Kas tas šviesos jutiklis ir kam jo reikia
Turbūt pastebėjote, kad jūsų telefonas kažkaip stebuklingu būdu žino, kada esate saulėtoje gatvėje, o kada tamsokame kambaryje. Ekranas savaime pašviesėja ar pritemdomas – ir tai nėra jokia magija. Už tai atsakingas mažytis komponentas, vadinamas šviesos jutikliu arba aplinkos apšvietimo sensoriumi. Šis nedidelis dalykas, kurio net nematote (nors jis yra telefono priekiniame stikle), nuolat stebi aplinkos šviesą ir perduoda informaciją telefono sistemai.
Daugelis žmonių net nežino apie šio jutiklio egzistavimą, kol neišjungia automatinio ekrano ryškumo reguliavimo ir nepradeda rankiniu būdu tampyti šliaužiklio pirmyn atgal dešimtį kartų per dieną. Tada staiga supranti, kad tas automatinis režimas buvo ne toks jau blogas.
Šviesos jutiklis atlieka ne tik ekrano ryškumo reguliavimo funkciją. Jis taip pat gali padėti taupyti bateriją, nes šviesus ekranas yra vienas didžiausių energijos ryjikų išmaniajame telefone. Be to, kai kurie telefonai naudoja šį jutiklį kartu su artimojo jutikliu, kad suprastų, ar telefonas yra kišenėje ar prie ausies pokalbio metu.
Technologija po dangteliu
Dauguma šiuolaikinių telefonų naudoja fotodiodą – tai puslaidininkinis komponentas, kuris generuoja elektros srovę, kai ant jo patenka šviesa. Kuo daugiau šviesos, tuo didesnė srovė. Telefonas išmatuoja šią srovę ir pagal ją apskaičiuoja, kiek aplink yra šviesos.
Paprasčiausi šviesos jutikliai matuoja tik bendrą šviesos kiekį, bet pažangesni modeliai gali atskirti skirtingus šviesos spektrus. Kodėl tai svarbu? Nes dirbtinė šviesa ir saulės šviesa labai skiriasi. Saulės šviesa turi daugiau mėlynų tonų, o lempos – daugiau geltonų ar oranžinių. Modernesni jutikliai gali tai atpažinti ir atitinkamai reguliuoti ne tik ekrano ryškumą, bet ir spalvų temperatūrą.
Fiziškai šis jutiklis yra tikrai mažytis – maždaug milimetro ar net mažesnio dydžio. Jis paprastai montuojamas šalia priekinės kameros ar garsiakalbio, po ekrano stiklu. Kai kuriuose telefonuose su mažais rėmeliais jutiklis gali būti net po pačiu ekranu, naudojant specialias skaidrias zonas OLED matricoje.
Kaip telefonas supranta, kiek šviesos jam reikia
Čia prasideda įdomiausia dalis. Jutiklis tik matuoja šviesą, bet kaip telefonas nusprendžia, kokį ekrano ryškumą nustatyti? Tai nėra tiesioginė proporcija – jei aplinkoje šviesa padvigubėja, ekrano ryškumas nepadvigubėja.
Telefonų gamintojai naudoja sudėtingus algoritmus, kurie atsižvelgia į žmogaus akies ypatybes. Mūsų akys turi logaritminį jautrumą šviesai – tai reiškia, kad tamsoje net mažas ryškumo padidėjimas atrodo labai ryškus, o šviesoje reikia daug didesnio padidėjimo, kad pastebėtume skirtumą.
Be to, šiuolaikiniai telefonai naudoja mašininio mokymosi algoritmus, kurie mokosi iš jūsų įpročių. Jei nuolat rankiniu būdu padidiniate ryškumą tam tikroje aplinkoje, telefonas tai įsimena ir kitą kartą panašiomis sąlygomis iš karto nustatys didesnį ryškumą. Kai kurie Android telefonai šią informaciją net sinchronizuoja su jūsų Google paskyra.
Įdomu tai, kad jutiklis matuoja šviesą maždaug 10-20 kartų per sekundę, bet ekrano ryškumas nesikeičia taip dažnai. Sistema filtruoja staigius pokyčius, kad ekranas nemirksėtų, kai pro šalį praeina šešėlis ar automobilio žibintai.
Kodėl kartais viskas eina ne taip
Turbūt esate patyrę situacijų, kai šviesos jutiklis tiesiog kvailioja. Labiausiai paplitęs atvejis – kai naudojate telefoną lovoje tamsoje, o ekranas staiga tampa toks tamsus, kad nieko nematote. Arba atvirkščiai – tamsoje ekranas šviečia kaip prožektorius.
Dažniausiai problema yra ta, kad apsauginis stiklas ar dėklas uždengia jutiklį. Net plonas stiklo sluoksnis gali iškreipti matavimus, ypač jei jis nėra idealiai skaidrus arba turi oro burbuliukų. Kai kurie pigūs apsauginiai stiklai turi šviesos filtrus, kurie dar labiau apsunkina jutiklio darbą.
Kita problema – piršto atspaudai ar nešvarumai ant ekrano. Jei tiesiog virš jutiklio yra riebaus piršto žymė, jis gali matuoti visai ne tą šviesą, kurią turėtų. Todėl reguliarus ekrano valymas nėra tik estetikos klausimas.
Programinės įrangos klaidos taip pat pasitaiko. Kartais po sistemos atnaujinimo jutiklio kalibravimas gali būti sutrukdytas. Kai kurie žmonės sprendžia šią problemą iš naujo sukalibruodami jutiklį per paslėptus telefono meniu (paprastai pasiekiamus per inžinierių režimą), bet tai reikalauja tam tikrų techninių žinių.
Šviesos jutiklio evoliucija
Pirmieji šviesos jutikliai telefonuose atsirado maždaug 2007-2008 metais, kai išmanieji telefonai pradėjo turėti didesnius ir energiją ryjančius ekranus. Tada tai buvo naujovė, kurią turėjo tik prabangūs modeliai. Dabar net pigiausi telefonai turi šią funkciją.
Ankstyvieji jutikliai buvo labai primityvūs – jie tiesiog matavo bendrą šviesos kiekį ir turėjo tik keletą iš anksto nustatytų ryškumo lygių. Perėjimas tarp jų būdavo akivaizdus ir kartais erzinantis. Šiuolaikiniai jutikliai gali nustatyti šimtus skirtingų ryškumo lygių ir keisti juos sklandžiai.
Didelį šuolį padarė RGB šviesos jutiklių atsiradimas. Jie gali atskirti raudoną, žalią ir mėlyną šviesos komponentus, kas leidžia ne tik tiksliau matuoti šviesą, bet ir reguliuoti ekrano spalvų temperatūrą. Pavyzdžiui, vakare telefonas gali sumažinti mėlyną šviesą (kuri trukdo miegui), o dieną padidinti, kad ekranas atrodytų ryškesnis.
Naujausia tendencija – jutikliai po ekranu. OLED ekranai leidžia tam tikras pikselių zonas padaryti skaidrias arba net panaudoti pačius pikselius kaip šviesos šaltinius jutikliui. Tai leidžia gaminti telefonus be jokių matomų skylučių ar įpjovų priekiniame stikle.
Praktiniai patarimai kasdieniam naudojimui
Jei pastebite, kad jūsų telefono automatinis ryškumo reguliavimas veikia keistai, pirmiausia išvalykite ekraną. Rimtai, tai padeda 70% atvejų. Naudokite mikropluošto šluostę ir, jei reikia, specialų ekranų valiklį.
Patikrinkite, ar apsauginis stiklas ar plėvelė neuždengia jutiklio. Paprastai jutiklis yra viršutinėje ekrano dalyje, šalia priekinės kameros. Kai kurie prastos kokybės apsauginiai stiklai turi juodą rėmelį, kuris gali dalinai ar visiškai užblokuoti jutiklį.
Jei naudojate automatinį ryškumą, bet jis per tamsus ar per šviesus, galite jį reguliuoti. Android telefonuose, net kai įjungtas automatinis režimas, galite rankiniu būdu pakoreguoti ryškumą, ir sistema tai įsimins kaip jūsų pageidavimą šiomis sąlygomis. iPhone’uose tai veikia panašiai – tiesiog tempkite ryškumo slankiklį, net kai įjungtas automatinis režimas.
Kai kuriose situacijose verta laikinai išjungti automatinį ryškumą. Pavyzdžiui, kai žiūrite filmą ar žaidžiate žaidimus, staigūs ryškumo pokyčiai gali erzinti. Arba kai naudojate telefoną kaip žibintuvėlį – nenorite, kad jis staiga pritemdytų ekraną.
Šviesos jutiklis ir baterijos gyvavimas
Vienas svarbiausių šviesos jutiklio privalumų – baterijos taupymas. Ekranas yra didžiausias energijos vartotojas telefone, dažnai sudedantis 30-50% viso baterijos naudojimo. Tinkamai veikiantis šviesos jutiklis gali sutaupyti iki 20% baterijos per dieną.
Kaip tai veikia? Tamsesnėse aplinkose ekranas švies mažiau, o tai tiesiogiai reiškia mažesnę energijos sąnaudą. Ypač OLED ekranuose, kur kiekvienas pikselis švies individualiai, tamsesnis ekranas reiškia, kad mažiau pikselių dirba maksimaliu pajėgumu.
Tačiau yra viena gudrybė – per dažnas ryškumo keitimas taip pat naudoja energiją. Todėl šiuolaikiniai algoritmai bando rasti balansą tarp tikslaus ryškumo reguliavimo ir stabilumo. Geriau turėti šiek tiek netikslų, bet stabilų ryškumą, nei idealų, bet kas sekundę besikeičiantį.
Jei norite maksimaliai taupyti bateriją, įjunkite automatinį ryškumą, bet nustatykite jį šiek tiek tamsiausiai, nei įprastai naudojate. Prie šiek tiek tamsesnio ekrano akys greitai pripranta, o baterija dėkinga bus.
Ateitis jau čia, bet dar ne visai
Šviesos jutiklių technologija nėra sustojusi vietoje. Jau dabar kai kurie telefonai eksperimentuoja su keliais jutikliais skirtingose telefono vietose. Kodėl? Nes vienas jutiklis priekyje ne visada tiksliai matuoja aplinkos šviesą – jei telefonas guli ekranu į viršų, jutiklis mato lubas, o ne bendrą kambario apšvietimą.
Kai kurie gamintojai bando integruoti šviesos jutiklius su kitais sensoriais. Pavyzdžiui, kamera jau matuoja šviesą fotografavimo tikslais – kodėl nepanaudoti šios informacijos ir ekrano ryškumo reguliavimui? Arba GPS duomenys gali padėti – jei telefonas žino, kad esate lauke saulėtą dieną, gali iš anksto paruošti didesnį ryškumą.
Dirbtinio intelekto algoritmai tampa vis gudresni. Jie mokosi ne tik iš jūsų įpročių, bet ir iš milijonų kitų vartotojų duomenų (anonimiškai, žinoma). Jei daugelis žmonių tam tikroje situacijoje reguliuoja ryškumą panašiai, sistema gali tai pritaikyti ir jums.
Viena įdomesnių ateities krypčių – adaptyvus spalvų reguliavimas pagal aplinką. Jau dabar kai kurie telefonai gali keisti ekrano spalvų temperatūrą pagal paros laiką (mažiau mėlynos šviesos vakare), bet ateityje tai galėtų būti dar sudėtingiau. Pavyzdžiui, skaitant knygą natūralioje šviesoje ekranas galėtų imituoti popieriaus spalvą ir tekstūrą, o žiūrint filmą tamsoje – kino teatro ekraną.
Šviesos jutikliai gali atrodyti kaip nereikšminga telefono detalė, bet jie puikiai iliustruoja, kaip šiuolaikinė technologija veikia – dešimtys mažų, beveik nematomų komponentų dirba kartu, kad jūsų patirtis būtų kuo patogesnė. Ir nors kartais jie kvailioja, dažniausiai tiesiog tyliai atlieka savo darbą, o mes net nepagalvojame apie tai. Kol vieną dieną neišjungiame automatinio ryškumo ir nepradedame rankiniu būdu tampyti to šliaužiklio – tada staiga suprantame, koks naudingas buvo tas mažytis jutiklis.