Береги глаза! Активируем DC Dimming в iPhone Xs, Pixel 3 XL, Xiaomi Mi 9 и других смартфонах — Защищенность Android

Что такое dc dimming?

Самым недорогим решением для снижения яркости ЖК- и OLED-экранов является ШИМ (или широтно-импульсная модуляция).

В контексте ЖК-дисплеев с подсветкой ШИМ означает включение и выключение подсветки на высокой частоте. Это делается в быстром темпе, и ваши глаза воспринимают комбинированный эффект как низкую яркость. Например, для достижения 50-процентной яркости подсветка должна быть включена и выключена одновременно.

Однако проблема в том, что некоторые люди более чувствительны к переключению подсветки и подвержены этому мерцанию, особенно при низкой яркости. Для таких пользователей использование телефонов с ШИМ при слабом освещении приводит к утомлению глаз, сильным головным болям и мигрени.

⚡️ как включить dc dimming — универсальный способ

Amoled без шим

До восьмой версии Android для понижения яркости можно было использовать обычные экранные фильтры. С одной стороны, включать-выключать фильтр вручную довольно неудобно; с другой – в магазине Google Play хватает приложений, которые автоматизируют этот процесс.

Такие приложения могут как активироваться самостоятельно в заданное время суток, так и временно отключать фильтр, если датчик освещения показывает, что снаружи достаточно светло. К примеру, приложение Lux Auto Brightness полностью автоматизирует процесс, позволяя задать минимальный уровень яркости (в процентах), ниже которого программа будет использовать серый фильтр-overlay переменной прозрачности (чем ниже яркость, тем менее прозрачен фильтр). Использование таких программ позволяло полностью избавиться от ШИМ в старых устройствах.

Начиная с Android 8 Oreo разработчики Google ограничили возможности экранных фильтров. В Android 8, 9 и 10 приложения, использующие фильтры, больше не могут распространить их действие на верхнюю область с часами и уведомлениями, что сводит их практическую полезность на нет.

Спустя некоторое время нашёлся и обходной путь: оказалось, что использование сервиса Accessibility позволяет это ограничение обойти. Google попытались ограничить использование этого сервиса, но попытка потерпела неудачу: оказалось, что без службы Accessibility не могут нормально функционировать многие и многие приложения (это отнюдь не похвала архитектуре системы). На сегодня известны всего три приложения, которые могут использовать для затемнения экрана сервис Accessibility.

Первое – доступно в Google Play, но – платное: Lower Brightness Pro.

В отличие от Darker, Lux Auto Brightness и массы подобных им приложений, в этом действительно затемняется и строка уведомлений. К сожалению, управление яркостью реализовано не слишком удобно (кнопками и -). Автоматическое управление яркостью сохраняется.

Это неплохо для Android 8/8.1, где можно зафиксировать положение ползунка яркости, но сводит с ума автоматическую регулировку яркости в Android 9 и прошивках, имитирующих iOS (то есть таких, в которых автоматическое изменение уровня яркости экрана сдвигает положение ползунка управления яркостью).

Xiaomi — новаторы или нет?

Xiaomi была не первой компанией, которая решила избавиться от мерцания OLED-панелей. Задолго до Xiaomi OLED-панели без мерцания использовала компания LG в своих экспериментальных смартфонах. Самым ярким представителем таких устройств был LG G Flex 2, весьма противоречивый смартфон с изогнутым экраном P-OLED.

В LG G Flex 2 использовалась гибкая матрица P-OLED, управление яркости в которой на аппаратном уровне было реализовано через изменение подаваемого на пиксели тока. Контроллер экрана не был оборудован модулем ШИМ (широтно-импульсная модуляция, или pulse width modulation, PWM); соответственно, никакого мерцания не было даже на самом низком уровне яркости.

Пользователи очень плохо восприняли этот дисплей, и их можно понять: на низкой яркости изображение покрывалось желтыми разводами и приобретало структуру «наждачной бумаги». Технология производства экспериментальных экранов в 2022 году была плохо отработана, и довольно большому числу пользователей не повезло получить смартфоны с ярко выраженными дефектами P-OLED.

В то же время в LG никак не использовали отсутствие мерцания в своих маркетинговых программах: не публиковались статьи о вреде мерцания, не выходили технические публикации, подобные тем, что делает Google в своем блоге. С учетом того что в 2022 году проблема мерцания экранов была неизвестна широкому кругу пользователей, а два человека из трех не способны заметить мерцание светодиодов на частоте 240 Гц, эксперимент LG провалился. Технологию немерцающих экранов OLED крупные производители положили под сукно.

Действительно ли OLED без мерцания настолько плохи? В 2022 году технология производства действительно допускала гигантский по современным меркам уровень разброса параметров между соседними светодиодами. Сильнее всего разброс параметров проявлялся тогда, когда на светодиод подавался очень низкий ток.

А вот при высоком токе разница между характеристиками соседних пикселей в глаза не бросалась. Этот эффект можно сравнить с цифровым шумом на фотографиях, сделанных в темноте с короткой выдержкой. Чем меньше фотонов попадает на светочувствительные ячейки (а для экрана — чем меньше фотонов излучается светодиодом), тем больше вероятность возникновения «цифрового шума».

При цифровой фотосъемке для уменьшения шума можно использовать более длинную выдержку. В случае же с излучающим светодиодом можно увеличить ток, заставив светодиод светиться ярче, испуская значительно большее количество фотонов. Логичным решением стало использование схемы управления яркостью на основе широтно-импульсной модуляции.

Крупнейшим производителем OLED-панелей для смартфонов была и остается компания Samsung. Samsung использует AMOLED в собственных смартфонах и поставляет панели сотням производителей, включая Apple и Google (о Google — чуть ниже, там не все так просто).

В зависимости от требований конкретного OEM различаются настройки панелей, включая и настройки ШИМ. Эти различия проявляются в том, на каком именно уровне яркости (в процентах от максимальной) заканчивается прямое управление яркостью и начинается скважность импульсов, приводящая к мерцанию.

Так, панели Samsung в смартфонах Galaxy S8 мерцают всегда, даже на яркости в 99% от максимальной. Убедиться в этом можно на следующем изображении.

Если есть root: отключение мерцания

Наверное, стоит упомянуть и другой вариант отключения мерцания, доступный для устройств с Android с root-доступом. Для этого потребуется два приложения: Lux Auto Brightness и CF.Lumen (последнее – только если не используется ядро с поддержкой KCAL). Далее настройте значение, ниже которого Lux будет использовать серый фильтр вместо системного управления яркостью:

Без root-доступа всё будет работать уже на этом этапе, но строка состояния и область уведомлений в Android Oreo и Pie не будут покрыты оверлеем. Соответственно, настроить альтернативный механизм управления яркостью можно в следующем окне:

Если установлено ядро, которое поддерживает механизм KCAL – просто укажите в Lux соответствующую опцию. Если поддержки KCAL нет, то CF.Lumen предлагает собственный драйвер для управления настройками экрана. Запустите его и предоставьте root-доступ, после чего в настройках Lux выберите пункт «интеграция с CF.Lumen Pro».

Далее нужно будет указать комфортные для вас уровни яркости, соответствующие разным условиям внешнего освещения. Задача решена.

Как другие производители, такие как samsung, apple и lg, уменьшают яркость дисплеев amoled?

Такие производители, как Samsung, Apple и LG, используют ШИМ в сочетании с аналоговым управлением яркостью, чтобы уменьшить мерцание на своих OLED-экранах для смартфонов и телевизоров. В этом подходе начальное затемнение выполняется за счет уменьшения тока через OLED, а для низкого уровня яркости применяется ШИМ.

Можно ли обойтись без мерцания?

Можно ли уменьшить видимое мерцание, увеличив частоту пульсаций до уровня, когда даже самые критически настроенные пользователи не смогут увидеть ШИМ? Можно запросто, таких экранов множество. Еще в 2022 году Microsoft устанавливала OLED-экраны с частотой мерцания 500 Гц в смартфон Lumia 950 (при этом в старшую модель 950 XL ставили обычные экраны с ШИМ на частоте 240 Гц).

Практически все современные LCD-телевизоры мерцают на частоте 240 Гц, но в SONY не поленились установить во всех моделях контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц (заметить его действительно очень трудно).

Почему так не делают? Экономия: контроллер, работающий на более высокой частоте, стоит на несколько десятков центов (для смартфонов) или даже долларов (для телевизоров) дороже самых дешевых, с мерцанием на низкой частоте. Это ты ценишь свои глаза дороже пары долларов, у производителя же — экономика масштабов: даже несколько десятков центов, масштабированных на миллионы устройств, позволят положить в карман лишние сотни тысяч, а то и миллионы долларов.

При этом, если завтра в какой-нибудь юрисдикции законодательно зафиксируют санитарные нормы для смартфонов, в которых будет ограничиваться пульсация экрана, производители отреагируют на следующий же день, начав устанавливать панели с соответствующими настройками.

А можно ли вообще избавиться от мерцания, полностью переведя панели на прямое управление яркостью? Сегодня и это проделать можно, а вот еще два-три года назад тебе пришлось бы терпеть слишком много компромиссов. Я до сих пор помню смартфон Lumia 930, OLED-экран которого на минимальной яркости становился нежно-розового цвета — и это несмотря на мерцание.

Сегодня же телевизоры с OLED-экранами не мерцают вообще. Если тебя не убеждают компьютерные мониторы, уже много лет работающие без мерцания, то свежий пример — компания SONY, реализующая именно такую схему управления в своих телевизорах на фоне повального увлечения моделями с ШИМ в 240 Гц.

Однако такая схема управления уже не просто дороже, а требует использования более качественных компонентов: светодиодов подсветки в панелях LCD (это проще) или OLED-панелей с более жесткими стандартами контроля качества (именно на этом прогорела и продолжает прогорать компания LG, которая никак не может наладить выпуск качественных OLED-экранов для смартфонов).

Пока же нам приходится иметь дело с мерцающими экранами — и пытаться что-то с этим сделать самостоятельно.

О вреде мерцания

Споры о вреде мерцания не стихают с тех самых пор, как дисплеи стали мерцать. «Через пять минут глаза слезятся, через полчаса краснеют!» — жалуется пользователь на форуме. «У меня тоже есть нога, но она не болит!» — хором отвечают ему форумчане. «На AMOLED цвета, конечно, сочнее, но зато от IPS глаза не болят», — делятся наблюдением другие пользователи и делают неожиданный вывод: «Наверное, дело в цветопередаче!»

Увы, нет: дело не в цветопередаче, точнее — не только в ней. Дело в том, что современные экраны OLED, используемые в смартфонах, мерцают на достаточно низкой частоте в 240 Гц. По статистике, мерцания на этой частоте не замечает 70% пользователей, а из тех, кто замечает, большинство не обращает внимания.

В то же время нагрузка на глаз одинакова у всех; будут ли болеть глаза у конкретного пользователя, который смотрит на мерцающий экран, зависит не от того, видит ли он мерцание (это физиологическое свойство не глаз, а мозга, обрабатывающего поступающую от глазного нерва картинку), а от здоровья глаз пользователя и, так сказать, оставшегося «запаса прочности» по зрению.

Я отношусь к категории пользователей, которые мерцание отлично видят и замечают. Лично мне мерцание мешает, а глаза от него устают. Наверное, я был единственным в своем городе человеком, который в 1995 году менял видеокарту в компьютере только для того, чтобы получить DAC, позволяющий на разрешении 800 × 600 достичь частоты обновления на ЭЛТ-мониторе не в 56, а в 75 Гц.

С мерцанием OLED-экранов я впервые столкнулся в 2022 году в смартфонах Nexus 6 и Nokia Lumia 930. И если с мерцанием смартфона с Windows мне пришлось смириться, то ядро Nexus 6 я успешно модифицировал, полностью избавившись от мерцания. «А что, так можно было?

» Да — если ты понимаешь, чем жертвуешь, и согласен терпеть «поехавшую» цветопередачу на низких уровнях яркости и мириться с неравномерными заливками в тенях. В этой статье я планирую рассказать о том, как избавиться от мерцания в смартфонах Xiaomi Mi 9, Google Pixel 3 XL и iPhone X, Xs и Xs Max.

Обратная сторона медали

Итак, мы выяснили, что в Xiaomi Mi 9 мерцание отключается чисто программным хаком. Более того, из некоторых особенностей становится понятно, что режим DC Dimming, вероятно, реализован даже не на уровне ядра, а на уровне framework-прошивки — где-то недалеко от «ночного» режима (Reading Mode в терминологии Xiaomi), который в ночное время уводит температуру экрана в теплые оттенки.

Что заставляет меня сделать такой вывод? Следующие наблюдения.

Во-первых, на экране блокировки (в момент, когда телефон заблокирован) не работает ни «ночной» режим, ни DC Dimming. В темное ночное время на заблокированном экране дисплей мерцает, а цветопередача — все в тех же «холодных» оттенках без малейшего признака «ночного» режима. Но стоит разблокировать аппарат, как мерцание тотчас же пропадает, а цвета приобретают янтарный оттенок «ночного» режима.

Во-вторых, активация режима DC Dimming дурно влияет на функцию автоматической яркости: телефон все время стремится сделать экран максимально темным. Постоянные нервные передвижения ползунка яркости помогают в течение 10–15 секунд, после чего яркость начинает медленно ползти вниз.

Очевидно, что датчик освещения и способ управления яркостью экрана никак не связаны (это легко проверить, установив стороннее приложение для управления яркостью, например Lux Dash); такая ошибка возможна только при безграмотной реализации автояркости.

Наконец, никакого контроля цветопередачи на пониженной яркости тоже не наблюдается: тестовые шаблоны при активированном режиме DC Dimming выглядят точно так же, как при использовании наложения серого фильтра (screen overlay) приложением Lux Dash, Darker или одним из множества подобных.

В то же время качество матрицы у Mi 9 на высоте: даже на минимальных уровнях яркости заливка экрана серым цветом выглядит равномерно; нет ни структуры «наждачной бумаги», ни грязных желтых пятен, как в LG G Flex 2. Однако достигается это не совсем честным образом: на самых низких значениях яркости (ниже 10%)

В целом решение Xiaomi портировать DC Dimming на предыдущие модели можно похвалить за намерение и популяризацию проблемы — и серьезно покритиковать за кривую реализацию.

По имеющейся информации, в Xiaomi сейчас работают над полностью аппаратным решением проблемы мерцания OLED для новых моделей смартфонов.

Популярно про шим, dc dimming, oled saver, anti-flicker mode

Рейтинг популярных android-смартфонов по уровню мерцания

Количество световых импульсов отличается в зависимости от модели смартфона. Чем выше уровень мерцания, тем меньше влияния на глаза. Абсолютно безопасным показателем считается 300 Гц и выше.

Мы перестаем замечать пульсацию невооруженным глазом уже на частоте 60 Гц. Но до 300 Гц мозг еще улавливает импульсы и постоянно находится в возбужденном состоянии, что чревато плохим самочувствием. Если частота превышает 300 Гц, мозг уже не распознает мерцания, и никаких пагубных сигналов не поступает.

Но производители экономят при выпуске телефонов, поэтому уровень пульсации обычно составляет 200–250 Гц. Около 60% пользователей восприимчивы к такому уровню мерцания, поэтому они будут испытывать неприятные симптомы.

Ниже указаны таблицы с уровнями ШИМа в известных Андроид-смартфонах. 

Как видим, некоторые современные модели имеют уровень световых импульсов выше 300 Гц. Но все равно большинство смартфонов, представленных на технологическом рынке, все еще мерцают с частотой 200–280 Гц. 

Так в чем же решение?

Производители смартфонов все больше осознают возможные проблемы со здоровьем, связанные с уменьшением яркости ШИМ. Однако, учитывая, что мерцание ШИМ на самом деле влияет только на определенную группу людей, и недостаток, связанный с затемнением постоянного тока на панелях AMOLED, последние производители смартфонов предпочитают предоставлять его в качестве дополнительной функции.

OnePlus уже подтвердил, что он тестирует диммирование DC на своих смартфонах. Эта функция может быть добавлена ​​в будущем обновлении. На самом деле, китайские компании-производители смартфонов, похоже, готовы к этой функции. Xiaomi, Vivo, OPPO и даже Meizu выступили вперед и подтвердили снижение яркости DC на своих существующих или будущих смартфонах.

Несмотря на то, что затемнение ШИМ может вызывать дискомфорт у некоторых пользователей, большинство людей не почувствуют разницу. Поэтому очень важно знать, что ваша чувствительность к эффекту мерцания решает, как он повлияет на вас.

Поэтому, если у вас слишком сильное напряжение зрения или головная боль из-за того, что вы зацепились за экран смартфона слишком долго, не вините пока что ШИМ затемнение. Постарайтесь создать хорошие привычки для смартфонов, которые включают в себя настройку яркости дисплея на комфортные уровни (вместо 100% в любое время) и поддержание приличного расстояния между вами и экраном вашего смартфона.

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.

Заключение

Широтно-импульсная модуляция — вещь противоречивая. С одной стороны, ШИМ приводит к повышенной утомляемости и усталости глаз приблизительно 30% пользователей (остальные 70% его не замечают, но при длительном использовании мерцающих устройств со временем устает и их мозг).

С другой — использование ШИМ не только позволяет производителям сэкономить несколько десятков центов на каждом устройстве, но и дает им возможность эффективно маскировать недостатки OLED-панелей. Впервые OLED-экран без мерцания появился еще в 2022 году, но эксперимент оказался неудачным: на тот момент технология производства дисплеев не позволяла создать панель, обладающую удовлетворительными характеристиками на низких уровнях яркости.

Начиная примерно с 2022 года качество панелей достигло такого уровня, что производители стали массово использовать гибридную схему управления яркостью; в относительно свежих устройствах ШИМ часто появляется лишь на самых низких (25% и ниже) уровнях яркости.

На сегодняшний день Samsung (LG предлагаю оставить в покое) выпускает достаточно качественные панели OLED, на которых полное отключение ШИМ уже не приводит к заметной на глаз деградации картинки. Сейчас самое время отказаться от ШИМ в OLED-экранах. Китайские производители (Xiaomi, OnePlus, Oppo, Huawei) уже начали это делать; для крупных же производителей процесс наверняка растянется на несколько лет. Предлагаю взять заботу о своих глазах в собственные руки, используя описанные в статье методы избавления от мерцания.