Kā OLED ekrāns salīdzinājumā ar LCD patērē enerģiju?

Kā OLED ekrāna tehnoloģija rada atkarīgu no satura enerģijas patēriņu

Pašemisīvie pikseļi novērš aizmugures apgaismes enerģijas patēriņu — pamata efektivitātes priekšrocība

LCD displejiem nepieciešama pastāvīga aizmugurējā apgaismojuma gaisma, kas patērē aptuveni 70 līdz 90 procentus no kopējā enerģijas daudzuma neatkarīgi no tā, kas tiek attēlots ekrānā. OLED ekrāni darbojas citādi, jo katrs pikselis rada savu gaismu un vajadzības gadījumā var pilnībā izslēgties, radot īstus melnos laukumus. Tas nozīmē, ka vairs netiek izšķiesta enerģija aizmugurējās apgaismojuma dēļ, samazinot enerģijas patēriņu aptuveni par pusi, izmantojot tumšo režīmu vai skatoties videoklipus ar daudz kustībām. OLED tehnoloģijas darbības princips ir patiešām interesants. Nevis vienkārši bloķējot gaismu, kā to dara LCD, atsevišķi pikseļi tiek pilnībā izslēgti, ļaujot sasniegt daudz dziļākus melnos toņus, nekā jebkurš LCD displejs spētu panākt. Šāda veida efektivitāte liecina par OLED tehnoloģijas pārākumu gan attēla kvalitātes, gan elektroenerģijas ietaupījumu ziņā.

Vidējais attēla līmenis (APL) kā galvenais OLED ekrāna enerģijas patēriņa noteicējs

Enerģijas daudzums, ko patērē OLED ekrāni, cieši saistīts ar tā dēvēto vidējo attēla līmeni jeb īsi APL. Būtībā tas mēra, cik gaišs faktiski ir kopējais ekrānā redzamais attēls. Katrs sīkais apakšpikselis strādā intensīvāk, ja tam jāspīd spožāk, tāpēc, kad redzam pilnīgi baltu ekrānu ar 100% APL, ikviens displeja elements darbojas pilnā jaudā. Pētījumi liecina, ka palielinot APL no 20% līdz 60%, enerģijas patēriņš var pieaugt aptuveni par 40%. Ikdienas lietojumprogrammas, piemēram, rīkjoslas vai dokumenti ar baltiem foniem, izsmeļ akumulatora lādiņu daudz ātrāk nekā tumšāks saturs, piemēram, naktī uzņemtas fotogrāfijas vai zemā apgaismojumā filmēti filmas. Tā kā APL tik lielā mērā ietekmē to, kā OLED displeji pārvalda enerģiju, ražotāji ņem vērā šos rādītājus, optimizējot savas ierīces, un arī lietojumprogrammu izstrādātāji ņem to vērā, projektējot interfeisus, lai palīdzētu saglabāt lietotāju akumulatora lādiņu.

Ierobežojumi un izņēmumi: baltu apakšpiksēļu nelīdzsvarotība, novecošanās un lietotāja interfeisa dizaina kompromisi

OLED tehnoloģijas efektivitātes priekšrocības nāk kopā ar dažām reālās pasaules ierobežojumiem. RGBW pikseļu izkārtojumi koncentrējas uz baltajiem apakšpikseļiem, lai palielinātu spilgtumu, taču tas patiesībā patērē vairāk enerģijas, attēlojot saturu ar daudz baltām vietām. Vecojot paneļiem, tiem sāk vajadzēt jebkur no 15 līdz 25 procentiem papildus enerģijas, lai saglabātu tādu pašu spilgtuma līmeni kā jaunībā. Projektētājiem, kas strādā ar šādiem displejiem, ir jāpieņem grūti lēmumi starp efektivitāti un kvalitāti. Lai gan melni UI elementi taupa enerģiju, tie reizēm izraisa uzbāzīgas krāsu svītras ekrāna pārejās, jo dažādas displeja daļas reaģē nedaudz atšķirīgā ātrumā. Kopumā OLED enerģijas ietaupījumi ļoti atkarīgi no tā, kā to faktiski izmanto praksē. Tikai maksimālie veiktspējas rādītāji nepastāsta visu stāstu par faktisko enerģijas patēriņu ikdienas situācijās.

Kāpēc LCD enerģijas patēriņš paliek lielākoties neatkarīgs no satura

Fiksēta aizmugurējās apgaismes dominante: kā aptuveni 70–90% no LCD enerģijas tiek patērēts neatkarīgi no attēla

LCD ekrāni balstās uz šo pastāvīgās spilgtuma aizmugurējo apgaismojumu, parasti aptuveni no 20 līdz 150 vatiem uz kvadrātmetru, kas turpina darboties neatkarīgi no tā, kas tiek rādīts ekrānā, pat tad, ja ir redzams tikai melns. Šķidro kristālu daļa vienkārši regulē, cik daudz gaismas iziet cauri, nevis pati rada gaismu, tāpēc lielāko daļu enerģijas tomēr patērē tieši aizmugurējā apgaismojums. Aptuveni 70 līdz 90 procenti no kopējās patērētās elektrības beigās tiek izmantoti, lai nodrošinātu šo fona gaismu. Rezultātā patērētās enerģijas daudzums īsti nemainās, vai nu cilvēks skatās spilgti degamās aprēķina tabulas šūnas vai filmas ainu, kas ir pilnīgi melna. OLED displeji darbojas atšķirīgi. To enerģijas patēriņš faktiski mainās atkarībā no tā, kas parādās ekrānā, kas padara tos diezgan atšķirīgus no tradicionālās LCD tehnoloģijas efektivitātes ziņā.

Lokāla zonu tumšināšana un mini-LED uzlabojumi — nelieli panākumi, nevis paraugmaiņa

Mini LED tehnoloģija kopā ar lokālu zonu aptumšošanu palīdz padarīt LCD ekrānus efektīvākus, samazinot apgaismojumu tumšākajās attēla daļās. Tomēr šie uzlabojumi nemaina LCD paneļu pamatdarbības principu. Apskatiet pat dārgākos modeļus — tie parasti sasniedz maksimumu aptuveni 1000 aptumšošanas zonās. Tas nozīmē, ka lielas ekrāna daļas tiek apgaismotas vienlaikus, nevis tiek regulētas individuāli. Kad ekrānā parādās kaut kas ļoti gaišs, rodas efekts, ko sauc par 'blooming' (gaismas izplūšanu), kad apkārtējā zona kļūst pārāk gaiša kompensācijas dēļ. Paša aizmugures apgaismojuma sistēma patērē aptuveni 30 vatus uz kvadrātmetru neatkarīgi no tā, cik zemu to iestata. Kopumā šie uzlabojumi samazina enerģijas patēriņu aptuveni par 15 līdz 25 procentiem, skatoties saturu ar lielām kontrasta atšķirībām starp gaišajām un tumšajām vietām. Noteikti noderīga taupīšana, bet nekas nevar sacensties ar to, ko OLED displeji dara dabiski — katrs pikselis kontrolē savu gaismas izdošanu atkarībā no tā, kas faktiski tiek rādīts ekrānā.

OLED ekrāna efektivitāte praksē: situācijas, kurās tas ir priekšā vai atpaliek

Tumšā režīma lietojumprogrammas un video straumēšana: līdz pat 50% zemāka enerģijas patēriņa izmantošana salīdzinājumā ar LCD

OLED ekrāni īpaši izceļas tad, kad vizuāli notiek maz darbības. Iedomājieties koda rakstīšanas vide ar tumšiem fona krāsām, aplikācijas, kas naktī kļūst pilnīgi melnas, vai filmas ar plašiem melniem joslu apgabaliem ekrāna malās. Šī tehnoloģija vienkārši izslēdz veselus pikseļu segmentus, kur nekas nenotiek, tādējādi neizšķiežot enerģiju tukša vieta apgaismošanai. Enerģijas ietaupījumi var sasniegt aptuveni pusi salīdzinājumā ar parastajiem LCD displejiem, kas turpina spīdēt neatkarīgi no attēla saturam. Lietotājiem, kas bieži straumē video, tas ir būtisks faktors. Piemēram, aina no sērijas "Svešinieki", kur viss ir pilnīgi melns, izņemot dažas biedējošas ēnas, kas pārvietojas pa ekrānu. Tā pati aina OLED displejā patērētu aptuveni divas trešdaļas mazāk enerģijas salīdzinājumā ar to, cik patērētu LCD panelis, veicot tieši to pašu.

Gaiši, augsta APL slodzes uzdevumi (izklājlapas, videozvani): atšķirības samazināšanās vai apgriešanās

Risinot augstu vidējo pikseļu līmeni (APL) saturu, OLED paneļi parāda savas vājās puses salīdzinājumā ar citām displeja tehnoloģijām. Iedomājieties bezgalīgas baltas elektroniskās tabulas fona krāsas vai pilnekrāna Zoom sarunas, kur gandrīz katrs pikselis vienlaikus iedegas, kas dabiski palielina enerģijas patēriņu. Saskaņā ar DisplayMate 2023. gada pēdējiem testiem, OLED ekrāni maksimālās spilgtuma režīmā var patērēt par 15 līdz 30 procentiem vairāk elektroenerģijas nekā līdzīga izmēra LCD displeji. Dažas jaunākas uzlabošanas, piemēram, LTPO tehnoloģija, ir uzlabojušas situāciju, samazinot nepieciešamo atsvaidzināšanas biežumu un tādējādi enerģijas zudumus, taču pat ar šīm attīstībām LCD joprojām saglabā savu priekšrocību lielākajai daļai biroja darba veidiem, kuros ilgstoši nepieciešama pastāvīga ekrāna spilgtība.

BUJ

Kāda ir OLED displeju galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar LCD?

OLED displeji ir pašgaismājoši, kas nozīmē, ka katrs pikselis rada savu gaismu un var pilnībā izslēgties, nodrošinot dziļākus melnos toņus un efektīvāku enerģijas patēriņu. Salīdzinājumā ar to LCD displejiem nepieciešama pastāvīga aizmugures apgaismojuma gaisma, kas patērē ievērojamu enerģiju neatkarīgi no attēla satura.

Kā vidējais attēla līmenis (APL) ietekmē OLED enerģijas patēriņu?

APL mēra kopējo ekrāna attēla spilgtumu. Augstāks APL (piemēram, balti foni) izraisa palielinātu enerģijas patēriņu, jo katrs subpikselis strādā intensīvāk, lai kļūtu spožāks. Savukārt zemāks APL patērē mazāk enerģijas.

Kāpēc noteiktos gadījumos OLED displeji var patērēt vairāk enerģijas?

OLED displeji var patērēt vairāk enerģijas situācijās, kad nepieciešams augsts APL, piemēram, pilnībā baltiem fonam vai pilnekrāna videozvanos, jo vairāk pikseļu darbojas maksimālā spilgtumā, palielinot kopējo enerģijas patēriņu.

Kādas ir OLED tehnoloģijas ierobežojumi?

OLED displejiem ir izmaiņas, piemēram, baltu apakšpikseļu nebalanss, novecošanās, kas palielina enerģijas patēriņu, un iespējams krāsu izsmērēšanās, īpaši melnās saskarnes elementos. Šie faktori var ietekmēt efektivitāti un attēla kvalitāti.

Kā mini-LED un lokālā aptumšošana ietekmē LCD efektivitāti?

Mini-LED un lokālā aptumšošana uzlabo LCD efektivitāti, samazinot fonapgaismojumu tumšākajās ekrāna daļās, bet tās nemaina tā pamata darbību. Lai gan šīs tehnoloģijas nodrošina ietaupījumus, tās joprojām neatstāj OLED iebūvēto efektivitāti.