Luminosité adaptative
La luminosité adaptative correspond à la luminosité de l’écran définie automatiquement par le système en réponse à la lecture du capteur de luminosité ambiante. La luminosité adaptative offre aux utilisateurs une expérience d’affichage plus réactive dans la mesure où la luminosité s’adapte automatiquement à leur environnement.
Nouveautés de Windows 11
L’implémentation de la luminosité automatique a été radicalement simplifiée pour les OEM souhaitant intégrer des capteurs de luminosité dans Windows 11 grâce à l’introduction d’un nouveau paradigme : une courbe de réponse à la lumière ambiante (ALR, Ambient Light Response) compartimentée. Pour plus d’informations, consultez Changements apportés à la courbe de réponse à la lumière ambiante pour Windows 11.
La nouvelle méthode ne repose pas sur la précédente courbe lux/luminosité configurable par l’OEM. La courbe par défaut est plus stable, plus fiable et plus facile à intégrer.
De nouveaux visuels ont été ajoutés aux pages des paramètres. Les mises à jour apportées à la page Paramètres d’affichage sont indiquées dans cet article. Les utilisateurs disposent d’un bouton bascule pour le contrôle de la luminosité adaptative du contenu (CABC, Content Adaptive Brightness Control).
Les améliorations suivantes apportées à Windows 10 version 1903 (19H1) sont toujours en place :
- Luminosité automatique activée par défaut
- Possibilité pour les utilisateurs de contrôler la luminosité à l’aide du curseur du centre de notifications
- Paramètres de configuration de la luminosité adaptative accessibles dans le Registre
Optimisation des étapes et des transitions de luminosité d’un affichage
Le nombre de niveaux de luminosité exposés par un affichage est important. Deux approches sont possibles :
- Approche basée sur des pourcentages : le contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs en pourcentage prend en charge 101 niveaux de rétroéclairage (de zéro à 100).
- Approche basée sur des valeurs en nits (recommandée) : le contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs en nits permet d’ajuster les niveaux de rétroéclairage avec précision. Cette approche permet donc de réaliser des transitions de luminosité très fluides et précises.
Windows détecte le type de l’interface de luminosité exposée par le pilote d’affichage et sélectionne l’approche la mieux adaptée. Si un pilote d’affichage expose uniquement l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, le système contrôle la luminosité à l’aide de valeurs en pourcentage. Si un pilote d’affichage expose l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, Windows 10, version 1809 ou ultérieure, contrôle la luminosité à l’aide de valeurs en nits. L’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 est ignorée dans les versions de Windows de bas niveau. Si les interfaces DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2 et DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 sont toutes les deux exposées par le pilote d’affichage, Windows 10, version 1809 ou ultérieure, contrôle la luminosité à l’aide de valeurs en nits. Les versions de Windows de bas niveau contrôlent la luminosité à l’aide de valeurs en pourcentage.
Considérations relatives à la luminosité et à l’affichage
Si le système prend en charge la définition de la luminosité en nits à l’aide de l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3 exposée par le pilote d’affichage, l’affichage doit être correctement étalonné. Après avoir configuré l’affichage avec un arrière-plan blanc, vous devez l’étalonner à différentes intensités en mesurant les valeurs en nits à l’aide d’un appareil de haute qualité à différents endroits. Les appareils permettant de mesurer la luminosité d’un affichage sont appelés des luminancemètres et sont disponibles à la vente chez les fournisseurs et sites en ligne d’équipement électronique.
L’implémentation de l’affichage doit être optimisée avec soin. Plus précisément :
- Assurez-vous que l’affichage prend en charge une gradation fluide entre tous les niveaux de luminosité accessibles.
- Pour garantir une gradation fluide, vous devez avoir un nombre suffisant de niveaux de luminosité d’affichage. Au moins 101 niveaux sont recommandés.
Contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs en nits
À compter de Windows 10, version 1809, le système contrôle la luminosité à l’aide de valeurs en 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 de luminance du Système international d’unités (SI). Si un appareil est équipé d’un affichage et d’un capteur correctement étalonnés, le contrôle de la luminosité doit fonctionner sans aucune intervention. Aucune courbe ALR n’est nécessaire sur ces appareils.
Pour ces systèmes, il est essentiel que les capteurs de luminosité et l’affichage soient étalonnés avec précision. Windows 10, version 1809 tolère les petites imprécisions qui peuvent se produire pendant le processus de fabrication de ces systèmes. Le placement des composants, la transparence du verre et d’autres facteurs similaires peuvent grandement influencer les valeurs en lux et en nits. Il est donc important d’étalonner au moins une fois les systèmes de luminosité basés sur des valeurs en nits avec le facteur de forme final plutôt que d’effectuer l’étalonnage sur un facteur de forme de développement et d’appliquer le résultat au facteur de forme final.
L’étalonnage par appareil durant la phase de production de chaque appareil donne les meilleurs résultats finaux.
Contrôle de la luminosité à l’aide de valeurs en pourcentage
Les systèmes qui ne prennent pas en charge le contrôle de la luminosité avec des valeurs en nits doivent prendre en charge des valeurs en pourcentage. Sur les systèmes basés sur des valeurs en pourcentage, vous devez mapper les pourcentages de rétroéclairage et les valeurs de luminance. Le mappage des pourcentages de rétroéclairage aux valeurs de luminance doit suivre un modèle exponentiel. Sur les systèmes de luminosité basés sur des valeurs en nits, comme il est attendu que chaque niveau en nits soit étalonné, un mappage par défaut des pourcentages aux valeurs en nits est fourni. Ce mappage par défaut des pourcentages aux valeurs en nits s’appuie sur la vision humaine et la recherche en science des couleurs pour fournir un curseur de luminosité perceptuellement linéaire. Tant que les niveaux en nits sont correctement étalonnés, comme décrit dans DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, la différence de luminance perceptuelle entre zéro et 1 % équivaut automatiquement à la différence de luminance perceptuelle entre 1 % et 2 %, et ainsi de suite.
La vision humaine est plus sensible aux petits changements de luminosité à l’écran dans les basses lumières. Par conséquent, vous devez allouer davantage de niveaux de rétroéclairage à la plage de luminosité inférieure pour permettre des transitions plus fluides. Par exemple, la différence entre 1 % et 2 % en nits doit être inférieure à la différence entre 10 % et 11 %. Cela signifie que 50 % de la luminance maximale de l’écran n’est pas mappée au niveau de rétroéclairage de 50 %.
Pour une expérience utilisateur acceptable, le niveau de luminosité le plus bas (0 %) doit donner lieu à un affichage faiblement lumineux, mais lisible. Si un utilisateur règle la luminosité sur 0 % sur un appareil qui mappe cette valeur à 0 nit, il peut se retrouver dans une situation inextricable étant donné que les commandes permettant d’éclaircir l’écran ne sont plus visibles. L’écran doit être suffisamment lumineux à 0 % pour que l’utilisateur puisse interagir avec l’interface utilisateur affichée. Sur les appareils prenant en charge l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, 0 % est automatiquement limité à une valeur minimale de 5 nits par Windows.
Changements apportés à la courbe de réponse à la lumière ambiante pour Windows 11
L’implémentation de la luminosité adaptative dans Windows 10 a soulevé quelques problèmes :
- Mauvaises lectures des capteurs de luminosité ambiante, en particulier dans les environnements très sombres ou très lumineux
- Panneaux d’affichage incapables de s’adapter à chaque pourcentage ou valeur en nits
- Difficulté à trouver le mappage optimal des valeurs en lux aux valeurs en nits
Ces problèmes ont eu les conséquences suivantes :
- Fluctuations continues de la luminosité de l’affichage en raison de l’inexactitude du capteur de luminosité ambiante (ALS, Ambient Light Sensor)
- Légères modifications dans les valeurs en nits, principalement dans les environnements à faible éclairage
Pour remédier à ces problèmes, nous avons remplacé la réponse à la lumière ambiante par une courbe compartimentée (voir figure ci-dessous). Les OEM peuvent refuser d’utiliser la courbe compartimentée par le biais d’options de personnalisation.
L’image suivante compare les modifications apportées à la courbe ALR par défaut entre Windows 10 et Windows 11. À gauche, vous pouvez voir un exemple de courbe par défaut et, à droite, une courbe par défaut compartimentée pour Windows 11. Les courbes illustrées ci-dessous sont des exemples de courbes qui peuvent être définies comme courbes défaut. La courbe par défaut réelle d’un appareil dépend de plusieurs facteurs et peut varier en fonction du fabricant de l’appareil.
Remarque
Systèmes Windows 10 mis à niveau vers Windows 11 : aucune modification n’est apportée au matériel ou microprogramme en dehors des exigences actuelles de Windows 10 en matière de luminosité adaptative. Les modifications sont internes à Windows 11. La nouvelle courbe compartimentée est appliquée aux systèmes Windows 10 existants compatibles avec la luminosité adaptative lors de leur mise à jour vers Windows 11.
Vue d’ensemble fonctionnelle de la luminosité automatique compartimentée
Pour réduire les variations fréquentes de luminosité de l’affichage en réponse aux lectures fluctuantes du capteur ALS, nous avons introduit la luminosité automatique compartimentée. Pour cela, nous mappons une plage de valeurs en lux à une seule valeur en pourcentage de luminosité cible. La luminosité de l’affichage fait ensuite l’objet d’une transition vers la valeur en pourcentage cible. Sur les appareils basés sur l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_2, le pourcentage cible est utilisé tel quel. Sur les appareils basés sur l’interface DXGK_BRIGHTNESS_INTERFACE_3, le pourcentage cible est converti en valeur en nits correspondante qui est alors utilisée. D’après nos expériences dans différentes conditions d’éclairage, les plages de valeurs en lux sont partitionnées en sept compartiments qui se chevauchent et se voient affecter une cible de luminosité d’affichage correspondante. Cette table de recherche permet de mapper une lecture du capteur ALS à une luminosité cible. Les compartiments introduisent l’effet d’hystérésis nécessaire qui empêche les fluctuations de luminosité de l’affichage en cas de changements non significatifs dans les lectures du capteur ALS. Les compartiments qui se chevauchent facilitent les transitions fluides entre les compartiments lorsque la lecture du capteur ALS change considérablement.
La luminosité automatique compartimentée commence toujours par le deuxième compartiment, soit une luminosité d’affichage cible de 55 %, car il s’agit de la condition d’éclairage la plus courante rencontrée par les utilisateurs. À mesure que la luminosité change, la transition cible se déplace vers le compartiment supérieur ou inférieur correspondant. Le curseur est animé en réponse aux transitions de compartiment.
Voici un exemple de séquence d’événements avec la courbe ALR compartimentée par défaut :
BucketedALRCurve démarre dans le deuxième compartiment et cible 55 %. Le capteur signale 40 lux. Le capteur signale 90 lux. Le capteur signale 40 lux. Le capteur signale 90 lux. Le capteur signale 20 lux. BucketedALRCurve passe du deuxième compartiment au premier compartiment. La cible de luminosité est désormais de 40 %. L’utilisateur voit la luminosité diminuer de 15 %. Le capteur signale 60 lux. Le capteur signale 90 lux. Le capteur signale 40 lux. Le capteur signale 200 lux. BucketedALRCurve passe du premier compartiment au deuxième compartiment. La cible de luminosité est désormais de 55 %. L’utilisateur voit la luminosité augmenter de 15 %.
Pour cette séquence, la luminosité n’a augmenté et diminué que deux fois en tout, alors que la lumière ambiante fluctuait fréquemment.
L’appareil démarre dans le deuxième compartiment. Lorsque le capteur fluctue entre 40 et 90 lux, le pourcentage de luminosité ne change jamais puisque ces deux valeurs appartiennent au deuxième compartiment.
Lorsque le capteur signale un échantillon de 20 lux, l’appareil passe au premier compartiment puisque cette valeur ne se trouve plus dans le deuxième compartiment. La luminosité est alors stable pour quelques valeurs en lux. Notez que les valeurs de 90 et 40 lux ne ramènent pas la luminosité vers le deuxième compartiment étant donné que ces valeurs existent dans le premier compartiment.
Lorsque le capteur signale un échantillon de 200 lux, l’appareil passe au deuxième compartiment puisque cette valeur dépasse la valeur en lux maximale du premier compartiment.
Scénarios en extérieur
Certains appareils utilisant des valeurs en nits prennent en charge les plages de boost. Cela signifie que la luminosité peut dépasser 100 % si la luminosité automatique le permet. En réglant les sixième et septième compartiments au-delà de 100 %, ces compartiments sont déclenchés lorsque les utilisateurs s’exposent à la lumière directe du soleil sur des appareils prenant en charge les plages de boost.
Scénarios extrêmement sombres
De nombreux capteurs ne gèrent pas bien les scénarios très sombres et envoient des valeurs ALS fluctuantes. Étant donné que le compartiment le plus bas va jusqu’à 100 lux, la luminosité ne doit pas changer fréquemment dans ces environnements sombres.
Clés de Registre pour 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 | Mettre en forme | Utilisation |
|---|---|---|
| AutobrightnessLuxToNitsCurve | REG_SZ | Table LUT pour la lecture des valeurs en lux du capteur ALS pour cibler la courbe des valeurs en nits. 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 dans Windows 11
La plupart des systèmes tirent parti d’une courbe de luminosité automatique compartimentée par défaut dans Windows 11. L’hystérésis et les transitions ne sont pas utilisées dans la courbe compartimentée par défaut. Les paramètres suivants doivent être utilisés lorsqu’un OEM choisit d’utiliser une courbe ALR personnalisée.
| Clé | Mettre en forme | Utilisation |
|---|---|---|
| UpperBrightnessHysteresisLut | REG_SZ | Table LUT pour le seuil d’hystérésis de luminosité de la limite supérieure. Exemple : « 10000:50000,20000:40000,50000:10000 » représente une table LUT définie par (entrée 10000 millinits, hystérésis 50000 millinits), (20000, 40000) et (50000, 100000) dans cet ordre spécifique |
| LowerBrightnessHysteresisLut | REG_SZ | Table LUT pour le seuil d’hystérésis de luminosité de la limite inférieure. |
Transitions de luminosité pour la courbe ALR personnalisée dans Windows 11
| Clé | Mettre en forme | Utilisation |
|---|---|---|
| MinBrightnessTransitionNitDelta | REG_DWORD | Delta 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 définis en millisecondes |
| MinBrightnessTransitionInterval | REG_DWORD | Durée interne de transition de luminosité minimale entre deux points de transition définis en millisecondes |
| MaxBrightnessTransitionInterval | REG_DWORD | Durée interne de transition de luminosité maximale entre deux points de transition définis en millisecondes |
Cas de test
Cette section décrit le test du capteur de luminosité ambiante.
Étalonnage du capteur ALS
Assurez-vous que le capteur de luminosité ambiante est correctement étalonné pour un ensemble donné de lumières ambiantes. Vérifiez que les lectures des valeurs en lux du capteur sont exactes.
L’étalonnage du capteur ALS s’applique à
Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative
Configuration de l’étalonnage du capteur ALS et outils associés
- Source lumineuse contrôlable (avec plusieurs niveaux de gradation) capable de générer différents niveaux de lux
- Luxmètre mesurant la lumière en lux
- MonitorBrightnessApp ou SensorExplorer pour visualiser les valeurs signalées par le capteur de luminosité ambiante
Procédure de test de l’étalonnage du capteur ALS
- Placez le luxmètre à côté de l’appareil. Le luxmètre doit être aussi proche que possible du capteur de luminosité ambiante sans interagir négativement avec celui-ci.
- Démarrez MonitorBrightnessApp.
- Dans une pièce sombre, utilisez la source lumineuse pour faire passer le niveau de lumière ambiante à différents niveaux de lux.
- Comparez la valeur affichée sur le luxmètre et la valeur signalée par MonitorBrightnessApp. Les valeurs doivent être identiques.
Variantes du test de l’étalonnage du capteur ALS
- Utilisez différents types de lumières contrôlables, comme des lampes à incandescence, CFL et LED.
- Utilisez des angles différents.
Évaluation de l’étalonnage du capteur ALS (réussite ou échec)
Les valeurs en lux signalées par MonitorBrightnessApp doivent être identiques à celles signalées par le luxmètre.
Notes de triage concernant l’étalonnage du capteur ALS
Prenez contact avec le fabricant de votre capteur pour comprendre comment l’étalonner.
Granularité du capteur ALS
Assurez-vous que les changements du capteur de luminosité ambiante sont précis, sans aucun délai.
La granularité du capteur ALS s’applique à
Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative
Configuration de la granularité du capteur ALS et outils associés
- Utilisez une source lumineuse avec un gradateur contrôlable pour augmenter et baisser de manière précise la lumière ambiante. La source lumineuse doit être capable d’augmenter et de baisser la lumière de manière fluide.
- Utilisez MonitorBrightnessApp dans le dossier BrightnessTests pour visualiser la réponse du capteur de luminosité ambiante.
Procédure de test de la granularité du capteur ALS
- Dans une pièce sombre, utilisez le gradateur pour augmenter et baisser le niveau de lumière de manière fluide.
- Utilisez MonitorBrightnessApp pour visualiser la réponse du capteur de luminosité ambiante. La réponse doit correspondre aux modifications appliquées au gradateur.
Évaluation de la granularité du capteur ALS (réussite ou échec)
La réponse du capteur de luminosité ambiante doit correspondre étroitement aux modifications appliquées au gradateur. Toute modification linéaire du gradateur doit entraîner une réponse linéaire du capteur de luminosité ambiante. La réponse du capteur ALS ne doit pas être discrète. Toute modification du gradateur doit être immédiatement visible dans MonitorBrightnessApp sans aucun délai.
Notes de triage concernant la granularité du capteur ALS
Prenez contact avec le fabricant de votre capteur pour comprendre comment fluidifier les transitions du capteur de luminosité ambiante et comment réduire les délais.
Transitions de veille
Assurez-vous que le capteur de luminosité ambiante est toujours fonctionnel en sortie de veille ou lorsque le couvercle est ouvert.
Les transitions de veille s’appliquent à
Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative
Configuration des transitions de mise en veille et outils associés
- Utilisez une source lumineuse pour activer et désactiver la lumière ambiante.
- Utilisez MonitorBrightnessApp dans le dossier BrightnessTests pour visualiser la réponse du capteur de luminosité ambiante.
Procédure de test des transitions de veille
- Dans une pièce sombre, allumez l’appareil ou ouvrez le couvercle.
- Utilisez MonitorBrightnessApp pour visualiser la lecture du capteur de luminosité ambiante. Assurez-vous que le capteur affiche une faible valeur en lux.
- Gardez MonitorBrightnessApp en cours d’exécution tout au long des étapes suivantes.
- Fermez le couvercle ou éteignez l’appareil.
- Allumez la lumière et assurez-vous que la lumière ambiante est vive.
- Ouvrez le couvercle ou allumez l’appareil.
- Connectez-vous au bureau et observez la valeur dans MonitorBrightnessApp. La valeur en lux doit immédiatement refléter la lumière ambiante réelle.
Évaluation des transitions de veille (réussite ou échec)
Le capteur de luminosité ambiante doit envoyer un échantillon de lecture lors de la sortie de la veille connectée ou lorsque le couvercle est ouvert.
Notes de triage concernant les transitions de veille
Prenez contact avec le fabricant de votre capteur de luminosité ambiante pour comprendre comment il peut être réparé.
Transitions fluides
Assurez-vous que le panneau d’affichage change la luminosité de manière fluide.
Les transitions fluides s’appliquent à
Tous les systèmes prenant en charge la luminosité adaptative
Configuration des transitions fluides et outils associés
- Utilisez le script BrightToDim.ps1, qui se trouve dans le dossier BrightnessTests, pour augmenter et baisser la luminosité de manière linéaire. Faites passer votre appareil en mode de luminosité manuelle. Le script réduit la luminosité de l’écran de 100 à 0.
- Facultatif : utiliser un luminancemètre (nits) pour mesurer la luminosité de l’écran
Procédure de test des transitions fluides
- Assurez-vous que l’écran affiche autant de blanc que possible. Par exemple, ouvrez le Bloc-notes et agrandissez-le à l’écran.
- Démarrez le script BrightToDim.ps1 et observez le comportement de l’écran. La transition de l’écran doit être aussi fluide que possible, sans aucun saut de luminosité.
Évaluation des transitions fluides (réussite ou échec)
La luminosité de l’écran doit augmenter et baisser de manière fluide, sans aucun saut de luminosité visible.
Notes de triage concernant les transitions fluides
Prenez contact avec le fabricant de votre matériel pour comprendre comment fluidifier les changements de luminosité du panneau d’affichage.