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Luminosité adaptative

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La luminosité adaptative est la luminosité de l’écran définie automatiquement par le système en réponse à la lecture du capteur de lumière ambiante. La luminosité adaptative offre aux utilisateurs une expérience d’affichage plus réactive où la luminosité s’adapte automatiquement à l’environnement de l’utilisateur.

Nouveautés de Windows 11

  • L’implémentation de la luminosité automatique a été radicalement simplifiée pour les OEM souhaitant intégrer des capteurs lumineux dans Windows 11 à l’aide d’un nouveau paradigme, une courbe ALR (Ambient Light Response) compartimentée. Pour plus d’informations, consultez Changements de la courbe de réponse à la lumière ambiante pour Windows 11.

  • La nouvelle méthode ne s’appuie pas sur l'ancienne courbe de conversion de lux en luminosité configurable par l'OEM. La courbe par défaut est plus stable et plus fiable, plus facile à intégrer.

  • Les pages de paramètres ont de nouveaux visuels. Les mises à jour de la page Paramètres d’affichage sont indiquées dans cet article. Il existe un interrupteur utilisateur pour le contrôle de luminosité adaptatif au contenu (CABC).

Les améliorations suivantes dans Windows 10 version 1903 (19H1) sont toujours en place :

  • La luminosité automatique est activée par défaut
  • Les utilisateurs peuvent contrôler la luminosité à l’aide du curseur du centre de notifications
  • Paramètres de configuration du registre de luminosité adaptative

Optimisation des étapes de luminosité et des transitions d’affichage

Le nombre de niveaux de luminosité exposés par un appareil d’affichage est important. Deux approches sont possibles :

  1. Basé sur un pourcentage : contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs de pourcentage, prenant en charge 101 niveaux (zéro à 100) du contrôle de rétro-éclairage.
  2. Basé sur les nits (recommandé) : le contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs en nits (référence nominale blanche) permet de contrôler finement les niveaux de rétroéclairage. Par conséquent, permet des transitions de luminosité très lisses et précises.

Windows détecte le type d’interface de luminosité exposé par le pilote d’affichage et sélectionne celui le plus approprié. Si un pilote d’affichage expose uniquement l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, le système contrôle la luminosité à l’aide de valeurs de pourcentage. Si un pilote d’affichage expose l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, Windows 10, version 1809 et ultérieure contrôle la luminosité à l’aide de valeurs de nits. L’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 est ignorée sur les versions de Windows de bas niveau. Si les interfaces DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2 et DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 sont exposées par le pilote d’affichage, Windows 10, version 1809 et ultérieure contrôlent la luminosité à l’aide de valeurs de nits. Les versions de Windows de bas niveau contrôlent la luminosité à l’aide de valeurs de pourcentage.

Considérations relatives à la luminosité et à l’affichage

Si le système prend en charge la définition de la luminosité en nits en permettant au pilote d'affichage d'exposer l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, l’affichage doit être correctement étalonné. L’étalonnage doit être effectué à différentes intensités en mesurant les valeurs de nits avec un compteur de nits de haute qualité à différents emplacements de l’affichage tout en affichant un arrière-plan blanc. Les outils de mesure de la luminosité de l’affichage sont appelés compteurs de luminosité ou compteurs de luminosité, et sont disponibles à l’achat auprès des fournisseurs d’équipements électroniques et des détaillants en ligne.

L’implémentation de l’affichage doit être optimisée avec soin. Spécifiquement:

  • Assurez-vous que l’affichage est capable de s’assombrir en douceur sur tous les niveaux de luminosité accessibles.
  • Les niveaux de luminosité de l’écran doivent être suffisants pour assurer un ajustement fluide de la luminosité. Au moins 101 niveaux sont recommandés.

Contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs de nits

À partir de Windows 10, version 1809, le système contrôlera la luminosité en utilisant des nits sur les appareils dont le pilote d'affichage expose l'interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3. Le nit (candela par mètre carré) est une unité internationale d’unités (SI) de luminance. Lorsqu’un appareil porte un écran correctement étalonné et un capteur correctement étalonné, le contrôle de luminosité doit fonctionner hors de la boîte. Aucune courbe ALR n’est nécessaire sur ces appareils.

Pour ces systèmes, il est essentiel que les capteurs lumineux et l’affichage soient correctement étalonnés. Windows 10, version 1809 tolère de petites inexactitudes qui peuvent se produire pendant le processus de fabrication de ces systèmes. La disposition des composants, la transparence du verre et d’autres facteurs similaires peuvent considérablement influencer les lux et les nits. Par conséquent, l’étalonnage sur les systèmes de luminosité basés sur les nits doit être effectué au moins une fois avec la conception finale du facteur de forme, plutôt que d’effectuer l’étalonnage sur les facteurs de forme de développement et d’appliquer le résultat au facteur de forme final.

L’étalonnage par appareil pendant la production de chaque appareil donne les meilleurs résultats finaux.

Contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs de pourcentage

Les systèmes qui ne prennent pas en charge le contrôle de luminosité des nits doivent prendre en charge les valeurs de pourcentage. Sur les systèmes de pourcentage, un mappage entre les pourcentages de rétro-éclairage et les valeurs de luminosité est nécessaire. Le mappage des pourcentages de rétro-éclairage aux valeurs de luminance doit suivre un modèle exponentiel. Sur les systèmes de luminosité basés sur les nits, étant donné que chaque niveau de nit doit être étalonné, une correspondance entre le pourcentage de la boîte de réception et les nits est fournie. Cette correspondance entre le pourcentage de la boîte de réception et les nits s’appuie sur la recherche en vision humaine et en science des couleurs pour fournir un curseur de luminosité linéaire sur le plan de la perception. Tant que les niveaux de nit sont étalonnés correctement comme décrit dans DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, la différence de luminosité perceptuelle entre zéro pourcentage et 1% équivaut automatiquement à la différence de luminosité perceptuelle entre 1% et 2%, etc.

La vision humaine est plus sensible aux petites modifications de la luminosité de l’écran à faible niveau de lumière, c'est pourquoi davantage de niveaux de rétro-éclairage devraient être alloués à la plage de luminosité basse pour permettre des transitions plus fluides. La différence entre 1% et 2% dans les nits doit être inférieure à la différence entre 10% et 11%, par exemple. Cela signifie que 50 % de la luminance maximale de l’écran ne correspondra pas au niveau de rétroéclairage de 50 %.

Pour une expérience utilisateur acceptable, le niveau de luminosité le plus bas (0%) doit entraîner un affichage faible, mais lisible. Les utilisateurs peuvent se retrouver dans des situations inextricables lorsqu’ils règlent la luminosité sur 0% sur des appareils qui mappent cette valeur à 0 nits, car les commandes pour augmenter la luminosité ne sont plus visibles. L’écran doit être suffisamment lumineux à 0% pour permettre à l’utilisateur d’interagir avec l’interface utilisateur sur l’affichage. Sur les appareils prenant en charge l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, 0% est automatiquement limité à un minimum de 5 nits par Windows.

Changements de courbe de réponse à la lumière ambiante pour Windows 11

Certaines préoccupations ont été soulevées concernant l’implémentation de Windows 10 de luminosité adaptative :

  • Mauvaises lectures de capteur de lumière ambiante, en particulier dans des environnements très sombres ou très lumineux
  • Panneaux d’affichage qui ne peuvent pas s’adapter à chaque pourcentage ou valeur nits
  • Difficulté à trouver la correspondance optimale entre les lux et les nits

Ces préoccupations entraînent :

  • Fluctuations continues de la luminosité de l’affichage en raison d’une inexactitude du capteur de lumière ambiante (ALS)
  • Légères modifications dans les nits dans les environnements à faible éclairage

Pour répondre à ces préoccupations, la réponse à la lumière ambiante a été modifiée pour utiliser une courbe compartimentée. Les correspondances par défaut entre les niveaux de lux et les pourcentages de luminosité de l’écran sont indiquées dans le tableau ci-dessous. Les oem peuvent refuser la courbe compartimentée par le biais d’options de personnalisation et utiliser l’ancienne courbe.

Seau Min Lux Lux max. Pourcentage
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 5 000 10 000 130

L’image suivante compare les modifications apportées à la courbe ALR par défaut de Windows 10 à Windows 11. Un exemple de courbe par défaut se trouve à gauche, et une courbe par défaut compartimentée pour Windows 11 se trouve à droite. Les courbes illustrées ci-dessous ne sont que des exemples de courbes qui peuvent être définies comme valeurs par défaut. La courbe par défaut réelle d’un appareil dépend d’un certain nombre de facteurs et peut varier en fonction du fabricant de l’appareil.

Deux graphiques comparant les modifications à la courbe ALR par défaut.

Note

Systèmes de mise à niveau de Windows 10 vers Windows 11: aucune modification du matériel ou du microprogramme en dehors des exigences de luminosité adaptative Windows 10 existantes, il s’agit de modifications internes apportées à Windows 11. Les systèmes existants compatibles avec la luminosité adaptative Windows 10 connaîtront la nouvelle courbe compartimentée lors de la mise à jour vers Windows 11.

Vue d'ensemble fonctionnelle de la luminosité automatique par compartiment

Pour réduire les fluctuations fréquentes de la luminosité de l'affichage causées par les variations des lectures du capteur de luminosité ambiante (ALS), nous avons introduit une luminosité automatique par palier. Une plage de valeurs de lux est attribuée à une valeur unique de pourcentage de luminosité cible. La luminosité d’affichage est ensuite transférée vers la valeur de pourcentage cible. Sur les appareils basés sur l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, le pourcentage cible est utilité tel quel. Sur les appareils basés sur l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, le pourcentage cible est converti en valeur nits correspondante et utilisé. En fonction de nos expériences dans différentes conditions d’éclairage, les plages de lux sont partitionnées en sept compartiments qui se chevauchent et se voient attribuer une cible de luminosité d’affichage correspondante. Une lecture de l’ALS est mise en correspondance avec une luminosité cible à l’aide de cette table de recherche. Les compartiments introduisent l'effet d'hystérésis nécessaire pour éviter les fluctuations de la luminosité de l’écran en cas de changements non significatifs dans les relevés de l’ALS. Le chevauchement des compartiments permet des transitions fluides entre eux lorsque la lecture ALS varie considérablement.

La luminosité automatique par compartiment commence toujours par le deuxième compartiment, soit 55 % de la luminosité cible de l’écran, car il s’agit de la condition d'éclairage la plus courante pour les utilisateurs. À mesure que la luminosité change, la transition cible se déplace vers le compartiment supérieur ou inférieur correspondant. Le curseur s’anime en fonction des transitions de compartiments.

Voici un exemple de séquence d’événements avec la courbe ALR par compartiment de la boîte de réception :

Organigramme montrant la séquence d’événements dans une courbe ALR compartimentée.

Pour cette séquence, la luminosité n'a augmenté et diminué que deux fois au total, même si la lumière ambiante a fluctué fréquemment.

L’appareil démarre dans le deuxième compartiment. Lorsque le capteur varie de 40 à 90 lux, le pourcentage de luminosité ne change jamais depuis 40 et 90 lux appartiennent tous deux dans le deuxième compartiment.

Lorsque le capteur signale un échantillon de 20 lux, l’appareil passe au premier compartiment, car 20 lux ne se trouve plus dans le deuxième compartiment. La luminosité est ensuite stable pour quelques valeurs de lux. Notez que les valeurs de 90 et 40 lux ne déplacent pas la luminosité vers le deuxième compartiment, car ces valeurs existent dans le premier compartiment.

Lorsque le capteur signale un échantillon de 200 lux, l’appareil passe au deuxième compartiment, car 200 lux dépasse la valeur maximale de lux du premier compartiment.

Scénarios extérieurs

Certains appareils nits prennent en charge les plages boost. Cela signifie que la luminosité peut dépasser 100% si la luminosité automatique l’autorise. En définissant les sixième et septième compartiments au-delà de 100 %, ceux-ci seront déclenchés lorsque les utilisateurs se trouvent en plein soleil sur des appareils qui prennent en charge les plages boost.

Scénarios extrêmement sombres

De nombreux capteurs ne gèrent pas bien les scénarios très sombres, envoyant des valeurs ALS fluctuantes. Étant donné que le compartiment le plus bas passe jusqu’à 100 lux, la luminosité ne doit pas changer fréquemment dans ces environnements sombres.

Clés de registre de la luminosité automatique

Les personnalisations OEM mentionnées dans cette section concernent la clé de Registre suivante dans Windows 11 :

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

Clé Format Utilisation
AutobrightnessLuxToNitsCurve REG_SZ LUT pour la lecture de la courbe ALS lux vers nits cibles. Exemple : « 1:8,2:25,5:35,10:60,20:90,40:90,100:130 400:170,700:200,2000:400,3000:500,4500:700 »

Hystérésis de luminosité pour la courbe ALR personnalisée sur Windows 11

La plupart des systèmes tireront parti d’une courbe de luminosité automatique compartimentée par défaut dans Windows 11. L’astérisie et les transitions ne seront pas utilisées dans la courbe compartimentée par défaut. Les paramètres suivants doivent être utilisés lorsqu’un OEM opte pour utiliser une courbe ALR personnalisée.

Clé Format Utilisation
UpperBrightnessHysteresisLut REG_SZ LUT pour la limite supérieure du seuil d'hystérésis de la luminosité. Exemple : « 10000:50000,20000:40000,50000:10000 » représente un LUT défini par (entrée 10000millinits, hysterèse 50000millinits), (20000, 40000) et (50000, 100000) dans cet ordre spécifique
LowerBrightnessHysteresisLut REG_SZ LUT pour la limite inférieure du seuil d'hystérésis de la luminosité.

Transitions de luminosité pour la courbe ALR personnalisée dans Windows 11

Clé Format Utilisation
MinBrightnessTransitionNitDelta REG_DWORD Delta de nit minimal nécessaire pour déclencher une transition de luminosité définie en millinits
DefaultBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Temps interne de transition de luminosité par défaut entre deux points de transition, défini en millisecondes.
MinBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Durée interne minimale de transition de luminosité entre deux points de transition définis en millisecondes
MaxBrightnessTransitionInterval REG_DWORD Durée interne maximale de la transition de luminosité entre deux points de transition définis en millisecondes

Cas de test

Cette section décrit le test du capteur de lumière ambiante.

Étalonnage ALS

Assurez-vous que le capteur de lumière ambiante est correctement étalonné pour un ensemble donné de lumières ambiantes. Vérifiez que les lectures de lux du capteur sont précises.

L’étalonnage ALS s’applique à

Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative

Configuration et outils d’étalonnage ALS

  • Source de lumière contrôlable (variable) capable de générer différents niveaux de lux
  • Un compteur de lumière mesurant la lumière dans lux
  • MonitorBrightnessApp ou SensorExplorer pour visualiser les valeurs signalées par le capteur de lumière ambiante

Procédure de test d’étalonnage ALS

  1. Placez le posemètre à côté de l’appareil. Le compteur de lumière doit être aussi proche que possible du capteur de lumière ambiante sans interagir négativement avec lui.
  2. Démarrer MonitorBrightnessApp
  3. Dans une pièce sombre, utilisez la source de lumière pour changer le niveau de lumière ambiante à différents niveaux de lux.
  4. Lisez le luxmètre et la valeur signalée par MonitorBrightnessApp. Les valeurs doivent être identiques

Variantes de test d’étalonnage ALS

  1. Utiliser différents types de lumières contrôlables, telles que les lumières à incandescence, CFL et LED
  2. Utiliser différents angles

Évaluation d’étalonnage ALS (réussite ou échec)

Les valeurs de lux signalées par MonitorBrightnessApp doivent être identiques aux valeurs signalées par le compteur de lumière.

Notes de triage pour l'étalonnage ALS

Collaborez avec votre fabricant de matériel de capteur pour comprendre comment étalonner le capteur.

Granularité ALS

Assurez-vous que les modifications du capteur de lumière ambiante sont précises et progressives, sans délai.

La granularité ALS s’applique à

Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative

Paramétrage de la granularité ALS et outils

  • Utilisez une source de lumière avec un griseur contrôlable pour faire monter et descendre finement la lumière ambiante vers le haut et vers le bas. La source de lumière doit être en mesure de monter en douceur la lumière vers le haut et vers le bas.
  • Utilisez le MonitorBrightnessApp dans le dossier BrightnessTests pour visualiser la réponse du capteur de lumière ambiante.

Procédure de test de granularité ALS

  1. Dans une pièce sombre, utilisez le gradateur pour ajuster en douceur le niveau de lumière.
  2. Utilisez la MonitorBrightnessApp pour visualiser la réponse du capteur de lumière ambiante. La réponse doit correspondre aux modifications appliquées au grisant.

Évaluation de la granularité ALS (réussite ou échec)

La réponse du capteur de lumière ambiante doit correspondre étroitement aux modifications appliquées au grisant. Une modification linéaire du griseur doit entraîner une réponse linéaire du capteur de lumière ambiante. La réponse ALS ne doit pas être discrète. Une modification apportée au griseur doit être immédiatement visible dans MonitorBrightnessApp sans délai.

Notes de triage pour la granularité ALS

Collaborez avec votre fabricant de matériel de capteur pour comprendre comment les transitions de capteur de lumière ambiante peuvent être lissées et comment les retards peuvent être réduits.

Transitions de veille

Assurez-vous que le capteur de lumière ambiante est toujours fonctionnel lors de la sortie du sommeil ou lorsque le couvercle est ouvert.

Les transitions de veille s’appliquent à

Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative

Configuration et outils des transitions de veille

  • Utilisez une source de lumière pour activer et désactiver la lumière ambiante.
  • Utilisez le MonitorBrightnessApp dans le dossier BrightnessTests pour visualiser la réponse du capteur de lumière ambiante.

Procédure de test des transitions de mise en veille

  1. Dans une pièce sombre, activez ou ouvrez le couvercle.
  2. Utilisez MonitorBrightnessApp pour visualiser la lecture du capteur de lumière ambiante. Assurez-vous que le capteur lit une faible valeur de lux.
  3. Maintenir l’application MonitorBrightnessApp en cours d’exécution tout au long des étapes suivantes
  4. Fermer le couvercle ou désactiver l’appareil
  5. Allumez la lumière, assurez-vous que la lumière ambiante est brillante
  6. Ouvrir le couvercle ou activer l’appareil
  7. Connectez-vous au bureau et observez la valeur dans MonitorBrightnessApp. La valeur de lux doit immédiatement refléter la lumière ambiante réelle.

Évaluation des transitions de veille (réussite ou échec)

Le capteur de lumière ambiante doit envoyer un relevé d'échantillon lorsqu’il sort de la veille connectée ou que le couvercle est ouvert.

Notes de triage au sujet des transitions de sommeil

Collaborez avec votre fabricant de matériel de capteur pour comprendre comment le capteur de lumière ambiante peut être résolu.

Transitions fluides

Assurez-vous que le panneau d’affichage change en douceur la luminosité.

Les transitions fluides s’appliquent à

Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative

Configuration et outils pour les transitions fluides

  • Utilisez le script BrightToDim.ps1, trouvé dans le dossier BrightnessTests, pour monter en puissance linéairement la luminosité vers le haut et le bas. Basculez votre appareil en luminosité manuelle. Le script fera passer la luminosité de l’écran de 100 à 0.
  • Facultatif : utilisez un compteur de luminosité (nits) pour mesurer la luminosité de l’écran

Procédure de test de transitions lisses

  1. Assurez-vous que l’écran affiche autant de blanc que possible, par exemple, ouvrez le Bloc-notes et agrandissez-le sur l’écran.
  2. Démarrez le script BrightToDim.ps1 et observez le comportement de l’écran. L’écran doit effectuer une transition aussi fluide que possible, sans sauts de luminosité.

Évaluation des transitions lisses (réussite ou échec)

La luminosité de l’écran doit passer doucement vers le haut et le bas, il ne doit pas y avoir de sauts visibles dans la luminosité.

Notes de triage pour les transitions fluides

Collaborez avec votre fabricant de matériel pour comprendre comment les modifications de luminosité du panneau d’affichage peuvent être effectuées en douceur.

Voir aussi