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    随着黑鲨手机二代的发布,DC调光大热,已经成为智能手机圈内大家争相讨论的话题。各大手机厂商纷纷表示跟进,已经开始开发自家旗舰手机上的DC调光内核。但其实很多人在知道DC调光和PWM调光的原理之后,还是会存在一些疑惑的。简单来说,低亮度的DC调光是如何实现的,其实一直没有明确的答案。

    相信大家对于DC调光和PWM两种调光模式已经有了一些熟悉,基本信息也不用过多介绍。我们可以简单的把DC调光理解为最原始的调光技术,屏幕一直亮着,用控制屏幕通电的功率来控制屏幕亮度的高低,是非常直接的方式。而PWM则是一种后来才研发出的更加复杂的调光技术,严格来说更为先进。它利用了人眼的视觉残留,使屏幕高速闪烁,通过控制闪烁的频率来控制屏幕的亮度。其实很容易便能想到PWM调光的实现难度其实要比DC调光更大,并且解决了DC调光在低亮度情况下的一系列问题。

    而DC调光在低亮度下会发生的问题,可能大家也已经了解了不少,比如可能会出现抹布屏,并且一定会出现低亮度的灰阶丢失和彩色显示异常的情况,但你可能不了解为什么会出现这种情况。这其实跟OLED屏幕的原理有关系。

    都知道OLED的像素点自发光,每个像素点的子像素都是独立发光。而OLED屏幕的子像素虽然有很多种排列方式,但终究还是由RGB(红绿蓝)三原色组成。而三种单色光如何产生出其他颜色的光呢?很简单,通过不同亮度的三原色光的叠加,RGB各自有256级亮度(从0到255),也就是我们说的灰度值。

    基于此,我们试想一下,屏幕所有像素点全部打开会是什么样的情况?此时的RGB的灰度值均为255,这个时候所有子像素全部最大亮度,屏幕便是一片白色。而灰色这种白色加黑色的颜色,又没有黑光这种东西,它该如何显示呢?也很简单,其实手机中的灰色就是低亮度的白色,只不过在更亮的白色衬托下看起来是灰色的。

    再结合OLED自身发光的特性,也就不难理解为何OLED在低光下很难做到亮度控制了。因为严格来说,OLED屏幕的子像素亮度控制其实是为颜色服务的,当亮度足够的时候,OLED屏幕的子像素可以控制像素点的颜色的同时控制屏幕的整体亮度。当亮度降低到一定程度的时候,三原色子像素的明暗变化已经不能准确的控制色彩了,这便是如今所有OLED屏幕都不能在低亮度下硬件DC调光的本质。

    这个问题其实想来是无解的,子像素用明暗变化来组成颜色,但当所有子像素亮度都非常低的时候,明暗变化形成的颜色是否又能看得出呢?并且,在低亮度情况下子像素的明暗控制必然需要更加精细的控制,相信目前也没有那个屏幕可以做到在最低亮度的情况下,还能把三原色子像素再分个256级亮度吧。

    所以现在想实现屏幕最低亮度的DC调光其实都只能靠软件。

    而OPPO和魅族在跟进DC调光的时候也都直言不讳,如今的DC调光其实都不是硬件DC,只是软件层面的。具体怎么做呢?必然只有卡在硬件支持DC调光的临界点。什么亮度开启PWM调光其实是屏幕厂商写好了的,基本不可更改,这也是屏幕厂商为了保证自家屏幕在低亮度时的色彩表现而定下的。所以手机厂商能做的便只有从软件入手。

    比如一款手机的屏幕是大约100nit的亮度以上会自动开启DC调光,低于此便会开启PWM调光,那便将手机屏幕的最低亮度定在100nit。如果用户再调低亮度,那么屏幕就不再亮度便不再变化,而是对屏幕的图像进行变暗处理。这样便全程不会开启PWM调光,这也是推动此次DC调光大火的数码博主@魔法师蛋小丁 开发内核的核心思路。(图自 @魔法师蛋小丁)

    DC调光内核的软件逻辑

    于是手机厂商们只需要解决如何让图像变暗的问题就好了,当然这个问题也并不简单,或者说,要做到不影响色彩的显示,不简单。黑鲨手机的借助了Pixelworks独立图像处理芯片对颜色进行管理,效果已经达到了可用水平。但如果没有硬件的帮助,便只有用算法降低图像的亮度了。 (图自 @魔法师蛋小丁)

    Dim Layer方案原理图

    拿OPPO的方案来举例,他们采用的是「蒙版调光」+「dither(颜色抖动)平滑」的方式,简单来说就是在低亮度下,给屏幕上所有显示的内容加上蒙版,并且用颜色抖动的方式来保证屏幕的色阶、对比度和色偏,效果也是非常不错的。OPPO还将此算法分享了出来,大厂风范尽显,也算是送给业界的小礼物吧。

    至此,DC调光可以说是任何厂家都能做出的技术跟进了,基本上没有难度。不过华为P30 Pro那样的全局PWM调光要如何解决,就不好说了,或许需要从驱动上面去改才行。

    当然,虽然DC调光如此火爆,但其实这个感觉真的是因人而异。或许很多人对PWM调光并不敏感,所以DC不DC的,或许真没那么重要。因为要说到伤眼睛,长时间看任何屏幕都会有的。所以愿大家理性看待。

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