Kaip OLED ekrano energijos suvartojimas palyginamas su LCD?

Kaip OLED ekrano technologija lemia turinio priklausomą maitinimo naudojimą

Savaiminio švitėjimo pikseliai pašalina foninės šviesos energiją – esminis efektyvumo pranašumas

LCD ekranams reikia nuolatinės foninės šviesos, kuri sunaudoja apie 70–90 procentų jų bendros energijos nepriklausomai nuo to, kas rodoma ekrane. OLED ekranai veikia kitaip, nes kiekvienas pikselis skleidžia savo šviesą ir, jei reikia, gali visiškai išsijungti, dėl ko atsiranda tikri juodi plotai. Tai reiškia, kad nebelieka švaistomos energijos dėl foninės šviesos, o energijos suvartojimas sumažėja apie pusę naudojant tamsųjį režimą ar žiūrint vaizdo įrašus su daug judėjimo. OLED technologijos veikimo principas taip pat yra gana įdomus. Vietoje šviesos blokavimo, kaip daro LCD, atskiri pikseliai tiesiog išsijungia, leisdami pasiekti žymiai tamesnius juodus nei bet kuris LCD ekranas galėtų pasiekti. Tokia efektyvumas verčia OLED technologiją išsiskirti tiek vaizdo kokybės, tiek elektros sutaupymo požiūriu.

Vidutinis vaizdo lygis (APL) kaip pagrindinis OLED ekrano energijos suvartojimo veiksnys

Energijos kiekis, kurį suvartoja OLED ekranai, glaudžiai susijęs su tuo, ką vadiname vidutiniu paveikslėlio lygiu (angl. Average Picture Level – APL). Paprastai tariant, tai matuoja, kiek iš tikrųjų yra ryškus bendras ekrane rodomas vaizdas. Kiekvienas mažytis subpikselis dirba intensyviau, kai jam reikia šviesti ryškiau, todėl, kai matome visiškai baltą ekraną 100 % APL, kiekvienas atvaizdavimo elementas dirba maksimaliai. Tyrimai parodo, kad padidinus APL nuo 20 % iki 60 %, energijos suvartojimas gali išaugti apie 40 %. Įprasti dalykai, tokie kaip skaičiuoklių programos ar dokumentai su baltais fonais, greičiau išnaudoja baterijos įkrovą nei tamsesnis turinys, pavyzdžiui, naktį daryti nuotraukos ar filmuoti silpnos šviesos sąlygomis kūriniai. Kadangi APL turi tokį didelį poveikį OLED ekranų energijos valdymui, gamintojai atsižvelgia į šiuos skaičius derindami savo įrenginius, o programėlių kūrėjai taip pat atsižvelgia į APL projektuodami naudotojo sąsajas, kad padėtų išsaugoti naudotojų baterijos trukmę.

Apribojimai ir išimtys: baltų subpikselių disbalansas, senėjimas ir naudotojo sąsajos projavimo kompromisai

OLED technologijos efektyvumo privalumai turi ir realių apribojimų. RGBW pikselių išdėstymas siekia padidinti ryškumą, naudodamas baltus subpikselius, tačiau tai išties suvartoja daugiau energijos rodydamas turinį su dideliais baltais plotais. Senstant skyliams, jiems palaikyti tokį patį ryškumą kaip naujiems reikia nuo 15 iki 25 procentų daugiau energijos. Projektuojant šiuos ekranus, tenka priimti sudėtingus sprendimus tarp efektyvumo ir kokybės. Juodi vartotojo sąsajos elementai, nors ir taupo energiją, kartais sukelia erzinančius spalvų išplitimą perėjimų metu, nes skirtingos ekrano dalys reaguoja šiek tiek skirtingu greičiu. Iš esmės OLED energijos taupymas labai priklauso nuo to, kaip jis praktiškai naudojamas. Tik maksimalūs našumo skaičiai nepasako visos istorijos apie faktinę energijos sąnaudą kasdienėse situacijose.

Kodėl LCD energijos suvartojimas lieka maždaug vienodas nepriklausomai nuo turinio

Fiksuotas foninės šviesos dominavimas: kaip ~70–90 % LCD energijos suvartojama nepaisant vaizdo

LCD ekranai priklauso nuo šios pastovios ryškumo foninės šviesos, kuri paprastai yra tarp 20 ir 150 vatų kvadratiniam metrui, ir veikia nepriklausomai nuo to, kas rodoma ekrane, net tada, kai matomas tik juodas fonas. Skystieji kristalai tiesiog kontroliuoja, kiek šviesos praeina, o ne generuoja šviesos patys, todėl didžioji dalis energijos vis tiek sunaudojama būtent foninei šviesai. Apie 70–90 procentų visos naudojamos elektros energijos tenka būtent šiai foninei šviesai. Dėl to energijos suvartojimas praktiškai nesikeičia, ar žmogus žiūrėtų ryškiai degančias skaičiuoklės langelės ar filmo sceną, kurioje viskas yra absoliučiai juoda. OLED ekranai veikia kitaip. Jų energijos suvartojimas iš tikrųjų keičiasi priklausomai nuo to, kas rodoma ekrane, dėl ko jie yra žymiai efektyvesni palyginti su tradicine LCD technologija.

Vietinis aptemdymas ir mini-LED patobulinimai – nedideli patobulinimai, o ne paradigmos pasikeitimai

Mini LED technologija kartu su vietiniu pritemdimu padeda padaryti LCD ekranus efektyvesniais, sumažinant foninį apšvietimą tamsesnėse vaizdo dalyse. Tačiau šie patobulinimai nepakeičia pagrindinio LCD skylių veikimo principo. Pažvelkite net į brangiausius esamus modelius – jie dažniausiai pasiekia tik apie 1000 pritemdimui skirtų zonų. Tai reiškia, kad didelės ekrano dalys yra apšviečiamos vienu metu, o ne valdomos atskirai. Kai ekrane pasirodo kažkas labai ryškaus, pastebime reiškinį, vadinamą „prasiskverbimu“ (blooming), kai aplinkinė sritis pernelyg iššviesėja kaip kompensacija. Fono apšvietimo sistema pati sąnaudoja apie 30 vatų kvadratiniam metrui, nepriklausomai nuo to, kiek žemai ją nustatome. Iš viso šie patobulinimai sumažina energijos suvartojimą maždaug 15–25 procentais žiūrint turinį, kuriame yra daug kontrasto skirtumų tarp šviesių ir tamsių sričių. Žinoma, tai naudingas taupymas, bet niekas negali prilygti natūraliai OLED ekranų veiklai, kadangi kiekvienas jų pikselis patys reguliuoja savo šviesos intensyvumą priklausomai nuo to, kas faktiškai rodoma ekrane.

OLED ekrano efektyvumas praktikoje: scenarijai, kai jis pranašauja ar atsilieka

Tamsios režimo programėlės ir vaizdo srautas: iki 50 % mažesnis energijos suvartojimas lyginant su LCD

OLED ekranai tikrai puikiausiai atrodo tuomet, kai vizualiai vyksta nedaug dalykų. Įsivaizduokite programavimo aplinkas su tamsiais fonais, programėles, kurios naktį visiškai juodos, arba filmus su dideliais juodais juostomis aplink juos. Ši technologija tiesiog išjungia visus tuos pikselių sektorius, kur nieko nevyksta, todėl nešvaisto energijos tuščių erdvių apšvietimui. Energijos taupymas gali pasiekti apie pusę, palyginti su įprastais LCD ekranais, kurie šviečia nepriklausomai nuo turinio. Tiems, kurie daug naudojasi srautiniu transliavimu, tai daro tikrą skirtumą. Paimkime sceną iš serialo „Stranger Things“, kur viskas yra absoliučiai juoda, o ekrane matosi tik keletas šmėklų šešėlių. Tokia pati scena OLED ekrane sunaudotų apie du trečdalius mažiau energijos nei LCD ekranas, rodantis tą patį turinį.

Šviesūs, didelio APL apkrovos variantai (skaičiuoklės, vaizdo skambučiai): skirtumo sumažėjimas arba apgręžimas

Kai reikia dirbti su turiniu, kuriame vidutinis pikselių lygis (APL) yra aukštas, OLED ekranai dažnai parodo savo silpnąsias puses, palyginti su kitomis vaizdo technologijomis. Pagalvokite apie begalines baltas skaičiuoklės lentelių fonines dalis arba viso ekrano masto „Zoom“ pokalbius, kai beveik kiekvienas pikselis vienu metu šviečia, kas natūraliai padidina energijos suvartojimą. Remiantis 2023 m. „DisplayMate“ atliktų tyrimų duomenimis, OLED ekranai maksimaliai išjungus ryškumą gali sunaudoti 15–30 procentų daugiau elektros energijos nei panašaus dydžio LCD ekranai. Kai kurie naujesni patobulinimai, tokie kaip LTPO technologija, padėjo sumažinti neprotingą energijos sąnaudą dėl perteklinio atnaujinimo dažnio, tačiau net ir su šiais pasiekimais LCD tebelaiko pranašumą daugumai biuro darbo tipų, kuriems reikia ilgalaikio pastovaus ekrano ryškumo.

DUK

Koks yra pagrindinis OLED ekranų pranašumas prieš LCD?

OLED ekranai yra savaimikai švytintys, tai reiškia, kad kiekvienas pikselis gamina savo šviesą ir gali visiškai išsijungti, užtikrinant gilesnius juodus atspalvius bei efektyvesnį energijos suvartojimą. Priešingai, LCD reikalauja nuolatinės foninės šviesos, kuri suvartoja nemažai energijos nepriklausomai nuo vaizdo turinio.

Kaip vidutinis paveikslėlio lygis (APL) veikia OLED energijos suvartojimą?

APL matuoja bendrą ekrano vaizdo ryškumą. Aukštesnis APL (pvz., balti fonai) lemia padidėjusį energijos suvartojimą, nes kiekvienas subpikselis turi stipriau šviesti. Atvirkščiai, žemesnis APL suvartoja mažiau energijos.

Kodėl tam tikromis aplinkybėmis OLED ekranai gali suvartoti daugiau energijos?

OLED ekranai gali suvartoti daugiau energijos situacijose, kai reikalingas aukštas APL, pavyzdžiui, esant visiškai baltam fonui arba atliekant vaizdo skambučius visu ekranu, nes daugiau pikselių dirba maksimaliu ryškumu, dėl ko bendras energijos suvartojimas didėja.

Kokie yra OLED technologijos apribojimai?

OLED ekranai susiduria su iššūkiais, tokiais kaip baltų subpikselių disbalansas, senėjimas, dėl kurio didėja energijos poreikis, bei galimas spalvų išsibarstymas, ypač juoduose vartotojo sąsajos elementuose. Šie veiksniai gali paveikti efektyvumą ir vaizdo kokybę.

Kaip mini-LED ir vietinis aptemdimas veikia LCD efektyvumą?

Mini-LED ir vietinis aptemdimas padidina LCD efektyvumą sumažindami foninę apšvietą tamsesnėse ekrano srityse, tačiau nepakeičia jo esminės veikimo prigimties. Nors šios technologijos sutaupo energijos, jos vis dar atsilieka nuo OLED būdingo efektyvumo.