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Brilho adaptável

O brilho adaptável é o brilho da tela definido automaticamente pelo sistema em resposta à leitura do sensor de luz ambiente. O brilho adaptável fornece aos usuários uma experiência de exibição mais responsiva em que o brilho se adapta automaticamente ao ambiente do usuário.

Novidades no Windows 11

  • A implementação do brilho automático foi radicalmente simplificada para os OEMs que desejam integrar sensores de luz ao Windows 11, usando um novo paradigma: uma curva de resposta à luz ambiente (ALR) segmentada. Para obter mais informações, consulte Alterações na curva de resposta de luz ambiente para o Windows 11.

  • O novo método não depende da curva lux-to-brightness configurável anterior do OEM. A curva padrão é mais estável e confiável, além de ser mais fácil de integrar.

  • As páginas de configurações têm novos visuais. As atualizações para a página de configurações de exibição são indicadas neste artigo. Há uma alternância de usuário para o CABC (Content Adaptive Brightness Control).

As seguintes melhorias no Windows 10 versão 1903 (19H1) ainda estão em vigor:

  • O brilho automático é habilitado por padrão
  • Os usuários podem controlar o brilho usando o controle deslizante da central de ações
  • Parâmetros de configuração do registro de brilho adaptável

Otimizando as etapas e transições de brilho de exibição

O número de níveis de brilho que um dispositivo de exibição expõe é importante. Duas abordagens são possíveis:

  1. Baseado em porcentagem: controlando o brilho usando valores percentuais, oferecendo suporte a 101 níveis (zero a 100) de controle de luz de fundo.
  2. Baseado em nits (recomendado): o controle do brilho usando valores em nits permite um controle refinado dos níveis de luz de fundo. Portanto, permite transições de brilho muito suaves e precisas.

O Windows detecta o tipo de interface de brilho exposto pelo driver de exibição e seleciona o mais apropriado. Se um driver de exibição expor apenas a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, o sistema controlará o brilho usando valores percentuais. Se um driver de exibição expor a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, o Windows 10, a versão 1809 e posterior controlarão o brilho usando valores de nits. A interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 é ignorada em versões do Windows de nível inferior. Se as interfaces DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2 e DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 forem expostas pelo driver de exibição, o Windows 10, versão 1809 e posterior controlarão o brilho usando valores de nits. As versões de nível inferior do Windows controlarão o brilho usando valores percentuais.

Considerações sobre brilho e exibição

Se o sistema suportar a configuração de brilho em nits, fazendo com que a unidade da tela ajuste a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, a tela deverá ser calibrada corretamente. A calibragem deve ser executada em várias intensidades medindo valores de nits com um medidor de nits de alta qualidade em diferentes locais da exibição enquanto exibe um plano de fundo branco. As ferramentas para medir o brilho da exibição são chamadas de medidores de luminância ou medidores de brilho e estão disponíveis para compra de fornecedores de equipamentos eletrônicos e varejistas online.

A implementação de exibição deve ser cuidadosamente otimizada. Especificamente:

  • Verifique se a exibição é capaz de escurecer suavemente em todos os níveis de brilho acessíveis.
  • Níveis suficientes de brilho de tela devem ser ajustados para garantir uma atenuação suave. Pelo menos 101 níveis são recomendados.

Controle do brilho usando valores em nits

A partir do Windows 10, versão 1809, o sistema controlará o brilho usando nits em dispositivos nos quais os drivers de tela ajustam a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3. O nit (candela por metro quadrado) é uma unidade de luminância do Sistema Internacional de Unidades (SI). Quando um dispositivo tem uma exibição calibrada corretamente e um sensor calibrado corretamente, o controle de brilho deve funcionar fora da caixa. Não há necessidade de nenhuma curva ALR nesses dispositivos.

Para esses sistemas, é fundamental que os sensores de luz e a exibição sejam calibrados com precisão. O Windows 10, versão 1809, tolera pequenas imprecisões que podem ocorrer durante o processo de fabricação desses sistemas. A colocação dos componentes, a transparência do vidro e fatores semelhantes pode influenciar muito o lux e os nits. Portanto, a calibragem em sistemas de brilho baseados em nits deve ser feita pelo menos uma vez com o design do fator forma final em vez de fazer calibragem em fatores forma de desenvolvimento e aplicar o resultado ao fator forma final.

A calibragem por dispositivo durante a produção de cada dispositivo fornece os melhores resultados finais.

Controlando o brilho usando valores percentuais

Os sistemas que não dão suporte ao controle de brilho de nits devem dar suporte a valores percentuais. Em sistemas de porcentagem, é necessário um mapeamento entre os percentuais de luz de fundo e os valores de luminância. O mapeamento das porcentagens de iluminação de fundo para valores de luminância deve seguir um padrão exponencial. Em sistemas de brilho baseados em nits, uma vez que cada nível de nit deve ser calibrado, uma porcentagem de caixa de entrada para o mapeamento de nits é fornecida. Esse percentual de caixa de entrada para o mapeamento de nits usa pesquisa de visão humana e ciência de cores para fornecer um controle deslizante de brilho perceptuamente linear. Desde que os níveis nit sejam calibrados corretamente conforme descrito em DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, a diferença de luminância perceptual entre zero por cento e 1% será automaticamente equivalente à diferença de luminância perceptual entre 1% e 2%e assim por diante.

A visão humana é mais sensível a pequenas alterações na saída de brilho da tela em níveis de luz baixos, portanto, mais níveis de luz de fundo devem ser alocados para o intervalo de brilho inferior para acomodar transições mais suaves. A diferença entre 1% e 2% em nits deve ser menor do que a diferença de 10% e 11%, por exemplo. Isso significa que 50% da luminância máxima da tela não será mapeada para o nível de luz de fundo de 50%.

Para uma experiência de usuário aceitável, o nível mais baixo de brilho (0%) deve resultar em uma exibição baixa, mas legível. Os usuários podem entrar em situações inextricáveis ao definir o brilho como 0% em dispositivos que mapeiam esse valor para 0 nits, pois os controles para iluminar a tela não são mais visíveis. A tela deve ser suficientemente brilhante em 0% para que o usuário interaja com a interface na tela. Em dispositivos que dão suporte à interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, 0% é automaticamente restrito a um mínimo de 5 nits pelo Windows.

Alterações na curva de resposta de luz ambiente para Windows 11

Algumas preocupações foram levantadas em relação à implementação do Windows 10 de brilho adaptável:

  • Leituras ruins do sensor de luz ambiente, especialmente em ambientes muito escuros ou muito brilhantes
  • Painéis de tela que não conseguem se adaptar a cada porcentagem ou nits-value
  • Dificuldade para encontrar o lux ideal para mapeamento de nits

Essas preocupações resultam em:

  • Flutuações contínuas no brilho da exibição devido à imprecisão do sensor de luz ambiente (ALS)
  • Pequenas alterações em nits proeminentes em ambientes de baixa iluminação

Para resolver esses problemas, a resposta de luz ambiente foi alterada para usar uma curva em buckets. Os mapeamentos de valor padrão entre buckets lux e porcentagens de brilho de tela são mostrados na tabela abaixo. Os OEMs podem desativar a curva bucketizada com opções de personalização e usar a curva mais antiga.

Bucket Min Lux Lux máx. Porcentagem
1 0 10 10
2 5 50 25
3 15 100 40
4 60 300 55
5 150 400 70
6 250 650 85
7 350 2000 100
8 1000 7000 115
9 5000 10.000 130

A imagem a seguir compara as alterações na curva ALR padrão do Windows 10 ao Windows 11. Um exemplo de curva padrão está à esquerda, e uma curva padrão dividida em segmentos para o Windows 11 está à direita. As curvas ilustradas abaixo são apenas exemplos de curvas que podem ser definidas como padrões. A curva padrão real para um dispositivo depende de vários fatores e pode variar dependendo do fabricante do dispositivo.

dois gráficos comparando alterações à curva ALR padrão.

Nota

Sistemas atualizando do Windows 10 para o Windows 11: nenhuma alteração no hardware ou firmware fora dos requisitos de brilho adaptável existentes do Windows 10, essas são alterações internas no Windows 11. Os sistemas compatíveis com brilho adaptável do Windows 10 existentes implementarão a nova curva em buckets quando atualizados para o Windows 11.

Visão geral funcional do brilho automático em bucket

Para reduzir as flutuações frequentes do brilho de tela em resposta às leituras flutuantes de ALS, introduzimos o brilho automático em buckets. Uma faixa de valores de lux é mapeada para um único valor percentual de brilho alvo. O brilho da tela é então ajustado para a porcentagem alvo. Em dispositivos baseados em interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, o percentual de destino é usado como está. Em dispositivos baseados em interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, a porcentagem de destino é convertida no valor correspondente em nits e utilizada. Com base em nossos experimentos em várias condições de iluminação, os intervalos de lux são particionados em sete buckets sobrepostos diferentes e são designados a um destino de brilho de tela correspondente. Uma leitura de ALS é mapeada para um brilho de destino usando esta tabela de pesquisa. Os buckets introduzem o efeito de histerese necessário que impede flutuações no brilho de tela para alterações não significativas nas leituras de ALS. A sobreposição ajuda nas transições suaves entre os buckets quando a leitura de ALS muda drasticamente.

O brilho automático em buckets sempre começa com o segundo bucket, 55% de brilho de tela de destino, pois essa é a condição de iluminação mais comum que os usuários experimentam. À medida que o brilho muda, a transição de destino se move para o bucket superior ou inferior correspondente. O controle deslizante é animado em resposta às transições do bucket.

Veja uma sequência de eventos de exemplo com a curva ALR da caixa de entrada em buckets:

Fluxograma mostrando a sequência de eventos em uma curva ALR em buckets.

Para essa sequência, o brilho só subiu e baixou duas vezes no geral, embora a luz ambiente flutuasse com frequência.

O dispositivo começa no segundo bucket. Quando o sensor flutua de 40 a 90 lux, a porcentagem de brilho nunca muda, pois 40 e 90 lux pertencem ao segundo bucket.

Quando o sensor relata um exemplo de 20 lux, o dispositivo vai para o primeiro bucket, pois 20 lux não está mais no segundo bucket. O brilho é então estabilizado para alguns valores lux. Observe que os valores 90 e 40 lux não movem o brilho de volta para o segundo bucket, pois esses valores existem no primeiro bucket.

Quando o sensor relata uma amostra de 200 lux, o dispositivo vai para o segundo compartimento, porque 200 lux excede o valor máximo de lux do primeiro compartimento.

Cenários ao ar livre

Alguns dispositivos nits dão suporte a intervalos de aumento. Isso significa que o brilho pode exceder 100% se o brilho automático permitir. Ao definir o sexto e o sétimo buckets após 100%, eles serão disparados quando os usuários entrarem em luz solar direta em dispositivos que dão suporte a intervalos de aumento.

Cenários extremamente sombrios

Muitos sensores não lidam bem com cenários muito escuros, enviando valores de ALS flutuantes. Como o bucket mais baixo sobe para 100 lux, o brilho não deve mudar com frequência nesses ambientes escuros.

Chaves de registro de brilho automático

As personalizações OEM mencionadas nesta seção são referentes à seguinte chave do Registro no Windows 11:

Computer\HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\AdaptiveDisplayBrightness\{23B44AF2-78CE-4943-81DF-89817E8D23FD}

Chave Formato Uso
AutobrightnessLuxToNitsCurve REG_SZ LUT para a leitura de lux de ALS para a curva de nits de destino. Exemplo: "1:8,2:25,5:35,10:60,20:90,40:90,100:130,400:170,700:200,2000:400,3000:500,4500:700"

Histerese de brilho para a curva ALR personalizada no Windows 11

A maioria dos sistemas aproveitará uma curva de brilho automático em buckets por padrão no Windows 11. A histerese e as transições não serão usadas na curva compartimentada padrão. Os parâmetros a seguir devem ser usados quando um OEM aceita usar uma curva ALR personalizada.

Chave Formato Uso
UpperBrightnessHysteresisLut REG_SZ LUT para o valor limite de histerese de brilho de limite superior. Exemplo: "10000:50000,20000:40000,50000:10000" representa um LUT definido por (entrada 10000 milinits, histerese 50000 milinits), (20000, 40000) e (50000, 100000) nessa ordem específica.
LowerBrightnessHysteresisLut REG_SZ LUT para o valor limite de histerese de brilho de limite inferior.

Transições de brilho para curva ALR personalizada no Windows 11

Chave Formato Uso
MinBrightnessTransitionNitDelta REG_DWORD Delta mínimo de nit necessário para disparar uma transição de brilho definida em milinits
DefaultBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Tempo interno de transição de brilho padrão entre dois pontos de transição definidos em milissegundos
MinBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Tempo interno de transição de brilho mínimo entre dois pontos de transição definidos em milissegundos
MaxBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Tempo interno de transição de brilho máximo entre dois pontos de transição definidos em milissegundos

Casos de teste

Esta seção discute o teste do sensor de luz ambiente.

Calibração de ALS

Verifique se o sensor de luz ambiente está calibrado corretamente para um determinado conjunto de luzes ambientes. Verifique se as leituras de lux do sensor são precisas.

A calibragem de ALS se aplica a

Todos os sistemas que dão suporte ao brilho adaptável

Configuração e ferramentas de calibração do ALS

  • Uma fonte controlável (dimmable) de luz capaz de gerar diferentes níveis de lux
  • Um medidor de luz medindo a luz em lux
  • MonitorBrightnessApp ou SensorExplorer para visualizar os valores relatados pelo sensor de luz ambiente

Procedimento de teste de calibragem do ALS

  1. Defina o medidor de luz ao lado do dispositivo. O medidor de luz deve estar o mais próximo possível do sensor de luz ambiente sem interagir negativamente com ele.
  2. Inicie o MonitorBrightnessApp
  3. Em uma sala escura, use a fonte de luz para alterar o nível de luz ambiente para diferentes níveis de lux
  4. Leia o medidor de lux e o valor relatado pelo MonitorBrightnessApp. Os valores devem ser idênticos

Variações de teste de calibração do ALS

  1. Use diferentes tipos de luzes controláveis, como luzes incandescentes, CFL e LED
  2. Usar ângulos diferentes

Avaliação de calibragem de ALS (aprovação ou reprovação)

Os valores lux relatados pelo MonitorBrightnessApp devem ser idênticos aos valores relatados pelo medidor de luz.

Notas sobre a triagem de calibragem de ALS

Trabalhe com o fabricante de hardware do sensor para entender como calibrar o sensor.

Granularidade de ALS

Certifique-se de que as alterações do sensor de luz ambiente estejam refinadas e sem atraso

A granularidade de ALS se aplica a

Todos os sistemas que dão suporte ao brilho adaptável

Configuração e ferramentas de granularidade de ALS

  • Use uma fonte de luz com um dimmer controlável para aumentar e reduzir a luz ambiente. A fonte de luz deve ser capaz de aumentar e diminuir suavemente a luz.
  • Use MonitorBrightnessApp na pasta BrightnessTests para visualizar a resposta do sensor de luz ambiente.

Procedimento de teste de granularidade de ALS

  1. Em uma sala escura, use o dimmer para aumentar suavemente o nível de luz para cima e para baixo
  2. Use o MonitorBrightnessApp para visualizar a resposta do sensor de luz ambiente. A resposta deve corresponder às alterações aplicadas ao dimmer.

Avaliação da granularidade de ALS (aprovação ou reprovação)

A resposta do sensor de luz ambiente deve corresponder de perto às alterações aplicadas ao dimmer. Uma alteração linear no dimmer deve resultar em uma resposta linear do sensor de luz ambiente. A resposta de ALS não deve ser discreta. Uma alteração no dimmer deve ser imediatamente visível no MonitorBrightnessApp sem atraso.

Notas sobre a triagem de granularidade de ALS

Trabalhe com o fabricante de hardware do sensor para entender como as transições do sensor de luz ambiente podem ser suavizadas e como os atrasos podem ser reduzidos.

Transições do sono

Verifique se o sensor de luz ambiente ainda está funcional ao sair do sono ou quando a tampa é aberta.

Transições de modo de suspensão se aplicam a

Todos os sistemas que dão suporte ao brilho adaptável

Configuração e ferramentas de transições do modo de suspensão

Procedimento de teste de mudanças de estado de repouso

  1. Em uma sala escura, ligue o dispositivo ou abra a tampa.
  2. Use o MonitorBrightnessApp para visualizar a leitura do sensor de luz ambiente. Verifique se o sensor lê um valor de lux baixo.
  3. Mantenha o MonitorBrightnessApp em execução nas etapas a seguir
  4. Fechar a tampa ou desativar o dispositivo
  5. Ative a luz, verifique se a luz ambiente está brilhante
  6. Abrir a tampa ou ativar o dispositivo
  7. Conecte-se à área de trabalho e observe o valor no MonitorBrightnessApp. O valor lux deve refletir de forma imediata a luz real do ambiente.

Avaliação das transições do modo de suspensão (aprovação ou reprovação)

O sensor de luz ambiente deve enviar uma leitura de exemplo ao sair do modo de espera conectado ou quando a tampa for aberta.

Notas sobre a triagem de transições do modo de suspensão

Trabalhe com o fabricante de hardware do sensor para entender como o sensor de luz ambiente pode ser corrigido.

Transições suaves

Verifique se o painel de exibição altera suavemente o brilho.

Transições suaves se aplicam a

Todos os sistemas que dão suporte ao brilho adaptável

Configuração e ferramentas de transições suaves

  • Use o script BrightToDim.ps1, encontrado na pasta BrightnessTests, para aumentar e reduzir linearmente o brilho. Altere o brilho do dispositivo para manual. O script reduzirá o brilho da tela de 100 para 0.
  • Opcional: use um medidor de brilho (nits) para medir o brilho da tela

Procedimento de teste de transições suaves

  1. Verifique se a tela está exibindo o máximo de branco possível Por exemplo, abra o Bloco de Notas e maximize-o na tela.
  2. Inicie o script BrightToDim.ps1 e observe o comportamento da tela. A tela deve fazer a transição o mais suave possível, sem nenhum salto de brilho.

Avaliação das transições suaves (aprovação ou reprovação)

O brilho da tela deve fazer a transição suave para cima e para baixo, não deve haver nenhum salto visível no brilho.

Notas sobre a triagem de transições suaves

Trabalhe com o fabricante de hardware para entender como as alterações de brilho do painel de exibição podem ser suavizadas.

Consulte também