คิวอาร์โค้ดที่ดูนิ่ง แท้จริงกำลังกะพริบเร็วจนสายตามองไม่ทัน

ภาพนิ่งบนหน้าจอ อาจไม่เคยนิ่งจริงแม้แต่วินาทีเดียว

ลองเปิดคิวอาร์โค้ดสำหรับรับหรือจ่ายเงินบนสมาร์ตโฟน แล้ววางเครื่องไว้ตรงหน้า ภาพที่เห็นดูเรียบง่ายมาก มีเพียงช่องสีดำสลับขาวเรียงกันเป็นตาราง ไม่มีการเคลื่อนไหว ไม่มีแสงวิ่ง และไม่มีสิ่งใดชวนให้สงสัย แต่เบื้องหลังภาพนิ่งนั้น พิกเซลของหน้าจอ OLED อาจกำลังเปิดและปิดซ้ำหลายร้อยหรือหลายพันครั้งต่อวินาที เพียงแต่สมองของเรารวมแสงแต่ละจังหวะเข้าด้วยกันจนมองเห็นเป็นภาพต่อเนื่อง

สิ่งที่กะพริบไม่ใช่ตัวคิวอาร์โค้ด

ต้องแยกให้ชัดก่อนว่า ลวดลายคิวอาร์โค้ดไม่ได้แอบเปลี่ยนข้อมูลหรือสลับตำแหน่งช่องสีดำกับสีขาว สิ่งที่กะพริบคือแสงจากหน้าจอซึ่งใช้วิธีควบคุมความสว่างแบบ PWM หรือ Pulse Width Modulation หลักการคือเปิดพิกเซลให้สว่าง แล้วดับลงอย่างรวดเร็วสลับกัน หากต้องการให้จอดูสว่าง พิกเซลจะเปิดค้างในแต่ละรอบนานขึ้น หากลดความสว่าง เวลาที่เปิดก็สั้นลง ส่วนช่วงที่ดับจะยาวขึ้น

นี่คล้ายกับการเปิดก๊อกน้ำเต็มแรงเป็นจังหวะ แทนที่จะหรี่ก๊อกให้ไหลเบาลง ปริมาณน้ำเฉลี่ยยังลดได้จากการเปลี่ยนระยะเวลาที่ก๊อกเปิด หน้าจอก็ใช้แนวคิดใกล้เคียงกัน โดยเปลี่ยนสัดส่วนช่วงเวลาเปิดต่อช่วงเวลาดับ หรือที่เรียกว่า ดิวตีไซเคิล เพื่อให้ตารับรู้ระดับความสว่างต่างกัน

ยิ่งลดแสง บางหน้าจอยิ่งมีช่วงดับยาวขึ้น

สมาร์ตโฟนแต่ละรุ่นไม่ได้ใช้ความถี่ PWM เท่ากัน บางรุ่นทำงานหลักร้อยเฮิรตซ์ บางรุ่นเพิ่มไปถึงหลักพันเฮิรตซ์ และบางเครื่องเลือกใช้วิธีลดกระแสไฟร่วมกับ PWM เพื่อลดการกะพริบ จึงไม่ควรเหมารวมว่าหน้าจอ OLED ทุกเครื่องกะพริบแรงเท่ากัน หรือทำงานด้วยรูปแบบเดียวกันตลอดช่วงความสว่าง

เมื่อเปิดคิวอาร์โค้ด สีดำบนจอ OLED มักเกิดจากพิกเซลบริเวณนั้นหยุดเปล่งแสง ส่วนพื้นที่สีขาวต้องใช้พิกเซลจำนวนมากส่องสว่างพร้อมกัน หากเครื่องกำลังหรี่หน้าจอด้วย PWM พื้นที่สีขาวเหล่านี้จะติดและดับตามรอบการควบคุมแสง จึงทำให้ภาพทั้งแผ่นดูเหมือนกำลังกระพริบเมื่อบันทึกด้วยอุปกรณ์ที่จับเวลาได้ละเอียดกว่าสายตามนุษย์

ทำไมกล้องจึงเห็นแถบดำวิ่งผ่านหน้าจอ

หลายคนเคยใช้โทรศัพท์อีกเครื่องถ่ายหน้าจอ OLED แล้วพบแถบมืดพาดผ่านภาพ ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้แปลว่าหน้าจอเสียเสมอไป แต่เกิดจากจังหวะการกะพริบของจอไปชนกับวิธีรับภาพของกล้อง โทรศัพท์ส่วนใหญ่ใช้เซนเซอร์แบบ Rolling Shutter ซึ่งไม่ได้บันทึกทุกแถวของภาพพร้อมกัน แต่ไล่อ่านข้อมูลจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง

หากแถวบนถูกบันทึกตอนหน้าจอสว่าง แต่แถวถัดมาถูกอ่านในช่วงที่ PWM ดับ กล้องจะสร้างภาพออกมาเป็นริ้วสว่างสลับมืด ยิ่งปรับความเร็วชัตเตอร์หรืออัตราเฟรมไม่สัมพันธ์กับความถี่ของหน้าจอ แถบเหล่านี้ก็ยิ่งเด่น บางครั้งดูเหมือนวิ่งขึ้นลง ทั้งที่ตาเปล่ามองจอแล้วนิ่งสนิท

กล้องความเร็วสูงทำให้ภาพชัดเจนยิ่งกว่า เพราะมันแบ่งหนึ่งวินาทีออกเป็นเฟรมจำนวนมาก เมื่อเปิดดูแบบช้า ๆ จะเห็นช่วงที่หน้าจอสว่างและมืดสลับกัน เหมือนเปิดม่านให้เราเห็นการทำงานซึ่งปกติซ่อนอยู่หลังข้อจำกัดของการมองเห็น

แล้วทำไมเครื่องสแกนยังอ่านคิวอาร์โค้ดได้

แม้จอจะกะพริบ แต่เครื่องสแกนไม่ได้มองเพียงเสี้ยววินาทีเดียว ระบบกล้องจะรับแสงตามช่วงเวลาของชัตเตอร์และนำข้อมูลหลายพิกเซลมาประมวลผล หากภาพมีความสว่างเพียงพอ โฟกัสชัด และลายตารางไม่ถูกแถบมืดบดบังมากเกินไป ซอฟต์แวร์ก็ยังตรวจหากรอบสี่เหลี่ยมสามมุม จัดแนวภาพ และถอดข้อมูลได้ตามปกติ

ปัญหามักเกิดในสถานการณ์ที่ลดความสว่างจอต่ำมาก มีแสงสะท้อนบนกระจก จอแตกร้าว กล้องสั่น หรือยกโทรศัพท์เข้าใกล้เครื่องอ่านเกินไป หากสแกนไม่ติด การเพิ่มความสว่างหน้าจอ ขยับระยะออกเล็กน้อย และถือเครื่องให้นิ่ง มักช่วยได้มากกว่าการถูหน้าจอหรือขยายคิวอาร์โค้ดจนเต็มขอบ

ตาไม่เห็น ไม่ได้หมายความว่าแสงนั้นไม่มีอยู่

คนส่วนใหญ่ไม่รู้สึกถึง PWM เพราะความถี่สูงเกินกว่าจะเห็นเป็นการกะพริบตรง ๆ แต่บางคนไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแสง อาจรู้สึกล้าตา ปวดศีรษะ หรือไม่สบายตาเมื่อใช้หน้าจอความสว่างต่ำเป็นเวลานาน อาการแตกต่างกันมากและไม่ได้เกิดกับทุกคน จึงไม่ควรสรุปจากคลิปกล้องเพียงอย่างเดียวว่าหน้าจอรุ่นใดอันตรายหรือปลอดภัยเด็ดขาด

สิ่งเล็ก ๆ อย่างคิวอาร์โค้ดจึงเผยให้เห็นกลไกที่น่าสนใจของหน้าจอสมัยใหม่ ภาพสีดำกับสีขาวซึ่งดูนิ่งและธรรมดา แท้จริงเกิดจากพิกเซลนับล้านทำงานประสานกันอย่างรวดเร็ว จังหวะเปิดและดับเหล่านั้นเร็วเกินสายตา แต่ไม่เร็วเกินกล้อง และเมื่อเรามองผ่านเทคโนโลยีที่จับเวลาได้ละเอียดกว่า โลกที่เคยดูนิ่งก็เริ่มแสดงการเคลื่อนไหวซึ่งซ่อนอยู่ตลอดเวลา