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平板电视需要多高的亮度和对比度-【新闻】

发布时间:2021-05-24 05:20:00 阅读: 来源:客车厂家

平板电视需要多高的亮度和对比度?来源:天极网作者:佚名[字体:大 中 小]

“在普通起居室内CRT的实际对比度约为100:1。这与人眼明暗识别能力的极限值一致,可以满足大多数消费者的画质需求。但是,要实现这一对比度,暗处对比度需要达到数千:1以上”。在10月18~20日举行的“高画质2006”PB-2研讨会“什么是令人舒适的高画质?(1)”上,主持人久武雄三(东芝松下显示器技术领先技术商品开发中心)提出了上述看法。

FPD的画质提高明显,对比度范围可达到数千:1到数万:1,如果利用最尖端的技术,甚至可达到100万:1。但实际所需的对比度到底是多少呢?此次会议上,三菱电机的中村芳知、会议主持人东芝松下显示器技术的久武雄三、成蹊大学教授窪田悟分别发表了演讲,阐述了实际使用环境中用户对画质的满意度,以及人类视觉能力和显示器物理特性之间的关系。

符合图像特性的输出亮度最佳值

中村从“明亮感”、“晃眼感”、“视觉负担”三个方面出发,以自己与成蹊大学窪田研究室共同研究的结果为依据,介绍了符合图像特性的最佳输出亮度。众所周知,“明亮感”不仅来源于图像亮度,还需要依靠图像照度和背景亮度。在照度和背景亮度高的环境下,获得“明亮感”所需的亮度也会提高。而另一方面,照度和背景亮度低,消除“刺眼感”所需的亮度就低。

此次,中村谈到了人类对明亮的感知能力和错视带来的影响。中村首先介绍了主观性测试的结果:“‘明亮感’、‘晃眼感’源于图像自身的平均亮度”。比如在黑暗的背景上显示明亮的物体,即使物体的亮度相同,根据主观测试也可以得到两种结果:(1)面积越小越亮;(2)背景越暗越亮。

主持人久武解释说:测试结果中,“(1)证明了里克法则‘明亮的感受程度与亮度和面积的积成正比’,(2)证明了眼睛对相对亮度感受的错觉。原理上都没有错误”。

中村还表示:从(2)的结论“‘明亮感’源于物体亮度和背景亮度的相对值”可以看出,“在图像平均亮度低的情况下,即使调低显示器亮度,也不会破坏‘明亮感’”(中村)。但是,人像显示“是个例外,表情看起来可能会和原来的图像不同”(中村)。就是说,要实现最合适的明亮度还必须考虑到图像的内容。

关于这些研究结果,主持人久武表示:“纵观中村的研究结果可以看出,在起居室实际照度为上限160勒克斯(窪田教授实况调查结果)时,要使类似雪山这种几乎全白的图像有“明亮感”,显示器的平均亮度(全白显示时的亮度)必须达到300cd/m2。相反,为了在起居室实际照度为下限50勒克斯(窪田教授实况调查结果)以及关灯时不产生“晃眼感”,除了控制环境照度,还需要调整图像自身的平均亮度”(久武)。

ISO规格的画质要求数值

久武从人体工学角度出发,阐述了对画质的各种要求。液晶显示器的影像虚化包括两种:锁定显示和驱动频率引起的虚化,以及液晶自身相应特性引起的虚化。久武表示,比较中可以发现,两种虚化产生的现象不尽相同,因此,可接受的虚化范围等方面也会产生差异。

在色彩表示范围、对比度、面板解析度等方面,久武介绍了审议中的ISO规格“ISO-FDIS9241-300系列”中对画质的规定数值,并穿插介绍了该规格依据的文献和研究报告的内容。

例如,该规格规定的色彩表示范围是:以EBU规格的RGB 3原色色度为标准,主观测试中75%的用户可以接受的范围。“这个规定看起来虽然宽松,但它的前提是在左右视野±65度、环境照度1500勒克斯的情况下都达到这一标准,所以并没有想象的那么宽松。如果考虑到表面反射、面板内部反射、对比度的视角特性的话,无论是液晶显示器还是对自发光型的FPD,要达到这一标准,在暗室中的正视性能都必须满足EBU和sRGB规格的要求”(久武)。

对比度方面,基于“用户满意的对比度值会随观看环境照度的升高而下降”的研究结果,“全面采用了日本委员会的意见,用最黑亮度函数来表示对比度规定数值”(久武)。由于有反射影响,最黑亮度取决于照度,因此最低对比度定为了6.7+6.72×最黑亮度-0.65。这一数值“在起居室照度为IEC标准50勒克司时,能够满足ITU规定的FDP标准对比度的50:1。同时,在起居室的最高照度160勒克斯(窪田教授实况调查结果)时,能够满足图形图像的最低标准之一--彩色相纸对比度的20倍”(久武)。

该对比度“在内面扩散反射和表面扩散反射之和低于6%、照度最高为600勒克斯;低于4.5%、最高900勒克斯时可以实现”(久武)。“反射为1%、暗处对比度为115:1的情况下,能实现此对比度的最高照度为7000勒克斯。但是,正如前面所说,此对比度必须在左右±65度的范围内实现。”(久武)

该ISO规定数值原则上体现了用户的接受底限。因此,“以满意度底限以及用户的感觉底限为目标的话,起居室的照度为上限的160勒克司时亮度比需要达到100:1”(久武)。这个亮度比“等于视野范围内的亮度/照度,是人眼对明暗识别能力的极限”(久武)。

要达到这个要求,自发光型显示器“内面反射和表面发射之和必须降到4.5%”(久武)。液晶电视则需“在所有视角下的暗处对比度都达到115:1”(久武)。久武还表示,要满足这个要求,“正视对比度需要达到1000:1”。

黒、白亮度的本来面目

窪田针对电视画质,从人体工学的角度建议了黑、白亮度“本来面目”。最黑亮度方面,窪田利用烟花的图像,解释了最黑亮度绝对值依赖于环境照度。又利用多种平均亮度组成的图像(一个黑暗的电影场景和一个明亮的娱乐节目场景等),介绍了最黑亮度对图像自身平均亮度的依赖性的测试结果。测试者满意的最黑亮度“与平均图像亮度的关系,可以用0.137×平均亮度0.459来表示”(窪田)。

关于窪田的演讲,担任主持的久武这样评价到:“测试者的视觉测试是以平均图像亮度为基准进行的,将这个关系换算成对比度的话,图像总体的平均对比度为25:1~100:1。其中,最大值100:1对应的平均图像亮度为300cd/m2,与人类明暗识别的极限一致。因此,观看明亮的图像时,最低满意度就是识别能力的极限。另一方面,25:1对应的平均亮度为10cd/m2,最黑亮度的绝对值是0.4cd/m2。这个值不是通过明暗比,而是从‘绝对值自身已经达到了令人满意的程度’这个看法推测而出的”(久武)。

窪田的研究结果暗示:“影响电视画质的不单单是对比度,还包括最黑亮度、最黑亮度和平均图像亮度的关系等因素”(久武),但是也要求对比度:“在实际环境下必须达到最严格的100:1”(久武)。久武介绍说,从窪田的研究结果来看,“自发光型显示器需要在起居室照度为上限160勒克斯的情况下实现该对比度,液晶显示器则还需另外满足视角条件(左右±65度)。”

此外,白亮度方面,窪田公布了中村在会议最初介绍的亮度调整和眼疲劳之间关系的调查结果。调查统计了观看有亮度控制的影像和没有亮度控制的影像后眼疲劳等情况。窪田公布的结果显示:“自觉症状方面出现了非偶然性的差别”。

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