Влияние освещенности яркости и цвета фона монитора

По каким причинам яркость дисплея может меняться самостоятельно?

На первый взгляд, этот тест кажется самым простым. Для того чтобы измерить яркость белого цвета, мы выводим на экран абсолютно белую картинку и измеряем яркость при помощи колориметра — полученное значение и будет называться яркостью белого поля.

поделив яркость белого поля на яркость чёрного, мы получаем искомое значение. Величина статической контрастности у практически идеального экрана смартфона или планшета составляет 1000:1, хотя результаты 700:1 и выше можно также назвать отличными.

К сожалению, простым этот тест можно назвать только с виду. В последние годы производители смартфонов пошли по тому же пути, что и производители телевизоров: они стали добавлять различные «улучшайзеры» изображения в прошивку аппаратов.

В случае жидкокристаллических дисплеев (с OLED все ровно наоборот) эти «улучшайзеры» работают, как правило, следующим образом: чем меньше на дисплее светлых точек, тем ниже яркость подсветки. Сделано это, во-первых, для того, чтобы обеспечить большую глубину чёрного на тех изображениях, в которых много этого цвета.

Проблема в том, что реальная контрастность от этого не повышается: при использовании «улучшайзера» светлые участки на тёмном изображении тоже станут чуточку темнее, так что соотношение яркости белого и чёрного в лучшем случае останется таким же, как и при полной подсветке.

То есть если на дисплее, оснащённом динамической оптимизацией подсветки, измерить светимости белого и чёрного полей, как описано выше, а потом просто поделить одно на другое, то получится не настоящее значение контрастности, а довольно абстрактная цифра.

Для того чтобы обойти эту проблему, мы отказались от картинок, полностью залитых чёрным или белым цветом в пользу изображения, состоящего на 50% из белого и на 50% из чёрного. Таких картинок у нас две (50-50 и 50-50-2 на рисунке ниже), соответственно, мы измеряем значения светимости белого и чёрного полей как в верхней, так и в нижней частях дисплея — а вычисленные после деления этих чисел значения контрастности усредняем.

Полный набор тестовых изображений для измерения характеристик LCD-дисплеев

Оптимизация вносит изрядную погрешность в том числе и в измерение других параметров экрана — цветовой температуры и гамм. Поэтому для получения более корректных результатов мы и для этих тестов используем не полностью залитые цветом картинки, а квадраты, занимающие около 50% от площади экрана.

Фон при этом заливается белым или чёрным цветом, чтобы соотношение светлых и тёмных точек на дисплее было более равномерным для всех тестовых изображений и динамическая подстройка подсветки вносила минимальные искажения в результаты.

Такой подход позволяет повысить реалистичность полученных значений контрастности и прочих параметров дисплея.

Наш глаз способен воспринимать огромное количество цветов, тонов, полутонов и оттенков. Вот только самые современные дисплеи мобильных устройств — как и их «большие братья», экраны телевизоров и мониторов — пока ещё не способны воспроизвести всё это буйство цвета.

На графике ниже представлен примерный диапазон видимой (оптической) области спектра, или «цветового охвата человеческого глаза». Белым треугольником на нём выделено цветовое пространство sRGB, которое было определено компаниями Microsoft и HP в не очень далёком 1996 году как стандартное цветовое пространство для всего компьютерного оборудования, предполагающего работу с цветом: мониторов, принтеров и так далее.

По сравнению со всей оптической областью спектра цветовой охват sRGB не так уж и велик. А уж по сравнению с полным спектром электромагнитного излучения (не показанном на графике) — и вовсе песчинка в песочнице

Предлагаем ознакомиться  Диоптрии контактных линз: как подобрать, основные параметры

Если честно, в работе с цветом всё далеко не просто, крайне запутанно и не так хорошо стандартизировано, как того хотелось бы. Однако, пусть и с изрядной долей условности, можно сказать, что большая часть цифровых изображений рассчитана на использование цветового пространства sRGB.

Из этого есть такое следствие: в идеальном случае цветовой охват дисплея должен совпадать с цветовым пространством sRGB. Тогда вы будете видеть изображения именно такими, какими их задумали их создатели.

Если цветовой охват дисплея меньше, то цвета теряют насыщенность. Если больше — то становятся более насыщенными, чем нужно. «Мультяшная» картинка с перенасыщенными цветами, как правило, выглядит наряднее, но это не всегда уместно.

Здесь и далее: все различия примеров изображений утрированы для большей наглядности. То есть количественно они не обязательно соответствуют той разнице, которую можно видеть на реальных дисплеях, а просто показывают общие тенденции

Хорошими значениями цветового охвата можно считать показатели от 90 до 110% sRGB. Дисплеи, цветовой охват которых уже 90%, выдают слишком блеклую картинку. Экраны с более широким цветовым охватом могут ощутимо перенасыщать цвета и делать картинку излишне красочной.

Не очень удачными следует считать и такие настройки дисплея, когда треугольник цветового охвата по площади близок к sRGB, но сильно искажён: это означает, что, вместо предусмотренного стандартом цвета, на дисплее вы увидите какой-то существенно отличающийся от него цвет. Например, оливковый вместо зелёного или морковный вместо насыщенного красного.

Набор изображений для определения цветового охвата

Также во время измерения цветового охвата мы находим координаты точки белого и указываем её на графике. Более подробно о ней мы поговорим в следующем разделе.

Идеальная цветовая температура белого цвета составляет 6500 кельвин. Это связано с тем, что именно такой цветовой температурой характеризуется солнечный свет. То есть такой белый цвет является наиболее естественным и привычным человеческому глазу.

Отклонения как в ту, так и в другую сторону, в принципе, нежелательны. При меньшей цветовой температуре изображение на экране устройства приобретает красноватый или желтоватый оттенок. При более высокой — уходит в голубые и синие тона.

Также следует иметь в виду, что точка белого у дисплея может в принципе не попадать на кривую Планка, определяющую именно белый цвет. На таком дисплее белый имеет совсем уж нежелательный зеленоватый (очень характерный недостаток ранних AMOLED-дисплеев) или пурпурный оттенок.

В идеале для всех градаций серого — которые по сути представляют собой тот же белый цвет, но меньшей яркости, — цветовая температура и координаты цвета должны быть одинаковыми. Если они отличаются в незначительных пределах, то ничего страшного в этом нет.

Тестовые изображения, используемые для измерения цветовой температуры

Исключение составляют самые тёмные градации серого: на практически чёрном цвете заметить паразитный оттенок практически невозможно, так что ничего страшного в завышенной цветовой температуре, например, полностью чёрного цвета нет — он может быть сколько угодно холодным, вы этого всё равно не увидите.

Если не вдаваться в глубокую теорию, то графиками гамма-кривых можно назвать отношение входящего сигнала к измеренному сигналу, отображаемому монитором.

Набор изображений для измерения гаммы

К сожалению, идеальных дисплеев не существует, поэтому любой цвет на экране отображается с погрешностью, которую вносит ЖК-матрица. Именно эту погрешность мы и будем измерять. Для того чтобы наши измерения не оказались «сферическими в вакууме», на всех графиках гамма-кривых присутствует эталонная кривая, нарисованная чёрным цветом. За эталон принята гамма 2,2, которая используется в цветовых пространствах sRGB, Adobe RGB.

Предлагаем ознакомиться  Срок годности контактных линз Определение характеристик контактных линз Исправление зрения

На примерах графиков видно, что полученные нами кривые далеко не всегда совпадают с эталонными. Если гамма-кривая проходит ниже эталонной, то это значит, что полутона на таком дисплее недосвечиваются, выглядят темнее нужного.

Также встречаются гамма-кривые s-образной и z-образной формы. В первом случае изображение получается более контрастным, при этом детали теряются как в светлых частях, так и в тёмных. Во втором случае — наоборот, контрастность занижается, хоть и с выгодой для детальности.

Причинами, по которым яркость дисплея на телефоне Android регулируется без команды пользователя, могут быть следующими:

  • неправильная настройка дисплея,
  • проблемы с датчиком освещения,
  • механическое повреждение телефона.

По каким причинам яркость дисплея может меняться самостоятельно?

Многие производители ЖК-дисплеев в погоне за клиентом и громкими цифрами выпускают мониторы с завышенными минимальными и максимальными уровнями яркости. Порой, встречаются экземпляры, у которых не хватает регулировки по уменьшению яркости, чтобы выставить приемлемый уровень даже в хорошо освещенном помещении.

Если же приходится работать за ЖК-монитором при минимальном освещении (например, ночью), то подобрать ЖК-монитор, позволяющий выставить безопасный уровень яркости становится совсем непростой задачей.

Напомним, что для комфортной работы рекомендуется, чтобы соотношение яркостей объектов в поле зрения человека не превышало значение 1:10. В противном случае, глаз будет вынужден постоянно значительно перестраиваться при переводе взгляда с темного объекта на яркий и обратно, что приводит к повышенному утомлению.

Полный перечень санитарных требований к яркости, контрастности, четкости и фокусировке изображения на экране монитора, а также к обустройству рабочего места оператора можно посмотреть в статье “Экран компьютера.

Как устранить данную неполадку?

Пользователю смартфона нужно в первую очередь вспомнить, не скачивал ли он специальные программы, которые настраивают яркость для разных приложений, например, блокнотов или читалок. Возможно, именно из-за них при открытии приложений происходит резкий скачок уровня яркости экрана.

Если таких программ нет, то необходимо попробовать произвести настройку яркости дисплея самостоятельно. Для этого следует выполнить следующие действия:

  • зайти в меню «Настройки»;
  • нажать на вкладку «Дисплей»;
  • выбрать в меню «Яркость».

В этом разделе появятся ползунки, с помощью которых и проводится ручная регулировка яркости дисплея. При желании пользователь может установить минимальную яркость, например, для работы в темных помещениях, или максимальную – для работы при солнечном свете.

На некоторых смартфонах есть функция «Автоматическая регулировка яркости». Поэтому прежде чем нести телефон в ближайший сервисный центр, нужно обратить внимание на то, не установлена ли галочка на этом ярлыке. Возможно, именно из-за этого дисплей телефона регулирует яркость самостоятельно.

В некоторых устройствах предусмотрена функция «Энергосбережение», которая сама уменьшает яркость экрана в случае низкого заряда батареи.

Проверьте, активирована ли у вас данная функция. Дезактивируйте ее, и яркость экрана телефона Андроид будет меняться только по вашему указанию.

В каких случаях нужно обращаться в сервисный центр?

Если после вышеописанных манипуляций смартфон продолжает менять настройки яркости дисплея самостоятельно, требуется консультация специалистов. Дело в том, что в некоторых случаях данная неполадка возникает из-за проблем с датчиком освещения и сбоя программного обеспечения.

Только диагностика в сервисном центре поможет понять истинную причину поломки и быстро устранить ее.

⇡#Выводы

Для того чтобы отличить хороший экран от плохого, надо смотреть на все диаграммы и графики сразу, одной или пары здесь недостаточно.

Предлагаем ознакомиться  Галогенные лампы при чтении

1 можно считать хорошими, а около 1000:1 — и вовсе великолепными. Отметим, что у AMOLED- и OLED-экранов чёрный почти не светится — наш прибор просто не позволяет измерить столь малые значения. Соответственно, мы считаем их контрастность почти бесконечной, а на деле — если вооружиться более точным прибором — можно получить значения вроде 100 000 000:1.

С цветовым охватом дела обстоят немного сложнее. Принцип «чем больше — тем лучше» здесь уже не действует. Следует ориентироваться на то, насколько хорошо совпадает треугольник цветового охвата с цветовым пространством sRGB.

Полностью идеальные в этом смысле дисплеи практически не встречаются в мобильных устройствах. Оптимумом же можно считать такой охват, который занимает от 90 до 110% sRGB, при этом очень желательно, чтобы форма треугольника была близка к sRGB.

Ещё одной мерой баланса белого является цветовая температура. У отличного монитора она составляет 6 500 К у насыщенного белого цвета и почти не изменяется на разных оттенках серого. Если температура ниже, то экран будет «желтить» изображение. Если выше — то «синить».

С гамма-кривыми всё ещё проще: чем ближе измеренная кривая к эталонной, которую мы на графиках рисуем чёрным, тем меньше погрешностей в изображение вносит матрица дисплея. Мы прекрасно понимаем, что всё это так сходу запомнить непросто.

Проблема малой глубины черного цвета.

Как уже упоминалось, устройство ЖК-дисплея обязательно включает в себя тыловую подсветку, которая, в идеале, должна излучать равномерный белый свет. В качестве подсветки ЖК-панели могут служить либо белые светодиоды, либо люминесцентные лампы.

Оба типа тыловой подсветки обладают своими достоинствами и недостатками. Подробнее о типах подсветки смотри. Малая глубина черного цвета у ЖК-монитора вызвана просвечиванием лампы тыловой подсветки через поляризационный фильтр, что приводит к снижению контрастности изображения.

Это недостаток был характерен для ЖК-мониторов первых поколений. Со временем, производители улучшали технологию и уже добились значений контрастности 3000:1 и выше, что можно считать вполне приемлемым результатом.

Проблема восприятия структуры изображения.

Дискретность элементов изображения особенно хорошо заметна на старых мониторах с невысоким разрешением. Пиксельная структура изображения в сочетании с высокой четкостью картинки у ЖК-монитора приводит к тому, что даже на плавных и ровных линиях, особенно на их границах, можно легко наблюдать дискретность объекта (его “зубастость”).

Эта ненужная информация о структуре наблюдаемого объекта нагружает мозг оператора лишней информацией, а также бессознательно заставляет его напрягать зрение для более детального изучения структуры изображения, не несущей, на самом деле, никакой полезной информации.

В ЭЛТ-мониторах такой проблемы не было по причине «размыливания» каждой точки изображения по сравнительно большому числу зерен люминофора и по некоторой окрестности точки (фокусировка), что приводило к сглаживанию резких границ элементов изображения.

Для борьбы с этим недостатком ЖК-мониторов применяется аппаратное и программное сглаживание границ и элементов изображения. Например, технология Clear Type от Microsoft или сглаживание шрифтов в браузерах.

Кроме того, пиксельная структура изображения на ЖК-матрице имеет ярко выраженную периодическую структуру. При этом, зрение человека гиперчувствительно к повторяющимся элементам изображения. Особенно при повышенном контрасте.

утомляющая зрение картина “исчезающие точки”
Картина с регулярным рисунком, вызывающая раздражение зрения
Пример структурированной картины, вызывающей геометрические искажения образа

Исследования показали, что аналогичным (может, не столь ярко выраженным) образом зрительная система человека реагирует и на структурированное изображение на ЖК-матрице, состоящее из отдельных пикселей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector