В предыдущей статье мы разбирали один из возможных способов экономии заряда батареи телефона с помощью отключения части пикселей экрана телефона (https://dzen.ru/a/Y5rpP57zgjW6oalC?share_to=link). В данной статье мы продолжим говорить об экономии заряда с помощью уменьшения потребления заряда батареи экраном телефона.
Как мы и говорили в предыдущей статье: все экраны состоят из мельчайших лампочек - пикселей (сильно упрощенно). В зависимости от яркости пикселя экран потребляет определенный заряд телефона. То есть чем ярче светят пиксели, тем интенсивнее забирается заряд из аккумулятора телефона, но и и тем лучше видно информацию на экране в солнечный день. Чтобы экран телефона не слишком быстро тратил заряд батареи в телефонах используют датчики, которые позволяют менять яркость экрана в зависимости от яркости окружающего света. Наиболее распространенными экранами, устанавливаемыми на телефоны являются экраны выполненные по технологиям IPS (https://dzen.ru/media/id/626c4d4ccf4d6a5464cc7d6a/ipsekran-pod-h160kratnym-mikroskopom-my-vse-polzuemsia-telefonami-626ccbd798f1253f5458b6f3) и AMOLED (https://dzen.ru/media/id/626c4d4ccf4d6a5464cc7d6a/amoledekran-pod-h160kratnym-mikroskopom-vygliadit-ochen-neobychno-kto-by-mog-626c4f443a809e09ef0c7a7f).
Из вышесказанного можно однозначно заключить, что чем меньше будет яркость экрана, тем дольше можно будет пользоваться телефоном без подзарядки. Но это все теория, а что же будет на практике? Все эксперименты будем выполнять на телефоне Xiaomi Redmi Note 10 4/64 с кастомной прошивкой Pixel Experience на основе Android 13 собранной в ноябре (https://dzen.ru/a/Y3EuVCJeATTtoY8W?share_to=link).
Учитывая все вышесказанное я приступил к тестированию, обозначив основные этапы тестирования и допущения. Во-первых, алгоритм тестирования был следующий: на первом этапе заряжаем телефон до 100% (Рис. 1а), отключаем автояркость, а яркость экрана выставляем на 34% (Рис. 1б), отключаем телефон от зарядки и пользуемся телефоном как обычно. На втором этапе проделывалось все тоже самое только яркость экрана выставляется на 100% (Рис. 1в). Тест останавливается, когда заряд батареи телефона опускается до 20%. Такие условия были выбраны для того, чтобы посмотреть работает ли данный способ и, если он работает, то была бы возможность получить наиболее явное отличие, которое не потеряется среди погрешности измерений. Во-вторых, так как мы пытаемся уменьшить потребление энергии экраном телефона, то целесообразно смотреть не на время работы телефон в целом, а на время работы экрана при разряде телефона со 100 до 20%. В-третьих, повторить один-в-один сценарий использования телефона при его повседневной эксплуатации очень сложно, хоть я и пытался это сделать. Следовательно, время работы экрана телефона может отличаться изо дня в день даже при одной и той же яркости экрана, хотя практика показывает, что разница редко достигает больших значений. Поэтому в качестве порогового значения, после которого можно будет констатировать, что изменение яркости экрана работает, была выбрана прибавка времени работы экрана телефона равная 10% от общего времени работы экрана телефона. Таким образом, при среднем времени работы экрана телефона от 5 до 10 часов прибавка составит от 30 до 60 минут, что будет заметно, а уменьшение яркости экрана будет оправдано. Теоретически прибавка от снижения яркости экрана со 100 до 34% должна составить 66%. Так ли это мы увидим далее. А теперь к результатам.
На рис. 2а представлен результат использования телефона при яркости экрана 34%. Видно, что при данной яркости экрана в моем случае телефон со 100 до 20% проработал 9 часов 11 минут с включенным экраном. При этом телефон использовался и как навигатор, и для просмотра видео, и для телефонных звонков (экран был включен), и для просмотра интернета, и для чтения мессенджера. То есть сценарий использования максимально приближен к реальному сценарию, что является очень ценным, так как он будет повторяться у бОльшего числа пользователей. Также стоит отметить тот факт, что в ходе тестирования в отличие о способа с отключением пикселей (https://dzen.ru/a/Y5rpP57zgjW6oalC?share_to=link) не была выявлена нагрузка на глаза. Единственным замеченным неудобством при использовании телефона были отмечены редкие блики от солнца или света в помещении, что легко исправлялось либо прикрытием экрана телефона ладонью, либо небольшим отклонением экрана телефона до устранения бликов.
Помимо общих данных о разряде телефона со 100 до 20% были сделаны скриншоты разряда телефона со 100 до 80 и 40% с яркостью экрана 34% (Рис. 2б и в). Благодаря полученным данным мы можем построить график разряда телефона при яркости экрана 34% (Рис. 3). Из графика видно, что одна из точек, в частности для заряда 80%, слегка выбивается из строго линейно зависимости, что, как упоминалось ранее, вызвано невозможностью повторения сценария использования телефона точь-в-точь изо дня в день. Однако, отклонение измеренной от линейной величины слегка превышает значения в 10%, поэтому в будущем анализе будет считаться не существенным. Таким образом, разряд телефона был максимально линейным и равномерным, что подтверждается практически полным совпадением с линией тренда (средняя линия). Данный результат очень показателен и косвенно говорит нам о том, что в данном тесте одним из основных потребителей независимо от нагрузки (навигатор, просмотр видео, звонки, мессенджеры) является экран телефона. Данный факт подтверждают и скриншоты разряда телефона со 100 до 80, 40 и 20% (Рис. 2а, б и в), так как на второй строчке после приложения для просмотра видео в большинстве случаев находится экран. Постараемся повторить тот же сценарий использования, но при яркости экрана 100%.
На рис. 4а представлен результат использования телефона при яркости экрана 100%. Видно, что в моем случае телефон со 100 до 20% проработал 7 часов 58 минут с включенным экраном. При этом удалось максимально приблизиться к тому же сценарию использования, что и в случае использования телефона с яркостью экрана 34% (Рис. 4а, б и в). То есть, повторюсь, сценарий использования максимально приближен к реальному сценарию, что является очень ценным, так как он будет повторяться у бОльшего числа пользователей.
Также как и в случае с использованием телефона с яркостью экрана 34% были сделаны скриншоты разряда телефона со 100 до 80 и 40% (Рис. 4б и в). Благодаря полученным данным мы можем построить график разряда телефона при яркости экрана 100% (Рис. 5). Из графика видно, что одна из точек, в частности для заряда 40%, слегка выбивается из строго линейно зависимости, что, как упоминалось ранее, вызвано невозможностью повторения сценария использования телефона точь-в-точь изо дня в день. Однако, отклонение измеренной от линейной величины слегка превышает значения в 10%, поэтому в будущем анализе будет считаться не существенным. Таким образом, разряд телефона был максимально линейным и равномерным, что подтверждается практически полным совпадением с линией тренда (средняя линия). Данный результат хорошо сходится с результатами полученными ранее при использовании телефона с яркостью экрана 34% (Рис. 3), то есть это говорит нам о том, что в данном тесте одним из основных потребителей независимо от нагрузки (навигатор, просмотр видео, звонки, мессенджеры), является экран телефона. Данный факт опять же подтверждают и скриншоты разряда телефона со 100 до 80, 40 и 20% (Рис. 4а, б и в), так как на второй строчке после приложения для просмотра видео находится экран.
Теперь совместим графики разряда телефона со 100 до 20%, чтобы посмотреть сильно ли отличаются результаты экспериментов при яркости экрана 34 и 100%. Из рис. 7а можно сделать вывод, что с уменьшением яркости экрана заряд потребляемый им становится меньше, а именно: при яркости экрана 100% телефон проработал с включенным экраном 7 часов 58 минут, а при яркости 34% - 9 часов 11 минут. То есть выигрыш от снижения яркости экрана со 100 до 34% составил 73 минуты или 1 час 13 минут или 15%. Для большей наглядности я построил график отражающий разницу во времени работы экрана (рис. 7б). Из графика вино, что среднее значение выгоды от использования телефона с яркостью экрана сниженной до 34% составляет 41.5 минуты (для заряда батареи телефона 80, 40 и 20%). Если же обратить внимание на линию тренда (зеленая пунктирная линия), то видно, что максимально возможный выигрыш, который теоретически можно получить от использования телефона в реальных условиях при его разрядке со 100 до 0% при яркости экрана сниженной до 34% составит более 78 минут (пересечение линии тренда и вертикальной оси графика). При этом максимальная выгода от использования телефона с яркостью экрана сниженной до 34% зафиксирована при заряде телефона 20% и составляет 73 минуты. Значения времени в случае использования телефона с яркостью экрана сниженной до 34% для подавляющего большинства данных полученных из рис. 7а и б превосходят пороговое значение в 10% от времени работы экрана телефона при 100% яркости (7 часов 58 минут)*10%=47,8 минутам (красная линия на графике) установленного как минимально необходимого для выявления разницы при яркости экрана 34 и 100%. Поэтому с учетом вышеперечисленных фактов можно сделать заключение о том, что выгода от снижения яркости является обоснованной. При этом нужно учесть, что в отличие от способа с отключением пикселей (https://dzen.ru/a/Y5rpP57zgjW6oalC?share_to=link) результат достигаемый при уменьшении яркости демонстрирует куда большую целесообразность и прогнозируемость без существенного увеличения нагрузки на глаза.
И так, что же мы получаем? Во-первых, для выявления преимуществ уменьшения яркости экрана была выбрана яркость экрана равная 34%. Данный факт привел к тому, что пользоваться телефоном в таких условиях комфортно, так как проблем с читаемостью мелких элементов в видео или фото, а также текста выявлено не было. Во-вторых, в добавлении ко всему мы получаем хорошую читаемость информации с экрана телефона за счет равномерной яркости экрана по его площади особенно при искусственном освещении в помещениях, а также ночью без дополнительных источников освещения. В-третьих, главный вывод состоит в том, что мы получаем экономию заряда батареи штатными средствами системы без необходимости использования каких-либо сторонних программ. При этом результат легко прогнозируется и он стабилен. То есть, пользователь может спокойно использовать данный способ для снижения потребления заряда телефона, например, в помещениях с искусственным освещением, которое всегда имеет одинаковую яркость или ночью без дополнительных источников света. При этом ему достаточно руководствоваться простым правилом: чем ниже яркость экрана, тем дольше проработает телефон без подзарядки. При этом стоит отметить, что выбранная яркость экрана в 34% была комфортна для меня при использовании телефона в помещении и могла быть еще снижена без существенного уменьшения комфорта от использования телефона, что привело бы к еще большей экономии заряда телефона.
Если Вы заметили ошибку, неточность или у Вас есть предложения, то пишите об этом в комментариях!