26 октября 2019

Smooth Display в Pixel 4: баг или фича?

По материалам Androidcentral

Дисплей с высокой частотой обновления – однозначное благо. Будь то монитор, телевизор или смартфон, высокая частота обновления обеспечивает более плавную и в целом более привлекательную для наших глаз картинку. Вот почему внезапное переключение с 90 Гц на 60 Гц, которое происходит на Pixel 4, выглядит настолько резким и неприятным. Это недостаток, который Google должна устранить, но, похоже, это было сделано намеренно.

Если вы посмотрите презентацию Google Pixel 4 начиная с 44:21, то услышите, как вице-президент по продуктам Google Сабрина Эллис упоминает, что Google «добавила умные настройки, которые позволяют частоте обновления настраиваться самостоятельно в зависимости от того, что вы делаете», говоря о получившем высокую оценку дисплее Pixel 4.

То, о чем говорит Эллис, правда. Да, все выглядит ярко и красиво, дисплей с частотой 90 Гц отличный, а также Google представила функцию Ambient EQ в Nest Hub для Pixel, которая работает очень хорошо. Но еще одно подтверждение того, что Google допустила промашку, было обнаружено главным редактором XDA Мишаалем Рахманом в исходном коде телефона. Дисплей Pixel 4 настроен на снижение частоты обновления до 60 Гц, если яркость дисплея ниже 75%. Но и это еще не все! Джефф Спрингер изучил вопрос и обнаружил, что если датчик освещенности обнаруживает яркий свет, дисплей переключается на 90 Гц независимо от яркости экрана.

Похоже, что «дополнительные умные настройки» Google не очень-то и умные. Весь этот праздник высоких технологий не может гарантировать, что экран всегда будет выглядеть наилучшим образом. И если копнуть глубже, появляется ощущение, что Google намеренно заставила дисплей менять частоту обновления именно таким образом, основываясь на физических принципах или даже медицинской гипотезе.

Цель любого производителя смартфонов – предложить пользователю классный экран. Это означает, что он должен быть правильно откалиброван по цвету и покрыт чем-то, что обеспечивает большой угол обзора, в то же время будучи устойчивым к отпечаткам пальцев. Разумеется, это имеет смысл, если сама используемая панель высококачественная. Именно аппаратные возможности определяют, как дисплей затемняется между кадрами. По всей видимости, Google использует аппаратное решение, которое отличается от других устройств, имеющих экраны с частотой обновления 90 Гц, у таких производителей, как OnePlus или Xiaomi. Пользователь Reddit Lojcs объясняет это так:

«Я думаю, что это связано с тем, что в “пикселях”  используется ШИМ (широтно-импульсная модуляция), в то время как другие телефоны, имеющие OLED экраны с высокой частотой обновления, такие как OnePlus, Xiaomi и Asus, используют DC-затемнение. При DC-затемнении (оно же “анти-мерцание” (anti-flicker)) пиксели затемняются благодаря подаче на них меньшего напряжения».

Для использования ШИМ в дисплее есть весомые причины, и самая важная из них – предотвращение выгорания, которое было слабым местом в Pixel 2 XL. Недостатком технологии является то, что высокая частота обновления не будет играть роли при более низкой яркости, потому что экран затемнен в течение более длительного интервала времени. По крайней мере, на бумаге. Хотя биология и математика говорят, что наши глаза не увидят разницы, пользователи свидетельствуют об обратном. А обратная связь от пользователей – это самое важное, если вы хотите что-то продать. Забавно, что OnePlus решает проблему, используя в своих 90 Гц дисплеях и ШИМ, и DC-затемнение.

Но, возможно, ШИМ тут совершенно ни при чем. Google хорошо разбирается в биологии и математике, а также в том, как создавать более безопасные для здоровья продукты. И тут мы подходим к самой сложной части – Google может использовать то, что называется законом Ферри-Портера, который гласит, что критическая частота мельканий увеличивается пропорционально яркости стимула. 

Критическая частота мельканий – медицинский термин, связанный с тем, как наши глаза воспринимают мерцающие огни, и последствиями для здоровья от них. Это минимальная частота вспышек света, которая сопровождается ощущением непрерывного равномерного свечения. Она связана с тремя ключевыми моментами: освещение, частота обновления экрана и частота кадров. В Интернете есть множество специальных ресурсов, где можно узнать о явлении больше, но вкратце суть в том, что когда наши глаза видят мерцающий свет, мы испытываем сильные головные боли. Многие из нас знают об этом не понаслышке. И поскольку мы проводим много времени, уткнувшись в телефон, предотвратить это очень важно.

Теоретически, Google не зря использует ШИМ, регулировку частоты обновления в зависимости от яркости экрана и регулировку частоты обновления в зависимости от яркости окружающего освещения. Благодаря этому экран Pixel 4 защищен от выгорания и может подойти людям, которые страдают от головной боли из-за восприятия мерцания. Но если это так, кто-то в компании неправильно понял задачу. Калибровка цвета и снижение частоты обновления требуют «дополнительных умных функций», которые будут достаточно умны, чтобы получить нужный результат при любом сочетании частоты и яркости. Может быть, стоило бы подольше потестировать эти функции или вовсе отказаться от идеи. 

А может быть, объяснение явления вообще кроется где-то еще. В любом случае было интересно покопаться в этом вопросе.

Читайте также

40 комментариев на «“Smooth Display в Pixel 4: баг или фича?”»

  1. Евгений:

    90Гц какой то раздутый миф. Один из забугорных сайтов попробовал провести слепое тестирование и раздал oneplus’ы на 60 и 90 Гц и попросил описать различия между экранами. Люди либо не видели разницы, либо выдавливали из себя яркость, цвета и т.п., но не магическую, поражающую воображение плавность.

    • Lecron:

      Возможно. Но тут есть интересный психологический момент. Когда с худшего переходишь на лучшее, оно заметно не всегда, даже если положить рядом. Но если таким лучшим пользуешься долго, переход на худшее почему-то заметен сразу. Да, к нему привыкаешь очень быстро и ничего не напрягает, но факт есть факт.

      Это я к тому, что гнаться за 90Гц может и не стоит, но при прочих равных, почему бы и нет.

    • Cadoow:

      Не знаю как насчёт разницы между 60 и 90, но 60 и 144 заметны сразу. И после 144 на 60 смотреть больно первые пару минут.

      • SewAwOw:

        Тут всё ясно, ибо частоты более чем вдвое выше. Между 60 и 90 разница всего 50%, она не может быть настолько сильно выраженной.

    • Александр Данилин:

      Исключительно вопрос приложений. Читать книжку и смотреть ютуб — без разницы. В играх или без разницы или чудовищный расход батарейки (что куда как более заметно, нежели разница между 60 и 90 FPS) притом что 90 FPS в спокойной обстановке, а в свалке (когда может и нужен) он все равно просядет. Наверное, можно настроить всякие эффекты интерфейсов под 90 и будет заметно. В каком нибудь 12 андроиде так и сделают, чтобы владельцы 60 убедились в старости их экранов.

      Единственно где 90 сыграет и будет явно заметен — в VR 3D режимах, не 30 Гц на глаз, а 45 — куда более гуманный вырвиглаз!

  2. П.Н.:

    Каша какая-то. Как в сказке о Буратино:
    — Пациент скорее мёртв, чем жив…
    — Пациент скорее жив, чем мёртв…
    — Пациент толи жив, толи мёртв…

    • Pavel:

      Ну а как определять, жив ли цельнодеревянный Буратино, у которого в принципе нет всех привычных признаков жизни вроде пульса или дыхания, а на раздражители он не реагирует потому что без сознания. Хорошо еще консилиум не пришел к выводу «суньте это полено обратно в печь и хватит нести чушь что оно ходило и разговаривало».

  3. disporfin:

    Вот бы провести эксперимент на тех кто заявляет что видит шим. Подобрать несколько телефонов с ips и oled, с шим и без, но с приблизительно совпадающими ppi. Полностью закрыть эти телефоны коробками и оставить одинаковые по размеру участки дисплея. Включить черный текст, а лучше серый на белом фоне и дать почитать, тем кто видит шим. Интересно, какой процент «видящих» отсеется?
    Я не сомневаюсь, что есть какой-то малый процент людей у которых глаза устают от амоледов, но также уверен что многие видят шим только потому, что прочитали об этом в интернете.

    • Lecron:

      В реальной жизни много примеров, когда видишь, но не замечаешь. Лучший пример фокусы. Можно просматривать видеозапись раз за разом и не заметить подвоха. Но стоит показать куда смотреть и уже никогда не пропустишь.
      Поэтому не вижу ничего плохого странного, что после интернета, начинают видеть ШИМ. Может и я чего не замечаю?))

      В идеале, этот эксперимент нужен, но только не так. Отклик нужно получать не субъективный, со слов, а с энцефалограммы мозга.

      • disporfin:

        Если проводить эксперимент в несколько этапов, то субъективное восприятие тоже хорошо покажет видит человек то что говорит или нет. Типа как галочки в тестах: можно попасть в правильные ответы, но вероятность минимальная.

      • CITRUM:

        Тут один из бывших авторов видел пентайл на всех матрицах кроме айфонских и я уверен, что если бы ему сказали, что у эпл свое производство он бы и это тоже «сам лично видел».
        … а вообще тестирование было бы интересным

    • Когда жена первый раз села поработать за такой монитор то сказала что глаза не устают и очень комфортно, хотя про шим ничего не знала.

      Если яркость выравнена хорошо, то ощущения как будто смотришь на бумагу.

      Переплачиваю за мониторы без шима уже несколько лет, хорошо бы и телефон такой купить.

      • disporfin:

        Не совсем понятно какой «такой» монитор. Если вы имели ввиду монитор без шим, то я вообще не слышал о мониторах С шим. Все упреки адресованы к амолед экранам, что только там есть шим. А как известно мониторов с амолед не существует.

        Может все упреки к амолед экранам из-за их яркости, превосходящей аналоги? И неправильно выставленному уровню яркости?

        • dxmika:

          Когда-то давно и в обычных жк-мониках яркость с помощью ШИМ регулировали

        • Все дешёвые мониторы имеют подсветку с шим. Если нужен монитор без шим, то ищите маркировку «flicker free», они на 100 баксов дороже обычно.

          • James Bond:

            печально что жадные маркетолохи прознали про эту фобию и стали брать деньги за «отсутствие мерцания» как особую фичу.
            я в 2014 приобретал полу-проффесиональный монитор и никакого шима там не было (как по тестам независимых обзорщиков с хорошим тестовым оборудованием так по ощущениям) как и flicker free с наценкой

        • Sunrise:

          весь зоопарк не назву, но юзал DELL U2312 начали уставать глаза, загугл оказалось он с ШИМом.
          на форумах было очень много сообщений как бороться с ШИМом, все последующие модели были без ШИМ.
          в конце цикла жизни U2312, dell выпустила Rev.6 без ШИМ

        • Александр Данилин:

          ВСЕ мониторы с лампами на низкой яркости имеют ШИМ. И большая часть мониторов с LED.

    • Владислав Харламов:

      Если ты «не видишь» ШИМ, это не означает, что твоя нервная система его не ощущает

    • Александр Данилин:

      Восприятие ШИМ зависит от яркости экрана, от частоты ШИМ и от источников освещения (если там то же ШИМ — будут биения при любой частоте).

    • мартин локхид:

      шим не видят идиот. от него глаза болят.

  4. На каждый глюк Пикселя будет отдельная статья? Про никакую батарею тоже?
    Если что — да, взял его себе. Увы.

    • Evgeny:

      Расскажите о впечатлениях, плиз.

      • Навскидку.

        Плюсы: смарт очень красивый и безумно шустрый. Отличная камера. Бесшовная интеграция гугл-сервисов (ещё бы). Удобно пользоваться без чехла (у меня белая версия, с матовой спинкой). Шикарный экран (90 герц да, заметно).

        Минусы: нереально слабая батарея, до вечера доживает с трудом, до ночи ни разу. Гугл ассистент глючит (при ручной активации не воспринимает голос, через раз). Always on не настраивается никак. Стартовый экран Pixel лаунчера (погода сверху, ассистент снизу) не настраивается никак, убрать их невозможно.

        Очень надеюсь, что это чисто софтовые минусы, которые будут пролечены апдейтами.

        Общее впечатление: надо ждать пару месяцев, когда софт допилят, а так в принципе толковая железка. Что-то новое, по крайней мере.

    • flcrm:

      Давно всем известно, что несуразные Гугло-поделки брать нельзя. Удивительно, что всё равно находятся люди, расчитывающие на что-то.

  5. Lecron:

    Получается надо делать наоборот. Чем ниже яркость, тем больше мерцание из-за ШИМ, тем больше пользы от высокой частоты.

    Google не зря использует ШИМ … Благодаря этому экран Pixel 4 защищен от выгорания.

    Если переложить закон электротехники, получим что эффективное значение переменного напряжения (видимая яркость при ШИМ), равно такому постоянному напряжению (видимая яркость при DC), которое за период, произведет такую же работу (износ ячеек), что и рассматриваемое переменное напряжение.
    Так как же ШИМ снижает выгорание, при равной видимой яркости? Ох уж этот маркетинг и его хвалебные оды, способные любой поступок производителя выставить достижением))

    • Александр Данилин:

      То есть по вашему, автомобиль который постоянно разгоняется до 100 и тормозит в 0, изнашивается так же как и тот который едет равномерно 50?

      • Lecron:

        Причем тут козе баян? Подавляющее большинство электрических компонентов, работают либо в переменном токе, либо дискретно-импульсном. Если брать полупроводниковые светодиоды, многие подсветки, чтоб глазки наши не болели, мерцают с частотой приближенной к 1 кГц. И ничего страшного. Про органику, тоже не сталкивался с упоминанием видимого негативного влияния мерцания на ресурс. Если у Вас есть такие данные, вместо неуместных аналогий «а вдруг», жду, с удовольствием ознакомлюсь.

        • Александр Данилин:

          А какие данные нужны то? Деградация диодов известна? Нелинейная зависимость ее от тока известна? Падение КПД при работе с бОльшими токами так же общеизвестно. 2+2 сами сложите?

          Собственно, а почему и зачем вообще ШИМ? В подсветке, где диод белый, при работе на низких токах сильно уходит цветовая температура. Нужны 10 битные матрицы и хитрые таблицы калибровки (LUT) завязанные на ток подсветки. В CFL (лампах подсветки) всегда есть мерцание, это принцип ее работы, не горит на постоянном токе (то есть можно зажечь, но будут другие проблемы). Таким образом, раз все равно есть мерцание, ШИМ напрашивается. Кроме того, CFL лампы диммируются без ШИМ процентов на 40 всего…

          АМОЛЕДы. Казалось бы, цветные диоды, DC регулируй сколько угодно, зачем ШИМ? А требуется очень точное выдерживание тока через диод, по сути, DC регулирование отбирает у нас контрастность, притом раз эдак в 5-7 уменьшает ее. А контрастность продается! Сравните количество тех кто знает про ШИМ и тех кто знает про контраст? С появлением 10 бит на канал проблема еще более усугубляется.

          • Lecron:

            Вопрос зачем шим, разговор отдельный. С ресурсом элементов никак не связанный. И на него у меня тоже нет ответа))
            А CFL в подсветке, зверь вымирающий, нуждающися в занесении в красную книгу. Бал правят светодиоды.

  6. Михалыч:

    Дисплеи SHARP IGZO лучше. Никакого ШИМа, к тому же развёртка меняется от 1-го до 120 Гц в зависимости от задачи, что здорово экономит заряд батареи.