Як порівнюється енергоспоживання екрана OLED з LCD?

Як технологія екрана OLED забезпечує залежне від контенту споживання потужності

Самосвітні пікселі усувають енерговитрати на підсвічування — фундаментальна перевага у ефективності

Рідкокристалічним дисплеям потрібна постійна підсвітка, яка споживає близько 70–90 відсотків їхньої загальної енергії незалежно від того, що відображається на екрані. ОСД-екрани працюють інакше, оскільки кожен піксель створює світло самостійно і може повністю вимикатися за необхідності, забезпечуючи справжні чорні ділянки. Це означає, що немає витрат енергії на підсвітку, що зменшує споживання електроенергії приблизно вдвічі під час використання темного режиму або перегляду відео з великою кількістю темних сцен. Принцип роботи ОСД насправді досить цікавий. Натомість того, щоб просто блокувати світло, як це роблять РК-дисплеї, окремі пікселі просто вимикаються, забезпечуючи значно глибші чорні кольори, ніж будь-яка РК-панель зможе досягти. Така ефективність робить технологію ОСД виділеною як з точки зору якості зображення, так і економії електроенергії.

Середній рівень зображення (APL) як основний чинник, що визначає споживання потужності ОСД-екранами

Кількість енергії, яку використовують екрани OLED, тісно пов’язана з тим, що називають середнім рівнем зображення (APL). По суті, це вимірює, наскільки яскравим є загальне зображення на екрані. Кожен крихітний субпіксель працює інтенсивніше, коли йому потрібно світитися яскравіше, тому, коли ми бачимо білий екран із 100% APL, кожен окремий елемент дисплея працює на повну потужність. Дослідження показують, що зростання APL від 20% до 60% може збільшити споживання енергії приблизно на 40%. Повсякденні речі, як-от додатки для роботи з електронними таблицями або документи з білим фоном, швидше вичерпують заряд акумулятора, ніж темний контент, наприклад фотографії, зроблені вночі, або фільми, зняті в умовах слабкого освітлення. Оскільки APL відіграє таку важливу роль у тому, як дисплеї OLED керують енергоспоживанням, виробники враховують ці показники під час оптимізації своїх пристроїв, а розробники додатків також беруть до уваги APL під час створення інтерфейсів, щоб допомогти зберегти автономність для користувачів.

Обмеження та винятки: дисбаланс білих субпікселів, старіння та компроміси в проектуванні інтерфейсу

Ефективність технології OLED має певні практичні обмеження. Розташування пікселів RGBW робить акцент на білих субпікселях для підвищення яскравості, що насправді споживає більше енергії під час відображення контенту з великою кількістю білих областей. З часом, коли панелі старіють, їм може знадобитися на 15–25 відсотків більше енергії, аби підтримувати ту саму яскравість, що й у новому стані. Дизайнери, які працюють з цими дисплеями, змушені робити складний вибір між ефективністю та якістю. Хоча чорні елементи інтерфейсу економлять енергію, іноді вони призводять до неприємного розмивання кольорів під час переходів через те, що різні частини дисплея реагують трохи по-різному. Загалом, економія енергії за допомогою OLED значною мірою залежить від того, як технологія використовується на практиці. Орієнтація лише на максимальні показники продуктивності не дає повної картини про реальне споживання енергії в повсякденних умовах.

Чому споживання енергії LCD залишається в основному незалежним від контенту

Фіксоване домінування підсвічування: як близько 70–90% енергії LCD витрачається незалежно від зображення

Екрани LCD спираються на це постійне підсвічування, яке зазвичай становить приблизно 20–150 ват на квадратний метр і працює постійно, незалежно від того, що показується на екрані, навіть коли зображення повністю чорне. Рідкокристалічна частина лише регулює, скільки світла проходить крізь неї, але сама не генерує світло, тому більшість енергії все одно йде на підсвічування. Близько 70–90 відсотків усієї споживаної електроенергії витрачається саме на це фонове світіння. У результаті споживання енергії практично не змінюється, чи дивиться користувач на яскраво освітлені комірки таблиці, чи на кіносцену, де панує суцільна темрява. OLED-екрани працюють інакше. Їхнє енергоспоживання фактично залежить від вмісту на екрані, що робить їх значно ефективнішими порівняно з традиційними технологіями LCD.

Локальне затемнення та покращення на основі міні-світлодіодів — скромний прогрес, а не кардинальні зміни

Технологія Mini LED разом із локальним затемненням допомагає підвищити ефективність рідкокристалічних екранів, зменшуючи підсвічування в темних ділянках зображення. Проте ці покращення не змінюють основного принципу роботи матриць LCD. Навіть найдорожчі моделі мають у середньому лише близько 1000 зон затемнення. Це означає, що великі фрагменти екрана підсвічуються одночасно, а не керуються окремо. Коли на екрані з'являється дуже яскравий об'єкт, спостерігається ефект, який називають 'просвічуванням' — навколишній простір стає надто яскравим через компенсацію. Система підсвічування сама по собі споживає близько 30 ват на квадратний метр, незалежно від того, наскільки низьким є рівень підсвічування. Загалом, такі удосконалення скорочують енергоспоживання приблизно на 15–25 відсотків під час перегляду контенту з високим контрастом між світлими та темними ділянками. Це, безумовно, корисна економія, але ніщо не може зрівнятися з тим, що OLED-екрани роблять природно: кожен піксель самостійно керує своїм випромінюванням світла залежно від того, що саме відображається на екрані.

Ефективність екранів OLED на практиці: сценарії, у яких вони позаду або попереду

Додатки в темному режимі та потокове відео: споживання енергії знижується до 50% порівняно з LCD

Екрани OLED справді випромінюють світло, коли візуально нічого особливого не відбувається. Уявіть собі середовище для програмування із темним фоном, додатки, які повністю затемнюються вночі, чи фільми з великими чорними смугами по краях. Технологія просто вимикає цілі секції пікселів там, де нічого не відбувається, тож енергія не витрачається даремно на підсвічування порожнього простору. Економія енергії може досягати приблизно половини порівняно зі звичайними LCD-дисплеями, які продовжують світитися незалежно від вмісту. Для тих, хто багато переглядає відео в інтернеті, це має велике значення. Візьмімо сцену з «Дивних речей», де все занурене в кромішню темряву, окрім, можливо, якихось жахливих тіней, що повзуть по екрану. Ця сама сцена споживатиме приблизно на дві третини менше енергії на дисплеї OLED, ніж на LCD-панелі, яка виконує точно те саме.

Яскраві завдання з високим APL (електронні таблиці, відеодзвінки): звуження або зворотнє збільшення розриву

При роботі з вмістом із високим середнім рівнем пікселів (APL) панелі OLED, як правило, демонструють свої слабкі сторони порівняно з іншими технологіями дисплеїв. Уявіть нескінченні білі табличні фони або повноекранні дзвінки у Zoom, де практично кожен піксель одночасно світиться, що природним чином збільшує енергоспоживання. Згідно з нещодавніми тестами DisplayMate за 2023 рік, екрани OLED можуть споживати на 15–30 відсотків більше електроенергії, ніж аналогічні за розміром LCD-дисплеї, коли працюють на максимальній яскравості. Деякі новіші покращення, такі як технологія LTPO, поліпшили ситуацію, зменшивши надлишкове споживання енергії через частоту оновлення, але навіть із цими досягненнями LCD все ще зберігає свою перевагу для більшості офісних завдань, які потребують стабільної яскравості екрана протягом тривалого часу.

ЧаП

Яка основна перевага дисплеїв OLED порівняно з LCD?

OLED-дисплеї є самосвітними, тобто кожен піксель створює світло самостійно і може повністю вимикатися для глибших чорних кольорів і ефективнішого використання енергії. Навпаки, LCD потребують постійної підсвітки, яка споживає значну кількість енергії незалежно від зображення.

Як середній рівень зображення (APL) впливає на споживання енергії OLED?

APL вимірює загальну яскравість зображення на екрані. Вищий APL (наприклад, білі фони) призводить до збільшення споживання енергії, оскільки кожен субпіксель працює інтенсивніше, щоб світити яскравіше. Навпаки, нижчий APL споживає менше енергії.

Чому OLED-дисплеї можуть споживати більше енергії в певних сценаріях?

OLED-дисплеї можуть споживати більше енергії в ситуаціях, коли потрібен високий APL, наприклад, при білих фонових зображеннях або повноекранних відеодзвінках, оскільки більше пікселів працюють на повну яскравість, що збільшує загальне споживання енергії.

Які обмеження має технологія OLED?

OLED-дисплеї стикаються з такими проблемами, як дисбаланс білих субпікселів, старіння, що збільшує енергоспоживання, і можливість розмиття кольорів, особливо в чорних елементах інтерфейсу. Ці фактори можуть впливати на ефективність та якість зображення.

Як міні-світлодіоди та локальне затемнення впливають на ефективність роботи LCD?

Міні-світлодіоди та локальне затемнення підвищують ефективність LCD, зменшуючи підсвічування в темніших ділянках екрана, але не змінюють його фундаментального принципу роботи. Хоча ці технології забезпечують економію, вони все ж поступаються власній ефективності OLED.