebookcheck имеет чрезвычайно полезный список с более чем тысячей протестированных дисплеев и их (предположительно минимальными) частотами ШИМ, если вам интересно проверить свой телефон или ноутбук.Однако, если на вашем дисплее используется диммирование постоянным током, это не проблема.

Компромисс AMOLED димминга постоянного тока

DC dimming использует постоянный ток, что означает, что дисплей в основном остается включенным все время. (Он все еще может демонстрировать некоторую чередование в результате частоты обновления дисплея, что, по моему мнению, — это то, что происходит с медленно движущейся линией в нашем видео, но я не могу быть уверен.) Эта постоянная подсветка избавляет от любого проблемы, которые может вызвать быстрое мерцание, он часто позволяет дисплеям стать намного более тусклыми, чем его аналоги на основе PWM, а также он фотографирует намного лучше, чем — блоггеры принимают на заметку.Однако диммирование постоянным током требует определенных затрат.

Фотографии OnePlus 7 Pro с эталонной фотографией Display Tester на дисплее, сделанные с идентичными настройками камеры при яркости «1%». Левый : ШИМ. Правый : Диммирование постоянным током.

Во-первых, затемненные экраны постоянного тока могут терять некоторую точность цветопередачи при более низкой яркости. OEM-производителям достаточно сложно откалибровать и точно сопоставить цвета с помощью ШИМ, но затемнение постоянного тока может привести к дальнейшим проблемам.На OnePlus 7 Pro наиболее заметная разница — это сдавленный черный цвет и шаткая гамма при низких настройках яркости (на фото выше).

Мой дисплей идеально ровный и безупречный в ШИМ, но показывает несколько неправильных пятен при затемнении постоянного тока, которые могут проявляться на темном фоне темы.

Затемнение

DC также может преувеличить любые проблемы, которые могут возникнуть у вашего дисплея, когда дело доходит до однородности, выделяя различия при низких значениях яркости по всему дисплею, как показано выше на OnePlus 7 Pro.