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Brilho adaptativo

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

Novo no Windows 11

  • A solução para o brilho automático foi radicalmente simplificada para OEMs que desejam integrar sensores de luz no Windows 11, utilizando um novo paradigma: uma curva segmentada de resposta à luz ambiente (ALR). Para obter mais informações, consulte Alterações na curva de resposta à luz ambiente para Windows 11.

  • O novo método não depende da anterior curva lux-para-brilho configurável pelo OEM. A curva padrão é mais estável e confiável, além de mais fácil de integrar.

  • As páginas de configurações têm novos elementos visuais. As atualizações para a página Configurações de vídeo são anotadas neste artigo. Há um interruptor do utilizador para o Controlo de Brilho Adaptativo de Conteúdo (CABC).

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

  • O brilho automático está ativado por padrão
  • Os usuários podem controlar o brilho usando o controle deslizante da central de ações
  • Parâmetros de configuração do Registro de brilho adaptativo

Otimizando as etapas e transições de brilho da tela

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

  1. Baseado em porcentagem: Controle de brilho usando valores percentuais, suportando 101 níveis (zero a 100) de controle de luz de fundo.
  2. Com base em nits (recomendado): Controlar o brilho usando valores de nits permite um controle preciso dos níveis de luz de fundo. E, portanto, permite transições de brilho muito suaves e precisas.

O Windows deteta o tipo de interface de brilho exposta pelo driver de vídeo e seleciona a mais apropriada. Se um driver de vídeo expõe apenas a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, o sistema controlará o brilho usando valores percentuais. Se um driver de vídeo exponha a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, Windows 10, versão 1809 e posteriores controlam o brilho usando valores de nits. A interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 é ignorada em versões de nível inferior do Windows. Se as interfaces DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2 e DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 forem expostas pelo controlador de vídeo, o Windows 10, versão 1809 e posteriores, controlará o brilho utilizando os 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 definição de brilho em nits ao permitir que o controlador de vídeo exponha a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, o ecrã deve ser calibrado corretamente. A calibração de luminosidade deve ser realizada em várias intensidades, medindo os valores de nits com um medidor de nits de alta qualidade em diferentes locais do visor enquanto é exibido um fundo branco. As ferramentas para medir o brilho da tela são chamadas de medidores de luminância ou medidores de brilho, e estão disponíveis para compra de fornecedores de equipamentos eletrônicos e varejistas on-line.

A implementação do display deve ser cuidadosamente otimizada. Mais especificamente:

  • Certifique-se de que o ecrã é capaz de escurecer suavemente em todos os níveis de brilho acessíveis.
  • Devem ser expostos níveis de brilho do ecrã suficientes para garantir um escurecimento suave. Pelo menos 101 níveis são recomendados.

Controlando o brilho usando valores de nits

A partir do Windows 10, versão 1809, o sistema controlará o brilho usando nits em dispositivos cujo driver de vídeo expõe 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 um visor devidamente calibrado e um sensor devidamente calibrado, o controle de brilho deve funcionar fora da caixa. Não há necessidade de qualquer curva ALR nestes dispositivos.

Para estes sistemas, é fundamental que os sensores de luz e o visor 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 podem ter uma grande influência nos lux e nos nits. Portanto, a calibração em sistemas de brilho baseados em nits deve ser feita pelo menos uma vez com o design final, em vez de fazer a calibração em formatos de desenvolvimento e aplicar o resultado ao formato final.

A calibração por dispositivo durante a produção de cada dispositivo proporciona os melhores resultados finais.

Controlando o brilho usando valores percentuais

Os sistemas que não suportam o controlo de luminosidade em nits devem suportar valores percentuais. Em sistemas percentuais, é necessário um mapeamento entre as percentagens de luz de fundo e os valores de luminância. O mapeamento das percentagens de luz de fundo para valores de luminância deve seguir um padrão exponencial. Em sistemas de brilho baseados em nits, uma vez que se espera que cada nível de nit seja calibrado, uma porcentagem da caixa de entrada para o mapeamento de nits é fornecida. Esta percentagem de entrada para mapeamento de nits usa a visão humana e a pesquisa da ciência das cores para fornecer um controle deslizante de brilho percetivamente linear. Desde que os níveis de nit sejam calibrados corretamente como descrito no DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, a diferença de luminância percetiva entre zero por cento e 1% será automaticamente equivalente à diferença de luminância percetiva entre 1% e 2%, e assim por diante.

A visão humana é mais sensível a pequenas mudanças na saída de brilho da tela em baixos níveis de luz, portanto, mais níveis de luz de fundo devem ser alocados para a faixa de brilho mais baixa 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 serão mapeados para o nível de luz de fundo de 50%.

Para uma experiência de utilizador aceitável, o nível mais baixo de brilho (0%) tem de resultar num ecrã baixo, mas legível. Os usuários podem entrar em situações inextricáveis ao definir o brilho para 0% em dispositivos que mapeiam esse valor para 0 nits, já que os controles para iluminar a tela não são mais visíveis. O ecrã deve ser brilhante o suficiente em 0% para que o utilizador interaja com a interface gráfica. Em dispositivos que suportam a interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, 0% é automaticamente restrito a um mínimo de 5 nits pelo Windows.

Alterações na curva de resposta à luz ambiente para Windows 11

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

  • Leituras deficientes do sensor de luz ambiente, especialmente em ambientes muito escuros ou muito brilhantes
  • pt-PT: Painéis de exibição que não conseguem adaptar-se a cada porcentagem ou valor de nits
  • Dificuldade em encontrar o mapeamento óptimo de lux para nits

Estas preocupações resultam em:

  • Flutuações contínuas no brilho do ecrã devido à imprecisão do sensor de luz ambiente (ALS)
  • Ligeiras alterações nos detalhes proeminentes em ambientes com pouca iluminação

Para resolver estas preocupações, a resposta da luz ambiente foi alterada para usar uma curva segmentada. Os mapeamentos de valores padrão entre buckets lux e porcentagens de brilho da tela são mostrados na tabela abaixo. Os OEMs podem optar por sair da curva bucketizada por meio de opções de personalização e usar a curva mais antiga.

Balde Min Lux Max Lux Percentagem
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 10000 130

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

Dois gráficos comparando as alterações na curva ALR padrão.

Observação

Atualização de sistemas do Windows 10 para o Windows 11: Nenhuma alteração no hardware ou firmware fora dos requisitos de brilho adaptável existentes do Windows 10, estas são alterações internas no Windows 11. As sistemas do Windows 10 existentes, que têm capacidade para brilho adaptativo, passarão a usar a nova curva segmentada quando forem atualizados para o Windows 11.

Visão geral funcional do brilho automático agrupado

Para reduzir as frequentes flutuações de brilho do ecrã em resposta a leituras variáveis do sensor ALS, introduzimos o brilho automático estratificado. Um intervalo de valores lux é mapeado para um único valor percentual de brilho alvo. O brilho da tela é então transferido para o valor percentual de destino. Em dispositivos baseados na interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, a porcentagem alvo é usada tal como está. Nos dispositivos baseados na interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, a porcentagem de destino é convertida no valor de nits correspondente e usada. Com base nos nossos experimentos em várias condições de iluminação, as faixas de lux são divididas em sete intervalos diferentes sobrepostos e atribuído um nível de brilho do ecrã correspondente. Uma leitura da ELA é mapeada para um brilho alvo usando esta tabela de pesquisa. Os baldes introduzem o efeito de histerese necessário que impede flutuações no brilho do visor para alterações não significativas nas leituras da ELA. As caçambas sobrepostas ajudam com transições suaves entre as caçambas quando a leitura ALS muda amplamente.

O brilho automático em níveis sempre começa com o segundo nível, 55% de brilho da tela alvo, pois essa é a condição de iluminação mais comum que os utilizadores enfrentam. 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 de bucket.

Aqui está uma sequência de exemplo de eventos com a curva ALR agrupada da caixa de entrada.

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

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

O dispositivo começa no segundo bucket. Quando o sensor flutua de 40-90 lux, a percentagem de brilho nunca muda, uma vez que 40 e 90 lux pertencem ambos à segunda caçamba.

Quando o sensor relata uma amostra de 20 lux, o dispositivo vai para o primeiro balde, pois 20 lux não está mais no segundo balde. O brilho é então estável para um par de valores lux. Observe que os valores de 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 a segunda caçamba, pois 200 lux excede o valor máximo de lux da primeira caçamba.

Cenários ao ar livre

Alguns dispositivos suportam faixas de nits. Isto significa que o brilho pode exceder 100% se o brilho automático o permitir. Ao definir o sexto e sétimo baldes acima de 100%, estes baldes serão acionados quando os utilizadores estiverem sob luz solar direta em dispositivos que suportam intervalos de aumento.

Cenários extremamente sombrios

Muitos sensores não lidam bem com cenários muito escuros, enviando valores flutuantes de ELA. Como a faixa mais baixa vai até 100 lux, o brilho não deve mudar com frequência nesses ambientes escuros.

Chaves de registo de brilho automático

As personalizações OEM mencionadas nesta seção dizem respeito 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 Utilização
AutobrilhoLuxToNitsCurve REG_SZ A leitura LUT para ALS lux para atingir a curva de lêndeas. 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 curva ALR personalizada no Windows 11

A maioria dos sistemas aproveitará uma curva de brilho automático bucketizada por padrão no Windows 11. A histerese e as transições não serão utilizadas na curva agrupada padrão. Os seguintes parâmetros devem ser usados quando um OEM opta por usar uma curva ALR personalizada.

Chave Formato Utilização
Histerese de Brilho SuperiorLut REG_SZ A LUT que define o limiar de histerese de brilho do limite superior. Exemplo: "10000:50000,20000:40000,50000:10000" representa uma LUT definida por (input 10000millinits, hysteresis 50000millinits), (20000, 40000) e (50000, 100000) nessa ordem específica
BaixaLuminosidadeTabelaHisterese REG_SZ A LUT para o limiar de histerese de brilho do limite inferior.

Transições de brilho para curva ALR personalizada no Windows 11

Chave Formato Utilização
MinBrightnessTransitionNitDelta REG_DWORD Delta mínimo de nit necessário para desencadear uma transição de brilho definida em millinits
IntervaloPadrãoDeTransiçãoDeBrilho REG_DWORD Tempo interno de transição de brilho padrão entre dois pontos de transição definidos em milissegundos
IntervaloMínimoDeTransiçãoDeBrilho REG_DWORD Tempo interno mínimo de transição de brilho entre dois pontos de transição definidos em milissegundos
IntervaloMáximoParaTransiçãoDeBrilho REG_DWORD Tempo interno máximo de transição de brilho entre dois pontos de transição definidos em milissegundos

Casos de teste

Esta seção discute o teste do sensor de luz ambiente.

Calibração ALS

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

A calibração da ALS aplica-se a

Todos os sistemas suportam brilho adaptativo

Configuração e ferramentas de calibração ALS

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

Procedimento de ensaio de calibração ALS

  1. Defina o medidor de luz ao lado do dispositivo. O contador 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 ajustar a iluminação do ambiente a diferentes níveis de lux.
  4. Leia o medidor de lux e o valor relatado pelo MonitorBrightnessApp. Os valores devem ser idênticos

Variações do teste de calibração ALS

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

Avaliação da calibração da ALS (aprovação ou reprovação)

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

Notas de triagem de calibração ALS

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

Granularidade da ALS

Certifique-se de que as mudanças no sensor de luz ambiente são minuciosas, sem demora.

A granularidade da ALS aplica-se a:

Todos os sistemas suportam brilho adaptativo

Configuração de granularidade e ferramentas ALS

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

Procedimento de teste de granularidade ALS

  1. Em uma sala escura, use o dimmer para aumentar e diminuir suavemente o nível de luz
  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 da ALS (aprovação ou reprovação)

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

Notas de triagem de granularidade ALS

Trabalhe com o fabricante do 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

Certifique-se de que o sensor de luz ambiente continua funcional quando sai do modo de suspensão ou quando a tampa é aberta.

As transições de sono aplicam-se a

Todos os sistemas suportam brilho adaptativo

Configuração e ferramentas para transições para o modo de espera

  • Use uma fonte de luz para ligar e desligar a luz ambiente.
  • Use a aplicação MonitorBrightnessApp na pasta BrightnessTests para visualizar a resposta do sensor de luz ambiente.

Procedimento de teste de transições do sono

  1. Numa sala escura, ligue o dispositivo ou abra a tampa.
  2. Use o MonitorBrightnessApp para visualizar a leitura do sensor de luz ambiente. Certifique-se de que o sensor regista um valor de lux baixo.
  3. Mantenha o MonitorBrightnessApp em execução nas etapas a seguir
  4. Feche a tampa ou desligue o dispositivo
  5. Ligue a luz, certifique-se de que a luz ambiente está brilhante
  6. Abra a tampa ou ligue o dispositivo
  7. Conecte-se à área de trabalho e observe o valor no MonitorBrightnessApp. O valor de lux deve corresponder imediatamente à luz ambiente real.

Avaliação das transições do sono (aprovação ou reprovação)

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

Notas de triagem de transições do sono

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

Transições suaves

Certifique-se de que o painel de visualização altera suavemente o brilho.

As transições suaves aplicam-se a

Todos os sistemas suportam brilho adaptativo

Configuração e ferramentas para transições suaves

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

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 da forma mais suave possível, sem saltos de brilho.

Avaliação de transições suaves (aprovação ou reprovação)

O brilho da tela deve transitar suavemente para cima e para baixo, não deve haver saltos visíveis no brilho.

Transições suaves notas de triagem

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

Ver também