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手機廠商近來瘋狂跟風的 DC 調光到底是個啥玩意?

本文轉自微信公眾號:科普部落

小米:小米 9 全量程 DC 調光,工作比想像中複雜很多,預計下周能體驗到

OPPO Reno:DC 調光已經安排上了

vivo iQOO:DC 調光功能可以期待一下

魅族:DC 調光已經在上周四(3 月 21 日)完成

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以上節選的是部分手機廠商最近關於手機上 DC 調光功能的表態,毫無疑問的是 DC 調光已經成為了近來各手機廠商飛速達成共識的功能,但與此同時或許很多人壓根都還不知道 DC 調光是個什麼玩意。難道還有漫威調光(誤)嗎?

▲沒錯,還真有(大誤)

而要說清楚 DC 調光是什麼以及它為何一夜之間成為手機廠商的寵兒,自然要從發光的屏幕說起。

其實從前年 iPhone X 帶起的異形全面屏風潮開始,隨著手機屏佔比越做越高,LCD 屏幕因為其不能彎折的物理特性而逐漸被高端機所放棄,與此同時,更輕薄、可彎折的 OLED 屏幕便因此乘著全面屏的東風一路成為了時下主流的手機屏幕選擇。

▲iPhone 的下巴能做這麼窄也要歸功於 COP 柔性封裝技術,圖自:Apple

不過 OLED 屏幕手機也不是這幾年才出現的,之所以此前這麼多年 OLED 屏幕只有三星等少數幾家手機廠商在使用,很大程度上也是因為其存在種種問題,其中一個廣為詬病的缺點便是 OLED 屏幕上的低頻 PWM 調光對人眼的視力有損害(也正是很多人覺得看久了 OLED 屏幕眼睛會不舒服的原因),而絕大多數 LCD 屏手機採用的是全程 DC 調光,所以幾乎不存在這樣的問題。

至於為何低頻 PWM 調光有損視力而 DC 調光則不會,還得說到它們實現起來的技術原理。

從字面上看就不難知道,PWM 調光以及 DC 調光都是一種調節屏幕亮度的方式。

相較而言 DC(直流電)調光簡單直接,通過控制輸入功率的大小便能控制屏幕的亮度:功率越大,亮度越高,反之亦然,就像通過旋鈕調整燈光大小的一樣,這個很好理解。

不過 DC 調光這樣通過改變輸入功率調整亮度的方式雖然對統一靠 LED 背光燈發光的 LCD 屏幕的色彩表現影響相對不大,已經是個較為成熟的解決方案,但是對於通過控制每個 RGB 子像素上的發光二極體來自發光的 OLED 屏幕來說,由於目前的工藝水平等原因,不同發光二極體的開啟閾值不同,發光效率也存在著微小的差異,若是採用 DC 調光,當功率小、屏幕亮度低時,這樣的差異就會使得屏幕上出現亮度、色度不均的問題(也就是「抹布屏」),影響屏幕觀感。

▲說到底還是 LCD 與 OLED 屏幕發光方式不同所導致的

所以這也就導致長久以來 OLED 屏幕使用的都是 PWM(脈衝寬度調製)調光。

由於採用 PWM 調光時,子像素一直在高功率下工作,所以亮度、色度的差異不明顯,很大程度上避免了上述問題。而在功率一定的情況下,就只能通過使用超出人眼識別範圍的頻率迅速開關光源,然後控制開與關時間的比值「占空比」來調節人眼感受到的亮度值(一般人不能識別 80Hz 以上的頻閃,會自動腦補成連續的光源,只是有亮度上的差異):如果需要屏幕亮一點,就只需要屏幕開的時間久一點,反之亦然。

當然即使大多數人的眼睛覺察不到 80Hz 以上的頻閃,但根據 IEEE(國際電氣和電子工程師協會)發布的文檔,LED 頻閃與視覺疲勞、偏頭痛等疾病有關 ,而對人體低健康風險的頻閃範圍應該在 1250Hz 以上,但即使是三星頂級的 OLED 屏頻閃率都在 240Hz 左右。因此,PWM 調光同樣不完美。

▲原理與其類似

而為了最大程度上規避這兩種調光的缺點,目前許多手機採用了兩種調光並用的方案:高亮度時使用 DC 調光,護眼,而低亮度時使用 PWM 調光,避免出現抹布屏。當然,這種方式也不徹底,因為在低亮度時,該傷視力還是傷視力。

此外,也有像 3 月 18 日發布的黑鯊遊戲手機 2 這樣添加一顆校正色彩的獨立圖像處理晶元,確保在全程使用 DC 調光的情況下不會出現抹布屏的現象。

▲截圖自:黑鯊遊戲手機 2 宣傳頁面

至於今後的 OLED 屏手機將採用何種調光方式,在近段時間如此多廠商的重視及推動下,以及 OLED 屏越來越成為主流的情況下,相信距離通過改進屏幕生產工藝,製造出不需要獨立晶元就能實現全程 DC 調光的 OLED 屏幕的那一天也已經不遠了。

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