ГОСТ Р 52324-2005 Эргономические требования к работе с визуальными дисплеями, основанными на плоских панелях. Часть 2. Эргономические требования к дисплеям с плоскими панелями

ГОСТ Р 52324-2005
(ИСО 13406-2:2001)

Группа Э65

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТЕ С ВИЗУАЛЬНЫМИ ДИСПЛЕЯМИ,
ОСНОВАННЫМИ НА ПЛОСКИХ ПАНЕЛЯХ

Часть 2

Эргономические требования к дисплеям с плоскими панелями

Ergonomic requirements for work with visual displays based on flat panels.
Part 2. Ergonomic requirements for flat panel displays

ОКС 13.180

ОКСТУ 4032

Дата введения 2005-07-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-технический центр сертификации электрооборудования "ИСЭП" с участием ВНИИстандарт

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 407 "Средства отображения информации"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2005 г. N 58-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 13406-2-2001 "Эргономические требования к работе с визуальными дисплеями, основанными на плоских панелях. Часть 2. Эргономические требования к дисплеям с плоскими панелями"

ISO 13406-2-2001 "Ergonomic requirements for work with visual displays based on flat panels - Part 2: Ergonomic requirements for flat panel displays".

При этом из указанного международного стандарта исключено приложение С, которое в настоящее время находится в стадии разработки; дополнительная ссылка на национальный стандарт Российской Федерации включена в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики и выделена курсивом

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

Введение

Настоящий стандарт дополняет ИСО 9241 в части учета существенных различий при работе с плоскими панелями.

В настоящем стандарте представлены требования к видеотерминалам (ВДТ) на плоских панелях. Стандарт предназначен для экспертов и пользователей этой техники и содержит сведения об аппаратуре. Настоящий стандарт содержит необходимые примечания, рисунки и примеры. Целью настоящего стандарта является разборчивость изображений на плоских панелях. Требования настоящего стандарта прежде всего основаны на ГОСТ Р ИСО 9241-3. Требования настоящего стандарта так же, как и ГОСТ Р ИСО 9241-3, основаны на визуальном комфорте, мышечном комфорте и их приемлемости для потребителя. Настоящий стандарт включает требования и рекомендации, основанные на четкости, комфорте и приемлемости, которые проявляются при эксплуатации ВДТ и основаны на эргономических исследованиях по [144], но изменены и расширены, что открывает дополнительные возможности продаж ВДТ с плоскими панелями. Разборчивость в присутствии внешнего освещения и изображений, создаваемых нежелательными отражениями, относящаяся к плоским панелям, рассматривается в [143] применительно к ВДТ с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ).

В разделе "Термины и определения" настоящего стандарта приведены определения специальных требований или измерений. В отдельных случаях приведены определения из других источников. Если в определение внесено изменение, его изложение следует после слов "Адаптировано с ИСО... дата...". Поскольку настоящий стандарт часто основывается на математических моделях и физических измерениях, чтобы гарантировать соответствие назначению ВДТ на плоских панелях разделу 8 Измерения, приняты соответствующие соглашения.

Общие принципы и требования к рабочим характеристикам по ГОСТ Р ИСО 9241-3 приведены, чтобы напомнить пользователям об основах работы с видеотерминалами на плоских панелях.

Пункты 7.1 Проектное расстояние наблюдения, 7.2 Проектное направление наблюдения и 7.3 Проектная освещенность экрана содержат следующие отличия от используемых по ГОСТ Р ИСО 9241-3:

а) характеристики наблюдения ВДТ на плоских панелях требуют более внимательной установки и рассмотрения направления наблюдения, чем содержащиеся в ГОСТ Р ИСО 9241-3;

б) плоская панель ВДТ не обязательно устанавливается на столе.

Эти отличия представлены как эргономические ограничители в технических требованиях компании-поставщика. В ГОСТ Р ИСО 9241-3 не используют критерий "дальность наблюдения". Эти отличия становятся основными условиями при измерениях или определениях.

Использование усредненной по поверхности (габаритной) яркости аналогично ГОСТ Р ИСО 9241-3. Для технологии ЭЛТ картина близко примыкающих друг к другу пикселей, представляющая "высокий-низкий-высокий-низкий-высокий-низкий" уровни, имеет тем меньший контраст, чем более разряженная картина. Так как в плоских панелях область пикселя имеет оптическую модуляцию менее 100% (коэффициент заполнения меньше 1), различие в контрасте между разряженной и плотной картинами минимально. Вычисление яркости экрана усложняется необходимостью точного направления наблюдения. Вычисление яркости экрана упрощает использование усредненной по поверхности яркости.

Введены классы требований. Например, некоторые плоские панели требуют значительного времени для формирования изображения. Для статических изображений такие панели эргономически безусловно приемлемы. Не все современные приложения основаны исключительно на таких статических изображениях. Если поставляемое оборудование имеет ограничение по этому параметру, компания-поставщик должна это указать. Специалист-схемотехник, покупатель или потребитель могут рассматривать, является ли изделие совместимым с его назначением.

Раздел 8 Измерения настоящего стандарта распространяется на измерения, предназначенные для оценки ВДТ на плоских панелях. Предметом оценки является поверхность панели. Для оценки выбирают и измеряют места на поверхности панели, и заключение о соответствии может быть сделано по результатам этих измерений. Панели с большим отклонением от требований не требуют точного оборудования, но панели с небольшим отклонением - требуют.

Раздел 9 Соответствие настоящего стандарта аналогичен ГОСТ Р ИСО 9241-3. Вариант испытания (визуальные характеристики и испытание на комфортность) приведен в ГОСТ Р ИСО 9241-3 в соответствии с приложением В и приводится как вариант, альтернативный прямому соответствию.

Дополнительная информация о разности цветов приведена в приложении А. Приложение В настоящего стандарта расширяет аналитический метод определения мелькания по модуляции яркости во времени для ВДТ, выполненных не на ЭЛТ по ГОСТ Р ИСО 9241-3.

Общие положения

ИСО (Международная организация по стандартизации) - это всемирная федерация национальных органов по стандартизации (членов ИСО). Работа по подготовке международных стандартов обычно проводится техническими комитетами ИСО. Каждый из членов ИСО, заинтересованный в этой тематике, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные организации, правительственные и неправительственные, взаимодействующие с ИСО, также принимают участие в работе. ИСО тесно сотрудничает с Международной Электротехнической Комиссией (МЭК) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.

Проекты международных стандартов, принятые техническими комитетами, направляются на отзыв членам ИСО. Для публикации проекта стандарта в качестве международного стандарта требуется одобрение, по крайней мере, 75% членов ИСО, участвовавших в голосовании.

Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть субъектом патентного права. ИСО не несет ответственности за идентификацию патентных прав.

Международный стандарт ИСО 13406-2 подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 159 "Эргономика", Подкомитетом SC4 "Эргономика взаимодействия человек- машина". Международный стандарт ИСО 13406 состоит из следующих частей под общим заглавием "Эргономические требования для выполнения офисных работ с визуальными дисплеями, основанными на плоских панелях":

- часть 1 Введение;

- часть 2 Эргономические требования к дисплеям на плоских панелях.

Приложения А и В настоящего стандарта - справочные.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на экраны ВДТ с плоскими панелями, используемые для выполнения офисных задач; панели с плоскими экранами, которые содержат регулярную решетку пикселей, расположенных в рядах с равными интервалами без встроенных зазоров; представление шрифтов, основанных на латинице, кириллице и греческих буквенных символах и арабских цифрах на экранах ВДТ с плоскими панелями; представление азиатских знаков на экранах ВДТ с плоскими панелями, способных отобразить по крайней мере 40 латинских знаков, и устанавливает эргономические требования к качеству изображения для проектирования и оценки ВДТ на плоских панелях; требования, относящиеся к качеству изображения ВДТ на плоских панелях; методы определения качества изображения ВДТ на плоских панелях и эргономические принципы для руководства этими требованиями.

Настоящий стандарт не применяют для технологии плоских панелей, относящейся к дисплеям, использующим оптику для формирования изображений, размеры которых не соответствуют исходному электрооптическому преобразователю (проекционное применение дисплеев на плоских панелях) или технологии плоских панелей с фиксированными знаковыми сообщениями или сегментированными цифробуквенными элементами.

Примечание - Некоторые методы измерений из настоящего стандарта не применимы для отражающих плоских панелей (например контрастный и яркостный). По мере развития технологии эти методы измерения будут внесены в настоящий стандарт.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р ИСО 9241-3-2003 Эргономические требования при выполнении офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов (ВДТ). Часть 3. Требования к визуальному отображению информации

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

Примечание - Применяемые в некоторых определениях символы и единицы измерений - в соответствии с разделом 4.

3.1 Фотометрия

3.1.1 габаритная яркость (area luminance): Яркость участка экрана, диаметр которого не менее 10 пикселей, причем яркость каждого пикселя изменяется менее чем на 2%.

Примечание - Яркость участка экрана выражают в канделах на квадратный метр (кд/м).

3.1.2 яркость фона (background luminance): Яркость области экрана при отсутствии изображения.

Примечание - Яркость фона выражают в канделах на квадратный метр (кд/м).

3.1.3 контраст (contrast): Оценка (при чувственном восприятии) различия в видимости двух или больше частей поля, рассматриваемых одновременно или поочередно (яркостный контраст, контраст освещенности, цветовой контраст и т.д.).

Примечание - Адаптировано с [35] (845-02-47).

3.1.4 ИО (EUT): Испытуемое оборудование.

3.1.5 закон Ламберта (косинуса) (Lambert's (cosine) law): Для элемента поверхности с яркостью или энергетической яркостью, одинаковой для всех направлений в полусфере над этой поверхностью, справедлива формула

, (1)

где и - силы излучений или силы света элемента поверхности в направлении, которое определяется углом от нормали к этой поверхности и в направлении этой нормали соответственно.

Примечание - Адаптировано с [35] (845-04-56).

3.1.6 поверхность Ламберта (Lambertian surface): Идеальная поверхность, испускаемое излучение которой имеет угловое распределение, соответствующее закону Ламберта (косинуса).

Примечание - Адаптировано с [35] (845-04-57).

Для идеального образца диффузного отражения справедливо равенство

. (2)

3.1.7 яркостный контраст (luminance contrast): Соотношение между высшей и низшей яркостями, представляющее собой характеристику обнаружения, выражают либо как контрастную модуляцию

, (3)

либо как контрастное отношение :

. (4)

Примечания

1 Для плоских панелей для выражения яркости может использоваться габаритная яркость, т.к. пиксели дискретны.

2 Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3.

3.1.8 показатель яркости (элемента поверхности среды в определенном направлении, при определенных условиях облучения) (luminance coefficient (at a surface element, in a given direction, under specified conditions of illumination)) , : Частное от деления значения яркости элемента поверхности в конкретном направлении на среднее значение освещенности.

Примечания

1 Показатель яркости выражают в обратных стерадианах (ср).

2 Адаптировано с [35] (845-0-71).

. (5)

3.1.9 коэффициент яркости (элемента поверхности несамосветящегося тела в некотором направлении, для заданных условий освещения) (luminance factor (at a surface element of a non-self-radiating medium, in a given direction, under specified conditions of illumination)) , : Отношение яркости тела в конкретном направлении к яркости совершенного отражающего или пропускающего рассеивателя, находящегося в тех же условиях освещения.

. (6)

Примечания

1 Значения коэффициента яркости выражают в долях единицы.

2 Адаптировано с [35] (845-04-69).

3.1.10 оптически анизотропная поверхность (optically anisotropic surface): Оптическая поверхность, на которой излучение отклоняется от Ламбертовской поверхности более чем на 10% при любом угле наклона <45°.

3.2. Колориметрия (colorimetry)

3.2.1 Цветовое пространство МКО 1976 (CIE 1976 colour space): Трехмерное, приблизительно равноконтрастное цветовое пространство, заключенное в прямоугольную систему координат *, *, *, которые определяют по следующим формулам:

(7)

где , , - рассматриваемый цветовой стимул и , , - стандартный ахроматический стимул.

Примечание - Приблизительно коррелированные значения чистоты цвета, насыщенности цвета и цветовой тон могут быть вычислены следующим образом:

, если и ,

, если и ,

, если и ,

, если и .

Примечание - Адаптировано с [35] (845-03-54).

3.2.2 равноконтрастный цветовой график МКО 1976 (CIE 1976 uniformchromaticity scale diagram): Двумерный цветовой график, система координат которого выбрана так, чтобы равным расстояниям в любой части графика соответствовало как можно более точно равное число порогов цветоразличения для цветовых стимулов одинаковой яркости; график строится в прямоугольных координатах , , определяемых уравнениями:

(См. рисунок 1).

Примечание - Адаптировано с [35] (845-03-54).

Примечание - Цифры на графике - значения длин волн в нанометрах.

Рисунок 1 - равноконтрастный цветовой график МКО 1976

3.2.3 разность цветов МКО 1976 [] (CIE 1976 colour difference): Разность двух цветовых стимулов, определяемая как Евклидово расстояние между координатами ; рассчитывают по формуле

. (12)

Значения , , и соответствующие им значения , определяют цвет номинально белого цветового стимула объекта [141].

Примечание - Адаптировано с [35] (845-03-55).

3.2.4 разность цветностей на равноконтрастном цветовом графике (chromaticity uniformity difference): Расстояние на равноконтрастном цветовом графике МКО 1976 , рассчитывают по формуле

, (13)

где , и , - координаты одного цвета, см. рисунки 1 и 2.

Примечание - Цифры на графике - значения длин волн в нанометрах.

Рисунок 2 - Предельный красный и предельный синий цвета

Примечание - Разность цветности имеет приблизительное значение, если яркость неоднородна или объекты не расположены рядом (см. 3.2.2).

3.2.5 доминирующая длина волны цветового стимула (dominant wavelength of a colour stimulus ): Длина волны излучения монохроматического стимула, который при аддитивном смешивании в определенных пропорциях с излучением стандартного ахроматического стимула дает цветовое равенство с излучением рассматриваемого цветового стимула.

Примечание - Для пурпурных цветов доминирующая длина волны заменяется дополнительной длиной волны [35] (845-03-44).

3.2.6 одинаковая доминирующая длина волны (same dominant wavelength): Два цвета имеют одинаковую доминирующую длину волны, если разность между оттенками каждого цвета мала.

3.2.7 спектральные предельные цвета (spectrally extreme colours): Спектральные предельные цвета - предельный синий и предельный красный цвет.

Примечание - Предельный синий - любой цвет с . Предельный красный - любой цвет с . Предельные области цветов выделены на графике, приведенном на рисунке 2.

3.2.8 равноконтрастное цветовое пространство (uniform colour space): Цветовое пространство, в котором расстояние между любыми двумя точками, характеризующими два цвета, дает равную по величине пороговую разность двух воспринимаемых цветов [35] (845-03-51).

3.2.9 равноконтрастный цветовой график (uniform-chromaticity-scale diagram): Двумерный цветовой график, система координат которого выбрана так, чтобы равным расстояниям в любой части графика соответствовало как можно более точно равное число порогов цветоразличения для цветовых стимулов одинаковой яркости [35] (845-03-52).

3.3 Геометрия (Geometry)

3.3.1 активная область (active area): Часть экрана дисплея, ограниченная пикселями [145].

3.3.2 стягиваемый угол (angular subtense): Размер визуального объекта при конкретном расстоянии наблюдения (например проектном) вычисляют следующим образом:

Примечание - Единицы измерения стягиваемого угла - угловой градус (...°), который далее делится на минуты (...') и секунды (...").

3.3.3 анизотропный дисплей (anisotropic display): Дисплей (обычно жидкокристаллический - далее ЖК) с излучаемой яркостью и/или коэффициентом яркости в соответствии с 3.1.10.

3.3.4 система координат (coordinate system): Сферическая система координат (, , ), см. рисунок 3.

- положение входного зрачка измерителя яркости; - рабочее расстояние;
=0° (положение стрелки 3 ч)

Примечания

1 Иногда углы определяют в соответствии с положением часовой стрелки часов. Направление на 3 ч принимают за угол =0°.

2 Обычно используют только положительные значения угла . Минус , плюс идентичны направлению плюс , плюс ±180°.

Рисунок 3 - Система координат

1 - положение стрелки 3 ч, правый край экрана, если смотреть от пользователя; 2 - положение стрелки 12 ч,
верхняя часть экрана, если смотреть от пользователя; 3 - положение стрелки 6 ч, нижняя часть экрана,
если смотреть от пользователя; 4 - поверхность экрана

Рисунок 4 - Определение системы координат

Примечания

1 Систему координат определяют в соответствии с рисунком 4.

2 Для получения дополнительной информации о координатах и углах обзора см. [133] (300-2).

Обозначают точку (пиксель или центр визуального объекта) . Проводят прямую от точки до входного зрачка измерительного прибора и прямую , перпендикулярную к плоскости экрана дисплея. Угол между и в плоскости - и будет углом отклонения . Расстояние - радиусом .

Обозначают любую точку на линии, образованной проекцией на плоскость изображения. Проводят прямую на этой плоскости вправо от прямой, делящей горизонтальную плоскость пополам и параллельно ей. Получают ось . Угол отсчитывают от к против часо

вой стрелки.

3.3.5 Франкфуртская плоскость (Frankfort plane): мнимая плоскость, образованная горизонтальным сечением головы пользователя, между козелком и самой нижней точкой глазной впадины, см. рисунок 5.

1 - козелок;

2 - Франкфуртская плоскость; 3 - нижний выступ глазной впадины

Рисунок 5 - Франкфуртская плоскость

Орбита - впадина в черепе, в которой расположен глаз. Козелок - выступ хряща, расположенного в ушной раковине ниже слухового отверстия.

3.3.6 угол наблюдения (gaze angle): угол между Франкфуртской плоскостью и плоскостью, образованной зрачками и визуальным объектом, см. рисунок 6.

1 - угол наблюдения; 2 - линия наблюдения

Рисунок 6 - Угол наблюдения

Примечание - Удовлетворительный диапазон наблюдения - приблизительно от 0° до 45°.

3.3.7 угол наклона головы (head tilt angle): Угол между Франкфуртской плоскостью и горизонтальной плоскостью, образованный конкретным наклоном головы.

Примечание - Если голова расположена прямо, угол наклона равен приблизительно 4°, см. рисунок 7.

1 - горизонтальная плоскость; 2 - угол наклона головы

Рисунок 7 - Угол наклона головы

Примечание - Удовлетворительный диапазон угла наклона головы - приблизительно от 0° до 20°.

3.3.8 диапазон угла визирования (viewing angle range): Коническая область, начинающаяся в пикселе, включающая направления визирования, удовлетворяющие всем техническим требованиям [145].

3.4 Технология дисплея (display technology)

3.4.1 коэффициент заполнения (fill factor): Отношение площади пикселя, отведенной для отображения информации, к полной площади пикселя (ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.15).

3.4.2 эмиссионный дисплей (emissive display): Дисплей с собственным источником (ами) света [145].

Примечание - Этот свет может излучаться непосредственно одним или более числом внутренних источников света, модулируемых преобразователем.

3.4.3 шкала яркости (gray scale): Считают, что дисплей имеет шкалу яркости, если возможно выводить изображения, требующие более двух уровней яркости [145].

3.4.4 время формирования изображения (image formation time): Время, за которое уровень относительной яркости визуального объекта изменится от 0,1 до 0,9.

Примечания

1 Относительная яркость равна ,

где и - усредненные по времени самые высокие и самые низкие состояния яркости соответственно;

- мгновенная яркость.

2 Относительная яркость отфильтрована для устранения временных вариаций, которые не обнаруживаются визуально. Время формирования изображения в миллисекундах, приведенное к амплитудным значениям, представлено в таблице 1.

Таблица 1 - Время формирования изображения

Рисунок 8 - Время формирования изображений

Примечания

1 На рисунке 8 проиллюстрирован типичный случай формирования изображения;

2 Допускается задняя подсветка осциллографа с постоянной яркостью (после предварительной фильтрации сигнала дискретизацией с частотой 4х10 отсчетов в секунду);

3 На рисунке 8 показано время формирования изображения. Линия с точками представляет непрофильтрованное изменение во времени яркости, нормированное относительно единицы. Линия без точек - первая профильтрованная линия, исключающая частоты, являющиеся психофизически значимыми. Время формирования изображений оценивают по этой линии. Примем согласно рисунку 8 =2,00 мс - время, зарегистрированное на уровне 0,1 максимума яркости при увеличении яркости; =15,25 мс - время, зарегистрированное на уровне 0,9 максимума яркости при увеличении яркости; =50,00 - время, зарегистрированное на уровне 0,9 максимума яркости при уменьшении яркости, и =61,75 мс - время, зарегистрированное на уровне 0,1 максимума яркости при уменьшении яркости. Время формирования изображения: =25 мс. Изменение яркости во времени выбирается так, чтобы при 4х10 отсчетов в секунду точность была равна ±0,5 мс;

4 Для дисплеев на плоских панелях с очень быстрыми электрооптическими процессами период регенерации равен времени формирования изображения.

3.4.5 абсолютное кодирование яркостью (absolute luminance coding): Представленная информация, где единственным показателем зрительного различения является различие яркостей отдельных фрагментов изображения.

3.4.6 относительное кодирование яркостью (relative luminance coding): Представленная информация, где кодируемые изображения или соприкасаются, или различие яркостей является вторичным по отношению к главному различию, такому как форма или цвет.

3.4.7 пиксель (pixel): Наименьший элемент экрана, способный обеспечивать полные функциональные возможности дисплея.

3.4.8 шаг пикселя (pixel pitch): Расстояние между соответствующими точками на соседних пикселях как по горизонтали , так и по вертикали .

Примечание - Шаг пикселя выражают в миллиметрах.

3.4.9 отражающий дисплей (reflective display): Устройство отображения, модулирующее свет от внешнего источника посредством отражения [146].

3.4.10 угол наклона экрана (screen tilt angle ): Угол, образуемый пересечением плоскости, касательной центру дисплея, с горизонтальной плоскостью, см. рисунок 9.

Примечание - Угол наклона экрана выражают в угловых градусах (...°).

1 - позиция наблюдения; 2 - дисплей; 3 - горизонтальная поверхность (например стол)

Примечание - Угол идентичен углу А в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 6.1.2.

Рисунок 9 - Угол наклона экрана

3.4.11 панель малых размеров (small-size panel): Плоская панель с наименьшим угловым размером от 1,6° до 4,8° при проектном расстоянии наблюдения и с наибольшим угловым размером не менее 4,8° при проектном расстоянии наблюдения, см. рисунок 10.

1 - проектное расстояние наблюдения

Рисунок 10 - Панель малых размеров

Примечания

1 Панели малых размеров, не вмещающие более 40 типовых латинских знаков, не входят в область применения настоящего стандарта. Настоящее определение применяют только при выводе изображения на экран и выборе мест измерений, см. 8.4.2 Стандартные места измерений.

2 При проектном расстоянии наблюдения 500 мм угловой размер 1,6° соответствует 14 мм, а угловой размер 4,8° - 42 мм.

3.4.12 субпиксель (subpixel): Внутренняя структура в пикселе с отдельной адресацией, расширяющая функции пикселя.

Примечание - Существуют изделия, включающие субпиксели основного цвета, используемые в некоторых многоцветных плоских панелях, и изделия с субпикселями, и имеющими кратные размеры, используемые для создания полутонов шкалы яркости. Микроструктура пикселей иногда используется для уменьшения анизотропии или улучшения видимости введением избыточности в плоских панелях. Такие микроструктуры в настоящем стандарте называются субпикселями. В технической литературе по данной тематике часто применяют термин "точка", который в настоящем стандарте не применяют.

3.4.13 дефекты пикселя (pixel faults): Локальные дефекты типов 1, 2 или 3, см. таблицы 2 и 3.

Таблица 2 - Дефекты пикселя

Таблица 3 - Определение классов дефектов

3.4.14 прозрачно-отражающий дисплей (transflective display): Устройство отображения, модулирующее свет от внешнего источника посредством отражения или от другого источника - передачей сквозь полупрозрачный отражатель [145].

3.4.15 дисплей, работающий на пропускание (transmissive display): Дисплей, модулирующий свет от внешнего источника посредством пропускания.

Примечание - Если дисплей имеет встроенный источник света, то настоящий стандарт определяет его как эмиссионный [145].

3.4.16 область наблюдения (viewing area): Активная область, а также любые непрерывные области, которые постоянно отображают визуальную информацию или состояние дисплея в фоновом режиме [145].

3.5 Буквенно-цифровые символы (alphanumeric symbols)

Примечание - Настоящий стандарт согласован с ГОСТ Р ИСО 9241-3. Отступления от определений дополнены примечанием "Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3", что вызвано использованием всего пространства пикселя, чтобы судить о размерах объекта. Считается общепринятой возможность отобразить более чем один комплект шрифта. Результаты испытаний имеют малую погрешность, что позволяет многие шрифты оценивать без комплексных лабораторных работ.

3.5.1 шрифт со сглаженной ступенчатостью (anti-aliased font): Алфавитно-цифровые знаки, в начертании которых применена техника сглаживания контуров знаков (ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.2).

3.5.2 интервал между знаками (between-character space): Расстояние между ближайшими точками соседних по горизонтали знаков (ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.3).

Примечание - Интервал между знаками выражают в пикселях.

3.5.3 интервал между строками (between-line spacing): Расстояние между ближайшими точками соседних по вертикали знаков (ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.4).

Примечание - Интервал между строками выражают в пикселях.

3.5.4 интервал между словами (between-word spacing): Расстояние по горизонтали между ближайшими точками соседних слов ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.5).

Примечание - Интервал между словами выражают в пикселях.

3.5.5 формат знака (character format): Число элементов (пикселей) по горизонтали и по вертикали в матрице, используемой для формирования отдельного знака.

Примечания

1 Формат знака выражают в пикселях.

2 Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.7.

3.5.6 Высота знака (character height ): Расстояние, определяемое стягиваемым углом между верхним и нижним краями прописной буквы "Н" без акцентирующего знака в целых пикселях.

Примечания

1 Высоту знака выражают в угловых градусах (...°).

2 Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.8:

, (16)

, (17)

Примечание - Единица измерения в уравнениях (16) и (17), в угловых минутах (...'). Угловые минуты преобразованы в угловые градусы с коэффициентом (1°/60' мин). Угловые градусы преобразованы в радианы с коэффициентом /180°.

3.5.7 ширина знака (character width): Расстояние по горизонтали между краями прописной буквы Н в самой широкой части (исключая засечки шрифта).

Примечания

1 Ширину знака выражают в пикселях.

2 Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.10.

3.5.8 отношение ширины знака к высоте (character width-to-height ratio): Отношение ширины знака к его высоте.

Примечания

1 Ширину и высоту знака выражают в пикселях.

2 Адаптировано с ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 2.11.

3.5.9 ширина штриха (stroke width): Расстояние между краями штриха знака по горизонтали и вертикали в целых пикселях.

Примечание - Ширина штриха выражается числом пикселей.

3.5.10 разборчивость (legibility): Возможность однозначной идентификации одиночных знаков или символов, которые могут быть представлены в контекстно независимом формате.

3.5.11 удобочитаемость (readability): Характеристики отображения текста на экране, которые позволяют легко различать, распознавать и интерпретировать группы знаков.

3.5.12 показатель высоты знака (character height number): Число пикселей по высоте прописной буквы "Н" без акцентирующего знака.

Примечание - Количественно показатель высоты знака выражают в пикселях.

4 Символы (symbols)

Таблица 4 - Основные символы и единицы измерения

См. таблицы 5 и 6 для расширения числа обозначений.

Таблица 5 - Условный символ

Таблица 6 - Символы и подстрочные индексы

5 Руководящие принципы

Рабочее место с ВДТ - интегрированное целое, включающее в себя плоскопанельный дисплей, аппаратные средства (клавиатуру, координатно-указательные устройства и т.д.), окружающую среду, структуру задания и другие факторы. Характеристики плоской панели должны рассматриваться не как изолированный набор визуальных требований, а в связи с другими элементами системы.

Конструктивные элементы аппаратуры часто взаимодействуют так, что оптимизация одного элемента ухудшает характеристики другого. Например, в многоцветных панельных дисплеях существует альтернатива между палитрой доступных цветов и постоянством цветопередачи в зависимости от направления наблюдения. Для достижения приемлемого баланса необходим компромисс.

Для визуальной эффективности плоского дисплея в условиях окружающей среды качество изображения должно быть значительно выше пороговых значений для отдельных стимулов. Эти рекомендации учтены в настоящем стандарте.

Большинство рекомендаций основано на рабочих характеристиках, некоторые - учитывают комфорт пользователя.

Программное обеспечение и элементы аппаратных средств не должны оцениваться раздельно.

Аппаратура должна обеспечивать возможность кодирования и формирования знаков.

6 Требования к рабочим характеристикам

Целью настоящего стандарта является разборчивость, удобочитаемость и удобство использования ВДТ, основанных на плоских панелях, см. раздел 9 в части соответствия настоящему стандарту и раздел 3 - в части определений.

Примечание - Термины "разборчивость" и "удобочитаемость" - по ГОСТ Р ИСО 9241-3.

7 Технические требования и рекомендации

7.1 Проектное расстояние наблюдения

Проектное расстояние наблюдения должно быть не менее 400 мм, однако для некоторых применений (например изображение метки клавиши сенсорных экранов) проектное расстояние наблюдения может быть сокращено до 300 мм.

Для офисных работ в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9241-3 необходимо следовать рекомендациям 5.1. Проектное расстояние наблюдения (ГОСТ Р ИСО 9241-3).

Конструкция дисплея должна позволять использовать его на рабочем месте при проектном расстоянии наблюдения. Если выполняемая работа требует большого объема чтения, конструкция, программные приложения и рабочее место должны обеспечивать наблюдение дисплея с расстояния, при котором высота знака набора символов соответствует 7.6: высота знака - от 20' до 22' (от 30' до 35' - для азиатских знаков). Зависимость "расстояние наблюдения - высота знака" показана на рисунке 11.

- предпочтительная высота знака для разборчивости;

- приемлемая высота знака

Рисунок 11 - Зависимость "расстояние наблюдения - высота знака"

7.2 Проектное направление наблюдения

Дисплей должен соответствовать всем оптическим требованиям в пределах диапазона направлений наблюдения. Поставщик должен определить проектное направление наблюдения , и диапазон угла наклона .

Диапазон угла наклона должен превышать значение, обеспечивающее проектное расстояние наблюдения высоту знака =22'.

Проектный угол наклона должен быть более 0° (случай симметричного конуса наблюдения) и менее 40° - /2 (чтобы избежать измерений с углами вне 80° конуса наблюдения), см. рисунок 12.

Рисунок 12 - Диапазон направлений наблюдения

Стрелки на рисунке 12 указывают возможные направления движения головы пользователя.

Определены четыре класса диапазонов направления наблюдения -I-IV. Диапазон направления наблюдения зависит от размеров области наблюдения, расстояния наблюдения и числа пользователей, которые должны изменять положение головы для получения приемлемой четкости и других визуальных характеристик. В настоящем стандарте определены критерии направления наблюдения для различных параметров, таких как контраст и различия однородности цветности.

Чтобы сделать возможным эргономическое проектирование, производитель должен указать в руководстве для пользователя класс дисплея или аналогичный .

Примечание - Согласно определению значения могут быть только в диапазоне 0° - 90°. Конус наблюдения находится в диапазоне 0° - 180°.

Проектный азимутальный угол составляет 90°, если поставщик предусматривает, что верх экрана будет ближе к глазам пользователя, и 270° - если низ экрана будет ближе к глазам пользователя, см. рисунок 13.

1 - линия визирования; 2 - нормаль; 3 - азимутальный диапазон

Рисунок 13 - Азимутальный диапазон

Для испытаний используют шесть направлений, см. 8.4.1 Направления испытаний *.

_______________

* Для настоящего стандарта число направлений испытаний ограничено шестью с целью сделать испытания экономичнее и выполнять их при помощи технологического испытательного оборудования, имеющегося в настоящее время. При ограничении испытаний только шестью направлениями возможность полностью описать работоспособность плоской панели ограничена. С точки зрения эргономики полезно оценивать плоские панели более чем шестью направлениями испытаний по 7.14 Яркость дисплея; 7.15 Контраст; 7.17 Отражения; 7.19 Однородность яркости; 7.25 Установка цветов по умолчанию и 7.27 Разность цветов. Приемлемый диапазон азимутального угла и диапазон угла наклона для анализа зависят от поставленной задачи, расстояния наблюдения, размера экрана и числа пользователей, работающих одновременно.

Для простоты понимания характеристики четырех классов диапазона направления обзора определены в таблице 7:

Таблица 7 - Классы диапазона направления обзора

Направления испытаний представлены на рисунке 14. Данные, использованные в примерах на рисунках 14, 30 и в таблицах 33, 35, идентичны.

1 - альбомная ориентация, =90°, =0° и =63,4° (таблица 33); 2 - альбомная ориентация, =270°,
=0° и =63,4° (таблица 34); 3 - портретная ориентация, =270°, =10° и =71,6° (таблица 35)

Рисунок 14 - Примеры направлений испытаний

Примечания

1 Ключевыми факторами, влияющими на предпочтения пользователей на проектный азимут , являются блики, яркость и контраст. Для изотропных эмиссионных дисплеев значение обычно равно 90° (пользователи пытаются избегать отраженных бликов, вызванных внешним освещением). Для изотропных отражающих дисплеев значение обычно равно 270° (пользователи пытаются максимально увеличить яркость). Для анизотропных дисплеев - угол, при котором контраст и яркость достаточно велики, но отраженные блики достаточно малы (значение зависит от технологии изготовления дисплея и внешней освещенности).

2 Для одиночного пользователя значение больше 80° не дает улучшения. Для всех дисплеев и текстового материала по мере увеличения угла наклона знаки представляются геометрически короче. Знак, наблюдаемый под углом 40°, воспринимается приблизительно на 25% короче. Например, знак 16', наблюдаемый под углом наклона 40°, укорачивается до значения 12'. Не следует требовать изотропии для больших углов наклона, так как текстовый материал при просмотре ухудшается в зависимости от угла наклона. Случаи, когда несколько наблюдателей используют один дисплей при направлении просмотра вне конуса 80°, а искажение знака несущественно, в настоящем стандарте не рассматриваются.

3 Диапазон угла наклона выбран так, чтобы обеспечить использование дисплея без изменения положения головы пользователя. Минимальный диапазон угла наклона основан на комфортности чтения и зависит от размера панели и расстояния наблюдения. Максимальный диапазон угла наклона зависит от разборчивости текста для одиночного пользователя.

7.3 Проектная освещенность экрана

Поставщик должен определить проектную освещенность экрана . Для эмиссионных дисплеев значение должно быть от 250 до 750 лк. Для прозрачно отражающих и отражающих дисплеев поставщик указывает минимальную освещенность, при которой дисплей соответствует требованиям к яркости по 7.14 Яркость дисплея.

Если плоская панель ВДТ спроектирована для прямой позы сидящего пользователя, то допускается освещенность экрана, установленная в ГОСТ Р ИСО 9241-3, =[250+(250)] лк, где - угол поворота экрана (см. 3.4.10 Определение угла поворота экрана).

Если плоская панель разработана для использования или применяется с предустановкой цвета, то координаты цветности , проектной освещенности экрана определяют для того, чтобы проводить вычисления цветовых различий.

Примечания

1 См. 8.3.3.4. Источники света. Требования к спектрорадиометрическому распределению необходимы для повторяемости измерений.

2 Для прозрачно отражающих или отражающих дисплеев с минимальной освещенностью, превышающей 750 лк, иногда требуется рабочее освещение для выполнения офисных работ.

7.4 Направление визирования и углы поворота головы

Рабочее место и конструкция ВДТ с плоскими панелями должны позволять пользователю наблюдать экран при проектных направлениях (, ) с углом визирования от 0° до 45° и углом поворота головы от 0° до 20°.

7.5 Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе

(См. рисунок 15).

Не применяется к монохромным дисплеям.

IV

Рисунок 15 - Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе

Любая неоднородность цвета не должна создавать конкурирующих различий в представляемой информации. Оценка проводится в трех местах на экране для диапазона направления наблюдения IV согласно 7.2 Проектное направление наблюдения. В зависимости от задачи могут потребоваться I, II или III.

Максимальная разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе должна соответствовать значениям таблицы 8. Значения, заданные для установки цветов по умолчанию по 7.25, рекомендуются для использования во всех приложениях.

Таблица 8 - Максимальная разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе

7.6 Высота знака

Дисплеи на плоских панелях должны обеспечивать представление знаков с высотой знака согласно таблице 9. Высота знака - число пикселей в заглавной букве Н без диакритического знака, умноженное на вертикальный шаг пикселей , см. рисунок 16.

Таблица 9 - Высота знака

Ширина знака =7, высота знака =

Рисунок 16 - Пример высоты знака

Для тех приложений, где разборчивость второстепенна, могут использоваться знаки меньшего размера (например для подстрочных примечаний, верхних индексов, нижних индексов). Высота знака должна превышать 10', если разборчивость значима (например макет верстки полосы).

7.7 Ширина штриха знака

Для латинских знаков число пикселей в штрихе знака должно быть от 8% до 20% .

Примечание - На рисунке 16 представлен случай, когда в заглавной букве Н девять пикселей и правильно спроектирована ширина штриха знака (1 пиксель составляет 11%).

7.8 Отношение ширины знака к высоте

Таблица 10 - Отношение ширины знака к высоте

7.9 Коэффициент заполнения

Для плоских панелей, имеющих плотность пикселей менее 30 пикселей на градус, при проектном расстоянии наблюдения коэффициент заполнения должен превышать 0,3.

Примечание - В случае если дисплеи используют при предельных условиях внешней освещенности (блики, не поддающиеся контролю, или пониженный контраст), потребительские характеристики продолжают улучшаться для коэффициентов заполнения до 0,5.

7.10 Формат знака

Таблица 11 - Требование к формату знаков для латинского алфавита, кириллицы, греческих буквенных символов и арабских цифр

Матрицу знака увеличивают вверх, по крайней мере, на два пикселя, если используют диакритические знаки. Матрицу знака увеличивают вниз, по крайней мере, на два пикселя, если используют элементы знаков, выступающие вниз. В случае смешанных алфавитов, если требуется большая разборчивость, используют только прописной шрифт.

Для матриц знаков с большей плотностью число пикселей, используемых для диакритических знаков, следует согласовывать со стандартными конструкциями для печатного текста. Матрица знака 4х5 (ширина х высоту) должна быть минимальной при использовании для нижних индексов, верхних индексов, числителей и знаменателей дробей, одиночных буквенно-цифровых знаков. Матрица 4х5 может также использоваться для алфавитно-цифровой информации, не связанной с основным заданием оператора, например информации об авторском праве (см. ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 5.8).

Знаки типа W могут быть шире, чем Н. Знаки типа могут быть уже.

Формирование знака на основе матрицы - на примере прописной буквы Н.

Таблица 12 - Требование к формату знака для азиатских знаков

7.11 Интервал между знаками

Для шрифтов без засечек число пикселей между знаками должно быть не менее ширины штриха или одного пикселя. Если знаки имеют засечки, самый меньший интервал между знаками должен быть один пиксель между засечками смежных знаков (см. ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 5.10).

7.12 Интервал между словами

Минимальное число пикселей между словами должно быть равно числу пикселей в ширине прописной буквы Н, если шрифт не разработан для демонстрации печатных шрифтов, или используют пропорциональный зазор. Если имитируют печатный шрифт, то может быть принят использующийся в нем интервал. Число пикселей по ширине знака Н рекомендуется как интервал между словами для пропорциональных шрифтов.

7.13 Интервал между строками

Минимальный интервал между строками текста должен быть равен одному пикселю. Этот интервал не может содержать части знаков или диакритических знаков, но может содержать подчеркивания (см. ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 5.12).

7.14 Яркость дисплея

При наличии внешней освещенности яркость дисплея (см. рисунок 17) должна превышать минимальное значение, необходимое для получения визуальной резкости, если оценка проводится в трех местах на экране для определения класса диапазона направления наблюдения III согласно 7.2. Проектное направление наблюдения. В зависимости от задачи могут потребоваться II или I.

Рисунок 17 - Яркость дисплея

Яркость изображения (передний план или фон) по всем направлениям наблюдения - согласно 7.2. Проектное направление наблюдения должно удовлетворять следующему неравенству

, (18)

где - излучаемая яркость в высоком состоянии;

- отраженная яркость от диффузного освещения;

в общем виде

, (19)

где , , .

Требование к яркости связано с контрастом (см. 7.15 Контраст, (22). В большинстве случаев под требованием к контрасту подразумевают более высокую яркость, например 35 кд/м. Когда яркость ниже 35 кд/м, контрастная модуляция должна быть больше 0,5. Графическое представление уравнения (22) показано на рисунке 18.

1 - плоские панели с абсолютным яркостным кодированием, более высоким уровнем яркости;

2 - все плоские панели, кроме панелей с абсолютным световым кодированием

Рисунок 18 - Графическое представление уравнения (22)

Примечание - Потребители часто предпочитают дисплеи с более высоким уровнем яркости (например 100 кд/м), особенно в условиях высокой внешней освещенности.

7.15 Контраст

Для хорошей визуальной деятельности при наличии внешней освещенности контраст должен превышать минимальное значение, оценку проводят в трех местах на экране для определения класса диапазона направления наблюдения III согласно 7.2 Проектное направление наблюдения (см. рисунок 19). В зависимости от задачи могут потребоваться II или I.

Рисунок 19 - Контраст

Контраст изображения по всем направлениям наблюдения согласно 7.2 Проектное направление наблюдения должен удовлетворять следующему неравенству

, (20)

где - излучаемая яркость в высоком состоянии;

- излучаемая яркость в низком состоянии;

- отраженная яркость от диффузного освещения;

- в общем виде

, (21)

где , ,

или эквивалентное неравенство коэффициента контрастного отношения:

, (22)

где , , .

Графическое представление уравнения (21) показано на рисунке 20.

1 - плоские панели с абсолютным яркостным кодированием, более высоким уровнем яркости;

2 - все плоские панели, кроме панелей с абсолютным световым кодированием

Рисунок 20 - Графическое представление уравнения (21)

7.16 Яркостный баланс

Значения яркости поверхностей, используемых для решения задач, которые часто последовательно рассматриваются при использовании дисплея (документ, покрытие и т.д.) должны быть в диапазоне между 0,1 и 10, где - яркость области высокого яркостного состояния, используемого на дисплее при применяемом проектном направлении наблюдения.

7.17 Отражения

При наличии внешней освещенности контраст текста в присутствии отражений должен превышать минимальное значение, требуемое для нормальной визуальной деятельности, а контраст нежелательных отражений не должен превышать порогового уровня для комфорта пользователя. Оценку проводят в трех местах на экране для определения класса диапазона направления наблюдения III согласно 7.2 Проектное направление наблюдения. В зависимости от задачи может потребоваться II и I (см. рисунок 21).

Рисунок 21 - Отражения

Поставщик определяет по таблице 13, при котором плоская панель соответствует 7.17.1 Контраст при наличии отражений и 7.17.2 Контраст при наличии нежелательных отражений.

Требования этого подпункта основаны на исследовании [143].

Таблица 13 - Справочные данные о яркости для классов отражений

7.17.1 Контраст при наличии отражений

Для достижения контраста для всех азимутальных углов по 7.2 Проектное направление наблюдения должно быть удовлетворено следующее неравенство:

, (23)

где - излучаемая яркость в высоком состоянии;

- излучаемая яркость в низком состоянии;

- отраженная яркость от диффузного освещения;

- отраженная яркость от зеркального освещения.

См. рисунок 22.

Рисунок 22 - Контраст при наличии отражений

Необходимо обеспечивать разборчивость в присутствии отражений. Контраст используют как меру разборчивости. Класс отражений определяет соотношение между требованиями к плоским панелям и к освещенности окружающей среды [142].

Примечание - Контраст в настоящем подпункте не означает контраст в 7.15 Контраст, т.к. измерения отличаются в деталях (компонент коэффициента отражения и геометрия измерения).

7.17.2 Контраст при наличии нежелательных отражений

Контраст при наличии нежелательных отражений, как определено изготовителем плоской панели (см. 7.18 Полярность изображения) по всем азимутальным углам, согласно 7.2 Проектное направление наблюдения, должен удовлетворять одному или обоим из следующих неравенств:

- для позитивной полярности изображения на экране или приложений

; (24)

- для негативной полярности изображения на экране или приложений

, (25)

где - излучаемая яркость при установленном высоком уровне;

- излучаемая яркость при установленном низком уровне;

- отраженная яркость, обусловленная диффузным освещением;

- отраженная яркость, обусловленная зеркальным освещением.

Примечание - Неравенства не являются общим решением. Левая часть каждого неравенства представляет собой контрастное отношение зеркального отражения (см. пример нежелательного изображения лица пользователя на рисунке 23) к фону. Для позитивной полярности приемлемо нежелательное отраженное изображение, независимо от контраста используемой информации (поэтому правая часть неравенства выражена числом). В случае негативной полярности экрана контраст используемого негативного изображения конкурирует с контрастом нежелательного изображения (поэтому правая часть неравенства выражается яркостным отношением).

1 - фон;

2 - нежелательное изображение (зеркальное отражение)

Рисунок 23 - Пример нежелательного изображения, обусловленного зеркальным отражением

На дисплее отображают две строки текста. Лицо пользователя непреднамеренно отражается на экране, создавая изображение, конкурирующее с текстом. Необходимо поддерживать достаточно низкий контраст отраженного изображения, чтобы оно не конкурировало с информацией на экране.

Примечание - Пример относится как к большому источнику яркости (щека), так и к малому источнику яркости (оправа очков).

7.18 Полярность изображения

Две полярности изображения - темные знаки на светлом фоне (позитивная полярность) и светлые знаки на темном фоне (негативная полярность), отображаемые панелью ВДТ, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта. Пользователи в соответствии со своими предпочтениями могут изменять полярность изображения. Если дисплей воспроизводит обе полярности изображения, должно быть обеспечено соответствие требованиям настоящего стандарта для каждой полярности изображения.

Примечание - Каждая полярность изображения имеет свои преимущества, например:

- при позитивной полярности зеркальные отражения менее заметны, границы воспринимаются резче, проще получить световой баланс. Позитивная полярность предпочтительна для обыкновенных офисных задач;

- при негативной полярности мелькание менее заметно, разборчивость лучше для пользователей с аномально низкой остротой зрения, а знаки могут иногда казаться большими, чем на самом деле.

7.19 Однородность яркости

Для намеченной однородной яркости неоднородность яркости в условиях внешней освещенности не должна превышать порога ухудшения визуального восприятия. При этом ее оценивают в трех местах на экране для класса диапазона направления наблюдения IV согласно 7.2 Проектное направление наблюдения; в зависимости от решаемой задачи могут быть использованы требования III, II или I (см. рисунок 24 и таблицу 14).

Рисунок 24 - Однородность яркости

Таблица 14 - Однородность яркости

Примечание - Процедура, предусмотренная в 8.7.19 Однородность яркости, предусматривает измерение экрана только в трех положениях. Однако эта процедура распространяется на весь экран, потому что 8.4.2.4 Дополнительные участки предусматривает дополнительные требования в выборе трех положений, распространяющихся на весь экран.

Не должно быть непреднамеренного изменения яркости изображения. На рисунке 25 приведен пример изображения, которое может представлять зависимое изменение яркости при некоторых технологиях изготовления панели. Круги представляют места оцениваемых участков и не являются изображением. Яркости в местах 91, 55 должны иметь один уровень, а в местах 11, 19 и 99 - другой уровень. На некоторых панелях яркость в месте 11 будет представляться более высокой, чем в местах 19 или 99. Темные/яркие поверхности могут быть обратимы, и подобные явления могут быть заметны. Существует много вариантов этого эффекта.

Рисунок 25 - Пример изображения, которое может представлять зависимое изменение яркости
при некоторых технологиях изготовления панели

7.20 Дефекты пикселя

Дисплеи с плоскими панелями должны соответствовать классу дефектов I (в соответствии с 3.4.13 Дефекты пикселей). В случае несоответствия поставщик должен указать дисплея.

7.21 Время формирования изображения

Чтобы исключить потерю контраста вследствие быстрых изменений изображения для дисплеев с плоскими панелями следует обеспечить время формирования изображения менее 55 мс согласно 3.4.4 Время формирования изображения. В случае несоответствия поставщик должен указать диапазон времени формирования изображения дисплея.

Примечание - Некоторые ЖК-дисплеи имеют большое время формирования изображения. Изображение может обновляться электронным управлением каждые 16 мс или меньше, но время формирования оптического эффекта (светового, цветового или отражательного) может быть более 200 мс. Эти ЖК-дисплеи обладают многими полезными возможностями, но теряют контраст в приложениях, в которых необходимо движение, включая мигание или быстрое перемещение курсора, и должны специально управляться. Если возможности по управлению недостаточны, то применение этих приложений может быть неосуществимо.

7.22 Абсолютное яркостное кодирование

Требование применяют только к приложениям, использующим абсолютное яркостное кодирование, как определено в 3.4.5 Абсолютное яркостное кодирование.

При наличии внешней освещенности контраст между различными уровнями яркости при яркостном кодировании должен превышать порог, обеспечивающий визуальные характеристики при направлении наблюдения в диапазоне класса IV, согласно 7.2 Проектное направление наблюдения (рисунок 26). В зависимости от задачи возможно использование III, II или I.

Рисунок 26 - Абсолютное яркостное кодирование

Отношение высшего уровня яркости к низшему для соседних уровней кодирования, в том числе при отраженном внешнем свете, должно превышать 1,5.

7.23 Кодирование миганием

Если кодирование миганием используют исключительно для привлечения внимания, рекомендуется одна частота мигания из диапазона частот от 1 до 5 Гц со скважностью 50%. В тех случаях, когда требуется удобочитаемость при наличии мигания, рекомендуется одна частота мигания из диапазона частот от 1/3 до 1 Гц со скважностью 70%. Следует обеспечить возможность выключения мигания курсора (см. ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 5.22).

Если используется кодирование миганием, плоские панели должны обеспечивать время формирования изображения меньше 55 мс согласно 3.4.4 Время формирования изображения.

7.24 Временная нестабильность (мелькание)

Изображение должно быть свободно от мелькания, по крайней мере, для 90% пользователей (см. ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 5.23).

Для выбора метода, пригодного для плоских панелей, см. приложение В.

Примечание - Метод, изложенный в приложении В, является справочным.

7.25 Установка цветов по умолчанию

Если требуется, чтобы пользователь различал или идентифицировал цвета, необходимо предложить набор цветов по умолчанию, соответствующий требованиям настоящего стандарта. Если цвет может быть изменен пользователем, то набор цветов по умолчанию должен быть восстанавливаемым.

7.26 Размер многоцветного объекта

Для знаков и других малых объектов, если важна различимость, см. 7.15 Контраст.

Для изолированных изображений, если требуется точная цветовая идентификация, угловой размер изображения должен быть 30' (предпочтительно 45'). Использование предельного синего цвета (0,2) следует избегать для изображений с угловым размером менее 2° (см. 7.28 Спектральные предельные цвета).

7.27 Разность цветов

Пары цветов, установленные по умолчанию, должны иметь значения 20. Если необходимо точное различение цветов, вычисляют для каждой пары цветов в наборе, который должен быть ограничен. Каждая пара цветов должна отличаться по доминирующей длине волны, чтобы минимизировать потерю различимости, обусловленную яркостью ахроматического окружения. Для этого измеряют разность в цветовом тоне , между всеми парами (см. приложение А).

В приложениях, в которых это различие критично, полезно оценить фактическое рабочее место и связать разность цветов с однородностью цвета, например, чтобы разность цветов превышала 20 и удовлетворяла требованиям по неоднородности цвета (7.5 Различие по однородности цвета).

Примечание - Это требование относится только к оценке для диапазона направления наблюдения класса IV. В зависимости от задания можно расширить анализ разности цветов до классов III, II или I.

7.28 Критические спектральные цвета

Рекомендации по использованию критического синего (0,2) и критического красного (0,4) цветов приведены в таблице 15.

Таблица 15 - Критические спектральные цвета

Примечания

1 Красный цвет (0,4) и синий (0,2) являются наихудшим сочетанием, но любая пара цветов может в принципе вызывать ложную объемность.

2 В плоских панелях минимальную анизотропию обеспечивают насыщенные красный, зеленый и синий цвета, а также парные комбинации желтого, голубого и пурпурного цветов. Этот эффект может оказаться более значимым, чем показано в таблице 7. Конечно, синий цвет на черном не разрешается до тех пор, пока не обеспечивается контраст согласно 7.15 Контраст.

7.29 Число цветов

7.29.1 Одновременное представление цветов

В случае практического применения 7.25 Набор цветов по умолчанию для числа цветов, одновременно представленных на дисплее, следует исходить из требований решаемой задачи. Число одновременно представляемых цветов должно быть сокращено особенно для анизотропных панелей. Рекомендуется максимальное число - 11 цветов. При наличии оптической анизотропии для достижения компромисса в однородности цвета это максимальное число следует сократить.

7.29.2 Визуальный поиск для цветных изображений

Если быстрый визуальный поиск основан на требовании цветового различения, то следует использовать не более шести цветов. Для анизотропных дисплеев шести цветов может быть слишком много.

7.29.3 Трактовка цвета, вызываемого из памяти компьютера

Если из памяти компьютера вызывают каждый цвет из набора цветов, следует использовать не более шести цветов. Программные приложения, требующие определения каждого цвета, который будет вызываться из памяти компьютера, из набора, состоящего более чем из шести цветов, должны однозначно определять соответствие для каждого цвета.

8 Измерения

8.1 Введение

Методы измерения приведены для помощи испытательным лабораториям (производителям, испытательным организациям) при принятии решения, соответствует ли конкретная плоская панель настоящему стандарту, а также насколько такое решение допустимо в условиях лабораторных исследований. Оценка двух требований: 7.4 Направление визирования и углы поворота головы и 7.16 Баланс яркости не может быть проведена полностью без измерения на рабочем месте. Многие требования относятся к программному обеспечению и регулировкам плоских панелей. Настоящий стандарт не определяет выбор параметров регулировки плоской панели или программного обеспечения. Решение о действительности испытания панели и ее годности для намеченного использования должно приниматься испытательной лабораторией и указываться в отчете об испытаниях.

8.1.1 Структура измерения

Требования к измерениям структурированы в 8.1 Введение, 8.2 Требования к поставщику, 8.3 Требования к испытательной лаборатории, 8.4-8.6 Общие элементы испытаний, 8.7 Необходимые оценки.

8.1.2 Процесс измерений

Общий процесс измерений содержит следующие этапы:

а) подготовку испытуемого оборудования;

б) рассмотрение отображаемых участков на панели и окончательный выбор трех мест измерения;

в) измерение необходимых параметров изделия в темной комнате;

г) вычисление коэффициента яркости ;

д) вычисление допуска на основе имеющейся осветительной аппаратуры;

е) приведение каждого измерения к стандартным условиям освещенности;

ж) вычисление необходимых параметров, зависимых от корректировки измерений;

з) проведение необходимого анализа;

и) сравнение результатов этапов ж) и з) с требованиями раздела 7 Технические требования и рекомендации;

к) отчет.

8.2 Требования к поставщику

8.2.1 Оборудование для испытания

Поставщик поставляет оборудование, состоящее из дисплея с плоской панелью, включая стационарное или переносное оборудование, аппаратные средства, программное обеспечение, встроенные программы, запоминающие устройства, контроллеры и/или устройства передачи данных и регистрирующее оборудование для предъявления действующего изображения и фотометрирования экрана.

8.2.2 Документация оборудования

Поставляемое оборудование должно быть зарегистрировано. Приводят следующие необходимые общие сведения (важно, чтобы документов было достаточно для идентификации оборудования и особенностей измеряемого тест-изображения):

а) наименование поставщика, адрес и т.д.;

б) перечень оборудования (дисплей и другое необходимое оборудование, используемое для определения соответствия). Идентификация оборудования включает модель и производственные данные, такие как модификация (если присвоена), место изготовления (если необходимо), дата изготовления. Данные должны быть достаточны для архивирования особенностей идентификации испытуемого оборудования;

в) идентификацию базовой системы ввода-вывода, операционной системы и т.д., если можно ожидать, что такие данные могут повлиять на результат испытаний оборудования;

г) идентификацию программного обеспечения, включая версию поставщика, и т.д. Данные должны быть достаточны для архивирования особенностей идентификации испытательного программного обеспечения;

д) идентификацию программного обеспечения, требуемого для представления визуального тест-объекта. Данные должны быть достаточны для архивирования особенностей идентификации используемой программы;

е) рисунки (в случаях, когда это применимо) для определения коэффициента заполнения (см. 3.4.1 и 8.7.9 Коэффициент заполнения);

ж) шрифты знаков, требующиеся для испытаний;

з) набор цветов по умолчанию и соответствующие системные команды (см. 7.25 Набор цветов по умолчанию);

и) установки могут включать светлоту, контраст, опорный белый и другие специальные установки. В течение испытания используется одна из возможных установок. Установки должны соответствовать ожидаемому использованию продукции.

8.2.3 Данные, декларируемые поставщиком

Руководство пользователя должно содержать подробное техническое описание продукции, а также следующие данные (или их эквивалент):

а) проектное расстояние наблюдения (см. 7.1 Проектное расстояние наблюдения);

б) проектный угол наклона (см. 7.2 Проектное направление наблюдения и 8.4.1 Направления испытания);

в) проектный азимутальный угол =90° или 270° (7.2 Проектное направление наблюдения и 8.4.1 Направления испытания);

г) угол (только для отражающих плоских панелей) между испытуемым оборудованием и источником диффузного света (см. 8.3.3.4 Источники света);

д) диапазон угла наклона для пунктов:

7.5 Различие однородности цветности;

7.14 Яркость дисплея;

7.15 Контраст;

7.17 Отражения;

7.19 Однородность яркости;

7.22 Абсолютное яркостное кодирование.

См. 7.2 Проектное направление наблюдения и 8.4.1 Направления испытания;

е) класс диапазона направления наблюдения I-I\/ для пунктов:

7.5 Различие однородности цветности;

7.14 Яркость дисплея;

7.15 Контраст;

7.17 Отражения;

7.19 Однородность яркости;

7.22 Абсолютное яркостное кодирование (см. 7.2 Проектное направление наблюдения и 8.4.1. Направления испытания);

ж) угол поворота экрана (см. 7.3 Проектная освещенность экрана);

з) проектную освещенность экрана (см. 7.3 Проектная освещенность экрана):

1) уровень освещенности ,

2) цвет - указывают осветитель, стандартизированный в соответствии с [141], или цветовые координаты , и спектральное распределение освещенности ;

и) класс отражения I, II или III (см. 7.17 Отражения);

к) полярность изображения, позитивную и/или негативную (см. 7.18 Полярность изображения);

л) если решение уравнения (110) не используют:

опорный белый цвет , , (см. 3.2.1 Цветовое пространство МКО 1976);

м) если дисплей не соответствует классу I по дефектам пикселей, указывают класс дефектов пикселей II, III или IV (см. 7.20 Дефекты пикселей);

н) если время формирования изображения больше 55 мс, указывают время формирования изображения (см. 7.21 Время формирования изображения).

Опорный белый цвет выбирают по таблице 16. См. [141], разделы 1.1 и 4.1 для уравнений, с помощью которых вычисляют координаты цветности других цветовых температур.

Таблица 16 - Координаты типичного опорного белого цвета

Примечание - В зависимости от условий использования панели могут быть определены одна или несколько установок из набора. Например, разные уровни проектной освещенности экрана могут иметь соответствующие установки яркости.

8.3 Требования к испытательной лаборатории

8.3.1 Испытательное оборудование

Условия в испытательной лаборатории должны соответствовать таблице 17.

Таблица 17 - Условия в испытательной лаборатории

Если части испытуемого оборудования подвергаются воздействию внешней освещенности (например света, отраженного от клавиатуры портативного компьютера), то эти части следует закрыть, например, черной тканью.

8.3.2 Испытуемое оборудование

Испытуемый дисплей на плоской панели должен быть подготовлен к испытанию. Если это оговорено производителем, дисплей прогревают в течение определенного времени (не более 1 ч). Испытание проводят при нормальном режиме электропитания. Установки дисплея (если имеются) должны быть отрегулированы как при ожидаемом использовании. При наличии антиотражательной обработки экрана или фильтра, используемого вместо нее, испытания проводят по 8.7.17 Отражения.

Для каждого тестового цикла должна использоваться одна установка регулировок. Если проводят несколько регулировок, соответственно проводят и несколько тестовых циклов.

8.3.3 Испытательное оборудование

8.3.3.1 Приспособления для испытаний

В приспособлениях для испытаний должна быть обеспечена возможность установки измерителей с точностью до ±3° по азимутальному углу и до ±3° - по углу наклона.

Примечание - Для повторяемости в лаборатории желательна более высокая точность.

8.3.3.2 Эталоны отражения

Эталоны отражения должны удовлетворять требованиям, указанным в таблице 18.

Таблица 18 - Эталоны коэффициента отражения

Образцовое средство для контроля наведения по азимуту - поверхность с коэффициентом зеркального отражения, являющимся постоянным для любого азимутального угла, например стекло или эталон зеркального отражения. Калибровка эталона не требуется.

8.3.3.3 Измерительные приборы

Измерительные приборы или эквивалентная фотометрическая система должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 19. См. также рисунок 27.

1 - фотометр; 2 - фоточувствительный элемент; 3 - поле обзора = поле зрения = угловой размер
рассматриваемого объекта; 4 - приемный конус. Угол, образованный входным зрачком прибора
на рабочем расстоянии; 5 - рабочее расстояние. Расстояние между передней линзой прибора
и рассматриваемым объектом, который прибор может сфокусировать;
6 - EUT = испытуемое оборудование (см. 3.1.4)

Рисунок 27 - Понятия, используемые в требованиях к измерительному прибору

Таблица 19 - Требования к фотометрам и их типичные характеристики

8.3.3.4 Яркостные источники

Необходимо иметь один протяженный источник с однородной яркостью. Апертура источника должна стягивать угол не менее 15° (предпочтительный угол 30°) от центра экрана испытуемого прибора. Пригодны интегрирующие сферы с апертурой не менее 150 мм и расстоянием от испытуемого прибора до источника света 500 мм. Для колориметрических работ должно быть указано спектральное распределение источника. Яркость источника должна быть не менее 2000 кд/м. Для имитации малого источника требуется выходное отверстие с апертурой, стягивающей угол, равный 1°. Для измерений с малыми источниками особенно необходима значительно более высокая яркость от 10000 до 20000 кд/м для достижения высокой точности измерений и совместимости с некоторыми типами дисплеев. Поэтому для протяженного и малого источника может быть полезно использовать два разных источника.

Недостаточно характеризовать цветность источника с параметрами МКО , . Используют или стандартный осветитель (предпочтительны или 2) или оценивают излучение источника спектрорадиометром.

Для дополнительной информации о стандартных осветителях см.: осветитель , осветители и , осветители от 1 до 12 (лампы дневного света) по [141]. Осветители 7 и являются технически подобными. Они хорошо имитируют дневной свет. Серия соответствует дневному свету, но с коррелированными цветовыми температурами с уменьшенными в 100 раз обозначениями нижнего индекса. Серия является осветителем А с фильтром, этот источник света и его использование не рекомендованы с 1964 г.

Диффузная освещенность может быть аппроксимирована большой интегрирующей сферой, диффузной полусферой или использованием двух источников яркости. Качество аппроксимации в третьем случае должно характеризоваться допуском .

Для отражающих панелей производитель может указать, что плоская панель испытывается только с одним из двух источников света. В этом случае угол источника света должен быть 15°, и производитель должен указать угол между испытуемым прибором и диффузным источником света .

На рисунке 28 показаны два диффузных источника света, размещенные под углом 45°. Технология ЖК может иногда быть чувствительна к этому углу размещения. Если конкретный тип панели не выдерживает испытаний под углом 45°, испытания могут быть повторены под углом 30°. Выбор угла источника 45° или 30° указывают в отчете.

1, 3 - диффузные источники света; 2 - точечный фотометр с полем зрения от 0,5° до 2°; 4 - эталон поверхности
диффузного отражения; 5 - источник света для испытаний зеркального отражения

Примечание - Фотометр находится в плоскости, которая является ортогональной к плоскости, содержащей центральную линию диффузных источников освещения под углом относительно нормали к поверхности эталона. Источник света для испытания зеркального отражения находится в той же плоскости, что и фотометр. Угол между направлением источника света для испытания зеркального отражения и нормалью к поверхности эталона.

Рисунок 28 - Аксонометрическое представление испытательной системы с приблизительно
диффузными источниками освещения

8.3.4 Специальные калибровки

8.3.4.1 Измеритель яркости

Измеритель яркости должен быть откалиброван в соответствии с государственными эталонами, проверен по повторяемости в требуемом диапазоне яркости и чувствительности к поляризации света.

Неопределенность по отношению к государственным эталонам может быть до 5%. Неопределенность повторяемости в требуемом диапазоне яркости следует поддерживать менее 1%, но для некоторых приборов допускается до 4%.

Примечание - Калибровку проводят или в испытательной лаборатории или в лаборатории калибровки.

8.3.4.2 Зеркальные источники света (источники света, применяемые при измерении зеркального отражения)

Источники света должны быть откалиброваны по:

- устойчивости в течение конкретного времени измерений;

- пространственной однородности в пределах выходного окна.

Измерения проводят в лаборатории и по измеренным значениям вычисляют неопределенность выходной яркости источников.

Примечание - Калибровку проводят или в испытательной лаборатории или в лаборатории калибровки.

8.3.4.3 Диффузное освещение, реализованное с использованием двух источников света

Если диффузное освещение реализовано с использованием двух источников света, то должны быть приняты следующие дополнительные меры.

8.3.4.3.1 Расположение

Источники яркости и точечный фотометр располагают, как показано на рисунке 29. Точечный фотометр устанавливают в плоскости, ортогональной к плоскости, определяемой центрами апертур двух источников и рассматриваемого объекта (поле зрения 1° на поверхности эталона диффузного отражения), как показано на рисунке 29. На этом рисунке показаны два источника, расположенные под углом 45°. ЖК-дисплеи могут иногда быть чувствительны к этому углу. Если конкретный тип панели не проходит испытания под углом 45°, испытания повторяют под углом 30°. Если тип испытаний панели выбран, то это фиксируют в отчете.

1, 3 - яркостные источники; 2 - точечный фотометр с полем зрения от 0,5° до 2°; 4 - эталон поверхности
с диффузным отражением

Примечание - Эта конфигурация используется при измерении допуска .

Рисунок 29 - Горизонтальная проекция установки с источниками освещения,
соответствующими диффузному

8.3.4.3.2 Измерение допуска (см. таблицу 20)

Измеряют яркость в направлениях -1, -2, -3 и -4 (см. таблицу 32).

Таблица 20 - Измерение допуска

8.3.4.3.3 Вычисление допуска

Допуск вычисляют по формуле

, (26)

где и - максимальная и минимальная яркости четырех измерений (таблица 20), кд/м.

8.3.4.4 Эталон поверхности с диффузным отражением

Эталон поверхности с диффузным отражением должен быть поверен при той же геометрии, которая используется при измерениях для оценки дисплея. Для оценки диффузного компонента отражения при измерениях зеркального отражения необходима поверка при геометрии 15°/0°.

8.3.4.4.1 Диффузное освещение, реализованное с помощью большой интегрирующей сферы или полусферы

Настоящий стандарт не определяет метод калибровки. Согласно 8.3.4.4.2 средние значения , , , и , применяются для оценки и стандартного отклонения от значений этих величин, используемых как входные данные для анализа неопределенности

.

8.3.4.4.2 Диффузное освещение, реализованное с использованием двух протяженных источников

Измеряют свет, отраженный эталоном поверхности с диффузным отражением (см. таблицу 21).

Таблица 21 - Измерение эталона поверхности с диффузным отражением (по трем стимулам)

Измерение под углом 30° необходимо, если измерения плоской панели будут проводиться под углом 30°.

Для хорошей измерительной системы и эталона диффузного отражения сохраняется постоянным для всех значений , поэтому необходимо измерение только для одного азимутального угла, т.е. , и .

Измеряют спектральное распределение света, отраженного от эталона поверхности диффузного отражения, см. таблицу 22.

Таблица 22 - Измерение эталона поверхности с диффузным отражением (спектральное)

Измеряют яркость источников света. См. таблицу 23.

Таблица 23 - Измерение источников света (по трем стимулам)

Измеряют спектральное распределение света, отраженного от эталона поверхности диффузного отражения, см. таблицу 24.

Таблица 24 - Измерение источника света (спектральное)

где - радиус выходного отверстия источника света;

- расстояние между эталоном отражающей поверхности и выходным отверстием источника света;

- угол наклона между источником света и эталоном отражающей поверхности (15°, 30°, 45°),

См. [133].

Вычисляют коэффициенты яркости, см. таблицу 25.

Таблица 25 - Коэффициенты яркости для эталона поверхности с диффузным отражением

Таблица 26 - Вычисление спектрального распределения коэффициента яркости

Неопределенность коэффициента яркости оценивают, например, используя частную производную в качестве основы оценки полной неопределенности в соответствии с уравнением (27):

. (30)

Неопределенность коэффициента яркости может быть очень большой, и она всегда должна вычисляться.

Пример калибровки "эталона белой поверхности с диффузным отражением", приведенный в таблице 27, иллюстрирует только часть полной калибровки. Калибровка по трем стимулам и спектральная калибровка в настоящий пример не включены.

Таблица 27 - Пример калибровки "эталона белой поверхности с диффузным отражением"

Примечание - Эта калибровка может быть выполнена в испытательной или поверочной лаборатории. Если калибровку проводят в испытательной лаборатории, необходимы специальные мероприятия для достижения высокой точности. Если калибровку проводят в поверочной лаборатории, она должна быть проведена с использованием конкретных освещения и геометрии.

8.3.4.5 Эталон поверхности зеркального отражения

Эталон поверхности зеркального отражения должен быть откалиброван при геометрии, используемой при измерениях, см. таблицу 28.

Таблица 28 - Калибровка эталона зеркального коэффициента отражения

Измеряют значение отраженной яркости от эталона поверхности зеркального отражения.

Измеряют яркость источников света, см. таблицу 29.

Таблица 29 - Измерение источников света

, =0…6, (31)

, =0…6

Вычисляют коэффициенты яркости, см. таблицу 30.

Таблица 30 - Вычисление коэффициента яркости эталона поверхности зеркального отражения

Примечания

1 Эталон поверхности зеркального отражения не нужен, если яркость зеркальных источников света может быть измерена непосредственно.

2 Эту калибровку проводят в испытательной или в поверочной лаборатории. Результаты калибровки в испытательной лаборатории могут быть несколько лучшими, поскольку такая калибровка включает в себя все аспекты оптических измерений и группировку испытательной системы.

8.3.4.6 Ориентирующая система

Способность ориентирующей системы поддерживать взаимное расположение источника света, плоской панели и измерителя яркости является важным фактором. Проверка обеспечивается испытанием системы, см. таблицу 31.

Таблица 31 - Калибровка стандарта коэффициента зеркального отражения

Проверка должна проводиться в действующей измерительной системе.

8.4 Геометрия испытаний

8.4.1 Направления испытаний

(См. таблицу 32).

Таблица 32 - Определение направлений испытаний

См. также 7.2 Проектное направление наблюдения.

8.4.1.1 Вычисление критического азимутального угла

На рисунке 30 показаны примеры азимутальных углов (направления). Значения, использованные в качестве примеров на рисунках 14,30 и в таблицах 33 и 35, идентичны.

1 - пейзажная ориентация, =90°, =0° и =63,4° (таблица 33);

2 - пейзажная ориентация, =270°, =0° и =63,4° (таблица 34);

3 - портретная ориентация =270°, =10° и =71,6° (таблица 35)

Примечание - Примеры показаны не в масштабе.

Рисунок 30 - Примеры испытательных азимутов

Пять испытательных азимутов рассчитывают на основе проектного азимутального угла и проектного угла наклона . Шестой азимутальный угол определен как . Еще два азимутальных угла (0° и минус 7°) определяют для некоторых измерений; перпендикуляр к экрану и проектное направление наблюдения, см. рисунок 30.

Верх или низ плоских панелей ближе к глазам пользователя. Если ближе низ панели, то проектный азимутальный угол =270°, для другого случая 90°. Если проектное направление наблюдения =0°, то проектный азимутальный угол не влияет на измерения, см. рисунок 13.

Область , ограниченная для пользователя и разделенная на четыре равных сектора (на рисунке 30 показаны полужирными линиями). Область разделена на два сектора (показаны прерывистой полужирной линией). Критический угол ; . Необходимые азимуты для области : , , , , .

(32)

или эквивалентно

(33)

где - высота активной поверхности экрана, мм;

- ширина активной поверхности экрана, мм.

8.4.1.2 Пример вычисления геометрии испытаний

Данные в таблицах 33-35 проиллюстрированы на рисунках 14 и 30.

Таблица 33 - Пример панели, не соответствующей всем требованиям

Таблица 34 - Пример панели, соответствующей всем требованияМ

Таблица 35 - Второй пример панели, соответствующей всем требованиям

8.4.2 Стандартные места измерений

8.4.2.1 Объекты

Обычно в фотометрической практике используемый объект должен быть не менее чем на 60% больше фотометрируемого изображения, чтобы исключить краевые эффекты (предпочтительно 85% и более). С этими ограничениями измерения объектов проводят с угловым размером 1° яркомером, сфокусированным на центр объекта, см. рисунок 31.

1 - фотометрируемое изображение с угловым размером 1°

Рисунок 31 - Объекты фотометрирования

8.4.2.2 Большие плоские панели

Большие плоские панели - дисплеи с угловым размером не менее 4,8°. Если минимальный угловой размер плоской панели не менее 4,8°, то выбирают три места измерения из одиннадцати исходных мест. Одиннадцать мест измерения показаны на рисунке 32. Центральное место 55 выбирается всегда. Другие десять мест, представленные на экране, яркость которых измеряют в темной комнате (перпендикулярно к экрану, =0°) , либо выбирают коэффициент яркости для отражающих плоских панелей. Место с наименьшей измеренной яркостью (или коэффициентом яркости) обозначают , место с наибольшей измеренной яркостью - и место 55 - .

Участки измерений не должны накладываться друг на друга. Если они должны накладываться друг на друга (для панелей меньших, чем дисплеи, используемых на типичных рабочих местах с компьютером), участки измерений не должны перекрывать участок 55. Минимальное число используемых участков измерений - пять, см. рисунок 32.

Рисунок 32 - Возможные места измерений

На рисунке 33 приведен пример возможных мест измерений, применимый к панели 640х480 пикселей, и не более чем с 44 пикселями на градус. Каждое пиксельное пятно состоит из квадратов со стороной 53 пикселя. Пара чисел вне квадрата (см. рисунок 33) - адрес верхнего левого пикселя, пара чисел внутри квадрата - адрес правого нижнего пикселя. Нумерация адресов пикселей принята, чтобы адрес 00 относился к пикселю в крайнем левом верхнем углу и до 639479 для пикселя в крайнем правом нижнем углу. Так как на панели четное число пикселей, то центрального пикселя нет. Поэтому центр участка 55 имеет номера 319 и 239.

Рисунок 33 - Пример исходных участков измерения для дисплея с плоской панелью 640х480 пикселей

8.4.2.3 Малые дисплеи на плоских панелях

На малых дисплеях на плоских панелях участки измерений выбирают так же, как и на больших, за исключением участков 19 и 91. Наложение тестируемых участков плоской панели более чем на 25% не является необходимым, так как иногда полная установка девяти участков не требуется. Всегда измеряют место наименьшей яркости (или коэффициента яркости) , наибольшую яркость , и участок 55 - .

8.4.2.4 Дополнительные места

Если на плоской панели имеются места вне оцениваемых 11 участков, которые при обычных условиях внешней освещенности визуально хуже, чем участок или участок , то помимо измерений на участках и проводят дополнительные измерения.

Заключение "визуально хуже" принимает подготовленный персонал в условиях темной комнаты.

Примечания

1 Заключение "визуально хуже" может подаваться голосом недвусмысленно. Цель состоит в том, чтобы найти места, визуально различимые для среднего наблюдателя в условиях внешнего освещения. Когда заключение делает обученный персонал в условиях темной комнаты, порог обнаружения бывает существенно ниже, чем для среднего наблюдателя. Поэтому риск того, что средний наблюдатель обнаружит худшее место, которое в испытательной лаборатории не будет обнаружено, бывает незначительным.

2 Большая часть плоских панелей, соответствующих настоящему стандарту, не имеет участков с заключением "визуально хуже".

3 При проведении автоматического тестирования визуально худшее место может быть найдено, например, сканированием всего экрана с шагом 1°.

8.4.3 Место измерения и таблица мест и направлений измерений

При проведении измерений иногда необходима полная таблица мест и направлений измерений для некоторых параметров. Остальные параметры оценивают для подмножества мест измерения и только при проектном направлении наблюдения.

Каждое конкретное требование определяют отдельно для каждого измерения.

8.5. Комбинированное измерение для анализа формы знака

Определения, используемые в настоящем пункте, содержатся в 3.5 Буквенно-цифровые символы.

Измеряют вертикальный шаг и горизонтальный шаг . Для увеличения точности измеряют расстояние от передней кромки (или другой согласованной точки) пикселя до такой же согласованной точки ряда пикселей и делят это расстояние на число пикселей, см. рисунок 34. Например, если панель имеет 480 строк пикселей, то измеряют расстояние от первого пикселя до той же точки последнего пикселя (отрезок 479 пикселей) и делят на 479:

=измеренное расстояние /479.

В этом примере у дисплея 480 столбцов пикселей. Расстояние от крайнего левого до крайнего правого столбца измеряют и делят на 479.

Рисунок 34 - Пример измерения шага пикселей

Результаты измерения шага пикселей используют при проектировании знаков и расстояний между ними и для каждого знакового шрифткомплекта. Иногда конкретный шрифт является результатом комплексного алгоритма, а проектный документ недоступен. Тогда размещение пикселя наблюдают на экране, используя лупу или другой увеличительный прибор.

Фиксируют значения в таблице 36.

Таблица 36 - Измеренные проектные элементы знака

Высоту знака рассчитывают в угловых минутах (...') по формулам:

, (34)

. (35)

Ширину штриха знака рассчитывают как среднеарифметическое значение горизонтальных и вертикальных размеров штрихов (в пикселях).

8.6 Совместное измерение яркости, контраста и диффузной освещенности

Поставщик может выбрать либо одно общее значение для , либо до шести различных значений (конкретное значение для оценки каждого из требований, указанных в 7.5, 7.14, 7.15, 7.17, 7.19 и 7.22). Если конкретные значения были уже определены, то это совместное измерение повторяют для каждого конкретного значения .

8.6.1 Общие измерения

Яркость и контраст дисплея определяют по таблицам 37 и 38 для анизотропных плоских панелей. Изотропные плоские панели проверяют только в направлении . Во всех случаях используют измеряемые объекты и фотометрические методы согласно 8.4.2.1 Объекты. Для обозначения яркости в промежуточных результатах измерений используют букву .

Таблица 37 - Боковые измерения

Таблица 38 - Гониометрические измерения

8.6.2 Рефлектометрические величины

8.6.2.1 Альтернатива 1

Любой дисплей (см. таблицы 39 и 40).

Таблица 39 - Косвенное измерение с использованием источников диффузного света, шаг 1, измерение

Таблица 40 - Косвенное измерение с использованием диффузного источника света, шаг 2, расчет

, , (36)

, .

8.6.2.2 Альтернатива 2

ЖК-дисплеи с задней подсветкой, в которых подсветка (например задняя подсветка) может быть выключена, но состояние жидких кристаллов или сохраняется (например большинство портативных компьютеров).

Таблица 41 - Прямое измерение с использованием источников диффузного света (не всегда возможно)

8.6.2.3 Вычисление диффузных рефлектометрических величин

, , (37)

, . (38)

Если испытания проведены при диффузной освещенности под углом 30° вместо 45°, то в уравнениях (37) и (38) используют величину вместо .

Рефлектометрические величины для диффузного отражения вычисляют по формулам (см. таблицу 42):

, , (39)

, , (40)

, , (41)

, , (42)

, , (43)

, . (44)

Таблица 42 - Вычисление диффузных рефлектометрических величин

Вычисляют окончательные значения в соответствии с таблицей 43.

Таблица 43 - Вычисление окончательных значений

8.7 Необходимые оценки

Уравнения и таблицы, приведенные в настоящем пункте, относятся к эмиссионным дисплеям на плоских панелях. При испытании дисплеев с отражающими плоскими панелями измерения проводят в условиях освещенности в лаборатории с приведением результатов вычислений к значениям проектной освещенности экрана. Процедура обеспечения освещенности и приведения ее к проектной освещенности экрана приведена в 8.7.27 Разности цветов.

8.7.1 Проектное расстояние наблюдения

Проверяют, чтобы проектное расстояние наблюдения, указанное изготовителем, превышало 400 мм, или соответствовало ГОСТ Р ИСО 9241-3, пункт 6.1.

8.7.2 Проектное направление наблюдения

Минимальный диапазон угла наклона определен на рисунке 35.

Рисунок 35 - Определение

, (45)

, (46)

. (47)

8.7.2.1 Проверка проектного угла наклона

Проектный угол наклона проверяют по формулам:

, (48)

. (49)

8.7.2.2 Проверка соответствия диапазона угла наклона выполняемой задаче и требованиям настоящего стандарта

Соответствие диапазона угла наклона проверяют по формулам:

, (50)

. (51)

8.7.2.3 Проверка совместимости проектного направления наблюдения с разборчивостью знаков

Совместимость проектного направления наблюдения с разборчивостью знаков (в пикселях) проверяют по формуле

. (52)

8.7.2.4 Установление класса диапазона угла наклона, основанное на результатах других измерений, и проверка соответствия конкретному классу (см. таблицы 44 и 45)

Таблица 44 - Диапазоны угла наклона для классов диапазона направления наблюдения

Таблица 45 - Диапазоны угла наклона для классов диапазона направления наблюдения

8.7.2.5 Вычисление данных для других измерений

Для дисплеев с анизотропными плоскими панелями вычисляют диапазон направлений испытаний согласно 7.2 и 8.4.1 для использования при измерениях.

Для дисплеев с изотропными плоскими панелями измерения проводят при =0°, за исключением углов по 8.7.17 Отражения. Подробнее см. 7.17 и 8.7.17.

Примечание - Азимутальный угол несущественен для результатов измерения, если =0°.

8.7.3 Проектная освещенность экрана

Проверяют, чтобы проектная освещенность экрана не противоречила 7.3 Проектная освещенность экрана. Если используемый для оценки источник не является стандартным источником МКО, его характеристики определяют спектрорадиометрическим методом, а результат указывают в протоколе соответствия.

8.7.4 Угол визирования

Это требование для принятия решения требует общей оценки всех компонентов рабочего места, включая пользователя. Следует проанализировать применение плоской панели, однако сделать общее заключение сложно.

8.7.5 Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе

Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе оценивают в местах измерения в условиях темной комнаты с полем зрения колориметра, соответствующим фокусированию согласно 8.4.2 Стандартные места измерения.

Если установка цветов была определена по умолчанию (см. 7.25 Установка цветов по умолчанию), то оценивают как основные цвета, так и цвета, установленные по умолчанию, при их отсутствии - только основные цвета.

Если оценивают только проектный диапазон направления наблюдения, класс IV, тогда направления не требуются.

Согласно 8.7.2 Проектное направление наблюдения направления не требуются также для изотропных плоских панелей.

8.7.5.1 Измерения

Измерения проводят согласно таблице 46. Число измерений зависит от типа, назначения дисплея и класса проектного направления наблюдения (цвета , где - общее число оцениваемых цветов, обычно от 4 до 11).

Таблица 46 - Измерения разности цветностей в равноконтрастной цветовой системе

8.7.5.2 Вычисления (см. таблицу 47)

Вычисляют значение между каждой парой мест на плоской панели, используя уравнение из 3.2.4 Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе

. (53)

Таблица 47 - Вычисление разности цветностей в равноконтрастной цветовой системе

Окончание таблицы 47

8.7.5.3 Анализ соответствия таблице 8

Анализ соответствия таблице 8 - определение максимальной разности цветностей согласно 7.5 Разность цветностей в равноконтрастной цветовой системе. Оценивают заполненные ячейки (определен или нет набор цветов по умолчанию; анизотропный или изотропный дисплей; ).

Все значения в таблице 47 должны соответствовать требованиям таблицы 8.

8.7.6 Высота знака

Используют значения в соответствии с 8.5 Обобщенное измерение для анализа формы знака.

Проверяют соответствие значения требованиям таблицы 9.

8.7.7 Ширина строки

Используют значения в соответствии с 8.5 Обобщенное измерение для анализа формы знака. Проверяют, чтобы

. (54)

8.7.8 Отношение ширины знака к высоте

Используют значения в соответствии с 8.5 Обобщенное измерение для анализа формы знака.

Проверяют, чтобы отношение отвечало требованиям таблицы 10.

8.7.9 Коэффициент заполнения

Для проверки этого требования существуют два способа.

Первый способ: число пикселей на градус должно быть более 30, что проверяют неравенством

, (55)

где - число линий пикселей по высоте на наблюдаемом участке;

- высота наблюдаемого участка;

- проектное расстояние наблюдения.

Второй способ: определяют коэффициент заполнения (см. 3.4.1 Коэффициент заполнения).

Если необходимо определить соответствие коэффициента заполнения требованиям, учитывают, что некоторые виды плоских панелей требуют микрофотометрической оценки, но большинство плоских панелей лучше оценивать с помощью анализа пикселя и субпикселя (3.4.7 Пиксель и 3.4.12 Субпиксель). Во всех случаях плоские панели с субпикселями оценивают определением коэффициента заполненния каждого субпикселя и их суммированием. Несущественно, что синий субпиксель выглядит менее ярким, чем зеленый.

8.7.9.1 Панели, требующие микрофотометрической оценки

Для оценки геометрически доступной области пикселя находят пиковую яркость пикселя в условиях темной комнаты яркомером с щелевой диафрагмой или микрофотометром с возможностью фокусировки на 0,1. Затем определяют местонахождение вертикальных и горизонтальных точек, яркость которых уменьшилась до значений, близких к 50%. Коэффициентом заполнения является область, разделенная на (см. рисунок 36).

1 - полная область пикселя; 2 - контур 50%; 3 - доступная область пикселя; 4 - пиковая яркость

Рисунок 36 - Микрофотометрический случай

Для многоцветных плоских панелей значения (включая уровень значений яркости 50%) измеряют отдельно для каждого основного цвета.

Пример, иллюстрирующий технологию плазменной панели переменного тока на двойной подложке, - панель, в которой яркость пикселя частично поглощена непрозрачным проводником.

Примечание - Выделенная штриховой линией область плазменной панели, ограничивающая 50%-ные яркостные контуры, используется для оценки геометрически доступной области.

8.7.9.2 Панели, которые могут быть оценены по трафарету

Многие плоские панели удобнее и точнее оценивать по электрооптическому трафарету. Фактическая яркость плоских панелей точно повторяет трафарет.

Субпиксельные структуры могут использоваться для достижения многоцветности, градаций серого, минимизации дефектов видимости или минимизации анизотропии.

Изготовитель должен обеспечить требуемый рисунок. Для многоцветных плоских панелей суммируют красную, зеленую и синюю апертуры и делят их на площадь пикселя.

Пример типичной многоцветной панели приведен на рисунке 37.

Примечание - На рисунке показаны четыре пикселя.

Рисунок 37 - Пример многоцветных пикселей, составленных из R-красного, G-зеленого
и В-синего субпикселей

Относительный размер черных областей матрицы пикселя равен 0,1, а суммарная область пикселя 1х1. Полная черная область матрицы пикселя равна 3х0,9х0,1+1х0,1=0,37. Таким образом, в настоящем примере коэффициент заполнения равен 1-0,37=0,63.

Пример возможной структуры электродов на дисплее, где полутоновое представление изображения производится субпикселями с изменяющейся шириной, приведен на рисунке 38. Светоотдача участка экрана пропорциональна области пересечения горизонтального и вертикального электродов.

Рисунок 38 - Шкала серого с субпикселями, взвешенными в двоичном коде. Пересечения приводятся
через 1, 2, 4 и 8 единиц, создавая линейно уровни яркости от 0 до 15

Примечания

1 Область, занимаемая пикселем, составляет 7х7=49 единиц. Пересекающиеся области 1, 2, 4 и 8 в сумме равны 15. Коэффициент заполнения равен 15/49=0,31, что соответствует 7.9 Коэффициент заполнения.

2 На рисунке 38 показаны четыре пикселя.

8.7.10 Формат знака

Используют значения по 8.5 Комбинированное измерение для анализа конфигурации знака.

Проверяют, чтобы величины и отвечали требованиям таблицы 11.

Проверяют соответствие шрифта требованиям 7.10 Формат знака.

8.7.11 Интервал между знаками

Определения - по 8.5 Комбинированное измерение для анализа формы знака.

Проверяют соответствие шрифта требованиям 7.11 Интервал между знаками.

8.7.12 Интервал между словами

Определения - по 8.5 Комбинированное измерение для анализа формы знака.

Проверяют соответствие шрифта требованиям 7.12 Интервал между словами.

8.7.13 Интервал между строками

Определения - по 8.5 Комбинированное измерение для анализа формы знака.

Проверяют соответствие шрифта требованиям 7.13 Интервал между строками.

8.7.14 Яркость дисплея

Используют значения по 8.6 Комбинированное измерение яркости, контраста и диффузной освещенности, таблица 43.

Проверяют, чтобы было выполнено 21 требование неравенства

. (56)

8.7.15 Контраст

Используют значения по 8.6 Комбинированное измерение яркости, контраста и диффузной освещенности и таблицы 43.

Проверяют, чтобы 21 требование (контрастная модуляция) неравенства

(57)

или эквивалентное им (контрастное отношение) неравенства

(58)

были выполнены.

8.7.16 Яркостный баланс

Яркостный баланс поверхностей можно полностью оценить только на рабочем месте.

8.7.16.1 Оценка на рабочем месте

Оценку яркостного баланса поверхностей проводят в следующей последовательности:

а) измеряют плоской панели, где - самая высокая габаритная яркость, используемая на дисплее при проектном направлении наблюдения и при наличии внешней освещенности на рабочем месте;

б) измеряют и - самые низкие и самые высокие габаритные яркости, которые часто наблюдаются, последовательно при использовании дисплея (текстовые документы, окрашенные поверхности и т.д.) при наличии внешней освещенности на рабочем месте;

в) для , и необходимо соответствие следующему критерию:

. (59)

8.7.16.2 Оценка в испытательной лаборатории

Яркостный баланс между экраном и другими поверхностями (окрашенные поверхности, клавиатура и т.д.) оценивают в лаборатории при проектной освещенности экрана:

а) рассчитывают :

1) оценивают 18 значений яркости , и ,

где =1...6 по 8.6 Комбинированное измерение яркости, контраста и диффузной освещенности, таблица 43,

2) для оценки выбирают наименьшее значение;

б) оценивают и (см. таблицу 48):

Таблица 48 - Рабочая поверхность и

1) измеряют при освещении диффузным источником света в лаборатории, и - самые низкие и самые высокие габаритные яркости области выполняемых задач, которые часто наблюдаются при использовании дисплея (окрашенные поверхности, клавиатуры и т.д.),

2) измеряют и - яркости образца поверхности с диффузным отражением, который помещают в местах и ,

3) вычисляют значения и по формуле

min, max; (60)

в) для , и необходимо соответствие следующим критериям:

. (61)

Примечание - Характеристики яркостного баланса объектов могут в дальнейшем анализироваться путем измерений и для типичных объектов (образцы офисных бумаг, журнальная бумага и т.д.), используемых в офисах.

8.7.17 Отражения

8.7.17.1 Обзор

Проверяют, чтобы класс устойчивости к отражению был установлен в соответствии с таблицей 13. Записывают, испытана ли плоская панель для позитивной, негативной или обеих полярностей.

Примечание - I плоской панели требует, чтобы коэффициент яркости был оценен для источников 15° и 1°.

Измерения проводят в местах , где =1...6. Рабочее расстояние и апертура яркомера должны быть такими, чтобы поле измерения составляло не менее половины изображения малого зеркального источника, но было достаточно большим, чтобы включать по крайней мере 10 пикселей в круге. Все измерения для таких оценок должны проводиться яркомером, расположенным согласно рисунку 39.

Примечание - Вид сбоку геометрии измерения. Яркомер устанавливают под углом 15° и под углом .

Рисунок 39 - Геометрия измерения для оценки отражения

В зависимости от выбранного класса могут понадобиться одна или обе конфигурации, показанные на рисунке 40.

1 - 1° апертура для создания малого источника; 2 - 15° апертура для создания протяженного источника;
3 - от 1° до 2° апертуры для протяженного источника, 0,3° - для малого источника

Примечание - Вид сбоку геометрии измерения. Источник яркости устанавливают под углами 15° и +180°; яркомер устанавливают под углами 15° и .

Рисунок 40 - Конфигурация для оценки коэффициента яркости

Аксонометрическое представление расположения приборов для оценки зеркального отражения показано на рисунке 41.

1 - источник яркости (показан с апертурой 15°); 2 - точечный фотометр; 3 - панель
или образец отражающей поверхности

Примечание - Аксонометрическое представление геометрии измерения. Источник яркости устанавливают под углами 15° и +180°; яркомер - под углами 15° и .

Рисунок 41 - Аксонометрическое представление расположения устройств, применяемых
для измерения зеркального отражения

Необходимы следующие данные об образцах диффузной и зеркальной поверхности ( используют для обозначения яркости в промежуточных результатах).

Яркомер фокусируют по таблицам 49-51. Для измерения зеркального отражения с малым источником разрешение механизма углового смещения источника света и яркомера должно быть менее 0,2°, чтобы было возможно определить пиковое значение отраженной яркости.

8.7.17.2 Измерения

8.7.17.2.1 Источники света

8.7.17.2.1.1 Альтернатива 1 (без использования эталона поверхности зеркального отражения)

Таблица 49 - Измерение источников света