ISO 13406-2

версия для печати

Предисловие переводчиков

Данный стандарт — это больше чем просто стандарт на аппаратное обеспечение под названием «плоскопанельный дисплей». Это ещё и определение эргономичных условий работы, непосредственно не связанных с технологией изготовления дисплеев: например, размер и пропорции символов и объектов на экране, количество одновременно отображаемых цветов (в плане необходимости пользователя запоминать особое значение каждого цвета) и даже рекомендации избегать некоторых цветовых сочетаний. То есть к самому дисплею, конечно, эти требования применить невозможно, но он хотя бы должен их поддерживать. Такие требования помечены звёздочкой (*).

Другими словами общую идея этого стандарта можно выразить так: изделие должно удовлетворять тем требованиям, которые обусловлены конкретными факторами эксплуатации, то есть задачами, для решения которых предназначена данная модель дисплея. Например, если работа с текстами — не первичное применение, то и требования к разборчивости текста могут быть несколько мягче.

Здесь в упрощённом виде описываются только определения основных терминов и относительно простые для понимания требования к характеристикам дисплеев. Все сложные выкладки, трёхэтажные формулы с интегралами и методики измерений оставлены за кадром. Желающим ближе познакомиться со стандартом советуем прочесть оригинальный текст, так как только он может дать абсолютно точное представление о себе самом.

Введение

ISO 13406 расширяет стандарт-компаньон ISO 9241 из-за значительных отличий в эргономике при использовании плоскопанельных дисплеев.

Эта часть стандарта включает требования и рекомендации, характеризуемые чёткостью, удобством и приемлемостью при использовании цветных дисплеев, основывясь на эргономических исследованиях, описанных в ISO 9241-8, и дополняя их с учётом преимуществ и компромиссов плоских панелей.

Область действия

Эта часть ISO 13406

• устанавливает эргономические требования качества изображения для разработки и оценки плоскопанельных дисплеев (FPD — Flat Panel Display),
• определяет термины, необходимые для описания качественных характеристик изображения,
• указывает методы определения качества изображения на FPD,
• устанавливает эргономические принципы для дальнейшего развития этих требований.

Эта часть ISO 13406 применима к

• FPD, используемым для офисных задач,
• FPD, состоящим из равномерного многорядного массива пикселей,
• представлению на FPD шрифтов, основанных на символах латинского, кириллического и греческого алфавита, а также на арабских цифрах
• представлению азиатских символов,
• мини-FPD, способным отобразить одновременно хотя бы 40 латинских символов.

Эта часть ISO 13406 не применима к

• проекторам — плоским дисплеям, использующим оптические элементы для создания изображения, по размеру не совпадающего с размером электро-оптического преобразователя,
• дисплеям с фиксированным набором сообщений или сегментным символьным дисплеям.

Более того, некоторые измерительные методы (например, для яркости и контрастности) этой части стандарта не применимы к пассивным панелям.

Определения

Фотометрия

Контраст, в смысле восприятия (contrast)

Оценка видимой разницы двух или более частей экрана, наблюдаемых одновременно или последовательно. Яркостный контраст называют контрастностью (brightness contrast). Говорят также о цветовом контрасте (color contrast).

Контрастность, контраст яркостный (luminance contrast)

Количественно представляется коэффициентом яркостной модуляции, равным разности самого яркого (L_max) и самого тёмного (L_min) объекта из заданного множества, отнесённой к сумме этих яркостей: (L_max − L_min) ⁄ (L_max + L_min). Отношение L_max к L_min называют коэффициентом контрастности (contrast ratio).

Ламберта закон (Lambert's cosine law)

Яркость L рассеивающей свет (диффузной) поверхности одинакова во всех направлениях, а сила света, излучаемого плоской рассеивающей площадкой dS в каком-либо направлении, зависит от угла α между этим направлением и перпендикуляром к dS: I_α = I₀cosα. Последнее выражение означает, что сила света плоской поверхности максимальна (I₀) по нормали к ней и, убывая с ростом α, становится равной нулю в касательных к поверхности направлениях. Такая схема идеального рассеяния света очень удобна для теоретических исследований.

Ламбертова поверхность (Lambertian surface)

Идеальная поверхность для которой излучение распределяется по углу согласно закону Ламберта.

Поверхность анизотропная оптически (optically anisotropic surface)

Оптическая поверхность, для которой излучение отходит от косинусного закона более чем на 10 % при углах свыше 45°.

Яркость участка (area-luminance)

Светимость части поверхности экрана диаметром не менее 10 пикселей, при условии, что состояние любого из пикселей имеет влияние не более 2 %.

Яркость фоновая (background luminance)

Светимость части поверхности экрана при отсутствии изображения.

Яркости показатель (luminance coefficient)

Частное яркости элемента поверхности (в заданном направлении) и освещённости объекта.

Яркости коэффициент (luminance factor)

Частное яркости элемента поверхности (в заданном направлении) и той же величины для абсолютного рассеивающего отражателя.

Колориметрия

Длина волны доминантная (dominant wagelength of a color stimulus)

Длина волны монохроматического («одноцветного») стимула, который, будучи смешанным в заданной пропорции с ахроматическим («белым») стимулом, совпадёт с исходным. В случае фиолетовых (purple) стимулов пользуются комплементарными длинами волн — длинами волн комплементарных цветов. Говорят, что два цвета имеют одинаковую доминантную длину волны, если разница между их цветностными углами (углами, образуемыми координатами u^* и v^*) мала.

Пространство цветовое равномерное (uniform color space)

Цветовое пространство, в котором одинаковые расстояния предполагают восприятие цветовых разностей в пределах заданного порога.

Пространство цветовое CIE (CIE 1976 L^*u^*v^* color space, CIELUV)

Трёх-координатное (L^*, u^*, v^*), приблизительно равномерное цветовое пространство с нелинейными зависимостями. Базируется на цветовом оттенке (длине волны), насыщенности и яркости. Координата L^* определяет яркость, а сочетание цветоразностных координат u^* (жёлто-синяя шкала) и v^* (зелёно-красная шкала) — оттенок и насыщенность.

Диаграмма охвата цветового (CIE 1976 uniform-chromaticity scale diagram)

Двухмерный график (не включает яркость) возможных сочетаний цветностных координат (u^* и v^*). Производные координаты (u′ и v′) определяются с целью представления одинаковыми расстояниями на диаграмме приблизительно одинаковых цветовых различий для стимулов одинаковой яркости. Диаграмма для CIE 1976 имеет форму «перевёрнутого треугольника», по периметру которого расположены точки максимально возможной для этого пространства насыщенности, по цветовому оттенку соответствующие длинам волн: от 420 нм (синий) в нижнем углу до 520 нм (зелёный) в левом и до 645 нм (красный) в правом углу. Для других пространств форма диаграммы цветового охвата может асимптотически стремиться к круглой.

Разность цветовая (CIELUV color difference)

Разность двух цветовых стимулов, определяемая как евклидово расстояние между точками цветового пространства — квадратный корень суммы квадратов координат.

Разность цветностная (chromaticity uniformity difference)

Расстояние по диаграмме цветового охвата между двумя оттенками.

Цвет комплементарный, дополнительный (complementary color)

Два цвета называются комплементарными (дополняющими друг друга), если при смешении они дают белый цвет. Например, синий и жёлтый, зелёный и пурпурный, красный и голубой.

Цвета экстремальные (spectrally extreme colors)

Цвета, длины волн которых находятся ближе всего к границам видимого диапазона — синий и красный. На диаграмме цветового охвата пространства CIE это нижний и правый углы «треугольника».

Геометрия

Дисплей анизотропный (anisotropic display)

Дисплей (обычно на жидких кристаллах) с оптически анизотропной поверхностью.

Координат система (coordinate system)

Если не указано иное — нормальная сферическая система координат: радиус ρ, азимут θ и угол места φ. При измерении характеристик экрана точка отсчёта устанавливается в центр экрана, с привычным направлением азимутальной оси вправо («3 часа»), а угломестной — по нормали, на пользователя.

Область активная (active area)

Часть экрана, содержащая пиксели.

Угол стягиваемый (angular subtense)

Угловой размер объекта на заданной (рабочей) дистанции.

Угол визирования (gaze angle)

Угол между плоскостью Франкфорта и плоскостью, проходящей через зрачок и объект наблюдения. Неизменен только при фиксированном положении (угле наклона) головы.

Угол наклона головы (head tilt angle)

Угол между плоскостью Франкфорта и горизонтальной плоскостью. В обычном положении головы угол наклона составляет около 4°.

Углов обзора диапазон (viewing angle range)

Конусообразное пространство, образующееся из пикселя и включающее все направления обзора, для которых выполняются заявленные спецификации.

Франкфорта плоскость (Frankfort plane)

Воображаемая плоскость, проходящая через нижний край глазной орбиты и верхний край мочки уха. По идее, почти горизонтальна при обычном положении головы, что обуславливает удобство применения термина в эргономическом моделировании.

Технология

Время формирования изображения, время отклика (image formation time)

Время, необходимое для изменения относительной яркости объекта с 0,1 до 0,9 и обратно. Относительная яркость при этом определяется как разность мгновенной и минимальной яркостей, отнесённая к разности максимальной и минимальной яркостей. В идеальном случае, когда минимальная яркость равна нулю, относительная яркость есть просто отношение текущего и максимального значений. При измерениях величин требуется полосовая фильтрация в диапазоне 500–1000 Гц: с одной стороны, это обуславливается психофизиологическими свойствами зрительной системы, а с другой — сглаживает изменение величины во времени, без фильтрации имеющее пикообразный характер. Для FPD с очень быстрыми электро-оптическими элементами временем формирования изображения является период кадровой развёртки. Оценить значимость данной величины можно примерно так:

• менее 10 мс: никаких заметных артефактов при движении объектов на экране;
• до 55 мс: стабильная контрастность для большинства применений, однако движение объектов может создавать отвлекающие артефакты;
• до 200 мс: прокручивание экрана, анимация и поиск указателя мыши могут быть затруднены; но имитация мигающего курсора всё ещё возможна;
• более 200 мс: заметная потеря контраста даже при вводе с клавиатуры, затруднено быстрое перемещение указателя мыши и мерцание курсора.

Дисплей активный (emissive display)

Дисплей, оборудованный собственным источником света: либо это сам экран, либо внутренний источник света, модулируемый экраном. Наиболее удобен для внутриофисного применения.

Дисплей трансмиссионный (transmissive display)

Дисплей, модулирующий свет из отдельного источника. В рамках данного стандарта, если этот источник помещён в корпус дисплея, такой дисплей относится к активным.

Дисплей пассивный (reflective display)

Дисплей, модулирующий свет от внешнего источника с помощью отражения. Применяется в основном при работе вне помещения, при достаточном освещении.

Дисплей трансфлективный (transflective display)

Дисплей, обладающий возможностями как активного, так и пассивного, в силу сочетания обеих технологий.

Дисплей полутоновый (gray scale)

Дисплей называется полутоновым, если способен изображать более двух уровней яркости.

Заполнения коэффициент (fill factor)

Доля общей площади, отведённой для пикселя, которая может менять состояние для отображения информации.

Кодирование яркостью абсолютное (absolute luminance coding)

Представляемая информация, где основным средством различения элементов является яркость.

Кодирование яркостью относительное (relative luminance coding)

Представляемая информация, где элементы либо соприкасаются, либо яркость является вторичным способом различения по сравнению с другими свойствами (например, формой или цветом элемента).

Область обзора (viewing area)

Активная область плюс все смежные области, отображающие постоянную информацию или фон.

Панель малоформатная (small size panel)

Плоская панель, у которой меньший угловой размер активной области находится в пределах от 1,6° до 4,8° (на рабочем расстоянии от зрачка до центра панели) и большим размером не менее 4,8°. То есть для рабочего расстояния 50 см размеры должны быть не меньше 14 x 42 мм. Дисплеи меньших размеров не способны отобразить хотя бы 40 латинских символов и не регулируются данным стандартом.

Полярность изображения (image polarity)

Стереотип: позитивная полярность соответствует тёмным символам на светлом экране (как текст на бумаге), негативная — светлым символам на тёмном фоне. У каждого типа свои преимущества:

• Позитивная полярность: белый фон делает менее заметными зеркальные отражения, тёмные символы лучше читаются (так как их края выглядят резче), а баланс яркости легче поддерживать; этот тип лучше всего подходит для традиционных офисных задач;
• Негативная полярность: тёмный фон делает менее заметным мерцание экрана (особенно важно для ЭЛТ-дисплев), пользователи с пониженной остротой зрения лучше различают символы, а сами символы иногда кажутся крупнее, чем они есть.

Полярность экрана (screen polarity)

Режим отображения изображения на экране (модулирования светового потока). При позитивной полярности минимальный уровень сигнала соответствует минимальному, фоновому излучению (чёрному цвету), максимальный уровень сигнала — максимальному излучению (белому или любому базовому цвету). При негативной полярности всё, соответственно, наоборот. Каждый режим имеет свои преимущества и недостатки. Например, негативная полярность очень удобна при формировании изображения электронно-лучевыми трубками, так как модулирующая сетка в кинескопе тем сильнее запирает эту большую лампу, чем большее напряжение на неё подаётся.

Пиксель (pixel)

Мельчайший элемент дисплея, обладающий всеми возможностями цветовоспроизведения, доступными дисплею в целом. См. также субпиксель.

Пикселя шаг, точки шаг (pixel_pitch)

Расстояние между двумя соответствующими точками двух соседних пикселей. Бывает горизонтальным и вертикальным. Измеряется в миллиметрах.

Пикселей дефекты (pixel faults)

Делятся на три типа:

1. Пиксель, застрявший во включённом состоянии, когда яркость L превышает (0,75 L_max + 0,25 L_min) при подаче минимального сигнала;
2. Пиксель, застрявший в выключенном состоянии, когда яркость L меньше (0,75 L_min + 0,25 L_max) при подаче максимального сигнала;
3. Ни то, ни другое, но в аномальном состоянии.

Также различают кластеры дефектов — скопление двух и более дефектных пикселей в блоке 5 x 5. Различные комбинации допустимых дефектов делят дисплеи на четыре класса:

Максимальное количество дефектов на миллион пикселей

Класс	Тип 1	Тип 2	Тип 3	Кластер типа 1 или типа 2	Кластер типа 3
I	0	0	0	0	0
II	2	2	5	0	2
III	5	15	50	0	5
IV	50	150	500	5	50

Субпиксель (subpixel)

Внутренний элемент пикселя, расширяющий его функции. Самым часто встречающимся примером являются субпиксели трёх базовых цветов в цветных дисплеях и субпиксели разных размеров, создающие эффект полутонов. Микроструктура субпикселей часто используется для снижения анизотропии или для уменьшения заметности неисправных («мёртвых») пикселей путём внесения избыточности. В технической литературе субпиксель часто называется «точкой» (dot).

Угол наклона экрана (screen tilt angle)

Угол между плоскостью экрана (или плоскостью, касательной к поверхности экрана) и горизонтальной плоскостью (например, поверхностью стола). Измеряется в градусах.

Символы

Пространство межстрочное (between-line spacing)

Вертикальное расстояние между ближайшими точками смежных символов. Измеряется в целых частях пикселя.

Пространство межсимвольное (between-character spacing)

Горизонтальное расстояние между ближайшими точками смежных символов. Измеряется в целых частях пикселя.

Пространство межсловное (between-word spacing)

Горизонтальное расстояние между ближайшими точками смежных слов. Измеряется в целых частях пикселя.

Сглаживание символов (anti-aliased font)

Особая техника устранения «шероховатостей» символов на экране, обусловленная сравнительно низкой разрешающей способностью. Обычно сглаживание происходит путём добавления пикселей с промежуточным (между фоном и тоном) цветом. Однако если для ЭЛТ-дисплеев при сглаживании чёрных символов на белом фоне обычно добавляются серые пиксели (с равным содержанием трёх базовых цветов), для ЖКД в последнее время используются методы с сильно различающимися пропорциями смешения базовых компонент.

Символа высота (character height)

Расстояние (угловой размер) между верхним и нижним пикселями неподчёркнутой заглавной буквы H; измеряется в градусах.

Символа высоты число (character height number)

Число пикселей в высоте неподчёркнутой заглавной буквы H.

Символа ширина (character width)

Горизонтальное расстояние между краями наиболее широкой части (если ширина непостоянна) заглавной буквы H (исключая засечки), выраженное в целых пикселях.

Символа пропорции (character width-to-height ratio)

Отношение ширины символа к его высоте.

Символа формат (character format)

Число горизонтальных и вертикальных пикселей в матрице, используемых для формирования образа символа.

Чёткость, разборчивость (legibility)

Возможность однозначного распознавания отдельных символов и знаков, представляемых в отрыве от контекста, то есть не в составе слова, фразы, числа.

Читаемость (readability)

Характеристика представления текста, влияющая на различение групп символов.

Штриха ширина (stroke width)

Среднее значение горизонтального и вертикального расстояния от края до края символьных штрихов, измеряемое в целых пикселях.

Требования и рекомендации

Рабочее расстояние и высота символов

Должно быть не менее 40 см, однако для отдельных применений (например, в случае сенсорных экранов) может быть сокращено до 30 см.

Когда предполагается много читать с экрана, необходимо согласовывать рабочее расстояние и высоту символа в пределах 20′–22′ (30′–35′ для азиатских символов). Если в милли­метрах, то оптимальная картина получается примерно такая: для расстояния 40 см число высоты должно быть около 2,5 мм, для 60 см — 3,5 мм, для 80 см — 5 мм.

Рабочий угол (направление) обзора

Дисплей должен сохранять заявленные оптические характеристики в некотором диапазоне углов обзора. Производитель должен указывать рабочий угол обзора (азимут и угол места) и диапазон углов. Этот диапазон углов обзора должен превосходить значение, соответствующее высоте символа 22′ на рабочем расстоянии. Рабочий угол обзора должен быть положительным и не превосходить 40° − (θ_д ⁄ 2), где θ_д — заявленный диапазон углов обзора (который может быть в пределах от 0° до 180°). Число 40° выбрано потому, что в случае однопользовательского применения диапазон углов обзора, больший 80°, вряд ли будет полезен. Дело ещё в том, что не только для дисплеев, но и даже для печатных материалов наблюдается эффект сокращения видимого размера символов с ростом угла обзора: при чтении под углом 40° символ кажется меньше примерно на четверть.

Рабочий азимут обзора обозначает предполагаемое расположение экрана по отношению к глазам пользователя: он равен 90°, если ближе к глазам должна быть верхняя часть экрана, и равен 270°, если нижняя. Основные факторы, влияющие на выбор этого угла — блики, яркость и контраст. Для изотропных активных дисплеев обычно используется 270° (так как пользователи стараются избежать бликов), для изотропных пассивных — 90° (так как пользователи стараются максимизировать яркость). Для анизотропных дисплеев подбирается компромиссный угол, где яркость и контраст достаточно высоки, а блики достаточно низки.

При измерениях используют шесть и более направлений обзора. Для дисплеев с ландшафтной ориентацией эти направления проходят через вершины почти правильного шестиугольника (есть небольшая разница в зависимости от рабочего азимута обзора). Для дисплеев с портретной ориентацией используется более сложная фигура, представляющая собой как бы две одинаковые прямоугольные трапеции, сложенные вместе по наклонной стороне.

Для простоты понимания выделяют четыре класса дисплеев в зависимости от диапазона возможных углов обзора:

1. Позволяет нескольким пользователям одновременно видеть изображение на экране целиком, находясь при этом на рабочем расстоянии и в пределах 80°-конуса; обеспечивается равномерность по всему экрану и возможность движения головы; не подходит для задач, где требуется узкий конус обзора (например, при отображении конфиденциальной информации или в целях экономии электроэнергии);
2. Позволяет одному пользователю видеть изображение целиком с рабочего расстояния и с любой позиции перед экраном; также обеспечивает равномерность изображения и возможность движения головы; плохо подходит для задач с узким конусом обзора;
3. Позволяет одному пользователю видеть изображение целиком с фиксированной позиции (с рабочего расстояния и под рабочим углом обзора); обеспечивает равномерность изображения, но не возможность движения головы; подходит для задач с узким конусом обзора;
4. Позволяет одному пользователю видеть изображение в центре экрана с фиксированной позиции; требует наклона и вращения дисплея для получения равномерного изображения, исключает возможность движения головы; хорошо подходит для задач с узким конусом обзора.

Эти классы также определяют количество измерений (направлений и точек замеров) и даже сам факт их необходимости для проверки соответствия стандарту и выбранному классу. Например, для первого класса в некоторых тестах может потребоваться 21 замер по различным точкам экрана.

Рабочая освещённость экрана^*

Поставщик оборудования должен указывать рабочую освещённость поверхности экрана. Для активных дисплеев она долна лежать в пределах 250–750 лк. Для пассивных и трансфлективных дисплеев обязательно указывается минимальная освещённость, при которой выполняются требования к яркости. Если для пассивного или трансфлексивного дисплея требуется освещённость более 750 лк, обычно используется дополнительное (местное) освещение.

Если дисплей предназначен для использования в стоячем положении сидящим пользователем, ориентировочное значение яркости может быть рассчитано по формуле: 250 (1 + cos α) [лк], где α — предполагаемый угол наклона экрана.

В случае применения для работ, связанных с обработкой цвета, дисплея с фиксированным значением белой точки, указываются цветностные координаты u′ и v′ рабочего источника освещения.

Угол визирования и угол наклона головы

Желательно, чтобы рабочее место и дизайн FPD позволяли пользователю смотреть на экран (с рабочего направления обзора) под углом визирования от 0° до 45° и при наклоне головы от 0° до 20°.

Равномерность цветовоспроизведения

(Требование не применяется к монохромным дисплеям.)

Неравномерность отображения цветов не должна создавать противоречивых представлений о цвете при обзоре с трёх направлений даже для четвёртого класса обзора.

Максимальное допустимое отклонение цветности (Δu′v′ = 0,02) определяется из соотношения диагонали активной области и рабочего расстояния: при соотношении большем 0,75 допуск увеличивается в полтора раза.

Высота символов^*

FPD должны быть способны отображать символы высотой 20′–22′ (минимум 16′) для латиницы и 30′–35′ (минимум 25′) для азиатских алфавитов. В случае эпизодичной необходимости разборчивого текста (в сносках, верхних и нижних индексах) допустимо использование мелких размеров, вплоть до 10′, кроме моментов, когда приемлемо ещё большее снижение разборчивости (например, в элементах разметки страницы).

Ширина штрихов^*

Символы латинских алфавитов должны отображаться штрихами толщиной от 8 % до 20 % числа высоты. Например, для символа формата 7 x 9 ширина штриха в 1 пиксель будет корректной, так как составляет 11 % от числа 9.

Пропорции символов^*

Пропорции латинских символов оцениваются по неподчёркнутой заглавной букве H.

Формат символов^*

Для латинских, кириллических и греческих симоволов минимальным форматом считается 5 x 7 (5 в ширину и 7 в высоту) — он пригоден для отображения только чисел и прописных букв. Приемлемая функциональность достигается при размере 7 x 9.

Если используются диакретические знаки (надстрочные, подстрочные и внутристрочные элементы, изменяющие или уточняющие значение отдельных символов), матрица символа подлежит расширению вверх минимум на 2 пикселя. В случае применения строчных символов необходимо расширение матрицы вниз на 2 пикселя (для подстрочных элементов). Также следует помнить, что наиболее лёгкий для восприятия образ создаётся при совмещении маюскула и минускула (прописных и строчных символов).

Для над- и подстрочных индексов минимальный формат 4 x 5, который также используется для числителей и знаменателей дробей, отображаемых в одной символьной позиции, и вспомогательной информации (например, сведениях об авторских правах).

Размер базовой матрицы оценивается по неподчёркнутой заглавной букве H. Такие буквы, как W, M могут быть шире, чем H, а I, j, l — уже.

Для азиатских символов предпочтительнее шрифт фиксированного размера примерно 24 x 24, но не менее 15 x 16.

Межсимвольные, межсловные и межстрочные расстояния^*

Для рублёных шрифтов (без засечек) межсимвольное расстояние должно быть не менее ширины штриха или одного пикселя. Для шрифтов с засечками минимальное расстояние между засечками смежных символов устанавливается равным одному пикселю.

Минимальное межсловное расстояние должно равняться ширине неподчёркнутой заглавной буквы H, разве что используются пропорциональные промежутки, для которых рекомендуемым значением является ширина буквы N (en-space).

Между строками текста должен быть промежуток минимум в 1 пиксель. Эта область не предназначена для диакретических знаков, но может содержать подчёркивание.

Коэффициент заполнения

FPD с плотностью пикселей менее 30 на градус (на рабочем расстоянии) должны иметь коэффициент заполнения более 0,3. В крайне неблагоприятных условиях (при неконтролируемых бликах и потере контраста) восприятие облегчается при коэффициентах заполнения вплоть до 0,5.

Поскольку непосредственное измерение коэффициента заполнения различается для кажого типа микроструктур субпикселей, стандарт предусматривает соответствующие этим типам методики.

Яркость дисплея

Яркость объектов на экране, как основных, так и фоновых, во всём диапазоне углов обзора должна удовлетворять неравенству: L_max + L_расс ≥ 20 [кд/м²], где L_max — излучаемая яркость при максимальном сигнале, а L_расс — яркость отражённого рассеянного освещения. Однако для соблюдения требований к контрастности может быть необходимо более высокое значение — 35 кд/м². В противном случае придётся увеличивать контрастность (яркостную модуляцию) до 0,5 и выше.

Предпочтительными являются значения 100 кд/м² и более.

Контрастность

Яркостная модуляция (мера контрастности) должна быть не менее 1 − 1 ⁄ (1 + 5 L^−0,55), где L — яркость в состоянии минимального сигнала при рабочей освещённости.

Соответственно, коэффициент контрастности должен быть не менее 1 + 10 L.

Баланс яркости

Яркость участков, наиболее часто просматриваемых в ходе выполнения предполагаемых задач, должна быть в пределах от 0,1 L до 10 L, где L — яркость участка с максимальным сигналом (под рабочим углом обзора).

Отражения

Коэффициент контрастности, как говорилось выше, должен быть не менее 1 + 10 L. Но при наличии отражений яркость L будет складываться из трёх компонент: яркости излучения монитора, яркости отражённого рассеянного освещения и яркости зеркального отражения. (В узком смысле здесь под словом «контрастность» понимается не совсем та же величина, что в требованиях к контрастности, но общая идея однаковая: установить меру чёткости изображения в различных условиях освещения.)

Коэффициент контрастности самих отражений (относительно изображения на экране) нормируется в зависимости от полярности изображения. Для позитивной полярности он устанавливается равным 1,25, то есть не зависит от контраста полезной информации. Для негативной полярности формула более сложная: помимо 1,25 добавляется дробь, зависящая от яркости рассеянного освещения и максимальной и минимальной яркостей излучения дисплея.

В приложении к стандарту описывается методика построения особой двунаправленной функции распределения отражательной способности, трёхмерный график которой обычно представляет собой усечённый конус (если бы объектив измерительного оборудования был бы бесконечным, вместо конуса получилась бы плоскость) с пиками, соответствующими направлению на источник зеркального отражения. Характеристики этих самых пиков и определяют отражательную способность.

Полярность изображения

Как таковая, допустима любая полярность — позитивная и негативная. Главное, чтобы для неё соблюдались все требования этого стандарта. Если дисплей оперирует с обоими режимами, он и стандарту должен соответствовать в обоих режимах.

Равномерность яркости

В зависимости от положения объекта на экране допускается различная неравномерность яркости. Здесь положение объекта выражается углом между ним и центром экрана (при наблюдении с рабочего расстояния), а неравномерность яркости — соотношением яркости объекта на его позиции (измерение проводится с точки, находящейся на нормали из центра экрана) и номинальной яркости (то есть яркости такого же объекта, помещённого в центре экрана).

Не поощряется, когда дисплею свойственно самопроизвольное изменение яркости в зависимости от изображаемого сюжета. В идеале яркость участка в центре (и в общем-то, в любой точке) небольшого белого квадрата, окружённого чёрным полем, должна быть такой же, как яркость в центре большого белого квадрата. Равно как любой участок без изображения (участок чёрного цвета) должен излучать только фоновую яркость и ни коим образом не зависеть от соседства со светлыми объектами.

Дефекты пикселей

Разумеется, желательны FPD вообще без дефектов пикселей, то есть первого класса. Всякий другой класс возможной дефекности дисплея должен указываться производителем.

Время формирования изображения

Чтобы избежать потери контрастности при быстром изменении изображения, FPD должны обладать временем отклика не более 55 мс. Иначе производитель должен указывать значение этого параметра.

Некоторые дисплеи имеют очень большое время отклика. Несмотря на то, что период электрического обновления составляет 16 мс (60 Гц), действительно полное изменение состояния может занимать до 200 мс. Как правило, такие дисплеи привлекают своими богатыми характеристиками, но снижение контрастности (например, при мерцании курсора или быстром его передвижении) делает их непригодными для многих привычных задач или требует особого подхода.

Абсолютное кодирование яркостью^*

(Требование относится только к дисплеям, претендующим на использование в работах, где необходимо абсолютное кодирование яркостью.)

Минимальное соотношение яркостей объектов (включая отражения), которые должны быть различимыми, устанавливается равным 1,5.

Мерцание курсора^*

В традиционных применениях, когда мерцание курсора служит исключительно для привлечения внимания, рекомендуется использовать одну частоту мерцания в пределах от 1 до 5 Гц со скважностью 2 (то есть половину периода курсор виден, половину — не виден).

Если необходимо также обеспечивать читаемость одновременно с мерцанием, лучше всего использовать частоту от 1/3 до 1 Гц и отображать курсор в течение 70 % периода.

Мерцание курсора — одна из причин необходимости достаточно малого времени отклика.

Временная нестабильность (дрожание)

Дрожание не должно быть заметно как минимум 90 процентам населения.

В приложении к стандарту описывается особая процедура проверки факта дрожания, основанная на математических рядах и преобразованиях Фурье и учитывающая самые разнообразные факторы, влияющие на заметность дрожания.

Настройки цвета по умолчанию^*

Если предполагаемая работа требует различения или распознавания цветов, должен иметься базовый набор цветов, применение которого будет удовлетворять всем требованиям данного стандарта. Если допускается изменение цветов пользователем, должна быть предусмотрена возможность восстановления исходного набора цветов.

Размер цветного объекта^*

Размеры символов и других мелких объектов определяются отдельно (см. высота символов, контрастность).

Обособленные изображения, требующие точного распознавания цветов, должны соответствовать угловому размеру (углу стягивания) 30′, а ещё лучше — 45′.

Использование экстремального синего нежелательно при угловых размерах менее 2′.

Градации цветов^*

Необходимо, чтобы цветовая разность для всех попарных сочетаний базового набора цветов была достаточной для безошибочного различения (более 20). Желательно, чтобы каждое паросочетание также различалось доминантной длиной волны, так как это улучшает различаемость в условиях ахроматического (белого) освещения.

Помимо этого хорошо бы учитывать и неравномерность цветовоспроизведения.

Экстремальные цвета^*

В следующей таблице приведены рекомендации по использованию экстремальных цветов.

Следует также отметить, что на FPD насыщенные базовые и комплементарные им цвета дают минимальную анизотропию.

Количество цветов^*

Количество одновременно отображаемых цветов должно соотноситься исключительно с предполагаемым применением дисплея. При использовании анизотропных дисплеев рекомендуется сокращённое количество цветов. Общий размер цветовой палитры желательно ограничить одиннадцатью цветами.

Если распознавание цветов может понадобиться при беглом поиске, нежелательно использовать более шести цветов (в случае анизотропных дисплеев — и того меньше).

То же касается и необходимости запоминания цветов: не стоит требовать от пользователя хорошей зрительной памяти и попросту ограничиться шестью цветами. Если необходимо большее количество, обязательно должна быть легко доступна легенда цветового кодирования информации.

Декларируемые данные

• Рабочее расстояние;
• Рабочий угол обзора;
• Диапазон углов обзора, соответствующий требованиям
  • равномерного цветовоспроизведения,
  • яркости дисплея,
  • контрастности,
  • отражений,
  • равномерности яркости,
  • абсолютного кодирования яркостью;
• Класс дисплея по диапазону углов обзора (I–IV), соответствующий тем же шести требованиям;
• Рабочий азимут обзора (90° или 270°);
• Угол наклона экрана;
• Рабочая освещённость экрана: уровень (в люксах) и цветовые координаты (или распределение излучения источника внешнего освещения по диапазону длин волн);
• Цветовые координаты точки белого (в зависимости от методики тестирования);
• Для пассивных панелей — угол между дисплеем и источником рассеянного освещения;
• Класс отражательной способности (I–III);
• Полярность изображения (позитивная или негативная);
• Класс дефектности пикселей (II–IV), если дисплей не соответствует I классу;
• Время формирования изображения, если оно превышает 55 мс.

Соответствие

Соответствие дисплея этой части стандарта возможно при выполнении одного из следующих условий

• соблюдение всех выше указанных требований и рекомендаций, основанное на собственном измерительном контроле;
• успешное прохождение всех тестов, описанных в первой поправке к ISO 9241-3 — для тех дисплеев, к которым выше указанные требования и рекомендации не применимы в полной мере;

и включении в описание изделия (в том числе в любую свободно доступную спецификацию продукта) обязательных для декларации данных.

Отчёт о соответствии включает:

• Наименование производителя, в том числе адрес;
• Особенности оборудования, непосредсвенно связанные с тестированием, параметры и настройки, фиксированные и программно изменяемые установки, условия и результаты тестирования;
• Условия эксплуатации;
• Особые требования;
• В случае соответствия по ISO 9241-3 — также подробное описание выбора критериев и тестируемых объектов.

При этом соответствие должно определяться на заводских установках: наборы символов, цвета, прочие параметры изделия и конфигурации рабочего места оператора.

Сокр. перевод А. Самсонова.
22.08.2003.

Статью "ISO 13406-2" Вы можете обсудить на форуме.