Was ist PWM-Displayflimmern und wie geht man damit um?

Aus diesem Grund schaden moderne Telefone Ihren Augen.

Haben Sie jemals auf Ihr Telefon geschaut und Kopfschmerzen bekommen? Manchmal bedeutet es einfach, dass Sie schon zu lange dabei sind und eine Pause machen müssen. Für einige Leute könnte es jedoch bedeuten, dass Sie aufgrund der Art und Weise, wie das Display Ihres Telefons funktioniert, eine Empfindlichkeit gegenüber PWM-Flimmern entwickelt haben.

Bei der Pulsweitenmodulation (PWM) handelt es sich um eine Methode, mit der ein Display flimmern kann, um dem menschlichen Auge vorzutäuschen, dass es ein helleres oder dunkleres Display sieht. Diese Taktik wird von vielen der besten Telefone – darunter dem Apple iPhone, Google Pixel, Samsung Galaxy und vielen anderen – aus verschiedenen Gründen angewendet und wird immer häufiger eingesetzt, da Telefone weiterhin auf OLED-Displays umsteigen.

Das Ergebnis ist ein Telefon, bei dem Ihnen möglicherweise übel wird, Ihre Augen schmerzen, Sie Kopfschmerzen bekommen oder Sie sich sogar stundenlang zu einer Kugel zusammenrollen möchten. Was ist PWM, warum ist es für manche Menschen schädlich und was kann man dagegen tun? Abgesehen von der Anschaffung eines neuen PWM-freundlichen Telefons haben wir mehrere Vorschläge, die dazu beitragen, Ihr aktuelles Telefon etwas augenfreundlicher zu machen.

Beim PWM-Dimmen wird der Bildschirm sehr schnell ein- und ausgeschaltet. Stellen Sie sich das ein bisschen so vor, als würden Sie sich einen Film ansehen, der aus mehreren Bildern pro Sekunde besteht, die hintereinander gezeigt werden.

Ihr Gehirn interpretiert diesen schnellen Bildverlauf als Bewegung in einem Film, aber im Fall von PWM-gedimmten Telefonen sehen Ihre Augen ein helleres oder dunkleres Bild, je nachdem, wie oft das Display Ihres Telefons pro Sekunde ein- oder ausgeschaltet wird.

Beim PWM-Dimmen wird der Bildschirm sehr schnell ein- und ausgeschaltet, was Ihren Augen vortäuscht, einen „helleren“ oder „dunkleren“ Bildschirm zu sehen.

Der Grund dafür, dass sich dies von einem Film unterscheidet, liegt darin, dass Filmbilder von einem zum nächsten gleichmäßig beleuchtet werden. Das PWM-Blinken hingegen wechselt zwischen 100 % Helligkeit und 0 % Helligkeit und sorgt so für einen harten, starken Kontrast für Ihre Augen und Ihr Gehirn.

Diagramme wie das obige – die das äußere Display des Samsung Galaxy Z Fold 5 bei 100 % Helligkeit zeigen – zeigen das Muster von Ein-/Aus-Zyklen, die Ihre Augen nicht sehen, aber Ihr Gehirn wahrnimmt. Der Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt beträgtModulation, der als prozentuale Differenz zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Wert definiert ist.

Stellen Sie sich vor, dass Sie in einem dunklen Raum ständig von einem hellen Licht angestrahlt werden, und Sie werden schnell verstehen, warum das problematisch ist.

Laienhaft ausgedrückt bedeutet das einfach, wie hell das Display für den Bruchteil einer Sekunde wird, bevor es sich kurzzeitig ausschaltet, und wie sich dieser Zyklus dann mehrere Hundert Mal pro Sekunde wiederholt.

Wenn Sie den Helligkeitsregler verringern, wird der Bildschirm nicht wirklich dunkler. Stattdessen bleibt der Bildschirm längere Zeit ausgeschaltet, da er weiterhin hunderte Male pro Sekunde ein- und ausgeht. Stellen Sie sich vor, dass Sie in einem dunklen Raum ständig von einem hellen Licht angestrahlt werden, und Sie werden schnell verstehen, warum das problematisch ist.

Der Unterschied, ob der Bildschirm für den Bruchteil einer Sekunde eingeschaltet ist und dann für den Bruchteil einer Sekunde ausgeschaltet bleibt, ist für das menschliche Gehirn unglaublich erschütternd. Während es auf manche Menschen nicht so negative Auswirkungen hat wie auf andere, setzt es Sie dennoch den ganzen Tag über einem Stroboskoplicht aus. Aus der Forschung wissen wir, dass diese Art der Belastung gesundheitsschädlich ist.

Smartphone-Displays verwenden im Allgemeinen zwei Hauptmethoden zur Steuerung der Helligkeit. Die gebräuchlichste Methode war früher das sogenannte DC-Dimmen, das die an ein LED-Panel gesendete Spannungsmenge steuert. Je mehr Strom Sie zuführen, desto heller wird die LED. Wenn Sie die Leistung reduzieren, wird die LED dunkler.

Da Smartphones jedoch immer häufiger auf OLED-Displays umsteigen, verwenden Hersteller anstelle von Gleichstromdimmung PWM zur Steuerung der Helligkeit. Das klingt lächerlich – und ist es in vielen Fällen auch wirklich –, aber es gibt für alles einen triftigen Grund.

Lassen Sie uns zunächst kurz den Unterschied zwischen LCD-Panels und OLED-Displays untersuchen. Ein LCD-Panel verfügt über eine vollständig weiße Hintergrundbeleuchtung hinter farbigen Pixeln. Diese farbigen Pixel wirken wie ein Filter für das Licht, haben aber nichts mit der Helligkeit oder Intensität des Lichts selbst zu tun. Sie sind völlig separate Teile des Display-Puzzles.

Diese Hintergrundbeleuchtung kann getrennt von den farbigen Pixeln gedimmt werden, indem die Leistung der weißen LED-Hintergrundbeleuchtung reduziert und so das weiße Licht wie eine Glühbirne gedimmt wird.

OLED-Displays verwenden einzeln beleuchtete Pixel, die typischerweise aus roten, grünen und blauen Subpixeln bestehen. Jedes dieser Subpixel gibt sein eigenes Licht ab, sodass die Intensität der Helligkeit direkt mit der Farbe verknüpft ist.

Wenn OLED-Pixel gedimmt werden, verringert sich auch die Genauigkeit und Intensität der Farbe. Vor einigen Jahren experimentierte OnePlus beim OnePlus 6 und 6T mit einem vollständig DC-gedimmten OLED-Panel. Wenn die Helligkeit jedoch unter etwa 30 % fiel, wurden Grautöne grün und andere Farben sahen einfach nicht richtig aus.

Aus diesem Grund nutzen Hersteller wie Samsung die PWM-Dimmung. Wenn ein Display PWM-Dimmung verwendet, versorgt es jedes Pixel mit 100 % Leistung und stellt so sicher, dass Farbgenauigkeit und -intensität unabhängig von der Helligkeitsstufe gleich bleiben.

Es ist eine brillante Lösung für ein technologisches Problem, aber es vergisst, zwei wichtige Dinge zu berücksichtigen: menschliche Augen und Gehirne.

Einige Hersteller, wie Motorola, Xiaomi und Nothing, haben damit begonnen, Hybridlösungen anzubieten, die das menschliche Auge und Gehirn deutlich schonen und gleichzeitig die visuelle Qualität beibehalten, die wir von OLED-Displays erwarten.

Einige Hersteller haben endlich erkannt, dass es nicht gesund ist, den Benutzern den ganzen Tag lang Stroboskoplicht zu geben, und verwenden jetzt DC-Dimmung bei mehr als 50 % Helligkeit.

Bei höheren Helligkeitsstufen auf Telefonen wie dem Motorola Edge Plus (2023), Nothing Phone (2) und Xiaomi 13 steuert die DC-Dimmung den Spannungspegel jedes einzelnen Pixels. Jedes dieser Telefone verwendet DC-Dimmung bis zu einer bestimmten Helligkeitsstufe – normalerweise etwa 50 % Helligkeit – und schaltet dann unterhalb dieser Stufe auf PWM-Dimmung um.

Dadurch wird sichergestellt, dass Benutzer nicht den ganzen Tag dem Stroboskoplicht eines PWM-Displays ausgesetzt sind. Stattdessen tritt dies nur bei geringerem Licht auf, wenn der Benutzer die Helligkeit verringern möchte.

Wenn wir uns die Ursachen von PWM/Flimmerempfindlichkeit genauer ansehen, scheinen einige Faktoren die meisten Menschen in dieser Kategorie zu beeinflussen. Wenn man ein Werkzeug zur Messung von Flickerparametern verwendet, sieht das Endergebnis wie eine Wellenform auf einem Oszilloskop aus. Wenn ich dich bereits verloren habe, halte dich fest. Ich verspreche, dass ich es einfach halten werde.

Das angenehmste Muster ist die Sinuswelle, die durch eine glatte Kurve dargestellt wird, die sich gleichmäßig und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf und ab bewegt. Glühlampen weisen diese Art von Welle auf, da sich der Glühfaden im Inneren während des üblichen oszillierenden Stromzyklus, der von Stromleitungen ausgeht, nie vollständig ausschaltet. Displays mit PWM-Dimmung können komfortabel sein, wenn sie dem Sinuswellenmuster folgen, dies bringt jedoch Einschränkungen mit sich.

Displays, die andere oben genannte Wellenformmuster verwenden, neigen dazu, mit unterschiedlicher oder heftigerer Geschwindigkeit zu flackern. Ich fand das extrem in den meisten Fällen unangenehm. Wenn Sie zurück zum Fold 5-Beispiel oben scrollen, werden Sie sehen, dass es eine Rechteckwellenform verwendet, die ein sehr hartes Ein-/Aus-Muster darstellt.

Wenn Sie sich dagegen das Muster des Motorola Edge Plus (2023) im Bild unten ansehen, werden Sie feststellen, dass es sich um eine ziemlich flache Wellenform mit sehr flachen Einbrüchen in gleichmäßigen Abständen handelt.

Abschließend schaue ich mir die PWM-Rate an, also wie schnell das Display pro Sekunde flackern kann. Die meisten Samsung Galaxy- und Google Pixel-Telefone flackern mit einer sehr niedrigen Frequenz von 240 Hz, also 240 Mal pro Sekunde.

Apple verwendet eine Frequenz von 480 Hz, obwohl es ähnliche Arten von OLED-Displays wie Galaxy- und Pixel-Telefone verwendet. Höhere Zahlen können zu mehr Komfort führen, selbst wenn PWM zum „Dimmen“ eines Displays verwendet wird, sodass iPhones theoretisch angenehmer anzusehen sind als Galaxy- oder Pixel-Telefone.

Höhere (schnellere) PWM-Raten können zu mehr Komfort führen, wenn ein Display verwendet wird, das durch Pulsweitenmodulation „dimmt“.

Aber die hier empfohlenen Telefone gehen in der Regel weit darüber hinaus, sofern sie überhaupt PWM nutzen. Das Honor 90 verwendet beispielsweise eine extrem hohe PWM-Rate von 3.840 Hz. Das ist 8x schneller als das iPhone und 16x schneller als die meisten Galaxy- oder Pixel-Telefone. Bei dieser Geschwindigkeit dürfte sogar das PWM-Flimmern für die meisten Menschen brauchbar sein.

Andere Telefone auf dieser Liste, wie das Nothing Phone (2) und das Xiaomi 13, verwenden eine PWM-Rate von 1.920 Hz, wenn die Helligkeit geringer wird. Ansonsten verwenden diese Telefone bei einer Helligkeit von 50 % oder mehr die Gleichstromdimmung, eine Methode zur Leistungsregulierung, die die Spannung an einzelnen LEDs im Display reduziert und sie so praktisch flimmerfrei macht.

Es macht einfach keinen Spaß, empfindlich auf flackernde Lichter oder Displays zu reagieren. Flackernde Lichtquellen können zu starrem Blick, Kopfschmerzen, Schwindel, Schwindelgefühl, Übelkeit und zahlreichen unangenehmen oder schmerzhaften Empfindungen führen. Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, diese Symptome in den Griff zu bekommen, und Dinge, die Sie tun können, um ihnen von vornherein vorzubeugen.

Unabhängig davon, welches Telefon Sie verwenden, sollten Sie aufgrund der PWM- oder Flimmerempfindlichkeit einige Vorsichtsmaßnahmen treffen, um sicherzustellen, dass Sie sich nicht zu viel Flimmern aussetzen. Hier finden Sie einige Tipps und Tricks, mit denen Sie Ihr Telefon schonender für die Augen machen können.

Wenn bei Ihnen beim Betrachten Ihres Telefons eines der oben beschriebenen Symptome auftritt, sollten Sie zunächst einen Optiker aufsuchen. Ich persönlich hatte über einen Zeitraum von einigen Monaten mit erhöhter Empfindlichkeit und stärkeren Symptomen zu kämpfen, bevor ich zu einem Optiker ging, und ich hätte mit meiner Erfahrung nicht zufriedener sein können.

In meinem Fall hatte ein Auge Astigmatismus und mein Optiker konnte mir ein neues Lesebrillenrezept ausstellen, um diesen Astigmatismus zu korrigieren. Viele Menschen, die empfindlich auf flackerndes Licht und flackernde Smartphone-Displays reagieren, leiden auch unter Astigmatismus. Die Korrektur dieses Problems könnte Ihr Empfindlichkeitsproblem sehr gut lösen.

In meinem Fall kann ich flackernde Telefone nutzen, solange ich meine Brille trage, aber selbst das hält sich in Grenzen. Ich traue mich nicht, eines dieser flackernden Telefone bei unter 50 % Helligkeit oder in einem dunklen Raum zu benutzen, und ich kann sie im Allgemeinen nicht benutzen, wenn ich keine Brille trage.

Für mich bedeutet das, dass ich während der Fahrt mein Telefon nicht zum Navigieren verwenden kann, da meine Brille nur zum Lesen dient, und es bedeutet, dass es unglaublich unbequem (oder unmöglich) ist, längere Zeit auf flackernde Telefone zu schauen, während ich körperlich aktiv bin von zu Hause.

Automatische Helligkeit ist ein großartiges Konzept, wenn ein Telefon DC-Dimmung verwendet. Bei Telefonen, die PWM zum Dimmen verwenden, kann die automatische Helligkeitsanpassung schnell zu Kopfschmerzen führen. Steuern Sie stattdessen die Helligkeit selbst und halten Sie sie auf einem Niveau, das Ihrer Meinung nach beherrschbar ist und Ihre Augen nicht belastet.

Das liegt daran, dass über PWM gedimmte Telefone bei niedrigeren Helligkeitsstufen stärker flackern, was das Risiko einer PWM-Krankheit erhöht.

Ich empfehle, diese Vorgehensweise in Verbindung mit dem nächsten Tipp anzuwenden.

Verwenden Sie nicht den Helligkeitsregler Ihres Telefons, um die Helligkeit anzupassen. Stattdessen würde ich empfehlen, den Systemhelligkeitsregler auf 100 % zu belassen, um die Bildschirmmodulation so gering wie möglich zu halten. Verwenden Sie dann eine App zum Dimmen des Bildschirms, um die Helligkeit zu steuern, da dies anders funktioniert.

Zunächst einmal würde ich niemals empfehlen, die meisten Smartphone-Displays auf weniger als 50 % zu dimmen, wenn Sie empfindlich auf Lichtflimmern reagieren. Selbst die meisten der augenfreundlichsten Smartphone-Displays beginnen unterhalb von 50 % komische Dinge zu tun, um bei niedrigen Helligkeitswerten eine hohe Bildqualität aufrechtzuerhalten.

Ich habe viele Apps zum Dimmen des Bildschirms ausprobiert, aber diese App zum Dimmen des Bildschirms und der Benachrichtigungen ist mein absoluter Favorit. Es verfügt nicht nur über ein praktisches Bedienfeld, das jederzeit in Ihrem Benachrichtigungsschatten bleibt und über eine Schnellumschalttaste verfügt, sondern es blendet auch Benachrichtigungen und Dialoge auf Systemebene ab.

Viele Apps zum Dimmen des Bildschirms dimmen Apps nur, indem sie oben auf dem Bildschirm eine graue Überlagerung hinzufügen, die nicht über UI-Elementen auf Systemebene angezeigt werden darf. Schlimmer noch: Bei den meisten dieser Apps können Sie nicht auf „sichere“ Schaltflächen klicken, was bedeutet, dass Sie sie regelmäßig deaktivieren müssen, um normale Dinge auf Ihrem Telefon zu tun.

Die von mir empfohlene App hat keine dieser Probleme und funktioniert wie erwartet.

Die Verwendung Ihres Telefons in einem dunklen Raum ist eine der schnellsten Möglichkeiten, das schreckliche Gefühl der PWM-Krankheit zu entwickeln. Es spielt keine Rolle, welche Helligkeitsstufe Ihr Gerät hat – insbesondere, wenn Sie ein Telefon verwenden, das PWM zum Dimmen des Displays verwendet. In einem dunklen Raum zu sitzen und auf ein helles Telefon zu schauen, ist einfach nicht gut für Ihre Augen.

Versuchen Sie stattdessen, die Umgebungsbeleuchtung im Raum etwa auf dem gleichen Helligkeitsniveau wie Ihr Telefon zu halten. Automatische Helligkeit würde dies bereits tun, aber für uns PWM-empfindliche Leute ist automatische Helligkeit normalerweise keine Option, da Telefone bei dunkleren Helligkeitsstufen tendenziell stärker flackern.

Darüber hinaus würde ich empfehlen, die Glühbirnen in Ihrem Zuhause mit einem Flimmermessgerät zu testen, um sicherzustellen, dass sie nicht flackern. Wenn Sie keinen speziellen Lichtmesser haben, ist diese Flimmermesser-App kostenlos und kann Ihnen dabei helfen, das Flackern von Glühbirnen zu erkennen.

Ich würde seine Messungen jedoch nicht als exakte Wissenschaft verwenden. Verwenden Sie es vielmehr einfach, um Glühbirnen zu erkennen, die durch flimmerfreie Versionen wie diese flimmerfreien LED-Lampen von Sylvania ersetzt werden können. Ich verwende sie bei mir zu Hause und liebe sie.

Es mag seltsam klingen, aber OLED-Displays mit PWM modulieren stärker, wenn dunklere Farben angezeigt werden. Das liegt daran, dass Farbe und Lichtintensität in einer einzigen LED-Diode miteinander verknüpft sind, wie ich oben im Abschnitt erklärt habe. Telefone mit OLED-Displays, die DC-Dimmen verwenden, können problemlos den Dunkelmodus in jedem Farbton verwenden, wie die folgenden Bilder belegen.

Die meisten Dark-Theme-Apps verwenden keinen schwarzen Hintergrund, wodurch einzelne OLED-Pixel tatsächlich vollständig ausgeschaltet würden. Stattdessen verwenden viele Entwickler und Smartphone-Hersteller einen dunkelgrauen Hintergrund, der für Ihre Augen schädlicher ist als ein vollständig schwarzer oder vollständig weißer Hintergrund.

Glauben Sie mir nicht? Schauen Sie sich die Bilder oben an, die mit einer sehr langen Verschlusszeit und einem hohen ISO-Wert aufgenommen wurden, um die PWM-Rate für jede Farbe zu erfassen. Die schwarzen Balken, die Sie vom oberen zum unteren Rand des Displays sehen, geben an, wie die Kamera die PWM-Rate erkennt. Je dicker der Balken, desto mehr Modulation erfolgt zur Erzeugung einer Farbe.

Beachten Sie, dass alle hellen Farben einen dünneren schwarzen Balken und alle dunkleren Farben einen viel dickeren Balken haben? Diese Pixel müssen viel stärker flackern, um diese dunkle Farbe anzuzeigen, da bei Verwendung von PWM die Helligkeit eines Pixels durch die Zeitdauer gesteuert wird, die das Display während des Pulszyklus ausgeschaltet ist.

Beachten Sie insbesondere das Graustufenbild, da diese Farben genau den Schattierungen entsprechen, die im dunklen Android-Design bei vielen Herstellern und Apps verwendet werden.

Wenn wir uns nun ein Telefon ansehen, das eine ordnungsgemäße DC-Dimmung durchführt – das Motorola Edge Plus (2023) –, werden Sie feststellen, dass alle Farben gleich dargestellt werden und kein Flimmerunterschied zwischen ihnen sichtbar ist. Dazu gehören auch dunklere Graustufenbilder.

Verwenden Sie auf Telefonen, die über PWM-gedimmte OLED-Displays verfügen, ein Lichtdesign auf der Benutzeroberfläche Ihres Telefons und wählen Sie dann Apps aus, die über Einstellungen für den „Licht aus“-Modus verfügen. Bei Apps wie Twitter X macht der Lights-Out-Modus den gesamten Hintergrund schwarz und beleuchtet das Display nur, wenn andere Farben oder Text vorhanden sind. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Telefonen, die PWM-Dimmung verwenden, weniger Bildschirmanteile für die Modulation aktiv sind.

Es mag seltsam klingen, aber das Sperren der Bildschirmaktualisierungsrate eines Telefons ist manchmal schonender für die Augen als eine dynamische Bildwiederholfrequenz bei Telefonen, die PWM-Dimmung verwenden. Es gibt viele Theorien darüber, warum das so ist, aber ich persönlich denke, dass die Variabilität der Bildwiederholfrequenz auf LTPO-OLED-Displays die größte Rolle spielt.

Da sich die Bildwiederholfrequenz auf diesen Displays ständig ändert, je nachdem, welche App Sie verwenden oder wofür Sie das Telefon verwenden – die PWM-Rate bleibt jedoch wahrscheinlich konstant – werden Ihre Augen ständig mit unterschiedlich starken unnatürlichen Bildwiederholmustern bombardiert.

Gehen Sie in die Anzeigeeinstellungen Ihres Telefons und suchen Sie die Option für die Aktualisierungsrate. Manchmal wird dies auch als „glatte Anzeige“ oder ähnliches bezeichnet. Schalten Sie es entweder aus oder wählen Sie eine einzelne Bildwiederholfrequenz zum Testen aus. Bei einigen Telefonen können Sie zwischen mehreren verschiedenen Tarifen wählen, um die Anzeige zu sperren. Bei meinem persönlichen augenfreundlichen Lieblingstelefon, dem Motorola Edge Plus (2023), können Sie zwischen 60 Hz, 120 Hz und 165 Hz wählen.

Je nach Displaytyp ist die Wahl der niedrigstmöglichen Bildwiederholfrequenz von 60 Hz möglicherweise am komfortabelsten. Probieren Sie es aus und sehen Sie, wie Sie sich fühlen!

Die Realität ist, dass sich unsere Definition der „besten Telefone“ oft um Prozessorgeschwindigkeit, Kameraqualität oder andere Faktoren dreht, aber oft vernachlässigt, wie schädlich die Displays dieser Telefone für unsere Augen sind.

Zum Glück bieten die besten Telefone für PWM-empfindliche Menschen alle großartige Erlebnisse, Verarbeitungsgeschwindigkeiten, hochwertige Kameras und, was am wichtigsten ist, Displays, deren Anblick nicht schadet.

Motorola ist zurück, Baby. Mit seinem wunderschönen Design, einem augenfreundlichen OLED-Display, einem rasend schnellen Prozessor und einer Akkulaufzeit von zwei Tagen ist das Motorola Edge Plus (2023) das beste Telefon, das Motorola seit Jahren hergestellt hat.

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