Любопытен. Ленив. Вреден. Смотрите профиль.
0,3
рейтинг
6 декабря 2012 в 00:21

Переходим на темную сторону: энергоэффективность темных схем на AMOLED-дисплеях

Интересно мне стало, насколько оправдан совет применять темные схемы экрана для экономии энергии на AMOLED-дисплеях. Нет, в том, что потребляет меньше сомнений не было — раз меньше пикселов экрана зажигаются, то и энергии должно потреблять меньше. Но во сколько раз, стоит ли терпеть неудобства, или экономия незначительна? Собрал на скорую руку такой тестовый стенд:


В качестве подопытного был использован уже знакомый Galaxy Note II.
Я планировал подключиться к аккумулятору, но оказалось, что мультиметр разрывает цепь при смене пределов измерения, и телефон выключается. Пришлось подключиться в разрыв провода питания. Учитывая, что аккумулятор был полностью заряжен, и ток при выключенном телефоне был равен почти нулю, на результаты измерений это не повлияло(надеюсь).

Немного информации. Amoled-дисплеи(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode — Активная матрица на органических светодиодах) отличается от обычных ЖК экраном тем, что в ней нет привычной подсветки и пикселов «открывающихся» чтобы пропустить нужный свет. Ее можно сравнить со светодиодным табло, где есть только светодиоды трех цветов, которые непосредственно формируют изображение, загораясь в нужных местах.
В то время как в ЖК дисплеях подсветка работает постоянно, независимо от того, «открыты» или «закрыты» пикселы(пропускают они весь свет от подсветки или задерживают большую его часть), в AMOLED дисплеях, в черных областях экрана светодиоды просто не горят, и тем самым не потребляют энергию.
Моя задача — выяснить, действительно ли существует большая разница в энергопотреблении экрана в темных схемах(где темный фон, но белые буквы и элементы интерфейса) и светлых(где светлый фон, но темные буквы).
Начнем.

Телефон Samsung Galaxy Note II, дисплей которого я уже показывал в предыдущем топике, но покажу еще раз:

В выключенном виде потреблял 10mA. Будем считать, что это ток потребления преобразователя для зарядки аккумулятора и сопутствующей техники.

Переключаем мультиметр в режим дельта, в котором он показывает только разницу между текущим потреблением и записанным в память. Таким образом, он будет вычитать 10mA из всех показаний. Это можно сделать было и вручную, но я играюсь с новым мультиметром.

Мы приняли ток покоя(потребление телефона в выключенном состоянии) за 0. Нажимаем на кнопку питания:

При загрузке ток значительно изменяется — от 100mA до 500. Мне удалось поймать значение 223mA.
После полной загрузки ток изменился в меньшую сторону:

180mA. Стоит учитывать, что это не полная яркость. Переходим на рабочий стол и ток вырастает до 213:

Заходим в меню(оно как раз имеет темный интерфейс):

Опа. 126mA. Немного некорретно. Для того, чтобы узнать точно — надо найти черно-белую картинку, а потом инвертировать ее. Я сделал это в книжной читалке, думаю это наиболее корректное тестирование — не так влияет загрузка процессора, и большая часть потребления энергии приходится как раз на экран. Довольно слов!
Светлая тема(режим «день»):

Темная тема(режим «ночь»):

Разница — 160mA и 213mA. Сделаем еще пару замеров, и сведем результаты в табличку.

Однако, экономия 30%. Прикинем, как это отразится на времени работы телефона:

Строка «При использовании темной схемы вместо светлой» показывает изменение времени работы относительно вашего обычного времени, за которое садится аккумулятор, при переходе со светлой на темную схему. Допустим, ваш сферический телефон живет сутки без зарядки, и использует светлую схему. Переключившись на темную, вы получите уже не 24 часа работы, а 31 :)
А если вам надоело насиловать глаза, и вы включили светлую схему, вместо стоящей по умолчанию темной, ваш телефон сядет за 14 часов вместо привычных 24. Это можно увидеть в строке «При использовании светлой схемы вместо темной»
Конечно, эта оценка очень некорректна — она не учитывает ни потребление процессора, ни радио-интерфейсов, ни разных цветов в программах. Но все-таки она показывает разницу между темными и светлыми схемами — она более чем заметна.

Как обычно, подписаться на меня(чтобы не пропустить новые статьи) можно в моем профиле(кнопка «подписаться»)
Влад @vvzvlad
карма
315,0
рейтинг 0,3
Любопытен. Ленив. Вреден. Смотрите профиль.
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (72)

  • 0
    но оказалось, что мультиметр разрывает цепь при смене пределов измерения, и телефон выключается

    Можно включить параллельно с прибором выключатель и замыкать его на время переключения пределов.
    • 0
      Тогда он сбрасывает их на минимум, ток-то через шунт перестает идти. А потом я гнезда перепутал, и забил уже.
      • 0
        Аа, недосмотрел. Автоматическое переключение пределов. Тогда мимо.
        • +1
          Хм, надо же, а вроде то и не должен разрывать, там же внутри обычный шунт который замкнут даже если крутилка не в положении измерения тока. Или UNI-T придумал свой велосипед?
          • 0
            Да я подумал, это скорее напряжение проседало, сколько ему надо-то, при работе от аккумулятора.
          • 0
            Постоянный шунт у него на пределе 10А, а в этом тесте использовался другой вход, слаботочный — там шунт коммутируется.
      • +1
        У него ручное есть. Вот в этом случае оправдано. Кнопка «range»
  • +4
    А почему вы считаете что ток потребления из сети = току потребления устройства в данный момент времени?
    Кроме гигантского количества нюансов(которые знают пожалуй только разработчики) есть как минимум схема экономии ресурса аккумулятора, когда он не держится полностью заряженным, а работает на аккумуляторе разряжаясь до 95-98%, потом дозаряжается до 100% и снова работает на аккумуляторе до 95-98%.
    • +10
      Потому что в состоянии покоя он меняется +-5mA. Такую схему не используют, аккумулятор заряжается полностью и устройство переключается на питание от сети. Постоянное дерганье аккумулятора — трата циклов. Потом, через несколько часов может еще подзарядить. Но в предлах времени измерения (30 минут) — ток в выключенном состоянии был стабилен.
      • –14
        Схему циклического заряда/разряда использует Apple в i-устройствах.
        «Еще перед тем, как iPad, iPhone и iPod touch полностью зарядится, он начинает сообщать об этом. Далее устройство заряжается до 100%, немного разряжается и повторяет этот процесс до тех пор, пока пользователь не отключит его от источника питания. Такая замечательная особенность всегда была в iOS. Она позволяет устройствам поддерживать оптимальный заряд, а пользователям — не думать об отключении своего устройства из розетки».
        allthingsd.com/20120327/apple-ipad-battery-nothing-to-get-charged-up-about/
        • +6
          Вот же маркетинг то ))
          Хоть пафосный «Apple в i-устройствах», хоть китайфон, используют одни и теже Li-ion/Li-pol аккумуляторы, для которых давно известны необходимые алгоритмы заряда и разряда. В телефонах обычно используется даже специализированный контроллер для этих целей, и надуманной проблемы «перезаряда» аккумуляторов, которую героически решила «Apple в i-устройствах», в принципе и не было.
          • +1
            Хуже того: контроллер скорее всего один и тот же, что у многих «китайфонов», что и у i-xxx. Ровно как gsm-модуль и многое другое. Такие вещи не делаются в подвале на коленке, а делаются огромными партиями (том же Китае) и продаются сотням компаний, как крупным брендам, так и мелким оптовикам.
            • 0
              Пожалуй, чем Россия может гордиться в области микроэлектроники — это производством на Ангстреме контроллеров для литиевых банок. К сожалению, только пластин, не готовых микросхем.
      • +1
        Все-таки для чистоты эксперимента надо было сделать то же самое, но с аккумулятором.
        • 0
          я думаю, вполне возможно было сделать эксперимент совсем без аккумулятора. Телефон может работать на одной зарядке.
          • 0
            Что, честно?
          • 0
            Телефоны нынче умные. Будут просить аккумулятор при загрузке системы.
            • 0
              У меня ещё Benefon Twin без аккума не работал.
  • 0
    Датчик освещения был выключен? Если была автоподстройка яркости экрана, показания получатся не точными.
    • +3
      Нет, я все выключил конечно. И радио тоже.
  • +26
    Наконец вы доказали, что надо переходить на темную сторону!
    • +3
      Тем более, там печеньки.
      • +3
        Понапереходили тут, не напасешься печенек.
  • +8
    Почему использование темной схемы = насилие над глазами? Одно дело на бумаге(хотя и на бумаге мне приятнее читать светлое на темном), а вот смотреть на дисплей который весь светит в глаза, помоему, менее приятно и больше напрягает глаза, чем темный дисплей на котором светятся лишь буквы, ну и изображения.
    • 0
      Мне непривычно немного. Днем глаза устают больше, видимо из-за контраста темного фона и светлой окружающей обстановки.
      • +1
        Здесь видимо вы правы. Не учел что глазам нужно будет чаще подстраиваться то под темную схему, то под окружающий яркий свет. Но в остальном, например вечером дома, мне более приятно читать линукс.орг в старой темной схеме(говорю только о визуальном :), чем хабр.
        • 0
          Можно редактором CSS подправить стиль хабра и превратить в темный.
          Права, выглядит не очень, за некоторые вещи глаз цепляется, типа иконки «Избранное» и стрелочек «Нравится»/«Не нравится» — слишком яркие на темном фоне.
  • 0
    Попробуйте в следующий раз темные и светлые темы не в читалке, а в сервисном меню *#0*# (если не ошибаюсь) ;)
    • 0
      А там только Red Blue Green
  • 0
    Может проще было плавно менять яркость и смотреть как меняется потребление? Понятно что вы хотели затестить схемы яркую и темную, но, имхо, в данном случае это наверно одно и тоже.
    • +1
      Так весь прикол в том, что на темной схеме яркость остается минимальной, и светлые пикселы будут видны даже днем. А если яркость уменьшить, то даже на светлой схеме будет плохо видно.
      • 0
        Да, это понятно. Но ведь пикселам пофиг как они затемнены при помощи регулировки яркости или при помощи темной картинки на экране. Суть, как я понял, в том что бы посмотреть сколько потребляет дисплей при разной яркости пикселей (читай разной картинке)
        • 0
          Почему? При темной картинке выключаются только темные пикселы, а светлые — горят ярко. А при снижении яркости все пикселы, что не выключены — горят тускло.
          • 0
            Тогда наверно имело смысл загрузить несколько картинок с разными вариантами сочетания тёмных пикселей и белых, думаю тестировать было бы проще :)
  • 0
    Только я думаю что светлый экран надо тоже в читалке, так как тип и количество запущенных задач может влиять на потребление.
  • +1
    Лично я всегда предпочитаю белый текст на черном фоне, а не наоборот. «Насилие глаз» как раз наступает у меня от белого фона, особенно когда на мониторе сильно накручена яркость. Ведь белый фон — это попадание в глаза большего количества света, чем при черном фоне. Почему от этого глаза должны меньше уставать? Единственный довод, который я слышал от приверженцев белого фона и черного текста — это то, что это «как на бумаге», что якобы естественно для человека. Но для человека вообще неестественно читать никакие тексты, большая часть эволюции человека проходила без письменности, а современная белая бумага появилась и того позже. Кроме того, бумага не излучает, а только отражает свет, поэтому она не может быть ярче, чем свет в помещении, а монитор — может.
    • 0
      — поэтому она не может быть ярче, чем свет в помещении,
      Не соглашусь. «Свет в помещении» — тоже отраженный свет (вы ведь не смотрите на лампочку?), а значит, бумага может быть ярче (более того, она и так ярче, чем цветное окружение, белый отражает весь видимый спектр).

      А так, черный фон всегда лучше. Я, вон, впервые начал использовать EAP PHPStorm (альфа) только из-за темной схемы Darcula.
    • 0
      Мне удобно читать на темном фоне только в темноте. Все же, мне кажется, дело в том, что неудобства возникают когда яркость фона и обьекта на этом фоне слишком различаются. На ярком мониторе в темной комнате мне читать очень неудобно, но стоит включить позади монитора любую, даже самую слабую лампочку — все нормально. Для этого и существуют технологии динамической подсветки — снизить разницу в яркости, а чтоб это не мешало просмотру фильма — подсветить тем же цветом, что и текущий кадр.
  • +28
  • 0
    Присоединяюсь к одному из комментаторов. Считать ток потребления через разъем зарядки некорректно, т.к. он необязательно может соответствовать реальным показателям. Неизвестно, сколько именно потребляется через разъем, а сколько при этом потребляется параллельно через аккумулятор.
    Действительно, нужно было, как вы и написали, воткнуться между аккумом и телефоном. Проблему разрыва цепи при смене пределов измерения можно решить использованием дешевого тестера с ручной настройкой пределов :)
    • +3
      Считал бы некорректным, не стал бы выкладывать результаты. За полчаса наблюдения бросков тока не было замечено, что косвенно свидетельствует о правильности показаний. Суть тут не в измерении тока с точностью до миллиампера, а скорее, в сравнении потребления при разных режимах. Я сравнил, и получил конкретную цифру — 30% разницы. Вы тоже можете провести тест, и рассказать о ваших результатах.
  • 0
    Почему же вы не использовали кнопочку range? Ей вручную переключаются и фиксируются лимиты измерения и ничего рвать цепь не будет.
    • 0
      Все равно он рвал. А может просто напряжение слишком падало. Но телефон при загрузке уходил в циклический ребут
      • 0
        ну тогда странно, да =) а на 10A порту тоже также?
        • 0
          А там меня не устроило минимальное значение в 0.1А
  • +1
    А с вынутым аккумулятором он от сети не работает? Для полной чистоты эксперимента.
    • +1
      Неа, я проверил.
  • –1
    Цифры это хорошо и показательно, однако сферические телефоны обычно большую часть времени работают в режиме ожидания, когда экран выключен.

    Как следствие, высказывания:
    > Строка «При использовании темной схемы вместо светлой» показывает изменение времени работы относительно вашего обычного времени.. Допустим, ваш сферический телефон живет сутки без зарядки, и…

    многих могут ввести (==введут) в заблуждение.
    • 0
      Так на то он и сферический. К тому же, специально написал
      >>Конечно, эта оценка очень некорректна — она не учитывает ни потребление процессора, ни радио-интерфейсов, ни разных цветов в программах.
      Это все не более, чем мозгоеб.... умственный эксперимент. Реально существует только цифра 30%, а все остальное — так, прикидки.
  • 0
    vvzvlad, а нет ли у вас под рукой или у знакомых Sony Xperia P? Интересно было бы посмотреть на результаты теста для этого телефона.
    Дисплей Xperia P содержит белый субпиксель что дает по сравнению с обычными LCD прирост яркости при той же светимости либо улучшает энергопотребление при той же яркости на светлом фоне.
    Не хочу на темную сторону. :-)
    • 0
      Так там же TFT, емнип, просто один субпиксель без фильтра. Если сранивать, надо сравнивать с таким же экраном, но с матрицой RGB.
  • 0
    Эх… Оттестили бы вы еще потребление на разных прошивках, цены бы вам не было. Уж очень интересно столько CyanogenMod потребляет.
    • 0
      Поставить-то я могу, но толку? Надо средние значения за несколько часов тогда собирать, от мгновенных толку будет мало.
  • +2
    А я все думал, почему андроид по дефолту такой темный.
  • 0
    Я не уверен, если этот режим в galaxy note, но на sgs2 есть комбинация клавиш "*#0*#", где вы попадаете в тестовое меню. Фоновые задачи работают так же как и в случае читалки, но там можно включить экран по разным цветам (РГБ) плюс, чёрный с вибрацией и белый с детектором сигнала. Отдельно есть код для теста вибросигнала.
    Вы могли бы использовать различные встроенные тестовые коды. Они как раз и сделаны для подобных вещей.
    • 0
      Не нашел там черного и белого.
  • 0
    а включенный телефон + выключенный экран?
    • 0
      Около 50, и 60 с включенным светодиодом.
  • 0
    Было бы интересно посмотреть изменение потребления при градиенте или плавном изменении.
    Например браузером сюда — fiddle.jshell.net/xelios/sSFLv/show/.

  • +2
    Наконец-то для мня лично открылась тайна, почему ванильный Android такой чёрный!
    • 0
      Y SO SLOW?
      image
      У вас просто не было Филипсов серии Xenium (это которые по 3-12 недель от батарейки живут). В них поголовно стоя[т/ли] светодиодные экраны и ч0рный-ч0рный интерфейс
      • 0
        Да конечно. Там обычный LCD
        • 0
          В котором?
          • 0
            Обманули меня, значит. В 9@9++ да, был чёрно-белый ЖК, а в тех других, более новых, которые я в руках держал, как мне говорили и на вид — были светодиодные. Сейчас посмотрел по Яндексу — и правда не видно Филипсов со светодиодами.
            • 0
              У меня x501, у жены тоже был xenium, не помню модель. Обычные экраны там
              • 0
                Я не имел в виду ВЫ обманули. Это я обманулся.
                • 0
                  Да, я понял :)
  • 0
    Помню, в CM был пункт для небольшого изменения цветовой гаммы для уменьшения энергопотребления на таких экранах
  • 0
    Интересно бы еще измерить разницу потребления на абсолютно черной картинке и чуть чуть серой, чтобы понять насколько велика разница когда диод включен на минимум и на максимум и когда он выключен. Возможно уже при любом включении (чуть чуть светится) потребляемый ток сопоставим с полностью включенным. А если это так то все вышеописанное имеет смысл когда фон не просто темный, а абсолютно черный.
  • +1
    А вот у Galaxy Nexus чёрные области всё равно светятся. Видно в темноте.
    Судя по времени работы именно экран у этого Нексуса потребляет больше всего энергии.
    И, похоже, поэтому нет никакой разницы между тёмными и светлыми темами на этом аппарате.
    • 0
      Если я правильно пон6имаю в нексусе super amoled, может быть в этом дело?!
      • 0
        SAMOLED отличается от SAMPLED Plus только наличием 3х субпикселов на каждый пиксел у последнего и технологией PenTile у первого.

        И да, при полном отсутствии света можно заметить, что экраны действительно немного светятся, причем жудко неравномерно. Где-то черные, как положено, но есть много областей с засветкой. Особенности работы экрана.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.