华为和荣耀为何要在OLED屏上使用高频PWM调光？

　　自近两三年，OLED屏幕在手机行业普及以来，屏幕显示效果的进步完全可以用突飞猛进来形容，像高刷新率、低蓝光、10bit色彩、P3色域、HDR等规格已经屡见不鲜，似乎在我们印象中，能同时具备这些条件的屏幕就已经堪称完美了。

　　但近期，有这样两家手机厂商的新一代旗舰，提出了过去很少被提及的参数--“高频PWM调光”，并声称这项功能可以在暗光环境当中实现更护眼的效果，它们正是华为P50系列和荣耀50系列。

　　相信不少用户都对这个概念有些懵，所以今天我们就好好聊聊高频PWM调光究竟是个什么东西，它真的能达到护眼的效果吗？

01/ 什么是PWM调光？

　　这个概念跟屏幕亮度调节有关，因此首先还是要说一下屏幕亮度调整的实现原理。

　　传统的LCD屏幕由于采用了LED背光层，因此通过改变背光电流就能轻松调整发光的亮度（当需要高亮度时就把通过的电流拉高，而需要低亮度时就把通过电流降下来），这种亮度调节方式就是直流调光，也就是通常所说的DC调光。

　　而如今流行的OLED屏幕则是每个屏幕像素独立自发光的，并不依靠LED背光，所以想要精准控制一块屏幕上数以千万个像素点的发光强度，在现在的工艺条件下是很难实现的，DC调光就不再适合。

　　有一些OLED屏幕的手机支持在全亮度下开启软件DC调光，它们在高亮环境下，由于所有的像素都保持正在很高的功率，所以颜色的均一性还比较好实现；但在低亮环境下，小电流驱动OLED发光单元，轻微的电流波动就会导致不同像素之间的色彩、亮度不均，形成所谓的「抹布屏」。

　　而为了解决OLED在低亮度下的调光问题，工程师研发了这种PWM调光的方式。它通过“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。如下图所示，在100%亮度时，屏幕就一直亮着，当在50%亮度时，只要有一半时间屏幕是关闭的，我们人眼就会误以为屏幕亮度降下来了。

　　但这种调光方式本质就是不断的进行高速的亮灭交替，其中产生的闪烁虽然肉眼不可见，但并不能排除引起眼部不适的风险。因此，素质比较高的OLED屏幕通常都会采用高亮度DC+低亮度PWM的混合调光策略。

02/ PWM调光，真伤眼还是噱头？

　　如今OLED屏幕在手机应用已经相当广泛，三星、苹果、华为等行业巨头推出的旗舰手机几乎都使用了OLED屏幕。但在实际使用当中，有部分用户反馈了不适，比如iPhone X比iPhone XR更容易引起视觉疲劳等，但也有相当多的用户在听到这样的说法后，表示并没有特别的感觉。再加上这个频闪的速度之快只能被高速相机捕捉，肉眼几乎无法分辨，因此PWM调光是否伤眼的问题在数码爱好者圈内众说纷纭。

　　既然各有各的说法，那我们不妨看看权威标准怎么规定。国标GB/T 9473-2017《读写作业台灯性能要求》就引用了IEEE（电气与电子工程师协会）Std 1789-2015文件中指出的“闪烁对健康的影响”问题，指导光源制造厂商采取措施减少闪烁对健康的影响。

　　这份文件还给出了在不考虑波形的情况下，什么样的闪烁频率和波动深度范围属于低风险水平或无显著影响水平。从中我们可以看到，并非所有PWM调光都伤眼，而是像频率低于1250Hz且波动深度大于8%的低频PWM调光才对眼部健康有较高风险。

　　但诚然，这份文件是对灯具类设计的指导规范，虽然手机屏幕也属于一种光源，与之有一定相似之处，但也不一定完全等同。可以说，手机乃至各类电子产品屏幕的闪烁问题至今仍是没有明确规定的灰色区域。

　　尽管如此，仍然许多的厂商和产品走在了标准的前面。比如显示器行业，虽然普遍采用的还是LCD面板，但由于DC调光对于电路的要求比较高，还是有部分LCD屏采用PWM调光来节省成本，因此品质稍高的显示器为了与之作区分，通常都会把“DC调光不闪屏”作为卖点宣传。

　　又如手机行业中，OPPO在2019年推出的Reno2就是全球首款通过德国莱茵 TUV Full Care Display 认证的手机产品。官方介绍，Full Care Display（全局护眼认证），是目前针对移动显示系统最高规格的认证。它不仅包含了全局低蓝光、低频闪这样的安全认证，同时也从日常使用手机屏幕的场景出发，引入了屏幕显示质量、环境光管理、健康舒适指引，共四大维度的评判标准。

　　当时，通过系统滤镜的形式，让屏幕视觉亮度降低的同时逻辑亮度仍处在DC调光阈值内，从而实现低亮度下的DC调光，就成了这款OLED屏手机通过该认证的必备条件之一。但比较遗憾的是，OPPO并没有坚持下去，近两年推出的机型都不再宣传该项认证，甚至连“DC调光”的开关都逐渐取消了，有说法是因为市场认知度低，以及客户投诉显示效果问题。

　　总的来讲，低频PWM调光是否伤眼的问题，就像不同人适不适合喝牛奶一样，乳糖不耐受的人喝多了反应明显，体质适合的人则可能没什么感觉。但无论从权威机构的标准制订，还是厂商的种种举措佐证，都告诉我们不应该忽视、否认它客观存在的风险性，如此才能在自己感到不适时知道原因所在，从而才能在使用或者选购产品的时候加以留意。

03/ 高频PWM效果如何

　　根据微博博主 @Navis-MDT 的测试结果，华为P50 Pro使用的高频PWM，在低亮度下的调光频率可达到1440Hz，波动深度9%，闪烁指数0.007，符合光源国标低风险范围的要求。相比之下，使用低频PWM调光的iPhone 12在低亮度下的闪烁指数则高达0.273。而频率达到1920Hz的荣耀50系列表现可能比P50系列还要更胜一筹。

　　笔者也在高速快门的对比下，对比了荣耀50 Pro和另一款三星屏幕旗舰机在低亮度下的表现。可以看到，使用高频PWM调光的屏幕在低亮度下，频闪产生的条纹都要比低频PWM调光细得多。

　　另外，在显示效果上，荣耀50 Pro对比了使用三星屏幕开启软件DC调光的手机。可以看到，在低亮度下荣耀50 Pro的显示效果依旧干净通透，而另一边开启软件DC调光的手机则明显出现了色彩不均和噪点。

04/ 为何三星供应的“顶级”屏幕不采用高频PWM？

　　既然高频调光对护眼确实有帮助，为什么那么多用着三星高端屏幕的旗舰机却不支持这项技术？这个问题的答案，我们恐怕很难通过第一方求证，不过人称“DC教主”的微博大V @魔法师蛋小丁 曾对此分享过自己得到的一些信息和看法，可以作为参考。

　　依照他的说法，三星显示在高端手机OLED供应链中的垄断地位，令其无顾虑地降低屏幕的出厂一致性标准，而后甚至全亮度都使用低频PWM调光来掩盖这些显色不均的问题，并且是从驱动芯片底层锁死不允许厂商更改，这样不仅可以降低成本，还能满足更大量的供应。

　　不过也有消息持乐观态度，因为高频PWM调光需要专门的驱动IC，并解决一系列技术问题，三星可能只是暂时因为产品布局或者产能方面的问题，暂时没有能力生产、供应这高频PWM调光的屏幕，但未来随着工艺的进步还是会跟进和普及的。

05/ 总结

　　PWM调光本身并非洪水猛兽，反而是减少OLED偏色的比较好的解决方式，频率高于1250HZ的PWM调光，对于眼睛的伤害要少很多，而真正应该被抵制的是底层锁死、不许更改的低频PWM调光屏幕。

　　华为P50、荣耀50全系采用高频PWM是一个好的开始，更重要的是，二者的屏幕均出自国产面板厂商--京东方。我们也乐于见到国产屏幕厂商未来进一步在次像素排列技术、色彩、亮度等方面也追赶上三星的步伐，打破一家独大的局面。