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技术分享 | 手机屏幕的测量参数

jsj559.com 2019年3月4日 柯尼卡美能达SE            参与:2人 我来说两句
  随着社会的发展,技术的进步,手机已成为生活中的重要一部分。

  人眼长时间观看的主要是手机屏幕,品质差的手机屏幕往往会影响人们对手机使用的舒适度,直接决定了用户体验的好坏。

  此外,手机上的发光部件还包含后置闪光灯,闪光灯的发光品质直接影响了拍照成像的质量。 如何监控、评价手机屏幕和闪光灯的发光状态,也变得越来越重要。

  因此,手机行业的测光应用主要集中在手机屏幕和闪光灯的检测和评价。今天,就让我们一起探讨针对手机屏幕的测光应用吧!

  色域

  色域(Color Gamut),就是指某显示设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域。为了能够直观地表示色域这一概念,国际照明委员会(CIE)制定了一个用于描述色域的方法:CIE-xy色度图。 在这个坐标系中,各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示。 在此区域内,设备显示区域的三角形的面积越大,就表示该设备的色域范围越大。

  最常用的色域标准:

  Adobe RGB

  DCI-P3

  NTSC

  sRGB

  当显示屏幕的色域差异很大时,人眼能直观地发现不同显示屏幕在颜色复现上的评价差异。

  -当色域面积小时,屏幕显示的图片给人带来失真的感觉。

  -当色域面积大时,屏幕显示的图片会非常鲜艳饱和,给人一种亮丽的感觉。

  测量手机屏幕的色域时,需要用亮度计分别测量R、G、B画面下对应的x,y值,然后在CIE-xy色度图上通过这三个色坐标的位置,用公式计算得到围成的三角形面积即可。行业内通常使用XXXX(某个标准色域)的XX%来表示手机屏幕的色域大小。

  可用单点式亮度计,如CA-410、CS-2000/2000A,或Radiant Vision Systems面式亮度计进行测量。

  Gamma

  Gamma,是用于表征手机屏幕亮度响应特性的一个参数。通常手机屏幕上显示的亮度与输入电平的关系接近一条指数曲线

  在图1中,水平方向表示输入电平,垂直方向表示手机屏幕的亮度。对图1进行归一化处理后,得到图2所示的蓝色曲线。由图可知,蓝色曲线与y=x^2.2指数曲线很接近。所以,手机屏幕的亮度响应曲线可以用指数函数表示为y=x^r,其中r即为所提及的Gamma,实际上Gamma就是指数函数的幂。

  传统显示器的Gamma多接近为2.2,因为这种显示特性比较适合人的视觉特性。

  如果Gamma值偏大,则整体图像会感觉偏暗,图像在暗场景中的细节容易丢失;

  如果Gamma值偏小,则整体图像会感觉偏亮,图像变得朦胧,层次感变差。

  上图为三条Gamme曲线以及对应的16灰阶图像对比:

  a. Gamma为1.8时,图像整体偏亮,层次感变差;

  b. Gamma为2.2时,图像变化均匀递进,层次感较好;

  c. Gamma为2.6时,图像整体偏暗,最左边的两个灰阶已无法通过人眼分辨出来;

  测量手机屏幕的Gamma时,方法如下:

  a. 通常会使用一个单点(中心点)进行测量,而非整个发光面。

  b. 通过测量一定量的等间隔灰阶的亮度(从最暗到最亮,至少设置16个灰阶),获取WRGB画面对应的灰阶亮度值。

  c. 使用归一化方法绘制出Gamma曲线。

  由于测量低亮画面时,亮度计需要较长的采样时间,且测量数据繁多,建议使用CA-410这种测量速度快,精度和重复性有保障的设备进行Gamma测量,提高效率。

  可视角

  可视角(View angle),是指用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度。

  由于提供LCD显示器的光源经折射和反射后再输出时,光线已有一定的方向性,形成一定可视角范围,当超出这一范围观看显示器则产生亮度下降、色彩失真等现象。因此,可视角的大小,决定了用户可视范围的大小以及最佳观赏角度。如果太小,用户稍微偏离屏幕正面,画面就会失色。

  传统测量可视角时,一般有两种方法:

  a. 保持被测屏幕不动,改变点式亮度计的测量角度进行测量;

  b. 保持点式亮度计不动,改变被测屏幕的角度进行测量;

  采用以上其中一种测量方法时,建议搭建测量系统,提高可视角测量的准确性。测量可视角需要测量WRGB以及Black画面下Lv、x、y,当确定亮度、色度、对比度下降到一定程度,手机屏幕的失色程度已超出可接受范围,即得到手机屏幕的可视角。

  新型可视角测量方法:采用Radiant Vision Systems Y/I 16的面式亮度计搭配Conoscope镜头(针对测量可视角而定制的镜头)。可通过单次测量,即可直接获取亮度随角度变化而变化的情况,快速直观地获得手机屏幕的可视角。

  Mura检测

  Mura,是日语“むら”的音译,表示有缺陷,瑕疵的意思。

  Mura是指显示器件上局部亮度或色度突然增加或降低的斑点。经常出现在亮度变化的一个较大幅度的梯度中。

  Mura是非常容易被人眼所识别,但是用人的主观判断很难将其量化。

  根据Mura的性质分类,主要有以下几种:

  Mura的产生原因:

  Mura检测的流程如下图所示:

  Mura检测必须使用RVS面式亮度计进行测量,Mura检测的具体算法已写入RVS仪器搭配的软件中,只需调用相关Mura检测功能,根据生产要求来设置筛选Mura的阈值,即可挑出不满足生产要求的Mura。

  柯尼卡美能达拥有国际先进、科学、完善的测量经验,我们的分光辐射亮度计CS-2000/CS-2000A、成像亮度计ProMetric®系列、色彩分析仪CA-410等产品都是为手机屏幕检测提供解决方案的好帮手。
▲CA-410

  ❶从低亮度到高亮度都能确保精度

  ❷提高色度测量精度

  ❸优化性能的产线集成方案

  ❹拥有丰富测量需求的探头系列

  ❺配备操作简单的CA-DP40数据处理器
▲CS-2000

  ❶最低测量亮度达0.0005 cd/㎡,对比度测量可达1,000,000:1**

  ❷测量角度选择:1°,0.2°,0.1°

  ❸最小测量面积:∅0.1 mm(使用近摄镜时)

  ❹即使是有周期性发光特征的光源,也可得到稳定的测量数据

  ❺简洁的操作面板和彩色LCD显示屏使得操作更简便
▲ProMetric® I/Y

  ❶多次曝光高动态范围模式

  ❷加快拍照速度,降低测量时间

  ❸CIE匹配的滤色片和中性密度滤光片,吻合人眼视觉感知

  ❹I2、Y2--200万像素1600×1200 CCD传感器

  ❺I8—800万像素3296×2472 CCD传感器

  ❻I16、Y16—1600万像素4896×3264 CCD传感器

  ❼I29、Y29—2900万像素6576×4384 CCD传感器jsj559.com  微博关注:  微信关注:admin_52RD
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