1. Что такое ШИМ

ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция (PWM или Pulse Width Modulation) и представляет собой технологию для регулировки яркости дисплеев различных гаджетов — от смартфонов до телевизоров. Любой экран состоит из светодиодов, позволяющих видеть изображения и текст. Для регулировки их яркости есть два способа. Первый подразумевает снижение напряжения: чем меньше энергии получает дисплей, тем слабее он светится. Но у этого метода есть недостаток: из-за снижения напряжения страдает качество изображения.

Вторым способом является ШИМ, который помогает сохранить качество картинки. Вместо того, чтобы уменьшать силу свечения, экран просто включается и выключается множество раз в секунду. Для примера, это как быстро щелкать выключателем лампы. Чем ниже яркость — тем короче эти вспышки и длиннее паузы между ними. Например, если уровень яркости установлен на 30%, то 30% времени светодиоды будут включены, а в остальное время — выключены.

ШИМ использует для регулировки яркости периодическое включение и выключение светодиодов,
и чем ниже яркость – тем дольше выключены светодиоды.

Таким образом, при 100% яркости мерцание отсутствует, так как светодиоды горят постоянно и не выключаются. Если же опустить показатель до 40 – 50% — ШИМ точно появится. И чем ниже яркость — тем чаще и заметнее эти мигания.

Однако благодаря тому, что напряжение изменяется с высокой частотой, глаз не распознает эти мигания, даже если сильно присмотреться, и создается впечатление, что экран горит беспрерывно. Дело в том, что мозг перестает воспринимать мерцание уже на частоте 60 Гц, а у ШИМ частота в разы больше. Безопасным считается показатель в 300 Гц и выше.

Так почему же производители полностью не откажутся от использования технологии ШИМ? На самом деле это технически и экономически сложно. Во-первых, ШИМ позволяет снижать яркость без потери эффективности. Во-вторых, многие считают, что ШИМ лучше сохраняет насыщенность цветов и глубину черного при снижении яркости, особенно в OLED-дисплеях. В-третьих, это достаточно простая и дешевая технология. Помимо этого, цифровые контроллеры, регулирующие яркость с помощью ШИМ, отличаются от аналоговых компактными размерами, а значит — смартфон, ноутбук или монитор можно сделать тонким и легким. Все эти факторы и заставляют компании мириться с недостатками технологии.

2. Как ШИМ влияет на здоровье

Научно доказано, что ШИМ влияет на людей по-разному: одни более чувствительны к мерцанию, другие — менее. У восприимчивых людей при длительном использовании гаджетов могут возникнуть следующие проблемы:

  • сухость, покраснения, жжение глаз;
  • головная боль или даже мигрень;
  • раздражительность;
  • усталость;
  • головокружения;
  • тошнота.

К счастью, значительного вреда для здоровья ученые не выявили, а все вышеописанные симптомы кратковременны. Однако если в течение нескольких лет пользоваться устройствами с ШИМом, зрение может ухудшиться.

При длительном использовании гаджетов с ШИМ могут появиться сухость,
покраснения глаз, головные боли, усталость, головокружения и тошнота.

3. OLED, IPS, AMOLED - что лучше?

ШИМ используется далеко не во всех экранах. Технология более распространена в матрицах OLED (в том числе AMOLED и Super AMOLED). Они применяют органические светодиоды, пиксели работают отдельно и не связаны друг с другом. В данном случае яркость нельзя просто уменьшить, снизив яркость лампы подсветки — ее попросту нет, ведь каждый пиксель выступает самостоятельным источником света. Поэтому яркость регулируется временем свечения пикселей, то есть включением и выключением его на доли миллисекунды.

А вот у IPS экранов строение другое: жидкие кристаллы и подсветка. Для уменьшения яркости можно просто снижать мощность светодиодов, и мерцания не будет. Однако некоторые модели все равно используют ШИМ для удешевления конструкции.

Среди панелей VA (Vertical Alignment), которые используются в телевизорах, мониторах и некоторых ноутбуках, ШИМ встречается довольно редко и в основном в бюджетных моделях.

У дисплеев Mini LED, QLED и MicroLED, которые устанавливают в телевизоры, мониторы и ноутбуки, технология широтно-импульсной модуляции тоже есть, но достаточно редко и в основном с высокой частотой.

4. ШИМ в смартфонах и планшетах

Большинство современных смартфонов и планшетов оснащены OLED, AMOLED и Super AMOLED дисплеями, поэтому наличие мерцания в них неизбежно. Необходимо обращать внимание на уровень мерцания, то есть количество световых импульсов. Абсолютно безопасным показателем считается 300 Гц и выше, то есть более 300 мерцаний в минуту — мозг не распознает их, и, соответственно, на здоровье это никак не влияет. К сожалению, у многих современных моделей этот показатель ниже.

Некой «панацеей» является функция DC Dimming (Direct Current Dimming), которую впервые реализовала компания Xiaomi и подхватили другие производители. В этом случае яркость снижается путем уменьшения напряжения. Полностью мерцание она не убирает, особенно при яркости ниже 40%, но импульсы становятся не такими активными. Правда, это приводит к искажению цветов и ухудшению цветопередачи.

Функция DC Dimming снижает яркость экрана путем уменьшения напряжения.
Популярные смартфоны с частотой обновления экрана от 144 Гц

5. ШИМ в ноутбуках

В основе большинства ноутбуков лежат IPS панели, и среди них встречаются как модели с ШИМ, так и без него. Правило довольно простое: чем дороже гаджет — тем больше вероятность отсутствия мерцания. Также распространены OLED дисплеи, и у них практически всегда есть ШИМ. Чтобы минимизировать дискомфорт, выбирайте устройства с высоким уровнем частоты (от 500 Гц). Для этого перед покупкой желательно ознакомиться с тестами — многие обзорщики фиксируют наличие мерцания.

Популярные ноутбуки с частотой обновления экрана 300 Гц

6. ШИМ в мониторах

Для работы с текстом, графикой и гейминга отсутствие ШИМ имеет большое значение, так как мерцающие мониторы не способствуют концентрации и продуктивности. Решением является технология Flicker-Free, которая исключает или существенно снижает мерцание экрана. Для этого для подсветки вместо переменного используется постоянный ток, который обеспечивает стабильное и непрерывное свечение светодиодов. Кроме того, некоторые модели комбинируют ШИМ и постоянный ток на высокой частоте, таким образом снижая мерцание до незаметности.

Технология Flicker-Free предотвращает или или существенно снижает мерцание экрана.

На сегодняшний день технология Flicker-Free стала стандартом у многих производителей мониторов и встречается практически во всех высококачественных и профессиональных моделях. Информация об этом зачастую указана в характеристиках, а на упаковке можно найти подобные обозначения:

Также советуем обращать внимание на наличие сертификации TÜV Rheinland. Специалисты крупного международного концерна проводят тесты экранов, а их сертификация подтверждает безопасный уровень излучения синего цвета и частоты мерцания. В частности, обозначение TÜV Flicker-Free (или TÜV Flicker-Free Certified Display) означает, что на всех или большинстве уровней яркости нет вредного ШИМ либо его частота очень высокая и безопасна для зрения. О наличии сертификата указывает данная маркировка:

Популярные мониторы с поддержкой Flicker-Free

7. ШИМ в телевизорах

В телевизорах ШИМ играет меньшую роль, так как обычно пользователь смотрит на экран с большого расстояния, и глаза не так быстро устают. Однако в темных сценах и при сниженной яркости мерцание может присутствовать, особенно на OLED-панелях. У LED-телевизоров с IPS-матрицами ШИМ встречается реже.

8. Как самостоятельно проверить ШИМ

Производители не указывают информацию о ШИМ в характеристиках, но проверить его наличие можно самостоятельно. В первую очередь для этого существуют специальные измерительные устройства (люксметр, осциллограф), которые используются тестировщиками, журналистами и блогерами, обозревающими технику. Вряд ли у многих дома завалялись такие приборы, поэтому предлагаем более простые методы определения ШИМ.

Первый способ называют карандашным тестом. Возьмите карандаш в руки и поводите им перед светящимся монитором, как веером. Если след от карандаша размыт и выглядит смазанным, то мерцания на экране нет. Если же след разделяется и выглядит как набор теней от нескольких карандашей — то на мониторе есть ШИМ.

Карандашный тест - один из самых простых способов определения ШИМ.

Проводите тест с разными настройками яркости, чтобы узнать, какой уровень безопасен.

Еще один простой способ — сфотографировать экран гаджета или снять его на видео. Если на кадрах видны полоски и артефакты, это может свидетельствовать о применении ШИМ.

ШИМ также можно распознать, сфотографировав или сняв на видео экран.

9. Как защитить зрение

Если вы чувствительны к мерцанию экрана и ощущаете негативное влияние ШИМ, вот действенные способы позаботиться о своем здоровье:

  • выбирайте гаджеты с IPS дисплеями;
  • отключите автоматическую регулировку яркости и вручную выберите максимальные значения (но для этого необходимо хорошее освещение в помещении или на улице, иначе все равно будут болеть глаза);
  • активируйте темный режим в системе и приложениях;
  • делайте перерывы каждые 30 – 60 минут работы за экраном;
  • отдавайте предпочтение технике с Flicker-Free или DC Dimming.

Кроме того, существуют специальные приложения-фильтры, снижающие эффект ШИМ:

  • OLED Saver (для Android) — затемняет OLED экран, не снижая аппаратную яркость;
  • Darker (Screen Filter) — приложение для Android, накладывающее темный фильтр;
  • f.lux (Windows/macOS) — меняет цветовую температуру в зависимости от времени суток;
  • Twilight — аналогичный фильтр для Android смартфонов, уменьшает синее свечение и делает цвета более «теплыми».