iPhone 13 Pro Max自适应屏幕为何伤眼?

根据 DisplayMate 的分析,iPhone 13 Pro Max 创下的记录之一是配备 OLED 显示屏的智能手机的最高全屏亮度。iPhone 13 Pro Max 的典型内容最大亮度为 1,000 尼特,HDR 内容的最大亮度为 1,200 尼特。相比之下,iPhone 12 Pro Max 的典型内容的最大亮度为 800 尼特,HDR 内容的最大亮度为 1,200 尼特。

另外,iPhone13ProMax还拥有最高绝对色彩准确度、最高对比度、最低屏幕反射率等记录。

苹果13pro的频闪到底伤不伤眼?

如果当做一般疑问句来看,任何答案都是错误的,因为伤眼程度不是单一指标决定的,数码爱好者喜欢量化,就会拿着数字说话。实际上,这是医学和生物学范畴,仪器只是衡量一些参数,并不是临床数据,简单的结论一定是错的。医学的伤害,是对人体的伤害,所以我们要先从人体入手,看看频闪能伤害人的条件。

1,频闪如何伤眼?

严格说,应该是伤身。我个人把频闪伤害分为肉眼或视觉刺激和神经刺激。

频闪就是光源以一定频率交替的亮灭。亮度的刺激会影响人的视觉成像,肌肉和神经。

肉眼刺激会直接影响视觉,引发肌肉反应,如调节晶状体,瞳孔等,刺激多了会加剧视疲劳,人容易累。还可能诱发癫痫,类似无法抑制抽搐等症状。当然也会刺激神经。

神经刺激会诱发偏头痛,轻度可产生烦躁等情绪。

一般来说,刺激消失人体就能恢复,也就是说换个手机歇歇就好。长期则可能出现近视或散光加重的情况,多见于青少年。

2,什么样的频闪会伤眼?

人眼大概能捕捉100hz以下的频闪,光诱发癫痫是3到70hz,这部分主要是眼部感知。

用脑电波测试,植物体的眼底黄斑依然能够辨别出頻率为100-160Hz,乃至达到200Hz的光并作出反映,可测得感知的极限大概不超过250hz。所以我把100hz到250hz作为神经刺激,这部分感知因人而异。其中200hz到250hz的个人差异最大。250到1250hz短期已经无法从脑电波中测出区别,但是长期依然可能影响。超过3125hz可以认为无法影响人体,也是国标对无危害频闪的要求。

200Hz下的频闪对人体的影响是非常成熟明确的,问题就在200Hz以上,有人能察觉,有人不能,那么是不是能察觉的才有伤害,察觉不到的就没有?

大体是,因为有伤害就代表察觉到,你意识不到,但是身体察觉到了。只是你不一定能察觉到自己的身体有没有察觉。我们细化成下一个问题。

3,手机的频闪会不会伤眼?

手机的频闪主要有两种,一种是PWM调光造成的频闪,一种是类DC调光造成的频闪。

PWM的机制就是控制电信号,给电就亮,没电就灭,控制亮和灭的时间长度,就可以改变亮度大小。因为人视觉的亮度是叠加光能产生的。这个比例就叫占空比。实际上PWM的实现方法有很多很多种,并不一定是直上直下的亮灭,要展开说,我们能从单片机讲到电气自动化,这不赘述。

iphone13promax自适应屏幕为何伤眼-是什么原因导致的
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常见的手机频闪是OLED屏幕的240Hz,为什么是这个数字呢?这就是刷新率的4倍。如果频闪不是刷新率的倍数,人就会先感知到频闪,那么看到的画面全部都是一闪一闪的。闪几次换一个图片,那完全就是PPT。而倍数多了,没必要,浪费设计和能耗成本。最终发现,2倍太闪眼,4倍就OK了。

但是4倍240Hz肉眼看不到,视网膜神经是有可能感知的。这就出现部分敏感的人,可能会受影响。只要能感知,就不推荐使用240HzPMW的手机。

但是很多人不知道自己是不是敏感,总不能以身试法吧。

很多人会参考IEEE(国际电工)的标准, 如下图

根据这个图,1250Hz以下的频闪,伤害程度用波动深度来衡量。240Hz应该低于19%。那么手机的频闪波动深度是怎么变化的呢?我们参考一个常见的三星屏幕。

OLED屏幕有全局PWM和高亮度类DC组成。也就是有一个亮度为分水岭,高于就是类DC,低于就是PWM。全局PWM的阈值就是100%的亮度。不管阈值是多少,屏幕亮度越低,波动深度就越大,直到波动深度100%。PWM都会有一个亮度开始,波动深度大于19%,一般是30%左右。而类DC基本上都不会超过19%。但是我不建议大家完全参考IEEE,因为这不是强制标准,甚至都不是屏幕的参考,而是参考灯具,原文的名字叫做PWM LED观看健康风险参考。而IEEE自己觉得这个数据太苛刻。所以2015年制定完之后,IEEE又在2017年做了补充说明。这个参考的量化标准就不太确切。后面我还会进一步谈及我的独家探索。

所以,手机频闪会伤眼,只是不同人接受程度不一样。可能非常敏感,也可能毫无察觉。但是抛开剂量谈毒性,都是耍流氓。具体伤害多大,我们还需要一些铺垫知识才能看懂,还得继续读下去。

4,类DC调光是什么?

这个概念其实是不存在的。谁第一个说的,我不确定,我是编出来的,可能在我之前就有人编过,比如但丁。

类DC的本质可以说PWM也可以说DC。

LCD屏幕是背光常亮,背光的频闪就是屏幕的频闪。 只要是直流供电不间断,就是DC调光无频闪,直接用电功率或者说电压或电流来改变亮度。只要是PWM改变亮度,就是通过占空比改变亮度。

OLED屏幕说DC吧,OLED屏幕是每个子像素独立发光,跟灯泡一样。如果常亮,我们的屏幕就是静态画面。要刷新,就需要改变子像素的亮灭。类似汽车换挡之前需要踩离合,OLED屏幕换画面时候,也需要断开数据,出现一次空信号,我们可以理解成黑屏。所以不可能做成DC。说PMW吧,不是直上直下的波形。所以折中一下,波动深度接近DC,就叫类DC。实质上是还是交替信号,所以还是PWM。

以下是一组PWM和类DC的波形

5,用相机拍屏幕看到的条纹是什么,怎么通过条纹判断伤眼程度?

我们用手机或相机去拍光源,有时候会看到条纹,这就是频闪造成的。但知道原理的人不多。我最早知道这个方法是央视质检节目,测试不合格灯具用的简易方法。后来我引入手机屏幕测试,一直摸索怎么用的更好。机缘巧合下看到贴吧卧楼听松讲解相机知识,提到卷帘快门。我才知道我弄错了,相机捕捉的条纹不是快门或者曝光时长抓到了频闪的间隙,而是相机的CMOS逐行扫描,正好扫到了频闪亮灭的过程 。老式的CCD相机就没办法呈现,只有数码相机CMOS卷帘快门才可以。

由于卷帘快门逐行扫码,行数非常多,每行间隙很短,所以n行扫描的亮和灭会变成条纹宽度来呈现。因此我们只要知道卷帘快门的频率和明暗条纹的数量,就能知道屏幕的频闪频率。如果我们不知道卷帘快门的频率,我们可以设为一个常数Q,这样不同屏幕的条纹数字不同,我们知道一个屏幕的频率,就能知道Q是多少,再测其他的屏幕,等比例计算就行了。比如4个条纹是240Hz,8个条纹就是480Hz。而亮灭条纹的宽度比,就是占空比。

但这个方法不准,如果有多帧合成,或者曝光时间太长CMOS扫描几个轮回一次频闪还没完成,就不会出现条纹。因此我们录像希望消除条纹,就增加曝光时间这个参数。我们想确定有没有频闪,就用比较快的快门参数。

除此之外,条纹的闪烁程度,深浅都不能作为判断标准。因为相机的感光能力和宽容度不同,不确保黑条多黑。拖影和紫红色是不同颜色的响应时间不同造成的,也不是频闪造成的。而条纹滚动或闪烁,一般是录像才有,因为录像是通过一定帧数的静态画面合成的。卷帘快门频率跟频闪不是整数倍,或者频率不固定,每次曝光的条纹位置都不一样,合成视频就会动。所以拍照测试更加准确,不要录像。

卷帘快门的方法只能通过条纹数字看频率或占空比。

5,频闪伤眼如何量化?PWM大小频率代表伤害大小吗?

如果有人通过相机去拍屏幕看条纹数量来告诉你频闪有多严重,那么恭喜你,已经被忽悠瘸了。人眼怎么可能跟仪器一样呢?人眼怎么可能去感知一个波动性的东西呢?

我这4年多,一边测试,一边思考如何科学的量化。结果我发现没办法简单的衡量伤害程度。所以我又回归人类的起点,从医学找寻生物机制的源头。

我认为频闪伤害,是由人感知的亮灭过程的时长和突变量产生的。这就像是频率和波动深度,但是不一样。因为忽略了一个变量,就是占空比。

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回到这个图,你有没有觉得0亮度就像PWM,而100亮度就像类DC呢?像就对了,频率不变,波动深度也不变,占空比变了,我们仪器测出来的波形就变了。而人眼感知靠的是明暗突变,只要突变够快,时间够短,哪怕频率低,也能得到高频的效果。所以这就是为什么要看波动深度。只看频率直接就带沟里去了。

我们回到IEEE的LED灯具频闪标准,伤害程度根据频率和波动深度来综合判断。那么什么是波动深度。

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波动深度=(A-B) / (A+B)*100%

闪烁指数=Q1/(Q1+Q2)

这个计算方法把我绕晕了,A-B是最大波动量,A+B里面有两个B是为什么。B=0的时候就是简谐波,我会算。B大于0的类DC调光我就晕了。所以我就不知道类DC的伤害怎么判断。于是我就用闪烁指数。但是波形一变,Q2就变了,所以一些奇葩波形里,闪烁指数也变的怪异,我做数据库的时候就晕了。

综合IEEE和我的实测数据,频率和波动深度是衡量一次波动的明显程度。实际上这不是伤眼程度的衡量,而是频闪伤害概率的衡量。因为我们不是被一次波动的强烈给刺伤眼睛,而是被感知到的明暗变化给劳损了细胞。

所以我得出的结论是,人感知频闪的可能性,由闪烁指数或者占空比加波动深度决定。但是每个人的敏感程度不一样,所以对同一数字的感知不同。我们只能给大家参考被伤的可能性大小。 而伤害的大小是确定能感知的前提下,频率数字跟使用时长决定的。伤害大小有上限,不会无限叠加,也可以通过休息恢复。所以频闪伤害的量化是非常复杂的。

6,苹果12 Pro和13 Pro哪个更伤眼?

由于我没有借到,只能看网友的测试。比如Navis-MDT,别看结论,我们只看波形。黄色是苹果13PM,蓝色是12PM

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套用我们上面的结论,第一步先看频闪能不能被人感知,我们看感知的可能性。苹果13PM是480Hz,属于脑电波无法判断的情况,猫的神经也就是感知200Hz左右,不是闪电侠应该不太可能感知。而苹果12PM是240Hz,敏感的人就有可能感知。

所以第一步结论,如果你感知不到240Hz的频闪,两个都没伤害。如果可以感知120Hz而感知不到240Hz,就是苹果12PM才有伤害。如果你能感知到240Hz,两个都有伤害的可能。如果有这样的朋友,请联系我做研究对象,你绝对是万中无一的绝世高手。

在这个情况下,才能对比哪个伤。感知不到的情况下,仪器数字没有任何可比性。

最高亮度基本没有波动,基本不会感知到频闪。100尼特下,苹果13PM出现了波动性,更容易被感知到频闪。35尼特下,苹果13PM的波动深度达到了100%,而苹果12PM出现波动但不到100%,所以苹果13PM更容易被感知到频闪。最低亮度我不看,因为太弱的条件下,手机的电磁干扰都会影响结果,屏幕不同位置测的都不一样,需要做离屏防电磁辐射之后才能测。测不准的就最好不要看,MDT的测试方法不清楚,其他亮度跟我的测试很接近,所以我只参考我验证过的数据。

由于实测中,人感知到频闪的前提下,强弱的影响差异不大。所以强弱主要影响被感知概率。我们在不好量化的前提下,就简化模型,只看感知概率。中了就是100%,不中就是0%。下一步我希望把感知概率再细化,目前我大致认为是1/(频率x占空比)x波动深度。

屏幕本来就伤眼,除了频闪,还有很多参数。比如色彩,蓝光,人的瞬目频率,使用时长等等,很难做严格的控制变量法。有人表示用480hzPWM的OPPO也有视疲劳的情况,但是目前没有人能通过双盲测试,不排除受其他因素影响,或者长期才能出现影响。