【葉秋評(píng)測(cè)】手機(jī)屏幕頻閃傷害科普

屏幕對(duì)人眼的傷害有很多方面,我們做了藍(lán)光損傷專(zhuān)題,本期是頻閃損傷專(zhuān)題。下一期,就是最后的幾個(gè)因素和用眼習(xí)慣的大總結(jié)了。
屏幕頻閃的問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了很多很多誤讀,希望這個(gè)專(zhuān)題,可以讓想明白的人都明白這個(gè)問(wèn)題。謠言止于你們。
首先是名詞解釋。
頻閃是什么?我說(shuō)的頻閃傷害,是人眼可以感受到的明暗交替變化。引發(fā)光敏感細(xì)胞和神經(jīng)持續(xù)緊張,讓人更容易產(chǎn)生視疲勞,嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致偏頭痛。這里說(shuō)明暗交替,1是明暗的差別,2是交替的速度,缺一不可。另外還有交替的穩(wěn)定性,不能忽快忽慢。

舉個(gè)例子。鎢絲燈接交流電,交流電是50hz,每秒交替50次。閃爍頻率就應(yīng)該是50hz。但是鎢絲燈最暗的時(shí)候,亮度沒(méi)有明顯的下降。亮的時(shí)候又補(bǔ)上來(lái)了。不管交替的頻率多高還是多低,明暗都沒(méi)啥變化,人眼就看不到交替的區(qū)別,就感覺(jué)不到頻閃。很多光源都有余暉效應(yīng)。暗的時(shí)候不會(huì)暗下來(lái),跟亮的時(shí)候重疊。 所以頻率不代表頻閃傷害。

同樣的,護(hù)眼燈的頻率是2萬(wàn)hz以上,哪怕每一次的明暗交替非常明顯,由于實(shí)在太快,交替的間隙太小了,所以人也不會(huì)覺(jué)得閃。因此我們說(shuō)的頻閃危害,指的是明暗交替的明顯程度。越明顯,危害越大。越不明顯,危害越小。任何東西都不能只談原理,必須跟人的體驗(yàn)結(jié)合才有意義。所以這是醫(yī)學(xué)的范疇。
第二個(gè)誤讀,Pwm跟頻閃傷害沒(méi)有必然聯(lián)系。pwm是亮度調(diào)節(jié)機(jī)制。只談亮度機(jī)制,是談不上屏幕最終的效果的。
那么我們想調(diào)節(jié)一個(gè)燈的亮度,有什么辦法呢?就是改功率。我們初中應(yīng)該做過(guò)實(shí)驗(yàn),干電池聯(lián)通燈泡,燈泡就亮了。

我想控制亮度,要么我增加串聯(lián)的電池?cái)?shù)量,電壓疊加了,功率就大了?;蛘呶腋淖冸娮璧臄?shù)量。電阻越大,電流越小,電阻越小,電流越大。功率也可以改變了。這種思路,放在屏幕上就是dc調(diào)光。我要么改電壓,要么改電阻。也就是正向電流控制法。這種方法調(diào)節(jié)的穩(wěn),明暗交替很柔和。蘋(píng)果的屏幕基本都是。今年的努比亞z17s也是。

還有一種方法就是pwm調(diào)光。意思就是屏幕交替亮和暗,來(lái)控制亮度。我亮一下,馬上暗很長(zhǎng)時(shí)間,屏幕亮度就低了。我亮很長(zhǎng),暗一下馬上再亮,這樣亮度就高了。參數(shù)是占空比。就是描述暗下去和亮起來(lái)的時(shí)長(zhǎng)比例。


如果頻率足夠高,暗的過(guò)程就不容易被發(fā)現(xiàn)。因?yàn)橐欢螘r(shí)間內(nèi),密集的亮起可以平均鋪滿時(shí)間區(qū)間,我們根本察覺(jué)不到暗的每一個(gè)小瞬間。這就是高頻pwm。如果頻率很低,暗的過(guò)程就更容易被發(fā)現(xiàn),這是低頻pwm。同樣的亮度比如說(shuō)100尼特,高頻pwm和低頻pwm都能做到。但是高頻里面亮的瞬間平鋪的更均勻。更不容易被感知。
實(shí)際我們看到的屏幕如果用了pwm,主要是調(diào)節(jié)占空比去控制亮度,理論是定頻的,不同的屏幕頻率不同。但是同一個(gè)屏幕調(diào)光的時(shí)候,也有可能捎帶影響頻率。這個(gè)不一定。但是捎帶著影響的數(shù)量級(jí)非常小,跟高頻低頻的差別非常明顯。我們最終還是用明暗的明顯程度來(lái)描述傷害的。

那么怎么衡量什么樣的頻閃是有害的,什么是沒(méi)害的。這個(gè)比較難,我一加5評(píng)測(cè)就說(shuō)了。沒(méi)法定量,每個(gè)人不一樣。但是我們可以做一個(gè)參考。用到相機(jī)快門(mén)。
人眼看著24hz的畫(huà)面是連續(xù)的。低于24hz你就能感覺(jué)到畫(huà)面卡成ppt。高于之后就會(huì)覺(jué)得更流暢。這是因?yàn)槿擞幸曈X(jué)暫留現(xiàn)象,還會(huì)腦補(bǔ)。畫(huà)面和畫(huà)面之間滅的時(shí)間足夠短,人的視覺(jué)暫留就會(huì)腦補(bǔ)兩個(gè)畫(huà)面是互相覆蓋的,或者過(guò)度的。中間的黑暗,或者說(shuō)切換的瞬間就感覺(jué)不到了。刷新率,就是每秒換多少個(gè)圖片。

那么為什么有60幀刷新率的顯示器和144幀的呢?60hz是1秒60幀,每幀是1/60秒。如果這個(gè)時(shí)間內(nèi),顯示器的畫(huà)面產(chǎn)生了明顯的位移。比如說(shuō)賽車(chē),或者游戲,這點(diǎn)時(shí)間跑出去一大段。那么人腦無(wú)法腦補(bǔ)出過(guò)度的動(dòng)畫(huà),就會(huì)感覺(jué)到頓。畫(huà)面是跳著動(dòng)的。所以電競(jìng)需要144hz。因?yàn)楦呤值腶pm可以達(dá)到600甚至1000,屏幕跟不上手的操作就尷尬了。兩個(gè)畫(huà)面的差別越小,人腦就覺(jué)得越流暢。所以翻書(shū)動(dòng)畫(huà)每一張只能變一點(diǎn)點(diǎn)。變多了就跳了。當(dāng)然每個(gè)人的腦補(bǔ)能力不一樣。比如賽車(chē)吧。有的人30幀就腦補(bǔ)的很流暢,有的人覺(jué)得144幀才流暢。這個(gè)看你的腦補(bǔ)能力。神經(jīng)大條是有好處的,大腦覺(jué)得差不多就行了。這種大腦回路很省錢(qián)啊。
我們用相機(jī)的快門(mén),來(lái)記錄一個(gè)快門(mén)時(shí)間內(nèi),屏幕的畫(huà)面如何變化。錄出來(lái)的屏幕閃,說(shuō)明這個(gè)快門(mén)區(qū)間之內(nèi),屏幕閃爍的明顯程度是可以被相機(jī)發(fā)現(xiàn)的。不閃就說(shuō)明發(fā)現(xiàn)不了。為什么發(fā)現(xiàn)不了呢,因?yàn)楫?huà)面交替的時(shí)候,每一個(gè)亮的瞬間重疊起來(lái),就看不到暗的時(shí)候了。如果覆蓋不均勻,閃的次數(shù)少,就看著閃。暗的瞬間就被鏡頭捕捉到了。
那有人會(huì)問(wèn)了,捕捉的畫(huà)面是頻閃呢,還是刷新率呢?是其中更低的一個(gè)。不管是刷新率低還是頻閃低,都會(huì)閃。刷新率跟頻閃是沒(méi)有關(guān)系的兩個(gè)概念。刷新率如果是1,就一個(gè)畫(huà)面。頻閃也是存在的,就是交替亮滅。如果頻閃速度是無(wú)窮大,沒(méi)頻閃的事。刷新率越低,閃的就越明顯。有的電影故意閃爍來(lái)表達(dá)強(qiáng)烈的感情。相機(jī)內(nèi)的閃,是取最低的一個(gè)。不一定是哪個(gè)。比如頻閃,電視有70hz的,顯示器有800的,護(hù)眼燈有2萬(wàn)的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是光源不低于3125hz。刷新率一般來(lái)說(shuō)都是60hz,額外的一般都有說(shuō)明。
我們用快門(mén)模擬的時(shí)候,分3檔。手機(jī)的m檔也有快門(mén)選擇。都是可以的。
1/30秒快門(mén)一檔。如果相機(jī)捕捉到切換的不均勻了,人眼也有可能察覺(jué)到。當(dāng)然也可能察覺(jué)不到。大家根據(jù)自己參考。相機(jī)捕捉到的頻率不等于快門(mén)速度。因?yàn)椴蹲降降目隙ú皇且淮?,是好幾次之間的切換。目前醫(yī)學(xué)明確的有害頻閃是3-70hz。如果這個(gè)快門(mén)里面低于2次交替,就可能被人察覺(jué)。高一點(diǎn)也有影響。
1/60秒快門(mén)一檔。這個(gè)就算閃也太可能被發(fā)現(xiàn)了。給特別敏感的人做參考。

1/160秒一檔。這是根據(jù)144hz來(lái)的,如果這個(gè)檔察覺(jué)不到,人類(lèi)就很難察覺(jué)到了。
1/3200秒一檔是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試光源的。不用來(lái)測(cè)試屏幕。是測(cè)試電燈的。屏幕閃的影響也不是很大。

這里要說(shuō)清楚幾個(gè)問(wèn)題。第一。相機(jī)畫(huà)面不是人看到的畫(huà)面。人有視覺(jué)暫留現(xiàn)象,相機(jī)沒(méi)有。但是看著不閃,不代表一定沒(méi)傷害。光敏感細(xì)胞有可能會(huì)發(fā)現(xiàn)。造成視疲勞加劇。關(guān)鍵要看相機(jī)快門(mén)是多少。能不能代表你的眼睛。第二,這個(gè)測(cè)試是描述傷害可能性的,具體影響因人而異。其實(shí)看什么屏幕都有害,只是程度有差別。沒(méi)有程度談傷害根本是空談。毒藥不到致死劑量可能是補(bǔ)藥。反過(guò)來(lái)也成立,補(bǔ)藥吃太多可能是毒藥。大不了撐死你,可能還不如毒死舒服呢。所以還是看我們?nèi)粘5挠醚哿?xí)慣的。
最后,就是屏幕對(duì)人眼的影響除了頻閃強(qiáng)度。還有藍(lán)光損傷,亮度刺激,觀看時(shí)長(zhǎng),瞬目次數(shù),色彩的濃郁程度等等。色彩濃了,有的人也會(huì)神經(jīng)持續(xù)緊張引發(fā)視疲勞加劇。有的人就覺(jué)得很習(xí)慣。還有ppi如果低的話,人想看清楚,也會(huì)比較認(rèn)真,導(dǎo)致視疲勞加劇。還有屏幕彩邊,也可能刺激人的神經(jīng)。還有電磁輻射,我們之后會(huì)做這個(gè)專(zhuān)題。我引入頻閃測(cè)試是為了盡可能照顧更多的人群,你們一定要知道有損害,程度是多大。不要過(guò)分恐慌,也不能漠不關(guān)心。不要信我,信你們自己。你們?yōu)樽约汉秃⒆觼?lái)做判斷。希望大家都能更健康的享受生活和電子產(chǎn)品
我是歐陽(yáng)秋葉,我們下期手機(jī)大總結(jié),再見(jiàn)。