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現代VR頭顯需要大量的計算資源來實時渲染高分辨率的內容。所以，優先考慮效率變得至關重要，特別是對于一體機版本。系統消耗能量的一個重要源頭是顯示器，而調暗屏幕可以節省相當多的能源。
但是，這可能會導致顯示內容中可見細節和對比度的損失。在一項研究中，瑞士提契諾大學團隊提出了一種隨時間調節亮度的技術，同時最大限度地減少可見細節的潛在損失，并避免明顯的時間不穩定性。
概括來說，給定一個預定的功率預算和視頻序列，可以通過亮度圖像的子帶分解來測量對比度損失，并離線優化每幀的亮度水平，以確保均勻的時間對比度損失。
功耗是硬件設計的一個基本軸，特別是對于便攜式設備。電池壽命和計算能力形成了一個謹慎的平衡，有效利用電源可以直接有助于增加計算能力預算，以實現更逼真和交互式的應用。
在VR設備中，調暗屏幕是一種常見的節能方法，但它需要在功耗和圖像質量之間進行權衡。分析表明，對于節能目標為30%的OLED架構，均勻調光在感知影響方面排名第二。另外，當節能目標超過60%時，均勻調光成為保持視覺質量的最有效方法。
對于常見的LCD，均勻調光是唯一能夠在不造成顯著感知質量損失的情況下將功耗降低50%的方法。所以，改進全局調光技術是在各種架構中推進節能顯示設計的前景途徑。然而，對亮度水平的實質性修正可能會降低內容的可見度和亮度對比度。
在一項研究中，瑞士提契諾大學團隊提出了一種動態調節屏幕亮度以降低顯示功耗的新技術。所述方法是一個基于Low Level人類視覺模型的優化問題，考慮感知亮度對比度。優化過程旨在實現三個目標之間的平衡。
首先，它旨在將功耗維持在指定的輸入水平。其次，它尋求在整個序列中確保一致的亮度對比度損失。最后，它保證任何隨時間變化的亮度不會判斷成偽影，比如可見的閃爍。
團隊專門為虛擬現實顯示器設計了解決方案，并利用這樣一個事實：沉浸在虛擬環境中的用戶無法訪問現實世界的刺激，對全局亮度變化的敏感度較低。團隊通過主觀的人類實驗徹底驗證了所述技術，并在實際硬件測量了它的功耗節省。
他們的目標是通過根據顯示的內容智能地調暗屏幕，保持可見的對比度，從而實現顯示器的特定平均功率預算。由于這種時間亮度調制或會導致可見的時間偽影，所以限制調制速率以保持平滑。
所述方法通過分析使用多波段頻率分解建模的感知亮度對比度來量化可見對比度的損失。除了量化對比度損失的大小外，團隊同時識別由于亮度降低而導致細節不可見的圖像區域。然后，使用逐幀預測來優化整個視頻序列離線的亮度調制。
實驗證明，與在序列持續時間內均勻降低亮度的基線解決方案相比，所提出方法不僅提高了感知質量，而且可以提高任務性能。除了離線優化之外，研究人員同時提出了一個簡單的在線解決方案，并實現了相同的目標。
團隊指出，方法的有效性取決于內容。亮度和細節變化較小的序列獲益較少。對方法的一個有趣的擴展將涉及使用序列中重要區域的附加信息來指導優化。這將使在特定幀中優先考慮對比度保存，同時在沒有關鍵內容的幀中實現更積極的調光。
另外，實驗使用了一個基于均勻背光的LCD面板的功耗模型。然而，這個模型并不適用于所有的顯示技術。不過，所提出方法依然可以跨各種技術使用。但是，應該調整功耗模型，并且確切的節省量將根據具體技術而有所不同。’
未來研究的一個有趣方向是擴展方法并利用顯示器的局部調光能力。另一個令人興奮的未來研究領域是探索跳眼抑制。
相關論文：Temporal Brightness Management for Immersive Content
https://paper.nweon.com/16336
總的來說，新興的VR技術對圖像質量和性能的要求越來越高，所以電源效率是一個重大挑戰。團隊主要介紹了一種用于管理圖像亮度隨時間變化的新技術，以實現所需的功率預算，同時保持均勻的時間對比度損失。
研究人員提高了細節可見性和可感知的質量，并且不引入可感知的偽影。另外，他們通過各種感知實驗廣泛驗證了所提出方法，并通過自定義硬件代理證實了節能聲明。
