Что такое шим на мониторе?

Содержание

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Что такое шим на мониторе?

Как нам уже известно из первых уроков, любой микроконтроллер умеет хорошо работать с цифровыми сигналами. Он легко справляется с арифметическими операциями над цифровыми данными, принимает и передаёт цифровые сигналы по линиям связи. А что значит «цифровые» в данном случае?

В самом первом уроке мы зажигали и гасили светодиод с помощью Ардуино. Для того, чтобы зажечь светодиод, мы подавали на его анод высокий уровень сигнала. А чтобы погасить — низкий уровень. Получается, для управления мы использовали только два уровня напряжения: высокий и низкий. Светодиод либо будет гореть, либо не будет. Третьего — не дано. Оперируя только двумя состояниями означает, что мы работаем с цифровым сигналом.

Но что делать, если нам нужно зажечь этот самый светодиод только на половину яркости? Или запустить двигатель, на 30% его мощности? Для решения этой задачи используют подход, называемый широтно-импульсной модуляцией сигнала. О том, что такое ШИМ и как это работает, мы узнаем на сегодняшнем уроке.

Широтно-импульсная модуляция — ШИМ

Разберем понятие ШИМ на примере управления скоростью вращения двигателя постоянного тока. Поставим своей целью запустить мотор на 50% от его максимальной скорости. Пусть наш двигатель идеальный и чтобы достичь заданной скорости, нам нужно в единицу времени передавать на мотор в два раза меньше мощности. Как это сделать, не меняя источник питания?

Проведем мысленный эксперимент (а кто-то может и натуральный — ничего сложного). Возьмём мотор постоянного тока с массивным маховиком, закрепленным на валу (таким маховиком может служить колесо). Подадим питание от аккумулятора и мотор начнет набирать обороты. Через какое-то время, мотор достигнет номинальной мощности, а его ротор максимальной скорости вращения. Отключим питание, и мотор постепенно начнет замедляться вплоть до полной остановки.

Следующий опыт. Снова включим мотор, и когда его скорость достигнет половины от максимальной — выключим. Заметив, что скорость падает — снова включим. И так далее. Включая и выключая питание мотора, мы заставим ротор вращаться со скоростью, близкой к половине от максимальной!

Разумеется, в силу человеческой медлительности, мотор будет удерживать заданную скорость с некоторой погрешностью. Другими словами, скорость будет «плавать» вокруг заданного значения. Чтобы минимизировать эти отклонения, нам потребуется увеличить частоту переключений. Тут уже не обойтись без автоматики.

А как заставить мотор вращаться медленнее или быстрее? Количество переданной мотору энергии будет зависеть от отношения времени когда мотор включен — tвкл к времени когда он выключен — tвыкл.

Так, для передачи мотору 50% мощности, tвкл будет равно tвыкл. Такой случай как раз изображен на графике. Чтобы мотор вращался еще медленнее, скажем с мощностью 25% от номинальной, придется время включения мотора уменьшить до этих самых 25% от общего периода управления T.

Таким образом, имея возможность менять ширину импульсов, мы можем достаточно точно управлять скоростью вращения мотора.

Собственно, рассмотренный способ управления мощностью и называется широтно-импульсной модуляцией сигнала, а сокращённо — ШИМ. Теперь рассмотрим параметры которые характеризуют ШИМ сигнал и которые следует учитывать при написании программ для микроконтроллеров.

Коэффициент заполнения (duty cycle)

Начнем с самого главного параметра — коэффициента заполнения D (он же duty cycle). Этот коэффициент равен отношению периода ШИМ сигнала к ширине импульса:

D = T / tвкл

Пример ШИМ сигнала для разных значений D:

Чем больше D, тем больше мощности мы передаем управляемому устройству, например, двигателю. Так, при D = 1 двигатель работает на 100% мощности, при D = 0,5 — наполовину мощности, при D = 0 — двигатель полностью отключен.

Кстати, кроме коэффициента заполнения для характеризации ШИМ применяют и другой параметр — скважность S. Эти два параметра связаны выражением:

S = 1/T

Скважность, как и коэффициент заполнения — величина безразмерная. В отличие от D, она может принимать значения от 1 до бесконечности. Но чаще всего, особенно в англоязычных источниках, используют именно D.

Частота ШИМ

Частота ШИМ определяет период импульса — T (см картинку выше). Требования к этой частоте диктуются несколькими факторами, в зависимости от типа управляемого устройства.

В случае управления светодиодами одним из главных факторов становится видимость мерцания. Чем выше частота, тем менее заметно мерцание излучаемого света. Высокая частота также помогает снизить влияние температурных скачков, которые светодиоды не любят. На практике для светодиодов достаточно иметь частоту ШИМ в пределах 100-300 Гц.

С моторами постоянного тока дела обстоят немного иначе. С одной стороны, чем больше частота, тем более плавно и менее шумно работает мотор. С другой — на высоких частотах падает крутящий момент. Нужен баланс. Более подробно о моторах мы поговорим в одной из будущих статей, а пока рекомендуем для большинства DIY задач использовать частоту ШИМ 2кГц.

Плюс, общая проблема для всех случаев управления силовой нагрузкой — потери в цепях силовой коммутации (в транзисторах, и не только), которые увеличиваются с ростом частоты ШИМ. Чем больше частота, тем большее время транзисторы находятся в переходных состояниях, активно выделяя тепло и снижая эффективность системы.

Разрешение ШИМ

Ещё один важный параметр — разрешение ШИМ сигнала. Этот параметр показывает, с какой точностью мы можем менять коэффициент заполнения. Чем больше разрешение, тем плавнее будет меняться мощность на управляемом устройстве.

Например, у платы Ардуино с базовыми настройками, разрешение ШИМ — 256. То есть мы можем изменять сигнал от 0 до 255 — не густо, но для большинства DIY задач хватает.

Шим и микроконтроллеры

Простейший генератор ШИМ можно собрать и без всяких микроконтроллеров, только лишь с микросхемой таймера 555. Разумеется, любой микроконтроллер тоже умеет работать с ШИМ сигналом.

Например, у платы Ардуино имеется 6 контактов: 3, 5, 6, 9, 10 и 11, которые можно настроить для генерации аппаратного ШИМ. По-умолчанию, на контактах 5 и 6 частота сигнала будет 1кГц, на остальных — скромные 500Гц. Как ими пользоваться ШИМ на Ардуино подробно рассказывается на уроке «Ардуино: ШИМ» (скоро будет).

STM32F103 — гораздо более серьёзный микроконтроллер. У него целых 20 контактов имеют возможность генерации ШИМ. Частота этого микроконтроллера — 72МГц, что делает возможным плавное и точное управление моторами постоянного тока, не говоря уже о светодиодах. Узнаём подробности в уроке про STM32 и ШИМ.

Кстати, микроконтроллеры умеют не только генерировать ШИМ, но и детектировать подобные сигналы. Про это можно почитать в соответствующей статье на нашем портале (скоро будет).

Источник: https://robotclass.ru/tutorials/pwm/

Что такое ШИМ в мониторах — для чего и как работает

Что такое шим на мониторе?

Наверняка многие замечали, особенно те, кому в силу профессии приходится много времени проводить перед экраном компьютера, что к концу дня глаза могут «уставать». Мало того, этот не самый приятный «эффект» проявляется по-разному с разными мониторами. Если абстрагироваться от того, что мы слишком много проводим времени перед этим «телевизером», то одной из основных причин усталости глаз является технология регулировки яркости. Давайте сегодня поговорим о том, что такое ШИМ в мониторах – как работает, зачем используется, действительно ли было бы лучше, если этого не было.

Что такое ШИМ, используемая для регулировки яркости

Покупая монитор или ноутбук, мы привычно выставляем удобную для нас яркость, контрастность. Кто-то уделяет больше внимания еще и настройке качества изображения. При этом в большинстве случаев мы не задумываемся, как выполняются эти регулировки. В первую очередь – яркость.

Воспользовавшись житейским опытом и минимумом знаний из школьной программы несложно догадаться, что установить желаемый уровень свечения лампочки (в данном случае подсветки экрана) можно, если просто снижать напряжение на ней. Предположим, что напряжение питания подсветки составляет 18 В. Теперь, постепенно понижая его, мы получим соответствующее же снижение яркости.

Но есть другой путь, более простой в реализации и эффективный – не заниматься регулировкой напряжения напрямую, а использовать широтно-импульсную модуляцию, при помощи которой можно получить желаемое выходное напряжение.

Принцип действия тот же, что и в системе питания процессора или видеочипа, о чем мы говорили в статье, посвященной фазам питания CPU. Сейчас же давайте подробнее посмотрим, как работает ШИМ применительно к дисплеям.

Как работает ШИМ

Итак, на входе имеем некое напряжение, при котором можем получить максимальную яркость свечения ламп подсветки. Теперь задача – получить нужный уровень яркости экрана.

Для этого воспользуемся двумя свойствами – возможностью ламп подсветки быстро включаться и выключаться и инерционностью нашего зрения, которое при определенной частоте таких включений-выключений перестает замечать это, а свечение кажется постоянным. Об этом поговорим чуть позже.

Итак, для того, чтобы заставить лампы светиться как нам надо, требуется просто подавать импульсы напряжения нужной скважности. Скважность – отношение периода импульса к его длительности. Таким образом, если нам нужна максимальная яркость, достаточно, чтобы скважность стала равна 1, т. е. импульсов, по сути не будет.

Если же мы хотим, скажем, снизить яркость на 50%, то будет достаточно, если длительность импульса будет равна половине его периода, соответственно. Если требуется четверть свечения – скважность импульса составляет соответствующее значение. Все это наглядно показано на иллюстрации.

Принцип действия прост, ШИМ используется во многих случаях, и почему именно применительно к дисплеям об этом способе упоминают чаще всего? Проблема в том, что это непосредственно связано с воздействием на глаз человека, работающего за монитором, и воздействие это не сказать, что полезно.

Проблема стала несколько более острой после того, как в LCD панелях стала использоваться LED подсветка, т. е. в качестве источника света стали использоваться светодиоды. Перед этим использовалась несколько другая технология. Кратко вспомним ее.

CCFL vs LED

Некоторое время назад для подсветки экранов с жидкими кристаллами использовались лампы CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp — люминесцентная лампа с холодным катодом). Не буду сейчас останавливаться на конструкции, достоинствах и недостатках этого вида подсветки. Сейчас CCFL почти вытеснена светодиодной подсветкой LED. Тем не менее, еще встречаются мониторы с этим типом ламп.

Почему с CCFL проблема мерцания была не столь актуальна, как сейчас? Принцип работы ШИМ абсолютно тот же, в течение периода импульса лампы часть времени горят, а в остальное время выключены. По крайней мере, на них не подается питающее напряжение. Мерцание есть, но оно несколько иное.

Дело в том, что у ламп CCFL присутствует заметная задержка, порядка 2-3 мс, в течение которого уменьшается яркость. Мало того, в силу свойств люминофора, которым покрыты стенки лампы, излучаемый спектр оказывается широким, с большой интенсивностью в ультрафиолетовом диапазоне и с большой неравномерностью в видимой части спектра.

Таким образом, при включении и выключении CCFL-лампы разные цвета излучаемого спектра реагируют в разное время. В частности, синий цвет срабатывает немного раньше на включение, и он же быстрее исчезает при снятии напряжения. Красный же наоборот, включается медленнее, и медленнее же отключается. Это показано на графике ниже.

В результате имеем несколько более «мягко» (если так можно сказать) работающую регулировку яркости при помощи ШИМ, но беда в том, что в силу задержек на включение и выключение CCFL-ламп частота импульсов оказывается низкой, к тому же может проявляться изменение цвета этих мерцаний.

LED подсветка более быстродействующая, тут практически отсутствуют задержки реакции на включение/выключение, да и продуцируемый свет не распадается на спектральные составляющие. Импульс имеет более приближенную к прямоугольнику форму, как показано на рисунке.

Так в чем проблема? Вот в этом быстродействии, как и спасение в нем же. При той же частоте следования импульсов, как и в случае с CCFL-лампами, мерцание становится гораздо более заметным, резким, хотя и лишенным «плавания» цветов. Включение/выключение ламп стало буквально «бросаться в глаза».

Снизить неприятный эффект позволяет более высокая частота импульсов, регулирующих яркость. Если в случае с CCFL частота обычно составляет 175 Гц, то ШИМ на этой частоте при использовании светодиодной подсветки будет означать, что у вас плохой монитор. Избавиться от неприятных ощущений позволяет поднятие частоты импульсов регулирования яркости экрана до килогерца, а лучше десятков килогерц.

Такая частота уже не различается человеческим глазом, и в случае, если тот или иной монитор имеет частоту ШИМ, скажем, 24 кГц, вполне можно считать, что данная модель дисплея практически безвредна и мерцание не будет утомлять.

Почему устают глаза

Ну хорошо, на какой частоте мерцание перестает быть заметным? Сначала давайте немного посмотрим, как вообще устроено наше зрение, вернее, рассмотрим то, что непосредственно относится к сегодняшней теме.

Изображение формируется на сетчатке глаза, на которой расположены два вида фоторецепторов – палочки (cone) и колбочки (rod cells).

Первые преимущественно расположены на периферических участках сетчатки, а светочувствительным пигментом в них является родопсин. Палочки весьма чувствительны к свету и в состоянии зафиксировать попадание даже 2-3 фотонов, что делает их ответственными за ночное зрение.

Спектральная чувствительность смещена в нижнюю часть видимого диапазона (примерно до 500 нм), а также зависит от уровня яркости объекта. При высокой яркости родопсин выцветает, чувствительность палочек падает, и они могут поглощать только излучения коротковолновой (синей) части спектра. Кстати, в последнее время при рассмотрении параметров монитора стали обращать внимание на излучение в синей части спектра, но это тема отдельного разговора и к ней мы, думаю, вернемся в другой раз.

Колбочки, наоборот, располагаются в центральной части сетчатки, содержат светочувствительный пегмент йодопсин, который в свою очередь состоит из нескольких зрительных пигментов. Диапазон воспринимаемых колбочками цветов смещен в желто-зеленую и желто-красную части спектра.

Читайте также  Чем отличается заказное письмо от письма первого класса?

Есть еще одна характеристика, которую следует упомянуть – это «критическая частота слияния мельканий» (КЧСМ, flicker fusion threshold), и связанный с ней закон Тальбота (Talbot's law или Talbot-Plateau law). Согласно ему, «видимая яркость источника прерывистого света при частоте равной и выше критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) эквивалентна (равна) видимой яркости непрерывного света, имеющего тот же световой поток».

Другими словами, есть некая частота, выше которой мерцания видно уже не будет. Точного значения этой частоты нет, но принято считать нормой частоту мерцаний 41-45 Гц. Правда, следует оговориться, что эти значения могут изменяться в зависимости от возраста, состояния здоровья, физического состояния (например, усталость). К тому же эти значения соответствуют центральной (макулярной) области глаза, т. е. той, где больше всего колбочек.

Мало того, проведенные исследования показали, что КЧСМ может варьироваться в зависимости от цвета, т. е. для зеленого это 48 Гц, а для синего – 44 Гц, красный – примерно посередине. Это опять-таки к разговору про излучение мониторами синего цвета.

Выше было сказано, что палочки имеют большую, чем у колбочек, чувствительность, которая еще увеличивается при снижении яркости. Таким образом, может создаться ситуация, что мерцание будет заметно периферийным зрением, хотя если смотреть на экран прямо, ничего такого видно не будет.

Все это справедливо для условного монитора с низкой частотой ШИМ. В действительности большинство экранов если и используют подобный способ регулирования яркости подсветки, то делают это на частотах порядка 200 Гц и выше.

Правда, т. к. чувствительность к мерцанию очень индивидуальна, в редких случаях некоторым индивидуумам удается «разглядеть» колебания яркости и на более высоких частотах. Это может быть связано как со спецификой изображения (быстрое перемещение объекта на экране или быстрый перевод взгляда с одной стороны дисплея на другой), так и с особенностями здоровья и физического состояния человека.

Для большинства людей мерцания на частоте в несколько сот герц заметно не будет, за что спасибо в том числе и нашему мозгу, который не успевает обрабатывать поступающую информацию с такой скоростью и воспринимает свечение как постоянное. Вот только глаза все равно устают. Почему? При частоте мерцаний, которую не распознает мозг, глаз успевает отреагировать на изменение яркости. Происходит что-то типа того, что показано ниже на иллюстрации.

Считается, что при повышении частоты ШИМ выше 2-3 кГц отрицательный эффект, особенно при использовании LED подсветки, от такого способа управления яркостью практически сводится на нет.

Заключение. ШИМ в дисплеях — что это, добро или зло?

Использование ШИМ производителями понять можно. Упрощение схемотехники, энергоэффективность, меньшая себестоимость… Проблема в том, что в данном случае воздействие производится на одну из самых уязвимых частей человеческого организма – глаза. Учитывая, что все больше и больше времени мы проводим перед экраном, очень хотелось бы, чтобы дисплеи были как можно менее вредными.

К счастью, производители ничего не имеют против того, чтобы предлагать экраны, в которых ШИМ либо отсутствует в принципе, либо работает на высоких частотах порядка десятков, а то и сотен килогерц. Беда в том, что наличие или отсутствие мерцания далеко не всегда указывается.

Если в случае с обычными мониторами сейчас можно встретить маркировку «Flicker-Free», то, когда речь заходит о ноутбуках, что за матрица стоит и в каком режиме она работает – загадка для посвященных. Узнать это можно только из обзоров или проведя самостоятельно примитивный тест на определение наличия ШИМ («карандашный» тест или при помощи обычного бытового вентилятора).

Я стараюсь сводить в таблицу информацию о ноутбуках с хорошими экранами, где помимо прочего еще указывается наличие ШИМ для управления яркостью. Выбирая ноутбук, все же не забывайте про глаза, и при возможности отдавайте предпочтение моделям, в которых отсутствует мерцание, благо их становится все больше и больше.

Источник: https://andiriney.ru/chto-takoe-shim-v-monitorah/

Карандашный тест монитора ШИМ. Как сделать и что это такое

Что такое шим на мониторе?

Существует огромное количество способов для проверки качества работы монитора или телевизора перед покупкой. В магазинах консультанты всегда акцентируют внимание покупателя на размер и разрешение.

Но большинство опытных продвинутых покупателей уверены, что проверка экрана на ШИМ-мерцание при помощи обычного карандаша или ручки позволяет избежать покупки некачественного монитора, который будет вредить здоровью.

Что такое ШИМ

ШИМ или широтно-импульсная модуляция представляет собой один из методов уменьшения восприятия яркости экрана монитора или телевизора. Эффект мерцания создаётся при помощи регулярной подачи импульсов при заранее установленной чистоте. При этом подсветка экрана с очень быстрой скоростью включается и выключается. Самостоятельно заметить такой эффект достаточно тяжело.

Стоит отметить, что чем больше частота мерцания, тем сложнее человеку будет работать за ноутбуком или компьютером.

Его используют для того, чтобы достигнуть широкий спектр управления яркостью. По мнению специалистов, это один из самых удобных, а также простых способов достижения этой цели.

Любой объект, который является генератором света, производит эффект мерцания. Исключением являются лампы накаливания.

В законодательстве Российской Федерации прописано, что коэффициент мерцания на рабочем месте не должен превышать 10-20 % при частоте ниже 300 Гц.

Несмотря на то, что широтно-импульсная модуляция стандартно работает на частоте 175 Герц, это может приводить к заметным негативным изменениям в работе монитора.

Почему нужно проверять мерцание

В первую очередь, главной задачей при проверке мерцания является покупка качественного оборудования. По мнению программистов, если монитор регулярно и непрерывно мерцает, то человек, который в течение длительного времени использует его для работы, может ощущать сильную усталость и другие признаки недомогания, например:

  • Это отражается на здоровье наших глаз. Так как они постоянно напрягаются от постоянной пульсации, может заметно ухудшиться зрение;
  • Также одним из признаков постоянной пульсации монитора является появление головной боли и сонливость. В таком состоянии человеку очень сложно сосредоточиться на своей работе.

Поэтому, несмотря на то, что надежное устройство, которое не будет вредить вашему состоянию здоровья, будет стоить в несколько раз дороже, то стоит отдать ему предпочтение.

Перед покупкой специалисты настоятельно рекомендуют провести специальный тест для определения пульсации или мерцания при помощи обычного карандаша или ручки.

Тест монитора ШИМ

Для того чтобы проверить экран своего монитора на мерцание, которое создает ШИМ, необходимо:

  • Воспользоваться обычным карандашом или ручкой;
  • После этого найдите очень светлую картинку, желательно белого цвета. Если у вас нет доступа к Интернету, вы можете открыть любой текстовый редактор, например, Блокнот, и открыть пустой документ во всю ширину экрана. Главное, чтобы большая часть экрана была белая;
  • Затем возьмите свой карандаш или любой длинный и тонкий предмет;
  • Далее крутите его полукругом в 10-15 см от экрана.

В том случае, если контур карандаша вам практически не заметен, то мерцание экрана минимально. Это означает, что качество экрана вашего монитора достаточно хорошее. При долгой работе вы не будете чувствовать усталость и напряжение в своих глазах и теле.

Если контур виден достаточно отчётливо, то пульсация света экрана очень большая. Поэтому необходимо принять меры, чтобы устранить данную проблему.

Как убрать мерцание

Эксперты утверждают, что единственным способом исправления данной проблемы является полная замена экрана на новый. При этом существует мнение, что можно снизить ШИМ – пульсацию можно при помощи уменьшения частоты мерцания в настройках. В таком случае пользователю будет легче работать за компьютером.

Также существует альтернативный способ уменьшения эффект пульсации:

  • Для начала сделайте так, чтобы яркость вашего экрана была максимальной;
  • Далее проверьте, чтобы функция «Автонастройки» было отключена;
  • А после этого вам нужно найти регулировку цветокоррекции или контрастности на драйвере видеокарты и уменьшить ее до нормы;
  • Таким образом, мы уменьшаем яркость и контрастность экрана, а подсветка вашего экрана позволяет игнорировать Вашим глазам все мерцания.

Стоит отметить что такой эффект будет длиться недолго. Поэтому, если вы заботитесь о своём здоровье, лучше всего приобрести монитор, в котором отсутствует широтно — импульсная модуляция. Например, отличным вариантом будет экран, способ управления яркости которого имеет высоту в несколько раз больше, чем ШИМ.

Как ВАС ДУРЯТ при ПРОДАЖЕ МОНИТОРОВ и ТВ. РАЗОБЛАЧЕНИЕ:

Источник: https://bestcube.space/karandashnyj-test-monitora-shim-kak-sdelat-i-chto-eto-takoe

Что такое ШИМ в мониторах и как уберечь глаза?

Что такое шим на мониторе?
Сергей Бондаренко        страница » Здоровье и компьютер        48 комментариев

В предыдущей статье вы узнали, почему могут болеть глаза от монитора. В качестве продолжения, предлагаю узнать, что такое ШИМ в мониторах, как с ним жить и не испортить глаза.

Осторожно, они мерцают!

Все привыкли к мысли, что мерцают только старые большие мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), но на самом деле, для глаз гораздо более вредно мерцание современных ЖК и OLED-дисплеев!

Да, вам не показалось, большинство современных дисплеев мерцают и это мерцание обычно проявляется при понижении яркости.

Посмотрите на эту анимацию, левый символ яркости неприятно мерцает при уровне 50%

Анимация, показывающая работу ШИМ

И такое можно наблюдать не только на мониторах настольных компьютеров, то же самое происходит и со многими ноутбуками, смартфонами и планшетами.

Что такое ШИМ в мониторах?

Понизить яркость монитора можно двумя способами:

а.) Уменьшить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа уменьшает свечение)
б.) Светить с перерывами, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать)

С технической точки зрения оказалось проще сделать так, чтобы яркость регулировалась мерцанием, часть времени лампа горит, а часть времени не светится.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — процесс управления мощностью, путём изменения длительности импульсов, при постоянной частоте.

В мониторах с ШИМ при уменьшении яркости экрана уменьшается длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов, в результате более заметно мерцание, которое может отрицательно повлиять на наше зрение.

На рисунке вы может увидеть сравнение двух способов регулировки яркости:

Сравнение способов регулировки яркости у мониторов

ШИМ работает следующим образом: на яркости 50% мы половину времени видим импульс света, а вторую половину времени видим черный экран, глаз усредняет увиденное и мы воспринимаем серое свечение. Когда яркость меньше – мерцание заметно больше.

Вот только глазу такое мерцание совсем не идёт на пользу.

Все ли мониторы мерцают?

Производители не спешат указывать в характеристиках, каким образом регулируется яркость и используется ли ШИМ. К счастью, есть мониторы, в которых нет ШИМа, либо мерцание появляется на совсем маленькой яркости.

У таких мониторов иногда в описании есть надпись «Flicker-Free» (переводится «без мерцания») и встречается подобный логотип:

Логотип «Flicker-Free» (без мерцания)

Перед покупкой можно изучить специализированные форумы в поисках нужной модели, но что делать, если вы уже купили монитор который мерцает?

Как узнать, мерцает ли ваш монитор?

Есть очень простой способ узнать, мерцает ли ваш монитор – «карандашный тест».

Возьмите карандаш в руки и поводите им перед светящимся монитором как веером (в плоскости экрана). Если след от карандаша размыт (выглядит смазанным), то мерцания нет, если же след разделяется (выглядит как набор теней от нескольких карандашей), то ваш монитор мерцает.

На этом видео показан пример проведения «карандашного теста»:

Сделайте проверку на разных уровнях яркости, от 0% до 100%, таким образом можно узнать, какая яркость безопасна для зрения.

Есть более сложные тесты, которые позволяют узнать частоту мерцания, но в большинстве случаев карандашного теста достаточно.

Если вы обнаружили, что ваш монитор мерцает на комфортном уровне яркости, есть способ не испортить глаза:

Настройте яркость с помощью драйвера видеокарты

Качество изображение может стать немного хуже, но глазам станет намного легче.

Нужно настроить яркость монитора, так, чтобы мерцания не было, и, если в итоге яркость слишком большая, уменьшайте яркость в настройках драйвера видеокарты.

Алгоритм настройки простой:

  1. Настройте яркость монитора либо на максимум, либо на уровень, когда мерцание отсутствует;
  2. Зайдите в настройки драйвера видеоадаптера и в них уменьшите яркость до комфортного уровня;
  3. Примените настройки.

Пример настройки яркости

Источник: http://IT-uroki.ru/zdorove-i-kompyuter/chto-takoe-shim-v-monitorax-i-kak-uberech-glaza.html

Миф или правда: экраны современных телевизоров и мониторов не мерцают

Что такое шим на мониторе?

Многие уже стали забывать, о громоздких мониторах и телевизорах, на смену которым пришли супертонкие LCD и LED панели. И лишь коты, с сожалением вспоминают те время, когда можно было спокойно развалиться сверху тёплого корпуса зомбоящика, оставаясь в центре внимания.

Давно известно, что пульсации или мерцание света влияет на общее состояние человека и на мозг в частности. Кроме ощущаемого напряжения и усталости глаз, может приводить к головным болям, плохому сну или трудности сосредоточиться на работе.

Странное дело, но большинство пользователей, даже не подозревает о мерцании своих современных ЖК-мониторов или телевизоров во всю стену, полагая, что всё это осталось в прошлом, с уходом технологии ЭЛТ. На самом деле это так и подавляющее большинство ЖК-экранов по-прежнему мерцают, хотя частота и стала выше, благодаря чему не так бросается в глаза, но убедиться в этом не так уж и сложно. Сегодня хочу рассказать откуда берётся мерцание, как его легко проверить в домашних условиях, а так же что с этим можно сделать.

Все ли мониторы мерцают и что такое ШИМ?

Я уже упоминал о ШИМ (широтно-импульсной модуляции), когда рассказывая о мерцании AMOLED экранов iPhone X, XS и XS Max. Не хочу лезть в технические дебри, дабы не нагонять на вас тоску, потому постараюсь описать только суть работы максимально простым языком.

Итак, у любого экрана требуется каким-то образом регулировать яркость. Сделать это можно двумя способами — либо уменьшая интенсивность свечения ламп подсветки, либо быстро включать и выключать подсветку, управляя интервалом времени свечения, таком образом достигая некоего среднего значения освещённости.

У первого варианта выявились сложности с цветопередачей, потому технически, оказалось проще реализовать именно второй вариант, где яркость регулируется путём изменения длительности импульсов, при постоянной частоте. Этот процесс получил название Широтно-Импульсная Модуляции (ШИМ).

Теперь становится понятно откуда может взяться мерцание. Но вы спросите, почему же в магазине, где стоят десятки мониторов и телевизоров, мы его не замечаем? Ещё раз внимательно читаем предыдущий абзац о том как работает ШИМ и представляем себя в магазине. Дело в том, что практически вся выставляемая в торговых залах техника, работает на максимальных или близких к максимальным значениях яркости, поэтому тут не будет никакого мерцания. А вот в домашних условиях, яркость вашего экрана находится скорее ниже среднего значения, более комфортного для глаз.

Читайте также  Что означает когда на ноутбуке пишет отсутствует операционная система?

Но не стоит думать что абсолютно все мониторы и телевизоры используют ШИМ. Многие считают вообще проблему надуманной и полной фигней, но у некоторых моделей мониторов можно найти в описании надпись «Flicker-Free» («без мерцания») и имеется даже специальный логотип:

Но как же проверить монитор или телевизор перед покупкой, если производитель не указал используется ли ШИМ (а они тоже бывают разные), и комфортно ли будет пользоваться устройством дома. Есть простой способ…

«Карандашный тест» мерцания экрана

Существует крайне простой, но эффективном способ определения наличия видимого мерцания источников света, в том числе мониторов и телевизоров. Для этого нам понадобится обычный карандаш или ручка, да вообще любой узкий вытянутый предмет.

Предварительно выставьте желаемую яркость и лучше, если на экране будет белая заливка или, по крайней мере, очень светлая картинка.

Взяв карандаш за кончик, поводите им перед светящимся экраном как веером. Если след от карандаша размывается, то мерцания нет, если же след разделяется (выглядит как набор теней от нескольких карандашей), то ваш монитор мерцает. Чем отчётливее контуры, тем мерцание сильнее.

Кстати, подобным образом можно проверять и ставшие популярными светодиодные лампы. В дешёвых моделях могут экономить на драйвере, вообще его не устанавливая (лично видел такую поделку), потому свет от таких светильников получается с крайне неприятными пульсациями.

Но что же с ЖК-экранами? Безусловно, лучшим вариантом, будет присмотреться к другой модели, но что делать, если монитор или телевизор уже куплен? Увеличивая яркость, мы конечно добиваемся снижения мерцания, но комфорта для глаз это не прибавляет.

Лучшим вариантом, на мой взгляд, будет использование тёмной темы оформления в сочетании с тёмными обоями, так можно свести к минимуму влияние мерцания подсветки экрана. Да и в целом, не лишним будет почаще делать перерыв в работе.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

не воспроизводится видео в полноэкранном режимеИзменение даты создания файла в *nixБлокировка cоциальных сетей средствами MikrotikЧего не стоит делать если телефон упал в водуСборка ядра FreeBSD. Если что-то пошло не так…Ноутбук с Авито: нужно было просто вытащить батарею!

Источник: https://mdex-nn.ru/page/karandashny-test-mercania-lcd.html

ШИМ: особенности в мониторах, телевизорах, смартфонах

Что такое шим на мониторе?

Большинству из нас хорошо известно о том, что мерцают вроде как лишь старые большие мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Однако, к удивлению многих, нужно отметить, что на самом деле мерцание современных ЖК и OLED-дисплеев для глаз намного вреднее.

Как бы это ни казалось странным, львиная доля современных дисплеев все-таки мерцает. И это мерцание, как правило, проявляется тогда, когда понижается яркость. И такое наблюдается не только на мониторах настольных компьютеров. Это же самое можно увидеть на многих ноутбуках, смартфонах, планшетах и даже телевизорах.

Каково мерцание в современных мониторах

Есть два метода добиться понижения яркости монитора:

— снизить интенсивность свечения лампы подсветки (лампа делает меньше свечение),
— светить, делая перерывы, чтобы за единицу времени света было меньше (лампа начинает мерцать).

Технически проще сделать так, чтобы яркость регулировалась мерцанием. Некоторое время лампа горит, а некоторое время не светится. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — как раз процесс управления мощностью. Он осуществляется, когда изменяется длительности импульсов, при постоянной частоте.

В мониторах с ШИМ, когда уменьшается яркость экрана, тогда уменьшается и длительность импульса свечения ламп подсветки или светодиодов. В результате становится более заметным мерцание. Оно может негативно сказаться на зрение.

Всегда ли монитор мерцает?

Производители не всегда указывают в характеристиках, каким образом можно производить регулировку яркости, а также применяется ли ШИМ?

На радость некоторым пользователям нужно сказать о том, что существуют мониторы, в которых ШИМ вообще отсутствует. Бывает и так, что мерцание появляется лишь на яркости, которая совсем маленькая.

У подобных мониторов в некоторых случаях в описании предусмотрена надпись «Flicker-Free» (переводится «без мерцания») и бывает соответствующий логотип на корпусе.

Перед тем, как покупать товар, рекомендуем ознакомиться с информацией на специализированных форумах. Там вы сможете найти нужную модель без мерцания. Но, как быть, если у вас уже есть мерцающий монитор?

Как выяснить, мерцает ли монитор?

«Карандашный тест». Именно так называется очень простой метод, с помощью которого можно узнать, мерцает ли монитор (а также телевизор или экран ноутбука).

Берем карандаш. Ведем им перед светящимся монитором, как веером. Делать это надо в плоскости экрана. В том случае, когда след от карандаша размыт, и он смотрится смазанным, то мерцания нет. Когда же след разделяется, то есть смотрится как набор теней от нескольких карандашей, то это означает, что ваш монитор мерцает.

Вам необходимо сделать проверку на разных уровнях яркости, от 0 процентов до 100 процентов. Так можно установить, какая яркость для зрения не представляет какой-либо опасности.

Как действовать, если монитор мерцает?

Когда вы поняли, что монитор мерцает на комфортном уровне яркости, то примените определенный метод, который позволит не испортить глаза. Нужно настроить яркость с применением драйвера видеокарты.

Качество изображения после этого может стать несколько хуже, однако для глаз это будет существенно легче.

Вы должны настроить яркость монитора так, чтобы мерцания не было. И если яркость действительно чрезмерно большая, начинайте снижать яркость в настройках драйвера видеокарты.

Алгоритм настройки несложный:

— Настраиваем яркость монитора либо на максимум, либо на тот уровень, когда нет мерцания.- Заходим в настройки драйвера видеоадаптера и в них снижаем яркость до уровня, который будет комфортным.

— Фиксируем настройки.

Причины головных болей от пользования смартфоном

Это касается не каждого. Однако есть такие пользователи современных смартфонов, которые каждодневно испытывают головные боли при их использовании. Очень часто на это жалуются те, кто владеют флагманами, в которых установлены дисплеи, изготовленные по технологии OLED. По мнению экспертов, все дело в низкой частоте мерцания экранов, когда яркость понижена за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Исследования показали, что в среднем человек берет в руки смартфон и активирует его экран примерно 90 раз в день. А еще он затрачивает на это в итоге более трех часов. С учетом такого частого общения с мобильником, качество экранов должно быть более высоким.

Многие считают, что нужный уровень нам предоставят дисплеи, изготовленные по прогрессивной технологии OLED, то есть когда максимально глубокий черный цвет, рекордные яркость, разрешение и число точек на каждый квадратный дюйм. И все-таки многие из гаджетов ведут себя достойно лишь тогда, когда яркость максимальная. А стоит ее снизить, как все становится не так гладко.

Все без исключения цифровые сигналы могут иметь пару логических уровней. Их условно называют «включено» и «выключено», единицей и нулем, напряжением активным и неактивным. При желании получить какое-либо среднее значение, как у аналоговых сигналов, нужно применять модуляцию.

Мы говорим о том, что периодически включаем и выключаем сигнал. А это создает ощущение, что работа выполняется не на полную мощность. Скажем, когда необходима подсветка на 40 процентов, то 4 0процентов времени она будет включена, а 60 процентов — выключена.

Поскольку напряжение подается и отключается с большой частотой, мозг человека усредняет данные значения. И появляется ощущение, что применяется средний уровень яркости. Однако не все воспринимают это безболезненно. Многие испытывают головные боли.

Купирование мерцания технологией DC Dimming

Хороших заменителей для ШИМ в смартфонах нет. Компоненты, необходимые для аналоговой регулировки яркости экранов, не поместятся в компактные корпуса мобильных устройств. Ко всему им необходим слишком большой заряд аккумулятора.

Вместе с тем отдельные производители нередко указывают на DC Dimming. Они говорят, что такая технология – это реальное спасение от ШИМ. Там можно существенно снизить влияние на глаза и голову в целом.

Но на практике эта технология нисколько не панацея. Ко всему в IPS-экранах ее используют уже давно. Вместе с ней мерцание тоже будет ощущаться, но только при яркости самой маленькой. Не будем сосредотачиваться на сложных нюансах. Остановимся только на базовых принципах работы технологии.

И все-таки с OLED не все так просто. При изменении напряжения на пикселях в таких экранах они искажают цвета. Эксперты нередко говорят, что их цветопередача «плывет». Вот почему применять данные гаджеты становится менее комфортно, чем в случае с ШИМ.

Недостатки DC Dimming в случае OLED очевидны. И сейчас его применяют лишь экспериментально. Скажем, данная технология есть в относительно новых Android-смартфонах OnePlus 7 Pro и Xiaomi Black Shark 2.

Мерцание экранов телевизоров

У многих современных телевизоров экраны тоже мерцают. Уровень пульсации составляет 100 процентов. Экран полностью гаснет и загорается. В результате глаза устают, болит голова, обостряются нервные заболевания.

Почему появляется пульсация? Источник света в ЖК-экранах современных телевизоров – это белые светодиоды. Если яркость подсветки установить на 100 процентов и отключить эко-режимы, то светодиоды будут питаться от постоянного напряжения. И пульсации не будет.

Регулировка яркости осуществляется с помощью ШИМ. Как правило, светодиоды включаются и выключаются за секунду сто раз. Когда половину времени они горят, а половину времени выключены, получается яркость 50 процентов. Когда горят одну десятую часть общего времени, получается 10 процентов.

С большой вероятностью черный цвет при этом станет серым. И картина станет более блеклой. Зато не будет пульсации. Значит, глаза будут не так сильно уставать.

 

Источник: https://mcgrp.ru/article/5970-shim-osobennosti-v-monitorah-televizorah-smartfonah

Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР

Что такое шим на мониторе?

ШИМ, все вокруг говорят про ШИМ. Ну фиг знает — я его не вижу. Что хотите сказать, если понижу яркость дисплея, это как-то будет меня утомлять? Кажется тут есть в чём разобраться!

Сегодня мы объясним как на самом деле работает ШИМ. Узнаем сколько FPS видит человек, а сколько муха.  Проведём тесты ШИМ на осциллографе. И, конечно, расскажем как избавиться от ШИМа на Samsung и на iPhone.

Благодарим компанию ЛЛС, предоставившую нам оборудование для теста. Это крутые разработчики и поставщики лазерно-оптического оборудования из Питера.

OLED дисплеи фактически во всём превзошли IPS. Но некоторые люди просто физически не могут пользоваться OLED, ведь они чувствуют усталость глаз, сухость и даже головные боли.

Почему так? Дело в том, что в отличие от большинства IPS-экранов большинство OLED-матриц мерцают. Примерно как дешевые люминесцентные лампы. И это не очень хорошо сказывается на зрении.

Но стоп! Лично у меня нет никаких проблем с OLED-дисплеями, да и мои друзья ходят с OLED и не жалуются.

Действительно, по статистике большинство (примерно 90%) людей не ощущают мерцания OLED-дисплеев. Мы даже провели опрос: Устают ли у Вас глаза от OLED дисплеев? Устают ли у вас глаза от IPS дисплеев? И получили вот такие результаты: примерно четверть — 27% сообщила, что у них глаза устают. Меньшинство, но всё же — четверть!

Тем не менее есть люди, которые не просто чувствуют ШИМ, но даже отчетливо его видят. Как так получается?

ШИМ в кинопроекторах

Чтобы ответить на этот вопрос давайте поговорим про кино. В старых кинопроекторах, в которых еще были бобины с плёнкой, крутили кино со скоростью 24 кадра в секунду.

Так вот, для того чтобы при смене кадров изображение не смазывалось и вы не видели момент перемотки пленки, в этот момент поток света перекрывался. Это приводило к адскому мерцанию, так как изображение постоянно обрывал «черный кадр».

Так как ускорить процесс смены кадров не было технической возможности киноделы придумали другой хак. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадра, но и когда на экране отображался статический кадр. Ммм. И какой в этом смысл?

Такое чередование изображения и дополнительных “черных кадров” позволяло искусственно увеличить частоту мерцания до 58 раз в секунду. Чего было достаточно, чтобы обмануть мозг. Видя постоянно мелькающую картинку, мозг просто «отключает» восприятия мерцания и мы видим плавную картинку. Кстати в немом кино, где использовалась частота 16 К/с, вообще перекрывали 3 раза и получилось мерцание — 48 раз в секунду.

Сколько мы видим кадров?

Этот невероятный эффект человеческого зрения называется порогом слияния мерцаний и этот порог равен 60 Гц. Это значит, всё что мерцает чаще чем 60 раз в секунду человек будет воспринимать как непрерывное изображение.

Кстати, у собак и кошек этот порог выше — в районе 70-80 Гц, а у мух так вообще 250-300 Гц.

Что же это получается, игровые мониторы 144 Гц и выше — это всё маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду — это минимальный порог, при котором человек перестает видеть мерцание.
А люди с натренированным зрением, например, пилоты истребителей на тестированиях различают кадры, появившиеся на 4 мс. Что соответствует 250 кадрам в секунду. К хардкорным геймерам это тоже относится.

На самом деле есть исследования, где люди смогли различить и 480 к/с и даже больше в некоторых условиях.

Но в целом если верить ГОСТАм: Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность. ГОСТ Р 54945-2012

Зачем нужен ШИМ?

Итак, со зрением разобрались. Но зачем вообще мерцают OLED-дисплеи и на какой частоте?

Сначала ответим на вопрос “Зачем?”

Существует два способа регулировки яркости дисплея:

Первый и самый очевидный способ, при помощи понижения напряжения. Чем меньше мы подаем энергии на дисплей, тем меньше он светится.

Именно так регулируется яркость в большинстве IPS-дисплеев в наших смартфонах, ноутбуках и мониторах.

Но почему бы на OLED-дисплеях не делать также? На самом деле можно, и так даже делали раньше. Например в смартфоне LG G Flex 2 использовался именно такой подход. Но есть проблема! На OLED-дисплеях при уменьшении напряжения сильно страдает картинка. Возникает так называемый мура-эффект, более известный как эффект “наждачной бумаги”. Мы подробно рассказывали об этом в материале про OLED.

Поэтому чтобы избежать такой деградации изображения используется второй подход: регулировка яркости при помощи мерцания или ШИМ. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, или PWM по-английски. Это буквально значит — регулировка ширины, ну или длительности, импульса.

Так, стоп, что еще за импульс? Дело в том, что напряжение в дисплеях, использующих ШИМ, не постоянное, а прерывистое. Оно подаётся при помощи вот таких всплесков или импульсов.

Количество импульсов в секунду называется частотой и измеряется в Гц. А время, которое занимает каждый цикл пульсации, называется периодом.

К примеру, возьмем частоту 250 Гц, в этом случае период будет 4 мс. Частота и период — это фиксированные значения, и с изменением яркости дисплея они не меняются.  А вот ширина каждого импульса — это как раз то, что мы можем регулировать. Это значение называется рабочим циклом, и он выражается в процентах.

Если рабочий цикл 100%, импульс будет длиться 100% своего периода, то есть 4 мс. Это соответствует 100% яркости дисплея. Если мы сократим ширину имульса до 50% или 2 мс, воспринимаемая яркость дисплея также упадет до 50%. А на яркости 1% фактически 99% будет отображаться просто черный экран, но наше зрение это интерпретирует как просто очень тусклую картинку. Получается, чем меньше яркость дисплея, тем более выражен эффект мерцания. И тем это вреднее для глаз.

Читайте также  Что такое Voice Assistant?

Частота ШИМ в разных дисплеях

На самом деле ШИМ используется не только в OLED-дисплеях, но и в IPS. Но в отличие от OLED в IPS-экранах используют очень высокую частоту мерцания, свыше 2000 Гц. Естественно, столь быстрое мерцание не сможет заметить ни человек, ни муха. А значит и глазки уставать не будут.

Например, у Xiaomi Redmi Note 7 — 2336 Гц, а у realme 6 Pro — 2336 Гц.

А какая частота ШИМ в OLED?

Тут всё зависит от конкретной модели, но есть определенные закономерности. Во-первых, желательно чтобы частота ШИМ была кратной частоте обновления дисплея. Потому на 60 Гц или 120 Гц дисплеях, как правило частота ШИМ — 240 Гц, а на 90 Гц дисплеях 360 Гц.

Мы решили убедиться в этом самостоятельно и отправились в Санкт-Петербург. Там ребята из компании ЛЛС подготовили для нас осциллограф с высокоскоростным фотодетектором.

Так мы проверили на ШИМ на iPhone 11 Pro и Pixel 4.

Тесты показали, что iPhone 11 Pro, вопреки общему мнению, немного мерцает даже на максимальной яркости, с частотой 240 Гц.  При снижении яркости до 50%, мерцание становится менее выраженным, а значит до этого момента на iPhone используется уменьшение напряжения. Ну а дальше в бой вступает ШИМ. На осциллографе очень хорошо видно, как при снижении яркости уменьшается ширина импульса, а значит увеличивается мерцание.

В Pixel 4 вплоть до 70% яркости мы не обнаружили ШИМа совсем, видно только обновление экрана 90 Гц. А дальше начинается ШИМ с частотой 360 Гц. Но так как частота обновления экрана в Pixel 4 после 40% падает до 60 Гц, видно как каждый четвёртый импульс немного скачет. Это потому что частота обновления не совпадает с частотой модуляции.

Посмотреть частоту ШИМ в других моделях можно на портале notebookcheck.net. Впрочем, некоторые измерения там выглядят сомнительно. Либо на нашем родном IXBT.com, там всё ок с тестами.

  • Galaxy S20 — 242.7 Гц
  • Galaxy S20 Ultra — 240.4 Гц
  • Google Pixel 2 — 245.1 Гц
  • Google Pixel 2 XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 3a — 271.1 Гц
  • Google Pixel 3a XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 4 — 367.6 Гц
  • Google Pixel 4 XL — 367.6 Гц
  • Huawei P30 — 240.4 Гц
  • Huawei P30 Pro — 231.5 Гц
  • Huawei P40 — 245 Гц
  • Huawei P40 Pro — 365 Гц
  • iPhone 11 Pro — 290.7 Гц
  • iPhone 11 Pro Max — 245.1 Гц
  • iPhone XS — 240.4 Гц
  • iPhone XS Max — 240.4 Гц
  • OnePlus 5T — 242.7 Гц
  • OnePlus 6T — 240 Гц
  • OnePlus 7 — 200 Гц
  • OnePlus 7 Pro — 122 Гц
  • OnePlus 7T Pro — 294 Гц
  • OnePlus 8 Pro — 258 Гц
  • Samsung Galaxy A50 — 119 Гц
  • Samsung Galaxy A51 — 242.7 Гц
  • Samsung Galaxy A71 — 247.5 Гц
  • Samsung Galaxy S10e — 232 Гц
  • Xiaomi Mi 10 — 362.3 Гц
  • Xiaomi Mi 8 — 238 Гц
  • Xiaomi Mi 8 Explorer Edition — 100 Гц

OnePlus 7 Pro:

Samsung Galaxy A50:

На самом деле, частоту мерцания OLED-дисплеев можно увеличить, пусть не до 2000 Гц, но хотя бы до 500 Гц. Кстати, именно такая частота ШИМ была в древнем Windows Phone — Lumia 950. Но это удорожает производство, а так как страдающих людей мало, производители воровать у себя из кармана не готовы.

Кстати, практически все современные LCD-телевизоры тоже ШИМят на частоте 240 Гц. И в теликах этот эффект даже более заметен, чем в телефонах.

Разве что SONY не поскупились установить в свои LCD модели телемоделях контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц.

Как проверить ШИМ самому?

Но как проверить ШИМ на вашем телефоне, ноутбуке или телевизоре самостоятельно? Если у вас нет под рукой осциллографа с высокоскоростным кремниевым фотодетектором.

На самом деле очень просто! Вам нужно снять экран экран на видео в замедленной съемке 240 к/с или больше. Сейчас почти любой телефон так может. Если на всех значениях яркости вы не увидите мерцания в виде перемещающихся полос. Значит ШИМа нет.

Что такое DC Dimming?

Тем не менее проблема есть и первой её осознал Xiaomi, представив функцию DC Dimming в Black Shark 2 Pro. Эта тема настолько хорошо зашла, что очень быстро подсуетились OnePlus, OPPO и Huawei. И начиная с прошлого года во всех флагманах точно есть DC Dimming.

Само название расшифровывается как Direct Current Dimming, что переводится как затемнение постоянным током. Иными словами в этом случае яркость регулируется как и положено снижением напряжения.

СТОП! Но также нельзя! Картинка же убьется! На самое деле, так нельзя было делать раньше, потому как качество OLED-дисплеев оставляло желать лучшего. Но теперь всё иначе.

Уже давно многие производители стали использовать гибридный способ регулировки яркости. Например на iPhone до 50% яркости используется снижение напряжения, и только потом включается ШИМ. А телефоны с функцией DC Dimming пошли дальше и стали регулировать яркость исключительно снижением напряжения.

Да, включив DC Dimming на низких яркостях могут немного поплыть цвета и появиться шум. Но это совсем не критично.

И тесты показывают, что функция реально работает. Хотя колебания яркости и не сглаживаются полностью, всё равно такой подход позволяет многократно снизить нагрузку на наши с вами глаза.

По нашим замерам на Xiaomi Mi 10 ШИМ с включенным DC Dimming исчезает полностью! А значит ваши глазки смогут отдохнуть.

Убираем ШИМ для всех

Но что делать, если вам DC Dimming не завезли? Например у вас Samsung, который ШИМит даже на 100% яркости, или iPhone который начинает ШИМить на 50%?

На самом деле решение есть и оно программное. Имя ему экранные фильтры!

Android. Например, на любой Android можно поставить программу OLED Saver. Она умеет накладывать полупрозрачный серый фильтр поверх всего изображения. Регулируя прозрачность фильтра, регулируется яркость. Это программа умеет имитировать функцию автояркости. Можно довольно быстро из шторки регулировать прозрачность фильтра и настроить автозапуск после перезагрузки.

Не могу сказать что это очень удобно. Но может быть очень полезно, если любите позалипать в телефон перед сном в темноте.

iPhone. А на iPhone вообще есть специальный режим встроенный в систему. Он называется “понижение точки белого” и прячется в разделе “Универсальный Доступ”. Путь такой: Настройки > Универсальный доступ > Дисплей и размер текста > Понижение точки белого

А чтобы постоянно не лезть в настройки можно назначить включение режима на тройное нажатие кнопки питания с помощью такого пути: Настройки > Универсальный доступ > Быстрая команда.

В iOS14 можно даже назначить тоже самое на постукивание по задней крышке. Но я бы не рекомендовал так делать, будут ложные срабатывания.

Ну и напоследок можно вынести ярлык с этой функцией в пункт управления. Для этого идём в Настройки > Пункт управления и перетаскиваем иконку “Команды для универсального доступа”.

Итоги

Что в итоге? ШИМ, конечно, зло. Хоть я его и не вижу, и мои глаза не устают, эта шутка всё равно напрягает мозг. А с возрастом может появиться и усталость глаз.

С другой стороны, благодаря ШИМ вообще стал возможен прогресс в развитии технологии OLED. Если б его не было сидели бы мы IPS и о всех прелестях классных OLED-дисплеев даже бы и не знали.

Очень надеемся, что DC Dimming станет стандартом и мы забудем о ШИМ в смартфонах и телевизорах точно также, как забыли о нём в настольных мониторах с появлением Flicker Free мониторов от BenQ. Это, кстати, та же самая технология что и DC Dimming.

В основу ролика легла статья с портала deep-review.com и материал Олега Афонина для журнала Хакер. Ребята проделали отличную работу, а мы продолжаем их дело.

И еще раз спасибо компании ЛЛС за оборудование и теплый приём в Питере! Очень приятно вместе с вами делать крутой науч-поп контент. На этом сегодня всё!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/droider/chto-takoe-shim-i-pochemu-mercaet-oled-razbor-5f5a4a9cd5e15d30decd4d58

Шим в смартфоне: что это такое, зачем он нужен

Что такое шим на мониторе?

Шим (расшифровывается как широтно-импульсная модуляция) – это одна их технологий в смартфоне для изменения подсветки дисплея. Она применяется для того, чтобы изменить яркость светодиодов и уменьшить их свечение на дисплее смартфона. Принцип работы шим в смартфоне заключается не в изменении мощности светодиодов, а в создании импульсов при постоянной частоте.

Как работает шим?

У каждого дисплея есть светодиоды, которые светятся чтобы человек мог видеть изображение на экране телефона. Все лампочки имеют собственную мощность, но это постоянная величина, которая не может меняться на ходу. Именно поэтому изменить яркость дисплея в смартфонах не всегда получается, просто уменьшив интенсивность свечения каждого светодиода. В этом случае прибегают к использованию шим.

Шим изменяет яркость за счет мерцания светодиодов. То есть, каждая лампочка в смартфоне начинается быстро включатся и выключатся. Это происходит настолько быстро, что человеческий глаз не видит этого. Исходящий свет смешивается и создается впечатление, будто картинка стала менее яркой. На самом деле яркость каждого светодиода неизменна, меняется только диапазон между включением светодиодов и их выключением.

Шим работает сильнее при минимальной яркости. На максимальной яркости все светодиоды не нуждаются в импульсах, поэтому в таком случае шим вообще не включается. Он активируется только когда яркость дисплея меняется. Чем меньше яркость, тем больше создается пауза между выключением и включением светодиодов.

Вреден ли шим для человека?

Да. Шим человеческий глаз не видит даже если присмотреться очень сильно. Человек в любом случае видит, будто экран стал менее ярким. Но глаз всё ровно воспринимает шим. Поэтому при длительном использовании смартфона с шим глаз может реагировать на это.

Шим работает только при низкой яркости. На максимальной яркости никаких последствий от шим нет. Чем меньше яркость, тем больше работает шим.

Последствия не такие критичные. Обычно шим приводит лишь к боли в глазах, их покраснению и головокружению при очень долгом и непрерывном использовании дисплея с шим на минимальной подсветке. Долгое использование измеряется несколькими часами без отдыха. Более серьезных последствий от шим обнаружено не было. Прямой связи между плоим рением и шим также обнаружено не было, однако то, что шим может ухудшать зрение – факт. Всё, что приводит к боли в глазах, портит их.

:   Прoцecc пeрeдaчи инфoрмaции

Интересно, что многие люди невосприимчивы к шим и могут вообще никак на него не реагировать. Но есть и те, для которых смартфоны с шим недопустимы к использованию на яркости менее 25%. Если использовать смартфон на яркости 50% и выше, то о чем-то беспокоится не стоит никому.

В каких смартфонах используется шим?

Шим есть только в смартфонах с применение органических светодиодов. Это все OLED матрицы. К ним относятся экраны AMOLED, которые в 2019 году получают всё большую популярность. Сейчас такой тип матрицы получает все большее распространение даже в бюджетных смартфонах. Из премиальных устройств почти не осталось смартфонов не с AMOLED дисплеями. Поэтому спрятаться от шим вряд ли получится, потому что смартфонов с другой технологией всё меньше и меньше.

Почему так много смартфонов стали использовать AMOLED, несмотря на шим? Потому что эта технология дешевеет, при этом обладает очень серьезными преимуществами со своим главным конкурентом – IPS. IPS всё ещё стоит дешевле и он более безопасен для человека, но у AMOLED есть свои преимущества, такие как:

  • Глубокий черный цвет. У АМОЛЕД матриц каждый пиксель может выключаться отдельно, это позволяет при черном цвете полностью выключаться светодиодам и выдавать качественный черный цвет. В IPS подсветка не может быть включена частично.
  • Высокая контрастность и сочность изображений;
  • Лучшая энергоэффективность. AMOLED намного меньше потребляет заряда батареи смартфона, к тому же не тратит заряд для подсветки черных участков, так как они выключаются;
  • AMOLED матрицы тоньше, чем IPS и позволяют делать корпус смартфона компактнее;
  • AMOLED может изменять форму, быть прозрачным или изгибаться. Это производители используют для создания изогнутых граней, тонких рамок или раскладных смартфонов вроде Galaxy Fold.

:   Как работал пистолет в приставке Dendy

Как решить проблему с шим в OLED дисплеях?

Недавно компании, производящие смартфоны, стали выпускать новую функцию для своих устройств с шим – функцию DC Dimming. Эта функция почти полностью избавляет дисплей от шим, при этом оставляет все преимущества AMOLED. Но шим не пропадает полностью. Эта функция при изменении яркости ограничивает ток, подаваемый на светодиоды, что приводит к изменению интенсивности подсветки. Но меньшее количество тока вредит качеству изображения, поэтому технология DC Dimming неидеальна. При включении DC Dimming создаются артефакты на сером градиентном цвете, например, на как этих фотографиях:

Это пока что единственные серьезные последствия от использования DC Dimming. Для глаз эта технология дает большое благополучие. Большинство людей, которые страдали от шим, полностью избавились от боли в глазах с помощью DC Dimming.

Эта технология программная. Её можно просто включить в настройках и сразу заметить результат. Сейчас почти все производители обновили свои смартфоны с AMOLED, добавив туда эту функцию. А новые смартфоны с AMOLED уже сразу продаются с возможности включить DC Dimming через настройки.

Шим полностью победить не удалось, но его последствия уже совсем крошечны. Да и резонанс, созданный вокруг шим, не стоит того. Шим не настолько сильно вреден для человека, сколько об этом говорят. Подавляющее большинство пользователей не подозревает о таком эффекте и чувствует себя нормально, используя смартфоны с АМОЛЕД-матрицами. Главное не клацать на смартфоне очень долго и не брать его перед сном –тогда никакой шим не помешает комфортной эксплуатации гаджета.

Источник: https://f1comp.ru/interesnoe/shim-v-smartfone/