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任天堂(Nintendo) Switch遊戲主機,再推出4年後,全球累積銷量超過 8,743 萬台,這個星期再發布新的 Switch 主機,主打更大,顏色更漂亮的7吋的OLED螢幕,以及可以裝更多遊戲的容量;原來的Switch用的是6.2 吋液晶螢幕(TFT-LCD),Nintendo Switch Lite 是 5.5 吋液晶螢幕,新的Switch採用OLED螢幕,是目前螢幕的主流技術,除了顏色更鮮明飽和,黑色更深對比度也更好,但頻閃與藍光的問題,也引起對眼睛健康影響的討論。

#OLED與TFT-LCD的差異

OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極體)與TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display,薄膜電晶體液晶顯示器)都是應用在螢幕的技術,兩者的特性不同,但都是我們身邊很常見的螢幕技術。

TFT-LCD發展迄今已經有20幾年,取代了CRT(Cathode ray tube, 陰極射線管),大量的應用於電視機、電腦、智慧手機等螢幕裝置上。TFT-LCD是靠著液晶層在電壓作用下產生不同波長的光,投射到濾光板上產生色彩。有光線才有色彩,因此TFT-LCD需要靠著背光模組投射光線,因此厚度會較厚,但由於使用背光模組發光,透過直接控制螢幕的電壓與電流,達到控制螢幕輸出的功率而調整螢幕亮度,稱為DC 調光,因此在調光較自然柔和,對眼睛而言較不會刺激。

OLED 有自發光的特性,透過各個像素發光,每個像素都可以發出獨立,種顏色的光,因此顏色飽和度高,高對比,反應速度快,視角廣等優點,因為OLED不用背光模組,因此螢幕可以做的很薄,大約只有LCD的1/3,種種的優點,讓OLED逐漸成為市場上螢幕的主流技術,許多行動電話的螢幕已採用OLED,且成本已經跟TFT-LCD差不多。

OLED 產生影像的方式為藉由三色RGB畫素拼成一個彩色畫素,然後以PWM調光(Pulse Width Modulation, 脈衝寬度調變)技術調整螢幕的亮度,它是一種靠著讓OLED快速開關閃爍的技術,以高頻率的閃爍以及人眼視覺暫留(Persistence of vision)的現象,來控制螢幕的亮度,如果要讓螢幕亮一點,就會增加閃爍的頻率,反之如果要降低螢幕亮度,就降低閃爍的頻率。

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#OLED螢幕對眼睛健康的影響

有些人看OLED螢幕時會容易感到眼睛疲勞或酸澀,一般認為是OLED螢幕採用PWM 調光導致頻閃造成的,原因是因為螢幕閃爍時,會引起瞳孔的運動,長時間下來就讓讓眼睛容易疲勞,但事實上因為視覺暫留現象的產生是因為視神經的反應速度造成的,反應速度大約是1/16秒,因此對於調光所引起的高頻閃爍,肉眼並不容易察覺,例如我們每天都會接觸的日光燈,每秒大約熄滅100餘次,但我們其實感覺不到,IEEE Std 1789-2015 標準中,表示人眼對頻閃的感知,可以用70Hz作為界線,高於70Hz頻率的閃爍大部分都是無感的。

閃爍的頻率越高,螢幕看起來就都是穩定的亮,瞳孔就越不會一直開闔,對眼睛的負擔也就較小,頻率越高,對於健康的風險就越低,但是反之頻率越低,則對健康的影響越大,根據IEEE Std 1789-2015 標準,頻閃範圍在 1,250Hz 以上對於健康影響的風險低,而超過3,125Hz以上,頻閃就快到與恆亮沒有差異。因此,要降低OLED螢幕的頻閃現象對眼睛造成的疲累,只要確保螢幕保持高的閃爍頻率就好,那換個方向,甚麼時候閃爍頻率會低呢?答案是低亮度的時候,隨著螢幕亮度降低,頻閃率也會隨之下降,有研究指出頻率超過 500 Hz 一般來說不會造成問題,但有很多用戶在 250 Hz 以下有問題,也因此市面上手機或電視在銷售的時候,會主打著低亮度的閃爍頻率在240Hz以上,讓你低亮度看的時候比較不會疲勞,但是這時的頻率已經遠低於IEEE Std 1789-2015 標準所認定的低風險標準。

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#如何避免OLED螢幕對眼睛健康造成影響

OLED螢幕技術帶來的種種優點,市面上越來越多這樣的產品,但是要避免頻閃問題帶來可能對眼睛的負擔,最簡單的方式就是避免螢幕在低亮度的情況下使用,這樣就可以在低風險的情況下,讓眼睛感受到比起TFT-LCD更舒適的視覺體驗(色彩、對比、飽和度)。

要如何避免螢幕在低亮度情況下使用呢?現在的螢幕大多會根據環境自動調整螢幕亮度,而參考的螢幕亮度標準就是與環境差不多的亮度,在這樣的亮度下,眼睛不用再費力去調整進入瞳孔的光線,若是太亮或是太暗,對眼睛來說都是多餘的負擔。

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另外,由於眼睛在看遠的時候,肌肉是較放鬆的,因此選用較大尺寸的螢幕,讓看螢幕的距離遠一點,對眼睛來說也是比較輕鬆的,這邊不是鼓勵你買12.9吋的Ipad PRO,更好是大尺寸的電視。但是,還是應該要避免長時間盯著螢幕,造成眼睛的疲勞,以「20、20、20」法則,每20分鐘讓把目光轉到20公尺以外地方,讓眼睛休息20秒,或是訂出每天的規律,每40分鐘就休息一會,更重要的是足夠的戶外運動時間,更能達到保護眼睛健康的目的。

回到SWITCH,新的SWITCH螢幕更大,顏色更好,反應更快,遊戲體驗肯定是更好的,對於眼睛健康的影響,只要注意玩的時候環境光線是充足的,肯定是比原來的SWITCH來的更好的,但玩遊戲仍然應該注意使用的時間長度,更好的方式,接到電視上玩,螢幕更大玩起來體驗更好,且眼睛看的距離比較遠,也更輕鬆。

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參考資料:

空間光分佈與照明設計相關性 - 台灣區照明燈具輸出業同業公會

LED lighting flicker and potential health concerns: IEEE standard PAR1789 update

手機藍光傷眼,那把螢幕調最暗就好?醫師:有害光進去更多 - Heho健康

PWM Ranking - The Best Displays for the Eyes

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zh.wikipedia.org/wiki/視覺暫留


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