显示杂谈(5)-DC调光与PWM调光

在买手机的时候，你是否注意过，手机参数介绍中有一项叫做DC调光？

可能你也不太在意，因为你都不知道这到底是个什么东东。

为啥在买手机的时候会说DC调光技术呢，因为DC调光技术是屏幕特有的专利，只有在屏幕里面用，所以各大手机厂商在买手机屏幕的时候，都会给屏幕的供应商要求，DC调光的最低亮度。这个又代表着什么呢，最低亮度，那是不是还有其他的调光方式呢，是的，题目上说了，PWM调光。

那么今天我就和大家介绍一下DC调光与PWM调光技术。

说起调光技术，必须先说一下几个前提：

第一：屏幕亮度难题，低亮度模式下，灰阶电压难于制定。

咱们的手机屏幕一般有两种，LCD屏幕和OLED屏幕，现在我以OLED屏幕为例。之前说过Gamma，大家不知道还记得不，如果忘了，可以去找找我的文章-显示杂谈(1)-Gamma到底是个什么鬼 - 精神时间屋的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/123356809。我们的屏幕亮度，一般分为256个灰阶，也就像我们图片一样。那我们手机的亮度是500nit的话，256个灰阶就很好分配，根据我们的人眼特性选择gamma2.2分配就可以了，对gamma2.2不了解的话，请看。。。。比如1灰阶对应亮度0.1nit，8灰阶对应0.5nit，16灰阶对应1.5nit，那么每一个灰阶对应一个亮度。

OLED屏幕是的亮度是怎么来的呢，是OLED发的光，也就是我们的电压给的大，OLED发光就会更亮，电压小，发光就会越暗。每一个灰阶都会对应一个电压。一般OLED屏幕是负电压调节，一般电压的调节不会很大，差不多也就在7V左右，那么问题就来了，每个电压控制一个灰阶，256个灰阶也就是要把7V的电压分成256份（不是平均分），那么256个电压的差值应该会很小了，比如：3V电压让OLED显示16灰阶的亮度，3.1V电压让OLED显示17灰阶的亮度如此类推。

当在漆黑的夜晚，我们手机在维持500nit，你就会感觉有点耀眼了，我们都会不自觉的把手机亮度调节低点，那这个亮度能够低到什么程度呢，你可以试试你的手机亮度（一般都是自动调节的）最低可以调节到多少。

那我们调节了亮度之后，这个亮度也会有256个灰阶，每一个灰阶也会对应一个亮度，你调节的那个亮度对应的就是最大的灰阶255灰阶，如果你把手机屏幕调到最暗是10nit，那么10nit也会分成256个灰阶，也就是说把0-10nit分成256个不同的亮度，好家伙，你慢慢分。亮度分好了，每个灰阶的亮度也需要固定的电压控制，500nit的亮度电压调节范围也只有7V，那么10nit的亮度电压调节范围是多少呢，不会大，一般会更低，我也不知道，就说是2V吧，可能2V也没有，暂且记2V。把0-2V电压分成256个，还真不好分，不过有人说，肯定可以分，是啊，可以分，但是OLED器件和TFT的特性都会让你感到吃力，因为1.01V和1.02V的电压有可能OLED发光亮度是一样的，就算是不一样，现实的亮度也很大可能量度差值很小，造成gamma2.2偏离过大，使OTP工艺困难，或者使gamma值不合格。这个是显示屏幕的一个难题。

有人说我把电压范围扩大不就可以了吗，但是屏幕的功耗也会增加，你会喜欢充电3小时，游戏两分钟的手机吗？

第二，亮度调节方式。

我们的手机的亮度有两种调节方式。

第一个就是我需要多大的亮度，我就调节到多大亮度，也就是说，如果我需要200nit的连读，每个时刻我的手机屏幕都是200nit的亮度，这样很容易理解，这不很正常嘛，我需要200nit的亮度，如果每个时刻不是200nit的亮度，那不是和需求不一样了吗，是啊，听着好像很正确的样子。

第二种调节方式是，假如手机屏幕的亮度是200nit，那么屏幕的亮度我先调节到400nit，1s，第二秒关闭，第三秒打开400nit，第四秒关闭，第五秒打开400nit，依次类推，那这样总的平均亮度还是200nit。但问题来了，1s关闭，我肯定能看到啊，屏幕肯定是一闪一灭，完全不符合。那么我说1ms间隔亮灭，你们分辨吗？根据科学调查，人眼在超过30Hz便不能分辨，那么屏幕厂商在1s内，开关的次数超过30Hz，你就分辨不出来了，这样你一秒看到的亮度实际上是平均亮度，也就是200nit了，听着好玄乎啊，不过事实就是这样，你就只能看到200nit的光。

但是人眼睛毕竟是人的眼睛，这样高速度的频繁亮暗，会对眼睛有伤害，看手机不久就会感到眼睛疲劳，所以这样的调节方式对我们广大客户有不好的影响，也就是手机厂商不喜欢这样调节亮度的原因。

既然第二种调节方式很伤眼睛，我们都采用第一种调节方式多好啊，那可不一定，如果亮度很低，刚才我们也说了，很低的亮度造成电压控制不稳，很可能不同的灰阶，我们根本分辨不出来，亦或者不同的灰阶有可能就是一样的亮度（其实这个问题很深奥，目前就这样解释，其实最终造成的是gamma偏移厉害），这样的话，我们的屏幕就很失败，所以我们不得不采用第二种调节方式，第二种的调节方式瞬时亮度是第一种的二倍，这样就可以有足够大的电压调节空间，而在我们感官上并没有变化，所以这种调节方式通常在低亮模式下使用。

那么这两种调节方式中间总会有个界限吧，对的，那就要考验屏幕厂商技术能力了，所以屏幕厂商尽量将第一种调节方式作为主导，这样方式对眼睛的影响很小，只有在很低亮度下，第一种调节方式不能再符合要求了，才会采用第二种方式，开始使用第二种调节方式的最大亮度，也就是我们说的极限值。这个极限值越小越好，越小，说明你的技术越好。

说了这么多，DC调光和PWM调光到底是什么呢？

文中早有体现，我们的第一种调光方式就是DC调光，第二种调光方式就是PWM调光。

所以你在买手机的时候，一定要看好，最小的DC调光亮度是多少，越小越好，是对你的眼睛最好的负责。

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