深度解析OLED屏幕的低亮度DC调光是如何实现的什么是dc调光

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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。

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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。

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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。

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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。

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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调光大的核心思路。

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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。
除了类似黑鲨这样的可以解决抹布屏和色偏确实跨不过去的坎的DC调光方法。
绝大部分的智能手机还是使用PWM的调光方式，也有部分手机采用了“两头分用的”的调光方式，即在高亮度时变为DC调光，而低亮度时转为PWM调光，这个分界线大致是30%亮度，在手机的亮度条中处于中间的位置。
这种方式虽然保证了低亮度下不会产生色偏和抹布屏的问题，但当我们在较暗的室内使用时，就与之前的全亮度PWM调光没有什么区别了，该频闪的继续频闪，该伤眼的继续视力加深。

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回到正题软件调光，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。
小知识：蒙版调光+dither"的方案

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ColorOS调用高通骁龙芯片内部的Snapdragon Display Engine 图层混合器功能，将Dim Layer 专用图层和其它图层进行透明混合处理，这样就实现了画面的内容亮度有效降低的类似DC调光的效果。
通过官方分享的视频演示可以看到，在类DC调光开启前，屏幕在高速摄像机下频闪相当明显，而开启类DC调光后，效果立竿见影。
类DC调光开启前

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类DC调光开启后

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尤其是在最低亮度的情况下，这种改善效果也相当让人满意，能够有效降低敏感人群因为低频PWM调光产生的疲惫感。
最低亮度类DC调光开启前

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最低亮度类DC调光开启后

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【深度解析OLED屏幕的低亮度DC调光是如何实现的什么是dc调光】在方案的研发过程中，团队从架构的层面对安卓的背光系统进行了大幅度的修改，用上千次的调试得到了三个最优值系数，从而重新映射了屏幕内容亮度和色彩，再经过"dither"平滑处理之后，色准、色阶、动态范围、对比度等关键技术指标都通过了严苛测试；同时由于调用的是骁龙平台的底层内置技术，功耗表现也是各种方案中最理想的。