Cone de visualização - Viewing cone
Direção de visão
Quando uma exibição visual com tamanho não desaparecendo é vista por um observador, cada ponto da área de exibição é visto de uma direção diferente, conforme ilustrado na fig. 1. Dois pontos no visor não são vistos na mesma direção. Quanto maior for a tela e quanto mais próximo o observador estiver da tela, mais a direção de visualização varia ao longo da área da superfície da tela.
Coloquialmente, a direção de visão é freqüentemente chamada de " ângulo de visão ". Esta é uma expressão mal escolhida que deve ser evitada, porque a direção de visão é especificada por dois ângulos polares: o ângulo de inclinação , θ (medido a partir da normal da superfície da tela) e o ângulo de azimute , Φ, medido no plano do visor, conforme mostrado na figura 3.
Na fig. 2, o globo ocular representa o observador que está olhando para um ponto específico na tela que é idêntico à origem do sistema de coordenadas polares. A seta verde é a direção de visualização (ou seja, direção de observação). A direção de visualização é especificada pelo ângulo de inclinação , θ, medido a partir da superfície normal da tela (seta vertical azul), enquanto o ângulo de azimute , Φ, é o ângulo que a projeção da direção de visualização na superfície da tela faz com o eixo x (seta vermelha). A projeção da direção de visualização é mostrada aqui como a sombra da seta verde. O ângulo de azimute Φ aumenta no sentido anti-horário, conforme ilustrado na figura 3.
A multiplicidade de direções, a partir das quais uma tela pode ser vista sem artefatos e distorções que tornariam o uso pretendido impossível (por exemplo, trabalho de escritório computadorizado, televisão, entretenimento) é chamada de cone de visualização (embora sua forma possa ser a de um cone generalizado )
O conceito do cone de visão foi introduzido pela primeira vez na norma internacional ISO 13406-2 : 2001 "Requisitos ergonômicos para trabalhar com telas planas - Parte 2: Requisitos ergonômicos para telas planas". Este padrão fornece uma classificação para monitores de computador com LCDs de acordo com a faixa de direções de visualização que podem ser usadas com segurança para a tarefa pretendida (aqui: trabalho de escritório) sem "desempenho visual reduzido". A classificação é de acordo com as "Classes de alcance da direção de visão" com a "gama de direções de visão" sendo equivalente ao cone de visão .
ISO 13406-2 descreve um procedimento complexo de acordo com o qual o cone de visualização utilizável pode ser avaliado a partir de medições de luminância e cromaticidade versus direção de observação. ISO 13406-2 apresenta 4 classes de alcance de direção de visualização, das quais a primeira (classe I) é um amplo cone de visualização para muitos observadores simultâneos e a última (classe IV) é uma chamada "tela de privacidade" com um cone de visualização severamente limitado .
Dependendo da tarefa real a ser realizada com um determinado dispositivo de exibição (por exemplo, trabalho de escritório, entretenimento, home theater, etc.), os requisitos para a exibição são diferentes. Rotas de conformidade para diferentes aplicativos de exibição agora podem ser encontradas no padrão sucessor ISO 9241-300.
As direções de visão s são convenientemente representadas em um sistema de coordenadas polares com o ângulo de inclinação, θ, sendo representado pela distância radial da origem e do azimute , Φ, aumentando no sentido anti-horário como mostrado na figura 4. Neste sistema de coordenadas cada ponto corresponde a uma direção de visualização . Um cone de visualização é, portanto, definido por um lugar geométrico (uma linha fechada) neste sistema de coordenadas, conforme indicado pelo retângulo e a elipse na fig. 4
Se um cone de visão é especificado apenas por quatro direções (por exemplo, no plano horizontal e vertical), não fica claro se é o retângulo ou o cone elíptico de acordo com a fig. 4. Para resolver esta ambigüidade, o cone de visão deve ser especificado em pelo menos 8 direções, localizadas no plano horizontal e vertical e nos dois planos diagonais (Φ = 45 ° e 135 °).
Cada direção no sistema de coordenadas polares da fig. 4 pode ser atribuída a uma quantidade física (escalar), por exemplo, luminância, contraste, etc. Esta quantidade pode então ser representada por linhas de valores iguais (linhas de contorno), por tons de cinza ou por pseudo-cores (como mostrado na fig. 4).
Um cone de visualização pode ser definido a partir de uma determinada aplicação e da geometria de observação relacionada, a partir da qual uma gama de direções pode ser obtida que especifica o cone de visualização necessário para aquela tarefa. Dentro desse cone de visualização, certos parâmetros físicos relacionados ao desempenho visual do dispositivo de exibição devem permanecer dentro de certos limites (dependentes da tarefa).
Um cone de visualização também pode resultar de medições (versus direção de visualização ) realizadas com um determinado dispositivo de exibição sob condições operacionais especificadas. Em seguida, o cone de visualização é obtido limitando os valores de uma quantidade visual (por exemplo, contraste) que para uma determinada aplicação deve ser superior a, por exemplo, 10 (compare, por exemplo, Vesa FPDM2 307-4 Limiares do cone de visualização ). Então, a linha para a qual o contraste é igual a 10 define o cone de visualização .
Experimentos recentes mostraram que o cone de visão aceitável é mais determinado pela diminuição da luminância e mudança da cromaticidade do que pela diminuição do contraste. Comparações abrangentes entre experimentos e medições foram realizadas a fim de identificar as quantidades e os valores limites correspondentes que definem o cone de visão aparente para telas de televisão com LCDs e PDPs. Um dos resultados é que "a luminância em níveis de cinza intermediários a altos determina a qualidade dependente da direção de visualização e não a taxa de contraste." Isso está de acordo com os resultados de outras pesquisas que "encontram uma baixa correlação entre a razão de contraste e o valor da avaliação visual". Além disso, "não apenas as coordenadas de cromaticidade das primárias, mas ainda mais aquelas do ponto branco desempenham um papel importante e precisam ser incluídas em uma métrica dependente da direção de visualização". Os autores concluem que "para LCDs, esta nova métrica resulta em um cone de visualização, que é da ordem de 70 ° –90 ° (ângulo subtendido) e, portanto, consideravelmente menor do que o normalmente especificado com base em um contraste mínimo de 10 . Para PDPs, esta nova métrica produz a mesma faixa de direção de visualização que a presente especificação que usa uma diminuição de luminância para 50% ". Na terminologia apresentada acima (e ilustrada na Figura 2), um cone de visualização de ângulo subtendido de 70 ° -90 ° significa (para um cone de visualização rotacionalmente simétrico) um ângulo máximo de inclinação de 35 ° -45 °.
Luminância e contraste versus direção de visualização
A Fig. 5 mostra a luminância e o contraste versus a direção de visualização em um sistema de coordenadas polares. A coluna da esquerda mostra a distribuição de luminância direcional do estado escuro da tela (aqui: IPS-LCD), a coluna central mostra o estado de brilho e a coluna da direita mostra o contraste (luminância) (proporção) resultante das duas distribuições de luminância anteriores . O valor é codificado por (pseudo) cores. Os gráficos abaixo dos sistemas de coordenadas polares mostram, cada um, uma seção transversal no plano horizontal e indicam os valores de luminância e contraste.
Cada limite entre duas (tonalidades de) cores representa uma linha de valor constante, no caso de contraste uma linha de isocontraste (contorno) . Observe que "iso" é usado aqui no sentido de "igual", ele NÃO estabelece uma relação com a Organização Internacional para Padronização , ISO .
Essa forma de representar a variação de uma quantidade de um display com direção de observação origina-se de uma técnica ótica chamada conoscopia . A conoscopia , originalmente proposta e usada por Maugin para exame do estado do alinhamento do cristal líquido em 1911, foi usada em todos os laboratórios de LCD no final dos anos setenta e ao longo dos anos oitenta para medição e avaliação das propriedades ópticas de LCDs e para estimativa de LCD -contraste em função da direção de visualização. No modo de observação conoscópico, antigamente muitas vezes realizado com um microscópio polarizador , uma imagem de direções é gerada no plano focal posterior da lente objetiva. Esta imagem de direções é baseada nas mesmas coordenadas que a representação no sistema de coordenadas polares mostrado nas figs. 4 e 5.
A primeira publicação da variação do contraste de LCDs reflexivos medidos com um aparelho gonioscópico motorizado de varredura mecânica e representados como uma figura de direções conoscópicas foi publicada em 1979.
Veja também
Referências
- ISO 13406-2 : 2000 "Requisitos ergonômicos para trabalhar com telas planas - Parte 2: Requisitos ergonômicos para telas planas."
- ISO 9241-300: "Ergonomia da interação homem-sistema - Parte 300: Introdução aos requisitos de exibição visual eletrônica." A série ISO 9241-300 estabelece requisitos para o design ergonômico de displays visuais eletrônicos. Esses requisitos são declarados como especificações de desempenho, com o objetivo de garantir condições de visualização eficazes e confortáveis para usuários com visão normal ou ajustada para normal. Métodos de teste e metrologia, produzindo medidas e critérios de conformidade, são fornecidos para avaliação do projeto. A ISO 9241 é aplicável ao design de ergonomia visual de telas visuais eletrônicas para uma diversidade de tarefas em uma ampla variedade de ambientes de trabalho.