Prohlížení kužel - Viewing cone
Směr pohledu
Když pozorovatel vidí vizuální zobrazení s nemizející velikostí, každý bod oblasti zobrazení je viděn z jiného směru, jak je znázorněno na obr. 1. Ze stejného směru nejsou vidět žádná dvě místa na displeji. Čím větší je displej a čím blíže je pozorovatel k displeji, tím více se mění směr pohledu na povrchovou plochu displeje.
Hovorově se směru pohledu často říká „ úhel pohledu “. Toto je špatně zvolený výraz, kterému je třeba se vyvarovat, protože směr pohledu je určen dvěma polárními úhly: úhlem sklonu θ (měřeno od normály povrchu displeje) a azimutálním úhlem Φ měřeno v rovině displeje, jak ukazuje obrázek 3.
Na obr. 2, oční bulva představuje pozorovatele, který se dívá na konkrétní místo na displeji, které je totožné s původem polárního souřadného systému. Zelená šipka je směr pohledu (tj. Směr pozorování). Směr pohledu je určen úhlem sklonu , t Vstup, měřeno od kolmice k povrchu displeje (modré svislá šipka), zatímco azimut úhel, Φ, je úhel, který průmět směru pohledu na povrch zobrazovacích značek s osou x (červená šipka). Projekce směru pohledu je zde zobrazena jako stín zelené šipky. Úhel azimutu Φ se zvyšuje proti směru hodinových ručiček, jak je znázorněno na obrázku 3.
Množství směrů, ze kterých lze zobrazit displej bez artefaktů a zkreslení, které by znemožnily jeho zamýšlené použití (např. Počítačová kancelářská práce, televize, zábava), se nazývá pozorovací kužel (i když jeho tvar může být obecný ).
Koncept pozorovacího kužele byl poprvé představen v mezinárodní normě ISO 13406-2 : 2001 „Ergonomické požadavky pro práci s vizuálními displeji založenými na plochých panelech-Část 2: Ergonomické požadavky na ploché panely“. Tato norma poskytuje klasifikaci počítačových monitorů s LCD podle rozsahu směrů pohledu, které lze bezpečně použít pro zamýšlený úkol (zde: kancelářská práce) bez „sníženého vizuálního výkonu“. Klasifikace je provedena podle „Třídy rozsahu směru pohledu“, přičemž „rozsah směrů pohledu“ je ekvivalentní kuželu pohledu .
ISO 13406-2 popisuje složitý postup, podle kterého lze použitelný pozorovací kužel vyhodnotit z měření jasu a chromatičnosti proti směru pozorování. ISO 13406-2 zavádí 4 třídy rozsahů směru pohledu, z nichž první (třída I) je široký pozorovací kužel pro mnoho simultánních pozorovatelů a poslední (třída IV) je takzvaný „privátní displej“ s výrazně omezeným kuželovým zobrazením .
V závislosti na skutečném úkolu, který je třeba provést s určitým zobrazovacím zařízením (např. Kancelářská práce, zábava, domácí kino atd.), Jsou požadavky na displej různé. Trasy shody pro různé zobrazovací aplikace lze nyní nalézt v nástupnické normě ISO 9241-300.
Směr pohledu s je pohodlně znázorněn v polárním souřadném systému s úhlem sklonu θ, který je reprezentován radiální vzdáleností od počátku a azimutu Φ, rostoucí proti směru hodinových ručiček, jak ukazuje obrázek 4. V tomto souřadném systému každý bod odpovídá jeden směr pohledu . Prohlížení kužel je tedy definován lokusu (uzavřené linie) v tomto souřadném systému, jak je naznačeno obdélníkem a elipsy na obr. 4.
Pokud je pozorovací kužel specifikován pouze čtyřmi směry (např. V horizontální a vertikální rovině), není zřejmé, zda jde o obdélník nebo eliptický kužel podle obr. 4. Aby se vyřešila tato nejednoznačnost, měl by být pozorovací kužel specifikován alespoň v 8 směrech, umístěných v horizontální a vertikální rovině a ve dvou diagonálních rovinách (Φ = 45 ° a 135 °).
Každý směr v polárním souřadném systému na obr. 4 lze přiřadit (skalární) fyzickou veličinu, např. Jas, kontrast atd. Tuto veličinu pak lze znázornit čárami stejných hodnot (vrstevnice), odstíny šedé nebo pseudobarvami (jak ukazuje obr. 4).
Prohlížení kužel může být definován počínaje určitou aplikaci a související geometrie pozorování, ze kterého lze získat řada směrů, která určují kužel sledování požadované pro tento úkol. Uvnitř tohoto pozorovacího kužele musí určité fyzické parametry, které souvisejí s vizuálním výkonem zobrazovacího zařízení, zůstat v určitých mezích (závislých na úkolu).
Prohlížení kužel může být také výsledkem měření (proti směru pohledu ), prováděné s určitou zobrazovacím zařízení za stanovených provozních podmínek. Poté je pozorovací kužel získán omezením hodnot vizuální veličiny (např. Kontrastu), která musí být pro určitou aplikaci vyšší než např. 10 (srovnejte např. Prahy pozorovacího kužele Vesa FPDM2 307-4 ). Poté čára, pro kterou se kontrast rovná 10, definuje pozorovací kužel .
Nedávné experimenty ukázaly, že přijatelný pozorovací kužel je spíše určen snížením jasu a změnou chromatičnosti než poklesem kontrastu. Byla provedena komplexní srovnání experimentů a měření za účelem identifikace veličin a odpovídajících mezních hodnot, které definují zjevný kužel sledování pro televizní obrazovky s LCD a PDP. Jedním z výsledků je, že „svítivost na středních až vysokých úrovních šedi určuje kvalitu závislou na směru sledování a ne kontrastní poměr“. To je shledáno v souladu s dalšími výsledky výzkumu, které „nacházejí nízkou korelaci mezi kontrastním poměrem a hodnotou vizuálního hodnocení“. Kromě toho „nejen souřadnice chromatičnosti primárních, ale ještě více souřadnic bílého bodu hrají důležitou roli a je třeba je zahrnout do metriky závislé na směru pohledu“. Autoři dospěli k závěru, že „u LCD má tato nová metrika za následek pozorovací kužel, který je řádově 70 ° –90 ° (subtendovaný úhel), a tedy podstatně nižší, než je obvykle stanoveno na základě minimálního kontrastu 10 . U PDP poskytuje tato nová metrika stejný rozsah směrů pohledu jako současná specifikace, která využívá snížení jasu na 50%“. V terminologii, jak byla uvedena výše (a ilustrovaná na obrázku 2), pozorovací kužel 70 °-90 ° podřízeného úhlu znamená (pro rotačně symetrický pozorovací kužel) maximální úhel sklonu 35 ° -45 °.
Jas a kontrast proti směru pohledu
Obr. 5 ukazuje jas a kontrast proti směru pohledu v systému polárních souřadnic. Levý sloupec ukazuje směrovou distribuci jasu tmavého stavu displeje (zde: IPS-LCD), střední sloupec ukazuje světlý stav a pravý sloupec ukazuje (jasový) kontrast (poměr) vyplývající z předchozích dvou distribucí jasu . Hodnota je kódována (pseudo) barvami. Každý graf pod polárními souřadnicovými systémy ukazuje příčný řez v horizontální rovině a udává hodnoty jasu a kontrastu.
Každá hranice mezi dvěma (odstíny) barev představuje linii konstantní hodnoty, v případě kontrastu iso-kontrastní (konturovou) čáru . Všimněte si, že „iso“ je zde používáno ve smyslu „rovnocenné“, NEZAKLADÁ vztah k Mezinárodní organizaci pro normalizaci , ISO .
Tento způsob reprezentace variace množství displeje se směrem pozorování pochází z optické techniky zvané konoskopie . Konoskopie , původně navržená a používaná Mauginem ke zkoumání stavu zarovnání tekutých krystalů v roce 1911, byla použita v každé laboratoři LCD na konci sedmdesátých a v průběhu osmdesátých let k měření a vyhodnocování optických vlastností LCD a pro odhad LCD -kontrast jako funkce směru pohledu. V kolonoskopickém režimu pozorování, v dávných dobách často realizovaných polarizačním mikroskopem , je v zadní ohniskové rovině objektivu generován směrový obraz . Tento směrový obrázek je založen na stejných souřadnicích jako reprezentace v polárním souřadném systému uvedeném na obr. 4 a 5.
První publikace variace kontrastu reflexních LCD měřená pomocí motorizovaného mechanicky snímajícího gonioskopického přístroje a znázorněná jako obrazec s conoskopickými směry byla vydána v roce 1979.
Viz také
Reference
- ISO 13406-2 : 2000 „Ergonomické požadavky pro práci s vizuálními displeji založenými na plochých panelech-Část 2: Ergonomické požadavky na ploché panely.“
- ISO 9241-300: „Ergonomie interakce člověk-systém-Část 300: Úvod do požadavků na elektronické vizuální zobrazení“. Série ISO 9241-300 stanoví požadavky na ergonomický design elektronických vizuálních displejů. Tyto požadavky jsou uvedeny jako specifikace výkonu zaměřené na zajištění efektivních a pohodlných podmínek sledování pro uživatele s normálním nebo upraveným zrakem. Pro vyhodnocení návrhu jsou k dispozici zkušební metody a metrologie poskytující měření shody a kritéria. ISO 9241 je použitelná pro design vizuální ergonomie elektronických vizuálních displejů pro různé úkoly v široké škále pracovních prostředí.