아니요, "AMOLED Black"은 진회색보다 배터리를 더 많이 절약하지 않습니다

다크 모드 디자인은 최근 많은 주목을 받고 있으며, 구글과 애플은 다음 주요 OS 릴리스를 준비 할 때 가능한 한 빨리 다크 테마 디자인을 앱에서 빠르게 선보이고있다. . 컴퓨터 세계에서 사람들은 오래된 질문을했습니다. 다크 모드 테마 디자인은 순수한“AMOLED black”또는 짙은 회색을 사용해야합니까?

어느 쪽 더 나아 보이는지 대답하지는 않지만 (개인적이며, 현재로서는 정치적인 것입니다.) 일반적으로 동반되는 또 다른 질문에 대답하고 싶습니다. 이것은 어두운 테마 디자인에서 어두운 회색을 사용하는지 여부를 저장하는 것입니다. OLED 디스플레이의 순수한“AMOLED black”배터리.

그 대답은 그렇습니다. 짙은 회색은 여전히 ​​배터리를 절약 하지만 대부분의 사람들은 “픽셀이 실제로 꺼져 있기 때문에 순수한 검정색은 더 많은 전력을 절약합니다!” 라고 말합니다. 내 자신의 제목과 모순됩니다. 그러나 그 외침에 나오는 두 가지 진술은 모두 사실입니다. 그러나 순수한 검정은 실제로 어두운 회색보다 얼마나 많은 전력을 절약합니까? 이 질문에 답하기 위해서는 먼저 기본적인 OLED 구조를 이해해야합니다.

OLED 디스플레이 기본

OLED (Organic Light - Emitting Diode) 디스플레이에서 모든 단일 픽셀은 사용자가 보는 고유의 빛을 생성합니다. 모든 픽셀에는 빨강, 파랑 및 녹색 하위 픽셀 (간단 성을 위해 스트라이프 RGB로 가정)이 있으며, 특정 밝기에서 각 색상을 방출하는 개별 OLED이며, 밝기는 LED에 전송되는 전류량에 따라 다릅니다. 디스플레이가 생산하는 모든 단일 색상은 서로 다른 밝기로이 세 가지 OLED를 혼합 한 것이며 흰색은 단순히이 세 가지 OLED를 모두 혼합 한 것입니다. 앞에서 언급했듯이 검은 색은 3 개의 OLED에 전류가 흐르지 않는 3 개의 모든 색 혼합물이 없다는 것입니다.

그렇다면 어두운 회색은 어떻게 만들어 집니까? 회색, 진한 회색 및 밝은 회색은 모두 실제로 흰색 음영입니다. 회색 픽셀은 흰색 픽셀을 형성 한 다음 픽셀이 얼마나 밝거나 어두운 지에 따라 3 개의 OLED로 전류를 백분율로 낮추어 만듭니다. # FFFFFF / rgb (100 %, 100 %, 100 %)는 순수한 흰색, # 000000 / rgb (0, 0, 0)은 검은 색, 회색 음영은 RGB 색상 코드에서보다 쉽게 ​​생각할 수 있습니다. 같은 빨간색, 녹색 및 파란색 구성 요소가있는 트리플. 입력 색상 코드의 개별 빨강 / 파랑 / 초록 구성 요소 값은 본질적으로 픽셀의 해당 RGB OLED로 전달됩니다.

그러나 이러한 색상 코드를 출력 할 때는 한 단계 더 나아가 감마 보정이 필요 합니다. 감마를 너무 깊이 설명하지는 않지만 간단히 감마 보정은 0 %에서 100 % 범위의 선형 색상 코드 값을 사용하여 출력을 올립니다. 산업 표준 디스플레이 감마는 2.2의 전력 지수를 사용하므로 각 입력 색상 구성 요소는 2.2로 올라가며, 이는 각 OLED의 출력 휘도입니다.

OLED 밝기 대 색상 구성 요소 값. 반응이 선형이 아닌 방법에 주목하십시오.

요약하면, 입력 RGB 색상 코드 구성 요소는 2.2로 올라간 다음 픽셀의 해당 빨강, 파랑 및 녹색 OLED로 전달됩니다. 단순한.

이제 질문에 대답 할 수 있습니다.

어두운 회색 픽셀은 얼마나 많은 전력을 소비합니까?

Google Material Dark Theme 사양의 권장 표면 색상 # 121212를 사용하여 rgb (7 %, 7 %, 7 %)로 변환합니다. 감마 보정 (0.07 ^ 2.2) 후 우리는 0.3 %의 값을 얻습니다. 이는 Google의 어두운 회색 표면이 순수한 흰색 표면의 휘도를 0.3 % 출력 함을 의미합니다.

진한 회색은 순백색의 0.3 %

OLED의 휘도 / 밝기는 OLED에 전송되는 전류에 달려 있음을 상기하십시오. 진한 회색을 렌더링하려면 흰색의 검정력의 0.3 % 만 필요합니다. 하지만 네가 무슨 생각을하는지 알아

"0.3 %는 여전히 0 %보다 높습니다!"

당신은 절대적으로 정확하지만 실제 수치를 알아 봅시다.

장치 전력 및 디스플레이 휘도 – OnePlus 7 Pro

장치 전력 대 출력 디스플레이 휘도를 플로팅하여 선형 회귀를 사용하여 OnePlus 7 Pro 디스플레이 (60hz)의 발광 효율을 측정했습니다. 또한 디스플레이는 전원을 켜면 전력을 소비합니다. 디스플레이 드라이버가 활성화되어 SoC에서 박막 트랜지스터로 신호를 송수신 할 수 있습니다. 디스플레이가 풀 블랙 이미지를 렌더링하는 동안 장치 전원을 측정하고 디스플레이가 꺼져있는 동안 다른 측정을 수행 한 후 차이를 뺍니다. OnePlus 7 Pro 디스플레이는 기준선 400mW와 1 니트 당 추가 4mW (휘도 단위)를 소비했습니다.

실제 전력 수치를 수집 했으므로 순수한 "AMOLED black"대비 어두운 회색이 얼마나 많은 전력을 소비하는지 모델링 할 수 있습니다. 순수한 백색의 경우 디스플레이 밝기를 100nit로 가정하여 계산이 간단 해집니다. 이 화이트 레벨에서 OnePlus 7 Pro 디스플레이는 400mW + (4mW / nit × 100nits) = 800mW를 소비해야합니다. 검은 색 만 표시 할 경우 디스플레이는 기준 전력 (400mW) 만 소비해야합니다. 진한 회색의 경우 출력 휘도를 화이트 레벨의 휘도의 0.3 %로 계산 했으므로 0.3 니트를 출력해야합니다. 4mW / nit × 0.3nits = 1.2mW이므로 진한 회색은 순수한 검정보다 1.2mW 만 더 소비해야합니다.

400mW vs. 401.2mW — 미세한 전력 소비 0.3 % 증가

따라서 이론적 으로 짙은 회색은 검은 색을 사용하는 것과 비교하여 무시할만한 추가 전력을 소비합니다. 그러나 어쩌면 여전히 어두운 모드의 효능에 대해 회의적이며 수학을 믿지 않기 때문에 그냥 측정하십시오.

실제 장치 전력 측정

OnePlus 7 Pro를 라이트 미터를 사용하여 100nit의 디스플레이 흰색 수준으로 설정하고 각각 흰색, 검은 색 및 어두운 회색의 전체 이미지에 5 분 동안 그대로두고 총 장치 전력을 측정했습니다. OnePlus 7 Pro 디스플레이는 그림자에서 감마가 더 높으므로 # 121212의 출력 휘도를 측정 할 때 예상 0.3 니트 대신 0.18 니트를 읽으므로 훨씬 적은 전력을 소비합니다.

“백색”장치 전력 – 100 니트

“검은 색”장치 전력 – 0 니트

“진한 회색 장치 전력 – 0.18 니트

OnePlus 7 Pro가 100 니트에서 전체 흰색을 표시 할 때 장치는 5 분 동안 평균 1000mW를 소비했습니다. "AMOLED black"이미지를 표시 할 때 OnePlus 7 Pro는 평균 600mW를 소비했습니다. 위의 모델링에서 400mW와 동일한 차이입니다. 마지막으로 진한 회색을 측정 할 때이 장치는 평균 600mW-610mW를 소비했습니다. 이러한 측정 된 전력 수치는 모두 이전에 모델링 한 것과 일치합니다. 진한 회색 테스트를위한 10 밀리 밀리 와트의 추가 전력은 디스플레이가 아니라 아마도 라디오, 짧은 SoC 분출구 같은 장치의 다른 전력에서 나온 것입니다. 전력 로그 드레인은 마지막 목록에 대한 암페어의 급격한 증가를 보여줍니다 평균값이 0.6W에서 0.61W로 증가합니다. 다음은 동일한 시나리오를 사용한 또 다른 실행입니다. 단, 이 테스트에서는 순수한 검정 테스트가 외부 요인으로 인해 50mW 더 많은 전력을 다시 소비했습니다.

그러나 최악의 시나리오는 10mW가 우연이 아니라고 가정합시다. 평균 장치 전압 4.03V에서 추가 10mW는 평균 암페어 2.5mA에 해당합니다. OnePlus 7 Pro의 4000mAh 배터리를 사용하면 짙은 회색 테마가 시간당 장치 배터리의 0.063 %를 추가로 소비합니다. 우와

어두운 모드의 경우 AMOLED 검정 또는 어두운 회색? 원하는 것을 고르십시오. 둘 다 같은 양의 소중한 배터리를 절약하십시오.