手机厂商近来疯狂跟风的 DC 调光到底是个啥玩意?

2019-03-28
天佑 评论
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本文转自微信公众号:科普部落
小米:小米 9 全量程 DC 调光,工作比想象中复杂很多,预计下周能体验到
OPPO Reno:DC 调光已经安排上了
vivo iQOO:DC 调光功能可以期待一下
魅族:DC 调光已经在上周四(3 月 21 日)完成
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以上节选的是部分手机厂商最近关于手机上 DC 调光功能的表态,毫无疑问的是 DC 调光已经成为了近来各手机厂商飞速达成共识的功能,但与此同时或许很多人压根都还不知道 DC 调光是个什么玩意。难道还有漫威调光(误)吗?

▲没错,还真有(大误)

而要说清楚 DC 调光是什么以及它为何一夜之间成为手机厂商的宠儿,自然要从发光的屏幕说起。

其实从前年 iPhone X 带起的异形全面屏风潮开始,随着手机屏占比越做越高,LCD 屏幕因为其不能弯折的物理特性而逐渐被高端机所放弃,与此同时,更轻薄、可弯折的 OLED 屏幕便因此乘着全面屏的东风一路成为了时下主流的手机屏幕选择。

▲iPhone 的下巴能做这么窄也要归功于 COP 柔性封装技术,图自:Apple

不过 OLED 屏幕手机也不是这几年才出现的,之所以此前这么多年 OLED 屏幕只有三星等少数几家手机厂商在使用,很大程度上也是因为其存在种种问题,其中一个广为诟病的缺点便是 OLED 屏幕上的低频 PWM 调光对人眼的视力有损害(也正是很多人觉得看久了 OLED 屏幕眼睛会不舒服的原因),而绝大多数 LCD 屏手机采用的是全程 DC 调光,所以几乎不存在这样的问题。

至于为何低频 PWM 调光有损视力而 DC 调光则不会,还得说到它们实现起来的技术原理。

从字面上看就不难知道,PWM 调光以及 DC 调光都是一种调节屏幕亮度的方式。

相较而言 DC(直流电)调光简单直接,通过控制输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,就像通过旋钮调整灯光大小的一样,这个很好理解。

不过 DC 调光这样通过改变输入功率调整亮度的方式虽然对统一靠 LED 背光灯发光的 LCD 屏幕的色彩表现影响相对不大,已经是个较为成熟的解决方案,但是对于通过控制每个 RGB 子像素上的发光二极管来自发光的 OLED 屏幕来说,由于目前的工艺水平等原因,不同发光二极管的开启阈值不同,发光效率也存在着微小的差异,若是采用 DC 调光,当功率小、屏幕亮度低时,这样的差异就会使得屏幕上出现亮度、色度不均的问题(也就是「抹布屏」),影响屏幕观感。

▲说到底还是 LCD 与 OLED 屏幕发光方式不同所导致的

所以这也就导致长久以来 OLED 屏幕使用的都是 PWM(脉冲宽度调制)调光。

由于采用 PWM 调光时,子像素一直在高功率下工作,所以亮度、色度的差异不明显,很大程度上避免了上述问题。而在功率一定的情况下,就只能通过使用超出人眼识别范围的频率迅速开关光源,然后控制开与关时间的比值「占空比」来调节人眼感受到的亮度值(一般人不能识别 80Hz 以上的频闪,会自动脑补成连续的光源,只是有亮度上的差异):如果需要屏幕亮一点,就只需要屏幕开的时间久一点,反之亦然。

当然即使大多数人的眼睛觉察不到 80Hz 以上的频闪,但根据 IEEE(国际电气和电子工程师协会)发布的文档,LED 频闪与视觉疲劳、偏头痛等疾病有关 ,而对人体低健康风险的频闪范围应该在 1250Hz 以上,但即使是三星顶级的 OLED 屏频闪率都在 240Hz 左右。因此,PWM 调光同样不完美。

▲原理与其类似

而为了最大程度上规避这两种调光的缺点,目前许多手机采用了两种调光并用的方案:高亮度时使用 DC 调光,护眼,而低亮度时使用 PWM 调光,避免出现抹布屏。当然,这种方式也不彻底,因为在低亮度时,该伤视力还是伤视力。

此外,也有像 3 月 18 日发布的黑鲨游戏手机 2 这样添加一颗校正色彩的独立图像处理芯片,确保在全程使用 DC 调光的情况下不会出现抹布屏的现象。

▲截图自:黑鲨游戏手机 2 宣传页面

至于今后的 OLED 屏手机将采用何种调光方式,在近段时间如此多厂商的重视及推动下,以及 OLED 屏越来越成为主流的情况下,相信距离通过改进屏幕生产工艺,制造出不需要独立芯片就能实现全程 DC 调光的 OLED 屏幕的那一天也已经不远了。