Jak porównać zużycie energii ekranu OLED do LCD?

Jak technologia ekranu OLED napędza zależne od treści zużycie energii

Samowypromieniujące piksele eliminują energię podświetlenia — podstawowa przewaga efektywności

Wyświetlacze LCD wymagają stałego podświetlenia tła, które zużywa około 70 do 90 procent całkowitej energii niezależnie od tego, co jest wyświetlane na ekranie. Ekrany OLED działają inaczej, ponieważ każdy piksel wytwarza własne światło i może całkowicie się wyłączyć, gdy jest to potrzebne, co pozwala na prawdziwe obszary czarne. Oznacza to, że nie ma już marnowanej energii z podświetlenia, a zużycie prądu zmniejsza się o około połowę podczas korzystania z trybu ciemnego lub oglądania filmów z dużą ilością akcji. Zasada działania OLED jest również naprawdę ciekawa. Zamiast blokować światło, jak robią to ekrany LCD, poszczególne piksele po prostu się wyłączają, umożliwiając uzyskanie znacznie głębszych odcieni czerni niż jakikolwiek panel LCD mógłby kiedykolwiek osiągnąć. Taka efektywność sprawia, że technologia OLED wyróżnia się zarówno pod względem jakości obrazu, jak i oszczędności energii elektrycznej.

Średni Poziom Obrazu (APL) jako główny wskaźnik poboru mocy ekranu OLED

Ilość energii, jaką zużywają ekrany OLED, jest ściśle związana z tym, co nazywane jest średniym poziomem obrazu, w skrócie APL. W praktyce wielkość ta mierzy, jak jasny jest ogólny obraz na ekranie. Każdy mały podpiksel pracuje intensywniej, gdy musi świecić jaśniej, więc gdy widzimy całkowicie biały ekran przy 100% APL, każdy element wyświetlacza działa na pełnych obrotach. Badania wskazują, że wzrost APL z 20% do 60% może zwiększyć zużycie energii o około 40%. Codzienne czynności, takie jak korzystanie z arkuszy kalkulacyjnych lub dokumentów z białym tłem, szybciej wyczerpują baterię niż ciemniejsze treści, np. zdjęcia wykonane nocą lub filmy nakręcone w warunkach słabego oświetlenia. Ze względu na dużą rolę APL w zarządzaniu energią przez wyświetlacze OLED, producenci biorą pod uwagę te wartości podczas optymalizacji swoich urządzeń, a programiści aplikacji również uwzględniają APL przy projektowaniu interfejsów, aby pomóc użytkownikom oszczędzać energię.

Ograniczenia i wyjątki: nierównowaga białych podpikseli, starzenie się matrycy oraz kompromisy w projektowaniu interfejsu użytkownika

Korzyści wynikające z efektywności technologii OLED wiążą się jednak z pewnymi praktycznymi ograniczeniami. Układy pikseli RGBW skupiają się na podpikselach białych w celu zwiększenia poziomu jasności, co w rzeczywistości powoduje większe zużycie energii podczas wyświetlania treści zawierających dużo białych obszarów. W miarę jak panele się starzeją, potrzebują od 15 do 25 procent więcej mocy, by utrzymać ten sam poziom jasności, jaki miały na nowo. Projektanci pracujący z tymi ekranami muszą dokonywać trudnych wyborów między efektywnością a jakością. Choć czarne elementy interfejsu oszczędzają energię, czasem powodują irytujące rozmycie kolorów podczas przejść ekranowych, ponieważ różne części wyświetlacza reagują z nieco inną szybkością. Ogólnie rzecz biorąc, oszczędność energii przez OLED w dużej mierze zależy od sposobu jego użytkowania w praktyce. Samo patrzenie na maksymalne wartości wydajności nie oddaje pełnego obrazu rzeczywistego zużycia energii w codziennych sytuacjach.

Dlaczego pobór mocy przez LCD pozostaje w dużej mierze niezależny od wyświetlanych treści

Stały dominujący podświetlacz: w jaki sposób około 70–90% energii LCD jest zużywane niezależnie od obrazu

Ekrany LCD polegają na tej stałej jasności podświetlenia, zazwyczaj gdzieś w granicach 20 do 150 watów na metr kwadratowy, które działa nieustannie, niezależnie od tego, co jest wyświetlane na ekranie, nawet gdy pokazywany jest całkowicie czarny obraz. Część zbudowana z kryształu ciekkiego jedynie kontroluje ilość przepuszczanego światła, zamiast samodzielnie go generować, dlatego większość energii trafia właśnie do podświetlenia. Mniej więcej 70 do nawet 90 procent całej zużywanej energii kończy się na zasilaniu tego tła. W rezultacie zużycie energii praktycznie się nie zmienia, czy użytkownik przegląda jasno świecące komórki arkusza kalkulacyjnego, czy ogląda scenę filmową o całkowicie czarnym tle. Ekrany OLED działają inaczej. Ich zużycie energii rzeczywiście zmienia się w zależności od treści wyświetlanej na ekranie, co czyni je znacznie bardziej efektywnymi niż tradycyjna technologia LCD.

Cieniowanie lokalne i ulepszenia mini-LED — skromne zyski, nie przełomowe zmiany

Technologia Mini LED w połączeniu z lokalnym przyciemnianiem pomaga zwiększyć efektywność ekranów LCD, zmniejszając podświetlenie w ciemniejszych częściach obrazu. Niemniej jednak te ulepszenia nie zmieniają podstawowego działania paneli LCD. Nawet najdroższe modele na rynku zazwyczaj oferują maksymalnie około 1000 stref przyciemniania. Oznacza to, że duże fragmenty ekranu są oświetlane jednocześnie, a nie kontrolowane indywidualnie. Gdy na ekranie pojawi się bardzo jasny element, występuje zjawisko tzw. rozmazywania (blooming), gdzie otaczający go obszar staje się nadmiernie jasny jako kompensacja. Sam system podświetlenia zużywa około 30 watów na metr kwadratowy, niezależnie od tego, jak nisko je ustawimy. Łącznie te usprawnienia redukują zużycie energii o około 15–25 procent podczas oglądania treści o dużych różnicach kontrastu między jasnymi i ciemnymi obszarami. To oczywiście użyteczna oszczędność, ale nic nie może dorównać temu, co wyświetlacze OLED robią naturalnie, ponieważ każdy piksel samodzielnie kontroluje natężenie światła w zależności od rzeczywiście pokazywanego obrazu.

Wydajność ekranu OLED w praktyce: scenariusze, w których jest lepszy lub gorszy

Aplikacje w trybie ciemnym i przesyłanie strumieniowe wideo: o do 50% niższe zużycie energii w porównaniu z LCD

Ekrany OLED naprawdę się wybijają, gdy wizualnie dzieje się niewiele. Wyobraź sobie środowiska programistyczne z ciemnymi tłem, aplikacje, które nocą stają się całkowicie czarne, czy filmy z dużymi czarnymi pasami wokół obrazu. Technologia po prostu wyłącza całe sekcje pikseli tam, gdzie nic się nie dzieje, więc nie marnuje energii na oświetlanie pustych przestrzeni. Oszczędność energii może wynosić około połowy w porównaniu do zwykłych wyświetlaczy LCD, które świecą ciągle, niezależnie od sytuacji. Dla osób często korzystających z transmisji strumieniowej, ma to duże znaczenie. Weźmy scenę z serialu "Stranger Things", w której wszystko jest zupełnie czarne, a może poruszają się tylko jakieś upiorne cienie. Ta sama scena zużywałaby około dwóch trzecich mniej energii na wyświetlaczu OLED niż panel LCD podczas wyświetlania dokładnie tego samego obrazu.

Jasne zadania o wysokim APL (arkusze kalkulacyjne, wideokonferencje): zmniejszanie się lub odwracanie przewagi

Podczas pracy z treścią o wysokim średnim poziomie pikseli (APL), panele OLED często ujawniają swoje słabe strony w porównaniu z innymi technologiami wyświetlania. Wyobraź sobie nieskończone białe tła arkuszy kalkulacyjnych lub wideokonferencje w trybie pełnoekranowym, gdzie niemal każdy piksel świeci jednocześnie, co naturalnie zwiększa zużycie energii. Zgodnie z najnowszymi testami przeprowadzonymi przez DisplayMate w 2023 roku, ekrany OLED mogą zużywać nawet o 15 do 30 procent więcej prądu niż podobne co do wielkości wyświetlacze LCD przy maksymalnej jasności. Niektóre nowsze ulepszenia, takie jak technologia LTPO, poprawiły sytuację, ograniczając niepotrzebne zużycie energii spowodowane częstotliwością odświeżania, jednak nawet mimo tych postępów, LCD nadal zachowuje przewagę w przypadku większości zadań biurowych wymagających stałej jasności ekranu przez dłuższy czas.

Często zadawane pytania

Jaka jest główna zaleta wyświetlaczy OLED w porównaniu z LCD?

Wyświetlacze OLED są samodochodne, co oznacza, że każdy piksel generuje własne światło i może całkowicie się wyłączyć, zapewniając głębsze czernie i bardziej efektywne zużycie energii. W przeciwieństwie do nich, wyświetlacze LCD wymagają stałej podświetlenia, które zużywa znaczną ilość energii niezależnie od zawartości obrazu.

Jak średni poziom obrazu (APL) wpływa na zużycie energii przez wyświetlacze OLED?

APL mierzy ogólną jasność obrazu na ekranie. Wyższy APL (np. białe tła) powoduje zwiększone zużycie energii, ponieważ każdy subpiksel musi silniej świecić. Z kolei niższy APL zużywa mniej energii.

Dlaczego wyświetlacze OLED mogą zużywać więcej energii w pewnych sytuacjach?

Wyświetlacze OLED mogą zużywać więcej energii w przypadkach wymagających wysokiego APL, takich jak całkowicie białe tła lub wideorozmowy na pełnym ekranie, ponieważ większa liczba pikseli pracuje z maksymalną jasnością, co zwiększa ogólne zużycie energii.

Jakie są ograniczenia technologii OLED?

Wyświetlacze OLED napotykają wyzwania, takie jak niestabilność białych subpikseli, starzenie się, które zwiększa zapotrzebowanie na energię, oraz potencjalne rozmycie kolorów, szczególnie w elementach interfejsu o czarnym tle. Te czynniki mogą wpływać na efektywność i jakość obrazu.

W jaki sposób mini-LED i przyciemnianie lokalne wpływają na wydajność LCD?

Mini-LED i przyciemnianie lokalne poprawiają wydajność LCD poprzez zmniejszenie podświetlenia w ciemniejszych obszarach ekranu, ale nie zmieniają jego podstawowego działania. Choć te technologie przynoszą oszczędności, wciąż nie dorównują wewnętrznej efektywności OLED.