איך מסך OLED משתווה ל-LCD מבחינת צריכה של אנרגיה?

איך טכנולוגיית מסך OLED מובילה לצריכה תלונה בתוכן

פיקסלים שמשדרים בעצמם מבטלים את צריכה של אנרגית תאורת הרקע – יתרון יעילות בסיסי

צגים של LCD צריכים תאורה אחורית מתמדת שצורכת כ-70 עד 90 אחוז מהאנרגיה הכוללת שלהם, ללא תלות בתוכן המוצג על המסך. צגי OLED עובדים אחרת, שכן כל פיקסל מייצר את האור שלו ויכולה להימנע לחלוטין כשנדרש, מה שיוצר אזורים שחורים אמיתיים. משמעות הדבר היא שלא מתרחשת עוד בזבוז אנרגיה מתאורה אחורית, ובמצב חשוך או בעת צפייה בסרטים עם הרבה פעולות, הצריכה חצייה בכמות החשמל. אופן הפעולה של OLED מעניין למדי. במקום לסנן אור כמו ש-LCD עושה, פיקסלים נפרדים פשוט נ apagים, מה שמאפשר שחור עמוק בהרבה מכל לוח LCD יכול להשיג. יעילות שכזו הופכת את טכנולוגיית OLED למובילה הן באיכות התמונה והן בחיסכון בצריכת חשמל.

רמות תמונה ממוצעת (APL) כגורם הקובע העיקרי לצריכת החשמל של מסכי OLED

כמות האנרגיה שצופי OLED צורכים קשורה קשר הדוק למה שנקרא רמת התמונה הממוצעת, או בקיצור APL. בעיקרון, מדד זה מודד עד כמה התמונה הכוללת על המסך בהירה באמת. כל תת-פיקסל קטן עובד קשה יותר כשהוא צריך לזרוח בהירות רבה יותר, ולכן כשאנו רואים מסך לבן שלם ברמת APL של 100%, כל אלמנט במסך עובד בקיבולת מלאה. מחקרים מציינים שעלייה מרמת APL של 20% לרמת APL של 60% עשויה להגביר את צריכה החשמלית בכ-40%. דברים יומיומיים כמו יישומי גיליונות אלקטרוניים או מסמכים עם רקע לבן מוציאים מהסוללה הרבה יותר מהר מאשר תוכן כהה יותר, כמו תמונות שצולמו בלילה או סרטים שצולמו בתנאי אור נמוך. מאחר שרמת APL משחקת תפקיד כה גדול באופן שבו צופי OLED מנהלים את צריכת הכוח, יצרנים לוקחים בחשבון נתונים אלו בעת אופטימיזציה של המכשירים שלהם, בעוד מפתחי יישומים גם כן שוקלים את רמת APL בעת עיצוב ממשקים כדי לעזור לשמר את חיי הסוללה של המשתמשים.

הגבלות ויוצאות מן הכלל: אי-איזון תת-פיקסלים לבנים, זקנה, וקיצורים בעיצוב ממשק

יתרונות היעילות של טכנולוגיית OLED מגיעים עם מגבלות אמיתיות. סידורים של פיקסלים RGBW מתמקדים בפיקסלים לבנים כדי להגביר את רמות בהירות, מה שבעצם צורך יותר חשמל בעת הצגת תוכן עם שטחים גדולים של צבע לבן. ככל שהפנלים מזדקנים, הם מתחילים להזדקק ל-15 עד 25 אחוז חשמל נוסף רק כדי לשמור על אותה רמת בהירות כמו כשהיו חדשים. מעצבים שעובדים עם תצוגות אלו חייבים לבצע בחירות קשות בין יעילות לאיכות. בעוד שאלמנטים שחורים בממשק המשתמש חוסכים אנרגיה, לעיתים קרובות הם גורמים לשפשופי צבע מטרידים במהלך מעברי מסך, מכיוון שחלקים שונים של התצוגה מגיבים במהירויות מעט שונות. בסיכומו של דבר, חיסכון באנרגיה של OLED תלוי מאוד בשימוש המעשי בו. התבוננות אך ורק במספרי ביצועים מרביים אינה מספרת את כל הסיפור בנוגע לצריכת החשמל במציאות היומיומית.

למה צריכת החשמל של LCD נשארת בלתי תלויה במידה רבה בתוכן

שליטה קבועה באור אחורי: כיצד כ-70–90% מאנרגיית ה-LCD מושקעתRegardless of image

צגי LCD מסתמכים על האור האחורי הזה שפועל תמיד, בדרך כלל בטווח של 20 עד 150 וואט למטר רבוע, והוא ממשיך לפעול ללא תלות בתוכן המוצג על המסך, גם כאשר התמונה שחורה לחלוטין. החלק של הגביש הנוזלי רק מבקר בכמות האור העובר דרך המסך, אך אינו מייצר אור בעצמו, ולכן רוב החשמל מושקע בכל מקרה באור האחורי. כ-70 עד 90 אחוז מהחשמל שנצרך משמש להפעלת האור האחורי הזה. כתוצאה מכך, לא מתרחשת כמעט כל שינוי בשיעור הצריכה של חשמל בין תצוגה של תאים בהירים בגיליון אלקטרוני לבין סצנה בסרט שהיא שחורה לגמרי. לעומת זאת, צגי OLED פועלים בצורה שונה. צריכת החשמל שלהם משתנה באמת בהתאם לתוכן המוצג על המסך, מה שהופך אותם ליעילים יותר בהשוואה לטכנולוגיית ה-LCD המסורתית.

שדרוגים של כיווץ מקומי ואלומיני מיני-LED – שיפורים צנועים, לא שינויים מהותיים

טכנולוגיית מיני LED יחד עם כיווץ מקומי של האורע מסייעת להפוך מסכי LCD ליעילים יותר על ידי הפחתת האורע באזורים חשוכים של התמונה. עם זאת, שיפורים אלו לא משנים את אופן הפעולה הבסיסי של לוחות LCD. הסתכלו אפילו על המודלים היקרים ביותר שקיימים, וברובם המכריע הם מגיעים לכל היותר לכ-1000 אזורי כיווץ. כלומר, מקטעים גדולים של המסך מוארים בבת אחת במקום להיות מבוקרטים באופן פרטני. כשמשהו מאוד בהיר מופיע על המסך, אנו רואים את האפקט הזה שנקרא "זִהוּר" (blooming), שבו האזורים הסמוכים נעשים בהירים מדי כתגובה. מערכת האורע עצמה צורכת כ-30 וואט למטר רבוע ללא תלות בכמה נפחית אותה. בסיכום, שיפורים אלו מקטינים את צריכה של חשמל ב-15 עד 25 אחוזים בערך בעת צפייה בתוכן עם הבדלים גדולים בקונטרסט בין אזורים בהירים לחשוכים. חיסכון שימושי בהחלט, אך אין דבר שיכול להתאים למה שמוצגי OLED עושים באופן טבעי, שכן כל פיקסל שם שולט בעצמו בפליטת האור בהתאם למה שמוצג באמת על המסך.

יעילות מסך OLED בפועל: תרחישים שבהם הוא מוביל או פספס

יישומים במצב כהה וסטרימינג של וידאו: עד 50% פחות צריכה של אנרגיה בהשוואה ל-LCD

מסכי OLED באמת מנצנצים כשאין הרבה פעילות חזותית. חשבו על סביבות תכנות עם רקעים כהים, אפליקציות שנהייות שחורות לגמרי בלילה, או סרטים עם פסי שחור גדולים מסביב לתמונה. הטכנולוגיה פשוט מכבה קטעים שלמים של פיקסלים במקום שבו אין שום דבר, כך שהיא לא מבזבזת אנרגיה על תאורה של שטח ריק. החיסכון באנרגיה יכול להגיע לכמחצית בהשוואה למסכי LCD רגילים שממשיכים לזרוח ללא תלות בתוכן. עבור אנשים שמסטרימים הרבה, זה יוצר הבדל אמיתי. קחו סצנה מ-"Stranger Things" שבה הכל שחור לגמרי פרט אולי לצללים מפחידים זעירים על המסך. סצנה זו תצרוך בערך שני שליש פחות אנרגיה במסך OLED בהשוואה ללוח LCD שעושה בדיוק את אותו דבר.

עומסי עבודה בהירים ובעלי APL גבוה (גיליונות אלקטרוניים, שיחות וידאו): צמצום או הפיכת הפער

בעת עבודה עם תוכן בעל רמת פיקסל ממוצעת גבוהה (APL), לוחות OLED נוטים להראות את חולשותיהם בהשוואה לטכנולוגיות תצוגה אחרות. חשבו על רקעים לבנים אינסופיים של גליונות אלקטרוניים או שיחות Zoom במסך מלא, שבהן כמעט כל פיקסל מואר בו זמנית, מה שמגדיל באופן טבעי את צריכה החשמל. לפי מבחנים אחרונים של DisplayMate משנת 2023, מסכי OLED יכולים לצרוך בין 15 ל-30 אחוז יותר חשמל מאשר מסכי LCD בגודל דומה, כאשר הם פועלים בעוצמת הארה מקסימלית. שיפורים חדשים יותר כגון טכנולוגיית LTPO שיפרו את המצב על ידי הפחתת צריכת החשמל הנגרמת על ידי רענון מיותר של התמונה, אך גם עם שיפורים אלו, ל-LCD עדיין יש יתרון ברוב סוגי העבודות במשרד הדורשות עוצמת הצגה קבועה לאורך זמן.

שאלות נפוצות

מהי ההטבה העיקרית של מסכי OLED לעומת LCD?

תצוגות OLED פולטות אור משל עצמן, כלומר כל פיקסל מייצר את האור שלו ויכול להידלדול לחלוטין לצורך שחור עמוק יותר ושימוש יעיל יותר באנרגיה. לעומת זאת, LCD צריך תאורה אחורית קבועה שצורכת אנרגיה רבה ללא תלות בתוכן התמונה.

איך רמת התמונה הממוצעת (APL) משפיעה על צריכה של אנרגיה ב-OLED?

APL מודד את בהירות הכללית של התמונה על המסך. APL גבוה יותר (למשל, רקע לבן) גורם לעליה בשיעור הצריכה מכיוון שכל תת-פיקסל עובד קשה יותר כדי לבהק בבהירות גדולה יותר. לעומת זאת, APL נמוך צורך פחות אנרגיה.

מדוע תצוגות OLED עלולות לצרוך יותר חשמל במקרים מסוימים?

תצוגות OLED עשויות לצרוך יותר חשמל בסיטואציות הדורשות APL גבוה, כגון רקעים לבנים או שיחות וידאו במסך מלא, מכיוון שיותר פיקסלים נמצאים בבהירות מלאה, מה שמגדיל את הצריכה הכוללת של האנרגיה.

מהן מגבלותיה של טכנולוגיית OLED?

תצוגות OLED מתמודדות עם אתגרים כמו אי-איזון תת-פיקסלים לבנים, זקנה שמגבירה את דרישות האנרגיה, וטשטוש צבעים פוטנציאלי, במיוחד באיברים ממשק שחורים. גורמים אלו יכולים להשפיע על היעילות ואיכות התמונה.

איך מיני-LED והדimming מקומיים משפיעים על יעילות LCD?

מיני-LED והדימינג מקומי משפרים את יעילות LCD על ידי הפחתת תאורת הרקע באזורים כהים יותר של המסך, אך הם לא משנים את אופן פעולתו הבסיסי. אף על פי שהם מציעים חיסכון, טכנולוגיות אלו עדיין נופלות במעט לעומת היעילות המובנית של OLED.