你喜欢“白板黑字”还是“黑板白字”？
把科学带回家
2020-01-05
本文由《万物》杂志官方微信
“把科学带回家”提供
emmm，不知道从何时开始，我的聊天工具逐渐变成了微信，而微信最近（好像也没那么近）更新了暗黑模式。
暗黑模式演示图
怎么记得qq之前有过很多黑色的主题都没用过，微信的暗黑模式谁会用嘛？
好像带上了墨镜的小编
不过小编更新之后，语文水平过于有限的小编只剩下三个词：
“哇，真香，真好用。”
那么，不过这个模式在不同的显示器上是不是会有区别？那常见的电子显示器又有多少种呢？
电子显示屏的一点历史
A little history of electronic displays
在大多数情况下，手机显示屏的屏幕面板主要使用两种不同的技术：LCD（液晶显示器）和OLED（有机发光二极管）。
而在这之前，还有一种叫做阴极射线显像管（俗称大脑袋电视）的显示器。在阴极射线管中，“阴极”其实是加热的灯丝。加热的灯丝处于真空的玻璃管中，然后加热灯丝产生电子束。而它的工作原理就是靠电子束激发屏幕内表面的荧光粉来显示图像的，由于荧光粉被点亮后很快就会熄灭，所以电子枪必须循环地激发这些点。而长长的“脑袋”那里经常是高考物理的一个大题。
是不是像高考物理大题
在20世纪90年代末期显示器换代之后，LCD屏幕已经存在了很长时间，并且一直都是各种电子显示器应用的主要技术。它的出现是显示技术的巨大革新，让我们可以远离“大脑袋”，迎接轻薄的显示器成为可能。
LCD由许多像素组成，一个像素包含三个子像素（也就是红绿蓝，RGB）。为了激活大量的子像素，每个像素都需要一个TFT（薄膜晶体管的缩写），它是一种半导体器件，作为控制阀，为各个像素提供适当的电压。然后光源经过偏振作用改变光的通过量，也就是说在光不变的情况下，它只是单纯的改变光的通过量来调节颜色和强弱的，也就是一种遮光原理。
LCD的结构
来源：japan display
而OLED的工作原理是使电流流过有机化合物，来点亮单个像素。我们在阳极与阴极之间施加一个电位差，当电流开始流动时，阴极从电源接收电子，而阳极失去电子。电子使发光层带负电（类似于n型材料），而导电层带正电（类似于p型材料），空穴比电子具有更大的迁移率，因此它们从导电层到发射层会越过边界。当一个空穴遇到一个电子时，就会以光子的形式释放能量，因此只要保持电流流动，OLED就会产生连续的光。
这样做就会有很多优点，比如出色的对比度，更鲜艳的色彩饱和度和更高的效率。
OLED发光原理图
暗黑模式有什么用？
What's the use of Dark Mode?
暗黑模式有没有什么直接的作用？你还别说，还真有。暗黑模式可以节省OLED显示器的电量。从电池电量的角度来说，在具有OLED显示屏的设备上，暗黑模式其实优于明亮模式的。这是由OLED屏幕的工作方式导致的。
难道是看不起我黄底红字？
在OLED显示屏上，当一个像素是纯黑色（偏离一点点都不行）的时候，该像素将会被关闭并且不消耗能量，这时如果显示屏显示的是大面积的黑色像素，将会大大降低显示屏消耗的电量。而对于传统的显示器，背光始终是被点亮的，无论此时像素显示的是黑色、白色还是其他什么颜色，都会消耗相同的能量。
有点意思
换句话说，使用OLED显示器，显示黑色屏幕的白色文本要比白色屏幕的黑色文本更省电。不过这里面有一点要注意，只有像素完全是黑色的（十六进制为#000000），才会省电。如果像素只是非常深的灰色或虽然非常黑但是不是纯黑的像素的时候，就不会看到省电的效果。
出于美观的原因，许多深色模式会用深灰色，而不是OLED真正能省电所要求的纯黑色。
这种程度的灰色可不会省电哦~
所以暗黑模式到底可以节省多少电量呢？
在去年的Android开发者大会上，在OLED屏幕上使用官方应用，一个开启暗黑模式，一个没有开启暗黑模式，结果显示暗黑模式有显著的节能效果。在50%的亮度下，暗黑模式与正常模式相比，可以节省大约14%的电量；当屏幕亮度为100%时，暗黑模式与正常模式相比，可以节省差不多60%的屏幕所消耗的电量。
暗黑模式确实省电
来源：2018年安卓开发者大会
那这个模式除了省电，还有没有其他什么作用？比如：对阅读体验来说……
暗黑模式对眼睛有没有好处？
Is dark mode good for the eyes?
其实，平时晚上趴在被窝里打开手机app的时候，总会弹出来：
请问是否开启暗黑（夜间）模式吗？
在床上玩手机的小编
而对小编这种重度手机依赖患者来说（白天肯定没有划水，只是看时间的），肯定是全天候的夜间模式，至于夜间模式对眼睛的刺激到底有没有小很多，小编最近貌似找到了答案。
暗黑模式在弱光环境下非常有用。晚上躺在床上扣手机时，肯定黑色背景阅读白色文本要好很多，因为白色背景由于屏幕发射的光较多可能会有些刺眼，而且也可能会刺到舍友的眼睛，至于后果，等我晚上试试再来告诉你们。
可能会被亮瞎的舍友
当然，在晚上降低屏幕亮度，同时又眯起眼睛来扣手机的话，进入眼睛的光就会变少，对眼睛的损害也会相应的降低，就是有一点不好，样子看起来会很怪，体验可能也不是很好。
喂，我干嘛要眯起眼睛扣手机
其实暗黑模式还有其他一些优势。它可以改善弱视用户对明亮光线的敏感性。比如：某些人有“畏光症”，明亮的背景光可能会引发偏头痛，那么此时暗黑模式就可以帮助这些人使用手机。还有一些人由于视力问题，他们在深色背景上阅读明亮的文本会更加容易，这也是在暗黑模式流行之前，一些手机上有“反转颜色”这一功能的原因。
尽管许多人在灰暗的条件下使用暗黑模式会感到更舒适，但是还是需要因人而异的。人类天生是昼行性动物，因此，还是更习惯在亮光下看黑色，而不是像暗黑模式一样相反。
可能有些怕光
根据美国验光协会的数据，散光是一种非常普遍的现象。而散光患者阅读“白板黑字”比阅读“黑板白字”更难。
不过暗黑模式是好是坏，还没有一个确定的定论，只要你用着舒服就好了。
其实，省电仅仅是我换暗黑模式的一个“小”原因，而主要原因竟然是：
换成暗黑模式，我看着爽啊！
带上墨镜的小编，准备继续扣手机
部分图片来源于网络
参考文献：
[1] Liquid Crystal Displays-circuitstoday
[2] OLEDs (Organic LEDs) and LEPs-explainthatstuff
[3] Here‘s when a dark theme can save battery power
[4] Amblyopia-维基百科
编辑：井上菌
来源：中科院物理所
转载文章：
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