为什么手机的屏幕会自动调节亮度?

发布网友发布时间：2024-01-06 19:16

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热心网友时间：2024-04-09 22:02

自动亮度的原理很简单：手机中有一个光源感应器，系统根据光源感应器的感光强度来调整屏幕亮度。问题的关键点在于对于某个感光强度，什么屏幕亮度是合适的。

首先看一下原生系统的实现，系统中有一张预设的表（以G7为例）

当感光强度的值位于某个区间的时候，屏幕亮度为该区间对应的值。举例来说，当感光强度为800时，查表位于[400, 1000)这个区间，相对应的屏幕亮度为70。

并且在原生系统的实现中，屏幕亮度是只变亮不变暗。系统中维护一个当开启屏幕后感光强度的最大值，屏幕亮度始终保持在这个最大值对应的屏幕亮度。只有当关闭屏幕后，才重新开始计算最大值。这就是为什么大家发觉到暗处后屏幕并不会自动变暗，而是要关闭屏幕后再开启屏幕才能自动变暗。

用一句话来总结原生系统的实现，就是很黄很暴力。

接着调查一下CM的实现，CM的中有很多和自动亮度相关的设置，但是最关键的一项设置就是允许用户去定制系统预设的表。
用户可以任意去修改感光强度的区间范围以及个数，以及某个区间对应的自动亮度。以下表为例：

用户修改[1000, 3000)这一区间对应的屏幕亮度为120.此后当感光强度位于这一区间时，屏幕亮度的值始终为120。

对于屏幕只变量不变暗的问题，CM也提供了相应的设置，使得一段时间内，屏幕可以自动变暗，这一点我会在下面MIUI的实现中详细展开。

用一句话来总结CM系统的实现，就是很好很强大。

最后回归到MIUI的实现，首先必须提到MIUI的一个宗旨“易用，人性化"。在开始设计自动亮度的时候也是围绕这个宗旨而来的。CM的确提供了最详细的设置和最完备的功能，一切交给用户。但是一般认为绝大多数小白用户不知道如何去使用这些，甚至很难理解这些功能是干嘛的，过于复杂。希望能够提供一个解决方案，即缺省的自动亮度能够满足绝大多数用户的需求，同时有一个简单的方式使得用户可以调节。这个简单的方式就像用户调节手动亮度一样。实现大略是：

（1）在MIUI中，采用了一个理论模型，这个模型是感光强度的平方根和屏幕亮度成线性关系。

如上图所示，X轴是亮度，Y轴是感光强度的平方根，其中当感光强度值为10000（平方根值为100）对应的屏幕亮度为255，0对应了0。在这之间的满足一个线性关系，比如说如果感光强度值为6400（平方根值为80），计算出的屏幕亮度为200。在1.14的版本中模型与此稍有出入，当时是先获取光源感应器能感应的最大感光强度，这个最大值对应了最高屏幕亮度。对于N1和G7，这个值是10240。对于MS，这个值是27000。这样对于MS来说，缺省的自动亮度会偏暗。后来查阅相关资料修正为这个模型，一般来说在白天日光照射下感光强度为10000左右，这个强度应该对应屏幕最亮，当超过这个强度后，屏幕一直保持最亮。

（2）采用了这个模型后，还提供用户在设置中调节当前感光强度对应的亮度，比如说当前感光强度为6400，亮度修改为220，模型就变化成为：

原有的一条直线变成两个线段，这样当以后感光强度为6400时，亮度就自动为220。其它的感光强度也相应的加以修正。有了这个模型，可以真正的自动亮度了，感光强度一变化，亮度就能跟着变化。
光源感应器是非常敏感的，当轻轻的晃动一下手机或者头往前凑点，感光强度马上改变，这样屏幕就会忽亮忽暗。这是无法忍受的，这个时候明白了为啥原生系统只变亮不变暗了，就是为了防止这个情况的发生。

（3）这个时候，必须找到一个既可变亮也可变暗，同时不能让屏幕亮度变来变去的办法。一开始的想法很简单，当发现感光强度变化比较大的时候，就开始变暗。但是这个想法也被证实太天真了，光源感应器实在太脆弱了，哪怕在室内开着灯的情况下，当把手机翻转过来的时候，感光强度为10，这个强度一般是非常暗的环境下的感光强度。这样的话，手机屏幕亮度还是会变来变去，在咨询光源感应器的生产厂商得知这个在硬件中变化就是这样，无法改变。采取了一个折衷的方案，在一段时间内，开始采样，记录感光强度所有的变化值，如果在这段时间内，所有记录的感光强度值都比较低，屏幕会开始自动变暗。对于到更亮的环境下，原理是一样的，这可以防止屏幕亮度的突变。CM提供设置让用户是否采样，采样的持续时间是多长，采样的间隔是多久。采用了3秒作为采样时间，并且根据感光强度的变化自动调节采样间隔。经过测试，加上亮度可调节，应该能在避免复杂设置的情况下满足要求。一个看似简单问题的背后并不简单。