手机知识科普8：DC和PWM的原理及护眼

1.DC调光，DC（Direct Current）调光是通过改变LED背光层电路功率来控制亮度的。
对于OLED以及LCD两种屏幕而言，LCD屏幕更适合采用DC调光。LCD屏幕都是由两部分构成：面板和背光源。面板是我们看得的部分，背光就是面板背后的光源。简单来说，LCD屏幕后面就是一个灯，灯的功率越大，屏幕也就越亮，反之，则越暗。
而对于OLED屏幕来说，使用DC调光，则容易带来偏色和寿命低的问题。OLED屏幕没有背光源，使用的是自发光的有机发光材料， 发光亮度和电压不是线性关系，红绿蓝三种子像素的发光效率（亮度和电压曲线 ）是不一样的，一般而言，蓝色和红色像素的发光效率相对比较低，这种发光效率的差异在低电流下尤为明显，所以，如果使用DC调光，当屏幕通过相同电流的时候，就会很容易产生偏色现象。另外，OLED屏幕长时间通电，也会降低OLED屏幕的寿命。为了改善这一现象，三星率先在OLED上使用了PWM调光以及Pentile（红蓝面积是绿的两倍）的排列方式。图1左为LCD的RGB排列，右为OLED pentile排列。

2.PWM调光
PWM（Pulse Width Modulation）调光，指的是以高速开关屏幕背光的方式，来调整屏幕的亮度。
因为视觉暂留效应的存在，只能看到明暗变化，观察不到屏幕关闭的状态，比如图2，在100%亮屏时，屏幕就一直最大亮度亮着，当在50%时间亮屏时，屏幕就是中亮度，调节占空比从而调节亮度。
在PWM调光下，屏幕只会处于高亮度以及关闭两种状态，自然不必担心偏色问题，另外，亮度越低，屏幕关闭时间越长，也能延长屏幕使用寿命。不过，虽然人眼看不见快速开关的屏幕，但是，这对于眼睛的刺激可能会较大，对于某些比较敏感的人，一看OLED屏幕就会眼睛酸痛，就是这个原因。而解决这一问题的办法，就是高频PWM调光，一般而言，频率越高，给人的刺激就越少。
根据IEEE std 1789-2015的要求，如果想减少频闪危害，至少要保证频闪频率在1250HZ以上，要想大幅减少频闪危害，最好要保证频闪频率在3000HZ以上，一点危害没有就3125hz。（给照明灯定的标准，是过时的，保守的）
护眼程度：LCD全dc调光(此时pwm可以理解为0或者无限)>LCD3125hz以上基本无害PWM调光>LCD(或者OLED)1250-3125hz低伤害pwm调光>LCD1250hz以下 有害甚至瞎眼PWM调光≧OLED 瞎眼假(类)dc调光≧OLED瞎眼PWM调光。
一般稍微良心的厂商都会在高亮度下用DC调光，低亮度下用PWM调光（oled亮度高的时候dc好调节，亮度低时，dc精度要求比较高），这也就是大家所说的晚上玩手机开着灯玩比关灯玩更好的原因。当然这一说法仅限于高亮度DC调光，低亮度PWM调光的手机，并非所有手机，如iPhone13系列，全程辣眼睛。

可能还有人希望在降低色准的情况下获得DC调光体验或者提高pwm的频率保护眼睛，为什么厂商不这么做？其实这是由于屏幕厂商（三星）把屏幕驱动写死在屏幕驱动上了，厂商没办法改。
三星垄断，定价自由，降低成本，锁死低频pwm。

所以，你想极致护眼，选全程dc的lcd手机，如红米note11t，如果选oled手机，首先选高频pwm调光的手机，如荣耀magic4系列，红米k50电竞版，华为p50系列，其次选类dc调光做的好的，比如小米11系列，红米k50系列，IQOO9等。
如果又想护眼，又想显示精度高，小米11系列屏幕yyds。
最后最后，最护眼的是不玩手机。

发现最近面板厂商都很喜欢在蓝色子像素上搞骚操作，看了notebookcheck的Galaxy Tab S8 Ultra的评测，它那块新的14.6英寸2960x1848刘海AMOLED屏的子像素排列和之前的三星OLED平板是一样的，但是蓝色子像素搞了个很奇葩的形状（图1），跟Galaxy Tab S7+/S8+以及我那台用三星OLED的华硕笔记本上见到的（这几个是完全相同的，见图2）都很不一样。

另外这块屏也是三星老传统的低频PWM调光（250.8Hz），峰值亮度600nits左右。

【电可调谐全电介质超表面】由Trevon Badloe, Joohoon Kim等在Light: Science & Applications上发表论文，展示了一种电可调超表面，可以表示饱和的红色、绿色和蓝色像素，可以使用液晶在开启和关闭状态之间动态连续地控制。文章用它来实验性地实现超高分辨率彩色打印、有源多色密码应用和可调谐像素，以实现高性能全彩色反射显示器。https://t.cn/A6XLwL20