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技術分享 | 手機屏幕的測量參數

52RD.com 2019年3月4日 柯尼卡美能達SE            參與:2人 我來說兩句
  隨著社會的發展,技術的進步,手機已成為生活中的重要一部分。

  人眼長時間觀看的主要是手機屏幕,品質差的手機屏幕往往會影響人們對手機使用的舒適度,直接決定了用戶體驗的好壞。

  此外,手機上的發光部件還包含后置閃光燈,閃光燈的發光品質直接影響了拍照成像的質量。 如何監控、評價手機屏幕和閃光燈的發光狀態,也變得越來越重要。

  因此,手機行業的測光應用主要集中在手機屏幕和閃光燈的檢測和評價。今天,就讓我們一起探討針對手機屏幕的測光應用吧!

  色域

  色域(Color Gamut),就是指某顯示設備所能表達的顏色數量所構成的范圍區域。為了能夠直觀地表示色域這一概念,國際照明委員會(CIE)制定了一個用于描述色域的方法:CIE-xy色度圖。 在這個坐標系中,各種顯示設備能表現的色域范圍用RGB三點連線組成的三角形區域來表示。 在此區域內,設備顯示區域的三角形的面積越大,就表示該設備的色域范圍越大。

  最常用的色域標準:

  Adobe RGB

  DCI-P3

  NTSC

  sRGB

  當顯示屏幕的色域差異很大時,人眼能直觀地發現不同顯示屏幕在顏色復現上的評價差異。

  -當色域面積小時,屏幕顯示的圖片給人帶來失真的感覺。

  -當色域面積大時,屏幕顯示的圖片會非常鮮艷飽和,給人一種亮麗的感覺。

  測量手機屏幕的色域時,需要用亮度計分別測量R、G、B畫面下對應的x,y值,然后在CIE-xy色度圖上通過這三個色坐標的位置,用公式計算得到圍成的三角形面積即可。行業內通常使用XXXX(某個標準色域)的XX%來表示手機屏幕的色域大小。

  可用單點式亮度計,如CA-410、CS-2000/2000A,或Radiant Vision Systems面式亮度計進行測量。

  Gamma

  Gamma,是用于表征手機屏幕亮度響應特性的一個參數。通常手機屏幕上顯示的亮度與輸入電平的關系接近一條指數曲線

  在圖1中,水平方向表示輸入電平,垂直方向表示手機屏幕的亮度。對圖1進行歸一化處理后,得到圖2所示的藍色曲線。由圖可知,藍色曲線與y=x^2.2指數曲線很接近。所以,手機屏幕的亮度響應曲線可以用指數函數表示為y=x^r,其中r即為所提及的Gamma,實際上Gamma就是指數函數的冪。

  傳統顯示器的Gamma多接近為2.2,因為這種顯示特性比較適合人的視覺特性。

  如果Gamma值偏大,則整體圖像會感覺偏暗,圖像在暗場景中的細節容易丟失;

  如果Gamma值偏小,則整體圖像會感覺偏亮,圖像變得朦朧,層次感變差。

  上圖為三條Gamme曲線以及對應的16灰階圖像對比:

  a. Gamma為1.8時,圖像整體偏亮,層次感變差;

  b. Gamma為2.2時,圖像變化均勻遞進,層次感較好;

  c. Gamma為2.6時,圖像整體偏暗,最左邊的兩個灰階已無法通過人眼分辨出來;

  測量手機屏幕的Gamma時,方法如下:

  a. 通常會使用一個單點(中心點)進行測量,而非整個發光面。

  b. 通過測量一定量的等間隔灰階的亮度(從最暗到最亮,至少設置16個灰階),獲取WRGB畫面對應的灰階亮度值。

  c. 使用歸一化方法繪制出Gamma曲線。

  由于測量低亮畫面時,亮度計需要較長的采樣時間,且測量數據繁多,建議使用CA-410這種測量速度快,精度和重復性有保障的設備進行Gamma測量,提高效率。

  可視角

  可視角(View angle),是指用戶可以從不同的方向清晰地觀察屏幕上所有內容的角度。

  由于提供LCD顯示器的光源經折射和反射后再輸出時,光線已有一定的方向性,形成一定可視角范圍,當超出這一范圍觀看顯示器則產生亮度下降、色彩失真等現象。因此,可視角的大小,決定了用戶可視范圍的大小以及最佳觀賞角度。如果太小,用戶稍微偏離屏幕正面,畫面就會失色。

  傳統測量可視角時,一般有兩種方法:

  a. 保持被測屏幕不動,改變點式亮度計的測量角度進行測量;

  b. 保持點式亮度計不動,改變被測屏幕的角度進行測量;

  采用以上其中一種測量方法時,建議搭建測量系統,提高可視角測量的準確性。測量可視角需要測量WRGB以及Black畫面下Lv、x、y,當確定亮度、色度、對比度下降到一定程度,手機屏幕的失色程度已超出可接受范圍,即得到手機屏幕的可視角。

  新型可視角測量方法:采用Radiant Vision Systems Y/I 16的面式亮度計搭配Conoscope鏡頭(針對測量可視角而定制的鏡頭)。可通過單次測量,即可直接獲取亮度隨角度變化而變化的情況,快速直觀地獲得手機屏幕的可視角。

  Mura檢測

  Mura,是日語“むら”的音譯,表示有缺陷,瑕疵的意思。

  Mura是指顯示器件上局部亮度或色度突然增加或降低的斑點。經常出現在亮度變化的一個較大幅度的梯度中。

  Mura是非常容易被人眼所識別,但是用人的主觀判斷很難將其量化。

  根據Mura的性質分類,主要有以下幾種:

  Mura的產生原因:

  Mura檢測的流程如下圖所示:

  Mura檢測必須使用RVS面式亮度計進行測量,Mura檢測的具體算法已寫入RVS儀器搭配的軟件中,只需調用相關Mura檢測功能,根據生產要求來設置篩選Mura的閾值,即可挑出不滿足生產要求的Mura。

  柯尼卡美能達擁有國際先進、科學、完善的測量經驗,我們的分光輻射亮度計CS-2000/CS-2000A、成像亮度計ProMetric®系列、色彩分析儀CA-410等產品都是為手機屏幕檢測提供解決方案的好幫手。
▲CA-410

  ❶從低亮度到高亮度都能確保精度

  ❷提高色度測量精度

  ❸優化性能的產線集成方案

  ❹擁有豐富測量需求的探頭系列

  ❺配備操作簡單的CA-DP40數據處理器
▲CS-2000

  ❶最低測量亮度達0.0005 cd/㎡,對比度測量可達1,000,000:1**

  ❷測量角度選擇:1°,0.2°,0.1°

  ❸最小測量面積:∅0.1 mm(使用近攝鏡時)

  ❹即使是有周期性發光特征的光源,也可得到穩定的測量數據

  ❺簡潔的操作面板和彩色LCD顯示屏使得操作更簡便
▲ProMetric® I/Y

  ❶多次曝光高動態范圍模式

  ❷加快拍照速度,降低測量時間

  ❸CIE匹配的濾色片和中性密度濾光片,吻合人眼視覺感知

  ❹I2、Y2--200萬像素1600×1200 CCD傳感器

  ❺I8—800萬像素3296×2472 CCD傳感器

  ❻I16、Y16—1600萬像素4896×3264 CCD傳感器

  ❼I29、Y29—2900萬像素6576×4384 CCD傳感器52RD.com  微博關注:http://weibo.com/52rd  微信關注:admin_52RD
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