小科普時間又來了~

嗨大家好~我是Linda,我的興趣是科普科技冷知識。但今天要講的PWM也不算冷知識了,只要OLED螢幕越盛行、PWM調光依然存在,就會有越多人產生眼睛痠痛的困擾,也會因而對PWM這個詞有更深入的了解

為什麼我們看螢幕會覺得眼睛痠?

基本上,只要眼睛長時間使用,盯著某個東西而較少眨眼,就會造成眼部肌肉的疲勞,進而產生酸痛感、甚至頭痛。因為人眼天生適合看遠不適合看近,所以眼睛看著手機、平板的時候,疲勞感是最明顯的,隔一段距離看電視的不適感就沒這麼強

此外,因為螢幕和書不一樣,它是會自己發光的,要是螢幕太亮你會覺得刺眼、頭暈,超過眼睛所能負荷的亮度,就是所謂的眩光,會讓你的眼睛產生不適。再來就是有的螢幕會產生「螢幕閃爍」現象,現在會遇到螢幕閃爍狀況大多是「PWM調光」所造成,也就是今天要講的主題!

什麼是PWM調光?

為什麼看手機眼睛會很痠?談談 PWM、DC 調光的差異

PWM的中文名稱叫做「脈波寬度調制」,聽起來很複雜,我們拿另一種調光方式「DC調光」出來一起來做說明吧:

DC調光使用的是類比信號,如圖左這樣,它的亮度呈現是從0%到100%,你想要什麼亮度,就調整電的功率大小,功率越大螢幕就越亮

而PWM呢則是使用數位信號,如圖右,它就只有0跟1兩個選項:全亮跟全暗。那如果螢幕想要有70%亮度怎麼辦呢?它就會用快速亮暗閃爍的方式,讓三成時間畫面全暗、七成時間畫面全亮,就能成功騙過眼睛,讓你的眼睛認為畫面呈現出的是七成亮度。而PWM是現今大部分的OLED螢幕所使用的調光方式

▼圖左為類比信號,圖右為數位信號

為什麼看手機眼睛會很痠?談談 PWM、DC 調光的差異

為什麼看手機眼睛會很痠?談談 PWM、DC 調光的差異

但雖然很多人使用PWM調光的螢幕後,明顯感到眼睛痠痛,但醫學史上其實並無證明PWM調光對人體有損害

要怎麼知道我的手機是不是用PWM調光?

只要讓螢幕大致呈現白色,亮度調到30%左右,用手指或筆快速在螢幕前搖晃(如果有那種小風扇更好),如果看起來有一道一道的殘影,或是風扇的扇葉看起來一片一片很分明,並沒有在穩定轉動的感覺,那螢幕就是使用PWM調光

螢幕在閃,人腦永遠都會被騙過嗎?

要是螢幕一亮一暗的在閃,難道我們都不會發現嗎?人的大腦跟眼睛真的那麼好騙嗎?其實並沒有!如果螢幕閃爍的頻率達到1000Hz(每秒閃爍次數1000次) 以上,就不會被人眼察覺,但現在市面上主流的OLED螢幕大概都是240Hz左右,閃的速度並不快,所以畫面閃爍是會被察覺的,結果就是造成眼睛疲勞、不適

但是,我們不是常常看到電競螢幕,標榜120Hz或144Hz的螢幕更新率(每秒出現120張畫面),就已經非常高階、能夠讓畫面看起來很順了不是嗎?為什麼剛剛說要到1000Hz這麼高的頻率,人眼才不會察覺?因為120Hz是指每秒提供120張圖像,而這些圖像都是連環圖,亮度變化不大啊!也因此看起來不會那麼傷眼,也沒有螢幕閃爍問題

為什麼OLED會跟PWM調光綁在一起?

OLED為什麼多半使用PWM調光?因為OLED螢幕若使用DC調光這樣的直流電,在調暗螢幕時,因為電量小,會讓電流不均勻,進而呈現出螢幕上像素亮度不同的窘況,相較之下用PWM來控制輕鬆簡單多了

但現在的技術,難道做不到讓DC調光穩定提供直流電給OLED?當然可以!只是仍不算很普及的技術,比較花錢罷了。像小米9、黑鯊2都標榜全程使用DC調光技術呢。只能說PWM真的算是舊時代過渡期的產物了

怎麼避免PWM帶來的眼睛負擔?

因為OLED螢幕的發色比LCD螢幕漂亮,所以市面上的旗艦機多半都採用OLED螢幕,但用一用卻發現眼睛好像比以前更容易痠了…..有哪些方法可以避免呢?

用LCD螢幕

為什麼看手機眼睛會很痠?談談 PWM、DC 調光的差異

(圖片來源:Mashable)

不是使用LCD螢幕就可以免除所有的眼睛痠痛問題,廉價的LCD螢幕還是可能採用PWM技術。但LCD就算採用PWM技術,也只會在低亮度時開啟,而且閃爍頻率比OLED的頻率高得多,相較之下比較不傷眼。如果還是擔心的話,可以去試用手機,用剛剛教的方式檢視一下螢幕是否使用PWM技術

調亮OLED螢幕的亮度

給你螢幕閃爍指數的公式讓你算算:螢幕閃爍指數= (最大亮度-當前亮度)/最大亮度

頭腦有點混亂沒關係,只要知道以現行的主流OLED螢幕來說,螢幕越亮,螢幕閃爍指數越低、越不傷眼就行了

但一般室內的燈光,螢幕大概都是自動調整到100-150尼特左右,畫面不會很亮。所以你要馬被太亮的螢幕傷眼,要馬被螢幕閃爍傷眼,是個非常兩難的狀況……如果要螢幕畫面亮,又不覺得刺眼,可能需要把室內燈光整個調亮才行

使用標榜全程DC調光or頻率高的OLED螢幕

為什麼看手機眼睛會很痠?談談 PWM、DC 調光的差異

▲圖為小米9

現在搭載全程DC調光的OLED螢幕的有小米9、黑鯊2,標榜高頻率的有OPPO Reno;隨著使用者對於OLED螢幕調光方式的越發重視,相信標榜DC調光的手機也會越來越多。如果你真的覺得使用完手機後眼睛很痠,說不定可以考慮改用這幾款手機喔!

總結

PWM調光確實會讓眼睛疲累,但生活中會讓眼睛痠的因素其實非常多;Linda雖然把PWM的原理告訴大家,但不是要讓各位心生恐慌,覺得什麼螢幕都不能用 (我自己用的手機也是OLED螢幕啊XD),而是要找出自己最適合的手機螢幕使用方法!不要一整天滑手機看螢幕,做適時的休息才是最治本的方式喔~希望這篇文章會讓大家有所收穫囉!

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