视觉感受因素 _生活百科

视觉感受因素【视觉感受因素】视觉感受因素显示技术中从视觉感受的角度衡量显示器件、显示设备和显示系统的若干参数。视觉感受因素包括光度学参数、非光度学可见参数、设备或系统的实用要求的一些参数。
基本介绍中文名：视觉感受因素
对象：视觉
内容：包括光度学参数等
参数：光，光通量　
正文显示技术中从视觉感受的角度衡量显示器件、显示设备和显示系统的若干参数。视觉感受因素包括光度学参数、非光度学可见参数、设备或系统的实用要求的一些参数。正文二光强　光度学参数，在任何给定方向的立体角内的通量密度。任何发光体不论它是自发光的，还是被照明　的散光物体,都可以视为光源。对点光源，光强或,I的单位为坎(cd)或单位立体角1球面度(sr)的流〔明〕(lm)数，F为光通量，ω为立体角。半导体发光二极体的点光源光强一般为几个毫坎。光通量　光度学参数，光流的时间速率。光通量的单位是流〔明〕,即以光强为1坎的点光源向周围辐射时，单位立体角的光通量。也可以说从 1坎光源发出的在单位距离上单位面积的光通量。流明具有功率的维量并可转换为瓦。光通量用以定义诸如投射式电子束管一定面积上发出的光输出。照度　光度学参数，光通量辐射到某个表面上的密度。国际上规定每平方米上光通量为1流明的照度为1勒〔克斯〕(lx) 。亮度　光度学参数，能展开的辐射表面上单位面积的发光强度，以单位面积的坎数,即cd/m2表示。亮度与主观亮度常易混淆，在习惯中往往不恰当地用主观亮度来代替亮度。主观亮度为生理感受；而亮度为光度学量，是衡量任何发光器件包括电子束管和矩阵显示器件优劣的重要参数。衬度和对比度　衬度有多种定义。常用的一种是背景亮度与目标亮度之差和背景亮度（或目标亮度）之比。即式中C为衬度；Bs为背景亮度；BO为目标亮度。对比度为任意信息单元（亮度为L1）的总亮度(L1+L2)与背景或环境亮度(L2)之比，即还常用表示。在黑色背景上的白色符号的最低对比度一般可选为5，在白色背景上的黑色符号最低对比度为 25 。电子束管图形的最低对比度为 5 。影响电子束管管面显示对比度的主要因素是环境亮度对萤光粉的照明，因此大多数电子束管採用中和密度滤光膜以减少环境照明对管面的影响。灰度级　在显示萤幕上可被区分的不同的亮度级。它是指相邻显示单元亮度级的不同。二种亮度的比例达1.4才被定义为灰度级。人眼能观察到的对比度为 1.03（此数值远小于灰度级）,以亮度级作为编码维量时,超过 4级就不容易辨别。显示器的灰度级数受它的最大亮度和最小亮度之差及灰度级的大小的限制。电子束管显示中常用10级灰度。清晰度　视觉参数，在视觉显示中为最小可辨别或可测量的像数。它有光学行对、电视行、调製传递函式和光点尺寸等几种不同的定义。电子束管的清晰度往往以管面上聚焦的光点尺寸表示。当两个相邻的光点刚好能被区分开的时候，光点中心间的距离就是光点尺寸。电子束管光点尺寸的大小与採用何种偏转方式（磁偏转或静偏转）、有关电极的电压、光点在管面上的位置有关；并与是否採用校正电路、电磁禁止和电源的滤波措施等有关。清晰度还与计算机定址能力有关,与数字-模拟转换(D/A)的位数（精度）有关,位数越多清晰度越高。计算机产生的图形的清晰度，一般採用压缩光栅法测量。测量电视行用电视测试卡法，二者所测数据相差 1.7倍。电视的清晰度一般採用 625行。低等显示系统的清晰度一般为1000行。中等显示系统的清晰度一般为2000行。高级显示系统的清晰度一般为4000行。视觉敏锐度　人眼区分细节的能力称为视觉敏锐度，并用最小可分辨测试目标的张角为 1弧分时的距离表示。1弧分的张角在视网膜上大概为5微米，约覆盖视网膜的三个锥体。虽然在最佳观察条件下人眼的绝对清晰度极限为0.3～0.5弧分，一般总是以1弧分作为理想极限。2或3弧分比较可靠，观察1米远处的1毫米的目标相当于3弧分。影响视觉敏锐度的因素有显示器件的亮度和观察者的位置。随着图像亮度的提高，视觉敏锐度一般也得到改进。人眼观察正中位置的图像时视觉敏锐度最高。在显示技术中，有五类视觉敏锐度：最小可见、最小可感受、最小可区分、微调敏锐度和立体敏锐度。立体敏锐度是眼睛确定两个目标中哪一个目标较近的双目能力，深度感受套用于三维显示,大多数观众在视距为0.5米远处能区分远近相距为 6毫米的两个光点。最小可见和最小可感受敏锐度归属于最小可检测敏锐度，是指一个目标完全被观察到时的最小尺寸。它取决于目标比背景亮还是暗。亮的目标比黑的目标看上去大一点。例如，在夜间看见一个星星只需0.056弧秒,而在白天要看清天空中的一个黑点需14弧秒。最小可区分敏锐度用于识别符号，而微调敏锐度用于读出度盘和调节十字标线。彩色　除空间和时间的多相性以外的光的特性。人们利用这种光的特性区分两个尺寸相同、形状相同的无结构定形的光斑。它由光的波长所决定，能增强人们区分物体的能力，是可见系统的生理学参数。作为显示技术中的一个维量,彩色有两种功能:①提高显示的自然质量；②作为编码维量可用来区分数据类别，提供有效的直接注意感。一般用5～7种颜色足以辨别显示目标。人眼对红色较为敏感，因此常用红色指示危险性目标。彩色由三种参考颜色的相对量所确定，用三种基色可组成所有颜色,一般用称为色度坐标x、y、z的三个数目表示并以此建立色度图。假如x+y+z=1,则由两个已知坐标的数值可确定第三个坐标。闪烁率　非光度的可见参数，有时称为刷新率或重複率。除了有存储特性的电子束管显示和电浆矩阵显示外，对显示单元都必须连续刷新，否则就不能实现显示。假如刷新的次数太少，观察者看到的图形或图像是闪烁的。对于给定的电子束管萤光体，当刷新次数出现在恰恰停止闪烁的那一点或者不发现亮度变化时的频率称为临界停闪频率。闪烁与图像的有效时间、光波的波长、亮度，亮度级的变化、视网膜位置、亮暗比、闪烁目标的尺寸、萤光粉的余辉等有关。在随机扫描的显示系统中，临界停闪频率如能取得低，则可以增加每幅画面的显示内容而增加信息量。这种显示一般採用长余辉。準确度　被测量的参数与理想的预期数值的偏差。準确度又分为绝对準确度和相对準确度。绝对準确度是测量值与某个固定标準值之差，而相对準确度是以分离的二个点之间的距离小于最大偏差值来表示。例如，电子束管的电子束的全偏转尺寸为50厘米，如确定绝对準确度要达到1%,则电子束对任何输入必须定位于离预定值偏差0.5厘米之内才算满足这一绝对準确度的要求。同样，假如电子束的二个定位点相距5厘米,全偏转为50厘米，相对準确度要求为0.1%时,则二点间的误差不应超过0.05厘米（即50×0.1%）。显示精度　套用于数-模转换的精度,是指从数位讯号转换成理想的模拟电压的精度。在显示技术中，精度是指产生多少级电平。如 10位的数-模转换器的精度为1024分之一。重複度　在显示系统中是指对系统输入同一个定位信息时，一个可见像素出现在同一个位置的程度。重複度影响準确度。在对重複度提出要求时，必须首先对準确度有严格要求。重複度的误差会影响可见显示的抖动和清晰度。短期重複度主要影响抖动和清晰度；长期重複度主要影响準确度。图像漂移　显示像素在没有输入激励的情况下，从原来位置移动到另一个新的位置的变动效应。这种效应导致图像的漂移，表现为图像的拖影或者使观察者难以有效跟蹤，会降低图像的清晰度。图像在水平和垂直方　向上移动速度在 2.5°/秒之内是容许的，但在斜向移动超过 1°/秒就会降低可见度。在长余辉萤光粉的电子束管管面上图像移动现象更加显着，使人不能接受，增加亮度会加剧拖影现象。抖动　一个像素由于噪声、重複度等因素的影响而产生的可测量的移动。显示像素的最大有效移动一般要求不超过半根线的宽度。噪声　可见显示系统中一切多余的外来数据。电子束管显示中的噪声，常常是由于萤光粉的变化、电子干扰和其他不需要的变化所引起的。噪声对準确度、重複度和可辨度产生重要影响。在幻灯片和胶片的静态图像中,噪声可能来自底片,也可能来自投影系统的光源、光学系统和投影器的机械振动。观察距离、观察角和符号尺寸　观察距离是指人眼到显示萤幕的距离，由人眼调节或改变焦点的能力所决定，随着年龄的增加这种调节能力逐渐衰退。电子束管图像的观察距离从 15厘米（年轻人）到2.5米。一般以40厘米定为可以长时间舒服观察的最近观察距离。作为娱乐用的电子束管管面的显示，理想观察距离定为图像高度的4～8倍。观察角是观察者对显示萤幕的张角。可接受的最大观察角依环境亮度、对比度、清晰度、符号尺寸与容许的观察距离而定，一般大于30°而小于60° 。符号尺寸是指显示画面上符号本身的高与宽之比。準确地辨别符号与符号的尺寸和清晰度有关，人眼辨别一个清晰度单元的极限为 1弧分。一般由七个清晰度单元组成符号高度（其张角为 7弧分）。符号尺寸的选择与所用的亮度、对比度、符号产生方法（点阵法还是成形束法）和观察距离等有关。符号尺寸太大会减少显示画面的最大数据量；符号尺寸太小会影响观察效果。符号尺寸与观察距离的关係一般遵循公式H=0.003D(H为符号高度,D为观察距离) 。控制台显示的符号尺寸取0.13～0.64厘米；观察距离达 9米的大萤幕显示, 符号尺寸取2.5～13厘米。强调数据的重要性时,或对那些不易辨认的符号可加大符号尺寸。字型　产生字元或符号的形式。常用的字型是5×7点阵，有时採用7×9点阵。高度与线宽比为7:1,最多达13:1，一般不超过10:1 。笔画少的字元套用于计算器和钟錶，汉字一般採用15×16点阵，多达24笔画的字元接近印刷体。笔画太多会使产生字元的器件成本提高。常用的字元产生方法是点阵式、线段式或光栅扫描式，特殊场合用成形电子束管产生字元。可辨度　观察者在显示设备的正常运行下在给定时间内对显示画面内容的可辨别程度。可辨度受字型、清晰度、亮度、对比度、闪烁率、符号尺寸、字元产生的方法等因素的影响，是显示系统有效性的最后衡量参量。通常採用在给定时间内让观察者辨认一批符号的统计方法进行测试。