世间自有双全法荣耀50系列叩开高频P
作为新荣耀回归市场的首款高端作品，可能很多人关于荣耀50系列的记忆是明哥在发布会上媲美高通旗舰芯片帧率表现的自信宣言，的确，包括我在内，对此都是将信将疑。好在平时我并不怎么玩游戏，所以这段话与我的关系并不大。但另一方面，作为重度的手机用户，荣耀50系列发布会上另一个一带而过的特性——Hz高频PWM调光却是引起了我极大的兴趣。在经过与荣耀工程师的几轮沟通之后，这篇小文就让我们从我手上的荣耀50Pro来详细聊聊荣耀50系列的高频PWM调光技术。
权宜之计的低频PWM调光
大约是在两年多以前，一场讨论由微博大V
魔法师蛋小丁老师发起，主题是关于“低频PWM调光屏幕下实现类DC调光以保护视力”，直到今天都还在互联网上有着不低的热度。通过这场讨论，哪怕是很多非技术流的消费者，也对于屏幕调光技术有了一个大致的理解。那么，为什么会出现这样的讨论，调光技术对于我们使用手机真的非常重要吗？苹果一直都是LCD显示屏效果的代表厂商屏幕是智能手机进行交互最重要的入口，早年手机的屏幕主要采用LCD屏幕，其工作原理大家都很清楚：液晶分子本身并不发光，屏幕的光源主要是LED与导光板的共同作用。由于LED灯珠的数量比较少，控制相对简单，通过控制这些LED灯珠的功率即可实现屏幕的明暗变化，因此LCD显示屏主要采用DC（DirectCurrent，即直流）或高调PWM（PWM，即PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）调光方式。前者不用说，输出就是一条直线，而后者则通过外置独立的控制IC，可以输出频率高达数十K的光源，远高于高频PWM调光Hz（1KHz）的标准，因此LCD显示屏在大多数工作状态下都可以保证稳定无频闪的亮度输出。
较早采用SuperAMOLED显示屏的智能手机技术总是在进步，特别是全球显示大厂三星对OLED显示技术多年不遗余力的推广以及这块屏幕对手机轻薄设计天然友好，因此采用OLED显示屏的手机变得越来越多。但早期OLED显示屏离完美相去甚远，偏色、烧屏是公认的毛病，而还有一个被戏称为“抹布屏”的缺点，则是由调光技术带来的。
还记得OLED显示屏的“抹布”效果么？没错，早期的OLED显示屏也采用DC调光，但和LCD显示屏要控制数量有限的LED灯珠不同，OLED是自发光技术，每个像素点就是一个发光源，比如分辨率为×的一块OLED显示屏，就意味着有超过万个独立光源需要控制明暗，且因为不同色彩像素与亮度之间还并非线性对应关系，响应曲线不同，因此采用DC调光的OLED显示屏在高亮度情况下工作显示效果尚可，但在低亮度情况下简直就是灾难：各像素显示控制不好，就会造成色彩的均匀性很差，东一坨西一坨的显示偏差，画面看起来脏脏的，让那个时候的OLED获得了“抹布屏”的“美誉”。
苹果为OLED显示技术的进步贡献非常大于是，PWM调光就成为解决OLED显示屏这一先天不足最好的解决方案。其原理简说就是通过“亮屏-灭屏-亮屏-灭屏”这种亮暗不断交替，利用人眼的视觉残留，来控制屏幕亮度。单位时间内亮屏状态持续时间越久，即占空比越大，屏幕就会越亮，反之占空比越小，屏幕就会越暗。目前，大部分OLED显示屏手机都采用低频PWM调光与DC调光相结合的方式，低亮度用前者，高亮度用后者。由于我们在室内甚至晚上使用手机的时间很多，所以与低频PWM调光打交道的时间相对更多。当然也有使用全亮度PWM调光的机型，最著名的就是首款采用OLED显示屏的iPhone——iPhoneX，其就采用全亮度PWM调光方案。
低频PWM调光OLED显示屏的频率曲线理论上，超过70Hz的频闪就已经超过人眼和大脑对于闪烁的判断标准，只会有明暗的区别，所以常见的Hz低调PWM调光在1秒钟时间内，屏幕可以实现次亮灭，就已经可以保证OLED显示屏在低亮度工作时的显示效果。但是，这个人眼和大脑无法判断的频率，却依然可能逃不过视觉细胞本身的感知，特别是在低亮度环境，显示屏占空比较低的情况下。当细胞感知到这一点点变化，就会调动眼部肌肉做出不断的响应，时间一长，轻则眼睛干涩酸胀，重则头晕恶心。这样的反应因人而异，有些人会比较强烈，但有些人也不敏感，因此低频PWM调光是否对人眼有真正的伤害，目前尚无确凿的医学研究证明，这也是其存在争议的主要原因之一——但我在使用少部分手机时，的确有遇到晚上时间一长就恶心眼胀的问题，个人相信这个问题是真实存在的。
IEEE-标准的名称只是目前显示屏调光频率达到多少标准才不会伤眼并没有统一的行业标准，高低PWM调光的划分，现在还是根据IEEE（国际电子和电气工程师协会）-标准，这是一项关于高亮度LED光源调光频率与用户健康风险的建议，即LED光源调光频率应高于Hz，能有效降低对用户视觉可能带来的影响。OLED也算是LED大家族成员，所以把这个标准套用在OLED显示屏上好像也说得过去。
OLED显示屏调光原理以及对健康的解析就简单进行到这里，这时候肯定就有朋友纳闷了：既然低频PWM调光对人眼有潜在的健康风险，那么解决方案是什么呢？
两全其美的高频PWM调光
在荣耀50Pro采用的高频PWM调光方案出现之前，在微博大V
魔法师蛋小丁老师的开发下，通过修改屏幕显示驱动、调用SoCGPU能力结合的方式，实现了OLED显示屏在低亮度工作情况下的类DC调光。其主要原理和相机的ND滤镜非常相似，即将显示屏保持在DC调光的亮度阈值以上的同时，在显示内容中插入灰色的遮罩层，从而带来视觉上屏幕亮度的降低。它可以有效解决低光环境下OLED显示屏的频闪现象，减轻人眼的使用压力，但这个方案缺点也是有的，它会对显示的最终效果带来负面影响，比如偏色等问题。屏幕显示效果现在已经成为手机厂商们的一个核心竞争点，因此手机大厂们对基于软件层面的类DC调光方案态度会显得相对保守一些。软的不行，那来硬的可以么？即直接从OLED显示屏的硬件层面来从根本上解决。很遗憾，作为目前全球OLED行业市占率达8成左右、当仁不让的老大三星，迄今为止并没有给出很好的解决方案，不仅如此，在驱动IC中甚至还将超频选项锁死，想改都不行。于是，荣耀作为BOE（京东方）的紧密合作伙伴，双方一起进行了OLED显示屏高频PWM调光方案的开发，这其中涉及很多方面：独立驱动IC的开发，OSC（振荡器）频率的大幅度提升，解决高频开关工作带来的寄生电容问题，以及亮度调光精度等。
最低亮度下的屏幕频闪几乎可以忽略荣耀50Pro所采用的BOE高频PWM调光OLED显示屏频率高达Hz，不仅远高于常见的Hz低频PWM调光显示屏，甚至比前文提到的IEEE-标准还高出了50%以上。为了实现这个指标，这块显示屏的IC从硬件上增加了独立了高频PWM功能控制模块，同时，高频PWM调光会给显示屏带来更高的功率负载，从而给手机的续航带来影响，因此荣耀50Pro在屏幕、电路方面都做了很多优化设计，以对冲高频PWM造成的高负载影响。从最后手机的使用续航来看，mAh电池在荣耀50Pro上的表现还是很不错的。
三分之一亮度已经没有频闪现象为了能在各种亮度环境下都能给用户更舒适的观看体验，荣耀50Pro的屏幕还提高了高频下的亮度调光精度，增加特定的亮度调节优化曲线，让亮度的调节更为精细化，过渡更加平滑。有意思的是，虽然这还是一块来自BOE的屏幕，但它的实际观看体验已经有了长足的进步，无论是色彩还是显示细节的精细度，都提升明显，“辣眼睛”的现象至少以我的标准是不存在了。过去大家对BOEOLED显示屏的不满，个人觉得可以结束了，如果你不相信，可以到线下店去亲眼看看再做评价。
想起年在德国慕尼黑Mate30发布会之后与李小龙聊天，他说“BOE屏幕的问题三年之内会解决”，也许这就是答案吧。荣耀的工程师还告诉我，从荣耀50Pro开始，荣耀手机会将高频PWM调光方案坚持下去——无论三星在下一代产品上是否会提升高频PWM方案，并且这条路线还会不断进行技术提升，未来还会有更好效果的高频PWM方案出现。
写在最后
从我对荣耀50Pro一段时间的使用来看，这是一款综合实力都很不错的手机，流畅度、续航、显示效果都很棒，但影像的表现离让我满意还有距离，希望能尽快先达到荣耀30系列的高度吧。在这款机型发布前后，荣耀终端有限公司CEO赵明一再强调：“就算是同样的平台同样的配件，放在荣耀的机器上就会不一样”，在荣耀50Pro身上，的确能看出他所言不虚。先于业界采用Hz高频PWM调光OLED显示屏，在显示效果和用户健康之间达成了两全其美，期待很快就要发布的荣耀Magic3，能带给我们不一样的高通骁龙。
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