Наша методика тестирования экранов смартфонов и планшетов состоит из четырёх сравнительно несложных тестов:

• Измерение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление контрастности по полученным значениям;
• Определение цветового охвата и точки белого;
• Измерение цветовой температуры;
• Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету.

Результаты каждого из этих тестов характеризуют отдельные особенности экрана, поэтому при окончательной оценке качества дисплея стоит воспринимать все четыре теста сразу, а не какой-либо из них в отдельности.

Для определения каждого параметра используется колориметр X-Rite i1Display Pro и программный комплекс Argyll CMS. В этом материале мы расскажем про каждый тест, а также объясним, как читать и понимать полученные нами графики. Итак, поехали!

⇡ Определение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление статической контрастности

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. А для того чтобы измерить яркость чёрного, мы проделываем то же самое с абсолютно чёрной картинкой. Яркость белого и чёрного полей измеряется в кд/м 2 (канделах на квадратный метр). Контрастность узнаётся и того проще: 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. Это не удивительно, а скорее закономерно, потому что почти все крупнейшие производители смартфонов занимаются разработкой телевизоров и/или мониторов.

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. А во-вторых, чтобы не тратить зря электроэнергию: если изображение в основном тё мное, нет смысла светить подсветкой на полную катушку — логично её приглушить.

Проблема в том, что реальная контрастность от этого не повышается: при использовании «улучшайзера» светлые участки на тё мном изображении тоже станут чуточку темнее, так что соотношение яркости белого и чё рного в лучшем случае останется таким же, как и при полной подсветке. То есть если на дисплее, оснащё нном динамической оптимизацией подсветки, измерить светимости белого и чё рного полей, как описано выше, а потом просто поделить одно на другое, то получится не настоящее значение контрастности, а довольно абстрактная цифра. Чаще всего — очень заманчивая (вроде 1500:1), но не имеющая ничего общего с реальной контрастностью.

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 чё рного. Таких картинок у нас две (50-50 и 50-50-2 на рисунке ниже), соответственно, мы измеряем значения светимости белого и чё рного 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.

⇡ Измерение цветового охвата

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. Цветовой охват любого современного дисплея очень сильно уступает части спектра, видимой человеческим глазом.

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

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.

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.

⇡ Определение цветовой температуры

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. Более «тёплые» оттенки белого имеют температуру ниже 6500 К, например 6000 К. Более «холодные» — выше, то есть 8000 или 10000 К и так далее.

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. Если же они резко меняются от градации к градации, то на таком дисплее разные участки чёрно-белых изображений приобретают разный оттенок и в целом получаются слегка «радужными». Это не очень хорошо.

Тестовые изображения, используемые для измерения цветовой температуры

Мы измеряем цветовую температуру для градаций 10, 20, 30 ... 100% от полностью белого цвета. В результате появляется график следующего вида:

⇡ Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету

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.

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. При этом особенно могут страдать тёмные участки изображения — детали в них теряются. Если кривая идет выше эталонной — то полутона пересвечиваются и теряются уже детали в светлых частях изображения.

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. Все случаи несоответствия гамм по-своему плохи, так как из-за них картинка на экране получается изменённой по сравнению с оригиналом.

⇡ Выводы

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

С яркостью белого всё просто — чем она больше, чем ярче будет дисплей. Яркость на уровне в 250 кд/м 2 можно считать нормальной, а все значения выше — хорошими. С яркостью чёрного дела обстоят наоборот: чем она ниже, тем лучше. Что же касается контрастности, то про неё можно сказать почти то же, что и про яркость белого: чем выше величина статической контрастности, тем лучше дисплей. Значения около 700:1 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. Также на графике цветового охвата стоит посмотреть на расположение точки белого. Чем она ближе к эталонной точке D65, тем лучше баланс белого у дисплея.

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. Поэтому мы будем ссылаться на данный материал в будущих обзорах. Так что информация о том, как следует читать приводимые нами графики, всегда будет у вас под рукой.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 нит [нт] = 1 кандела на квадратный метр [кд/м²]

Исходная величина

Преобразованная величина

кандела на квадратный метр кандела на квадратный сантиметр кандела на квадратный фут кандела на квадратный дюйм килокандела на квадратный метр стильб люмен на кв. метр на стерадиан люмен на кв. сантиметр на стерадиан люмен на квадратный фут не стерадиан нит миллинит ламберт миллиламберт фут-ламберт апостильб блондель брил скот

Подробнее о яркости

Общие сведения

Освещенность

Яркость - это фотометрическая величина, равная отношению силы света, излучаемого поверхностью, к площади ее проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Количество света здесь измеряется как энергия, выделяемая световым источником или отражаемая освещенной поверхностью. Яркость - количество выделяемого или отраженного света, что отличается от общего количества света в помещении, от количества света, направляющегося к поверхности (освещенность), или от общего количество света, испускаемого в определенном телесном угле (сила света).

В основном разница между освещенностью и яркостью понятна, но чтобы не путать эти два понятия, можно запомнить их как:

1. Яркость = свет, отраженный от поверхности
2. Освещенность = свет, направляющийся к поверхности

Под яркостью могут подразумеваться два понятия: физическое свойство света, описанное выше, и субъективное понятие о том, насколько ярким кажется освещенный объект или источник света. Каждый человек воспринимает яркость по-разному, в зависимости от ряда факторов, таких как индивидуальные особенности зрения. Яркость окружающих предметов и среды также влияет на то, насколько ярким кажется источник света или предмет, отражающий свет. Поэтому в описании источников света используют понятие о яркости обозначающее не субъективную а физическую величину. Эта величина используется в оценке яркости дисплеев, например экранов телевизоров или цифровых часов. Яркость также важна для нашего восприятия произведений искусства и окружающего нас мира.

Физиология восприятия яркости

Фоторецепторы глаза, палочки и колбочки, наиболее чувствительны к свету с длиной волны в 550 нанометров (зеленый свет). Чувствительность понижается с увеличением или уменьшением длины волны. Благодаря этой чувствительности зеленый, и цвета, находящиеся рядом с ним в спектре (желтый и оранжевый), кажутся нам наиболее яркими. То есть, яркость - это свойство света выглядеть ярким или тусклым, в зависимости от того, как мозг обрабатывает информацию о длине волны.

Люди, как и другие животные, приспосабливаются к окружающим условиям, и если в окружающей среде не происходит изменений, то люди привыкают к ней и перестают ее замечать, так как она не представляет опасности. Так происходит и с восприятием яркости. Люди привыкают к яркости в окружающей среде и судят о яркости предметов в зависимости от яркости среды. Например, экран сотового телефона с неизменной яркостью кажется ярким ночью и тусклым днем. Это из-за того, что ночью наши глаза привыкают к темноте, и поэтому бо́льшая разница между экраном и средой значит для нас бо́льшую яркость. Меньшая разница между дневным светом и экраном значит маленькую яркость, хотя на самом деле яркость экрана не изменяется.

Контрастная чувствительность

Контрастная чувствительность - это способность глаза видеть разницу между яркостью предметов. Эта чувствительность особенно важна в случаях, когда этот контраст понижен из-за освещения, например в тумане, в темноте, или когда яркость и цвет находящихся рядом предметов близки. Людям с низкой чувствительностью обычно трудно управлять автомобилем вечером или в тумане, передвигаться в темноте, или видеть, если мешает слепящий свет. Низкая контрастная чувствительность особенно проблематична для людей, которые к тому же страдают цветовой слепотой.

Контрастная чувствительность ухудшается с возрастом, а также вследствие ряда заболеваний, например из-за глаукомы, катаракты, инфаркта миокарда, или диабетической ретинопатии, то есть повреждения сетчатки глаза вследствие диабета. Проблема с контрастной чувствительностью независима от ухудшения зрения, и часто возникает у людей с прекрасным зрением, хотя иногда зрение и контрастная чувствительность ухудшаются одновременно. Проверка контрастной чувствительности отличается от проверки зрения тем, что ее можно проходить в очках или контактных линзах, если человек носит их в повседневной жизни. Вместо таблицы с буквами разного размера пациенту предлагается таблица с буквами, у которых понижается контрастность. В более усложненном варианте на таблице изображены не буквы, а линии на разном фоне, и задача усложняется тем, что в глаз также может быть направлен свет, чтобы ухудшить видимость.

Специальные очки, подобранные для пациента на основе результатов проверки зрения, часто помогают повысить контрастную чувствительность. Такая проверка похожа на тесты, которые проводят перед лазерной хирургией. Кстати, лазерная хирургия для коррекции других дефектов зрения иногда помогает повысить контрастную чувствительность, хотя в некоторых случаях, наоборот, ухудшает ее, как побочный эффект. Нередко также можно улучшить чувствительность с помощью очков с желтыми линзами.

Яркость в искусстве и дизайне

Оптические иллюзии и эффекты

Художники часто манипулируют яркостью, чтобы достичь того или иного эффекта или иллюзии. Например, если яркость цвета двух находящихся рядом предметов одинакова, то их линия соприкосновения кажется размытой. Художники используют это свойство, чтобы изобразить иллюзию движения. Один из самых известных примеров - картина Моне «Впечатление. Восходящее солнце» на иллюстрации. Здесь иллюзия мерцающего солнца и солнечной дорожки вызвана именно этим свойством - яркость солнца и окружающего его неба, а также яркость солнечной дорожки и моря - очень близки. Цвет и яркость обрабатываются разными отделами мозга. Отдел, ответственный за яркость, также отвечает за местоположение в пространстве, перспективу и движение. Благодаря разному цвету мозг понимает, что предмет другого цвета существует, но из-за одинаковой яркости не может определить, где он находится, поэтому создается иллюзия дрожания или движения. Эту технику можно использовать, например, чтобы создать иллюзию блестящих звезд на вечернем небосводе.

В фотографии этот эффект тоже нередко используется. Снимая закат, фотограф ждет момента, когда солнце или облака станут одинаковой яркости, но разного цвета с небом. Если удастся снять этот момент, то иногда кажется, что солнце или облака мерцают на фотографии.

Такие краски встречаются в природе не только на закате и рассвете. Аналогичное сочетание цветов может встретиться и на лугу, и на клумбе. Например, тюльпаны на фотографии как бы слегка покачиваются, благодаря тому, что их яркость сливается с яркостью травы. Это хорошо видно на черно-белой фотографии.

В некоторых случаях такое сочетание цветов может быть жутковатым. Оранжевые огни в замке на фотографии кажутся мерцающими, так как одинаковы по яркости со стенами замка. Если же их цвет изменить до красного и затемнить окружающее небо, то крепость продолжает мерцать, но выглядит уже не гостеприимным дворцом, а зловещим замком с привидениями.

С другой стороны, использование цветов с контрастной яркостью, например сочетание ярких и темных цветов, передает изображению объем, как на написанной маслом розовой камелии. Цветок выглядит настолько объемным, что хочется провести по нему рукой, чтобы в этом убедиться - хотя на самом деле рисунок сделан на плоскости. С темными цветами труднее передать контраст, чем со светлыми - это хорошо видно на рисунке с камелией и особенно заметно на черно-белом изображении. Светлый цветок переходит от почти белого к темно-красному, и выглядит объемно. У темных листьев гораздо меньше разницы в контрасте, чем у цветка, и они выглядят более плоскими. Удобство в работе со светлыми цветами для передачи контраста заметил еще Леонардо да Винчи, и многие художники работают в такой технике.

Дизайн

Цель большинства художников - заставить зрителя задуматься, вызвать в нем разные чувства. Для этого и используются различные эффекты, как те, что описаны выше. В дизайне, наоборот, важнее не специальные эффекты, а ясность. Это особенно важно на знаках, например дорожных, или на предупреждениях об опасности. Чтобы те, для кого предназначено это сообщение, как можно лучше его поняли, дизайнеры используют контрастные цвета, с большой разницей в яркости между сообщением и фоном. Это делает текст или изображение более заметным.

Разница в контрасте делает текст читаемым, а маленькие детали - заметными. Если, наоборот, между текстом или изображениями и фоном маленькая разница в контрасте, то текст или изображения плохо видны, и они начинают танцевать в глазах. На рисунке показан именно такой текст, который плохо читается из-за того, что он хоть и отличается по цвету от фона, но сливается с ним по яркости.

По мере уменьшения насыщенности цвета, читаемость текста ухудшается. В нашем примере с текстом, красный цвет больше похож на фон по яркости, чем зеленый, но более насыщен. Поэтому и читается он немного лучше, несмотря на то, что зеленый сильнее отличается от фона своей яркостью. Для того, чтобы текст как можно лучше читался, разницу в яркости между ним и фоном делают максимальной, а также увеличивают насыщенность.

Если в дизайне используется несколько цветов с разной яркостью, то самый большой контраст между яркостью фона и текста следует сделать для самого важного текста. Остальной текст может быть менее контрастным, и наименее существенный - с самой низкой разницей в яркости.

На более светлом фоне проще увидеть разницу между двумя изображениями с разной яркостью, поэтому, чтобы усилить контраст, желательно осветлить фон. Это не всегда работает, так как это не помогает людям, которые вынуждены находиться в очень светлой среде - например летчикам. Также нужно быть осторожным при выборе цвета текста, если фон часто изменяется, как, например, на картах навигаторов. Не стоит забывать также, что дизайн для дисплеев ограничен диапазоном воспроизводимых дисплеем цветов.

Яркость и воздушная перспектива

Если смотреть вдаль, то объекты, находящиеся дальше от наблюдателя, например горы, кажутся более светлыми и размытыми. Уменьшается также контраст и насыщенность красок. Художники используют эту особенность, чтобы передать перспективу. То есть, элементы ландшафта на заднем плане рисуют более светлыми и размытыми. Называется этот эффект «воздушной перспективой» - он вызван рассеянием света водой и иными частицами в атмосфере.

В туманную или сырую погоду число частиц воды в атмосфере резко увеличивается, и эффект воздушной перспективы происходит даже с предметами, находящимися близко от наблюдателя. Мозг воспринимает это явление как обычную перспективу, и человеку кажется, что эти объекты находятся дальше, чем они есть на самом деле. Это очень опасно как для пешеходов, переходящих дорогу, так и для водителей, и надо помнить об этом и быть особенно осторожным в тумане.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Расчеты для перевода единиц в конвертере «Конвертер яркости » выполняются с помощью функций unitconversion.org .

Иногда возникает необходимость узнать показатель измерения яркости. Нужно не только определиться с самим показателем, но и научиться измерять его. Это поможет установить правильные параметры при настройке.

В чём измеряется яркость монитора

По общепринятой системе единиц яркость, излучаемая монитором или любым другим источником, измеряется в канделах (кд/). Помимо этого, существуют и другие единицы измерения: стильб (сб), апостильб (асб), ламберт (лб) и нит (нт). Они уже не используются в качестве единиц измерения. Кандел и нит имеют одинаковое значение.

Параметр измеряется при помощи обычного бытового люксметра – прибора, который предназначен для измерения уровня освещённости, пульсаций и яркости. При помощи этого прибора также определяют качественные характеристики света.

Важно! Измерение при помощи люксметра нужно проводить несколько раз, затем рассчитать среднее значение показателей.

Характеристика параметра

Уровень данного параметра зависит от отражающей способности покрытия. Если он низкий или чересчур высокий, то это может вызвать дискомфорт во время работы за экраном. В результате появления дискомфорта может снизиться работоспособность и ухудшится концентрация внимания пользователя.

Однако высокий уровень параметра обязателен при просмотре 3D фильмов. Объясняется это тем, что 3D очки во время просмотра фильмов сильно затемняют картинку.

С параметром неразрывно связан параметр контрастности. Контрастность – отношение уровня чёрного цвета к белому. Так, например, уровень контрастности экрана, минимальная и максимальная яркости которого составляют 400,5 и 0,5 кд/соответственно, равен 800:1. Именно контрастность влияет на степень утомляемости глаз во время работы за монитором. Чем больше контрастность, тем выше чёткость изображения и, соответственно, ниже нагрузка на глаза.

Какой должен быть показатель

Показатели современных мониторов могут достигать 500 кд/. Однако такой показатель нельзя назвать преимуществом экранов, так как его повышение может отрицательно отразиться на человеческих глазах. Особенно это сказывается на глазах при недостаточном освещении или его отсутствии. Комфортными значениями для глаза являются 150-200 кд/. По санитарным нормам самым оптимальным уровнем является 200 кд/.

При выборе мониторов следует обращать внимание на равномерность их подсветки. Зачастую у низкокачественных мониторов самым ярким «местом» является центр. Данная «особенность» приводит к сильно заметному снижению подсветки по краям экрана.

На плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.

В определении, данном выше, подразумевается, если рассматривать его как общее, что источник имеет малый размер, точнее малый угловой размер. В случае, когда речь идёт о существенно протяжённой светящейся поверхности, каждый её элемент рассматривается как отдельный источник. В общем случае, таким образом, яркость разных точек поверхности может быть разной. И тогда, если говорят о яркости источника в целом, подразумевается вообще говоря усреднённая величина. Источник может не иметь определённой излучающей поверхности (светящийся газ, область рассеивающей свет среды, источник сложной структуры - например туманность в астрономии, когда нас интересует его яркость в целом), тогда под поверхностью источника можно иметь в виду условно выбранную ограничивающую его поверхность или просто убрать слово «поверхность» из определения. [ ]

1 асб = 1/π × 10 −4 сб = 0,3199 нт = 10 −4 Лб .

Яркость L - световая величина , равная отношению светового потока d 2 Φ {\displaystyle d^{2}\Phi } к геометрическому фактору d Ω d A cos ⁡ α {\displaystyle d\Omega dA\cos \alpha } :

Здесь d Ω {\displaystyle d\Omega } - заполненный излучением телесный угол, d A {\displaystyle dA} - площадь участка, испускающего или принимающего излучение, - угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Из общего определения яркости следуют два практически наиболее интересных частных определения:

Яркость, излучаемая поверхностью d S {\displaystyle dS} под углом α {\displaystyle \alpha } к нормали этой поверхности, равняется отношению силы света I {\displaystyle I} , излучаемого в данном направлении, к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению :

Яркость

Яркость - отношение освещённости E {\displaystyle E} в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость:

Яркость измеряется в кд/м 2 . Из всех световых величин яркость наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённости изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны яркостям этих предметов. В системе энергетических фотометрических величин аналогичная яркости величина называется энергетической яркостью и измеряется в Вт/(ср·м 2).

В астрономии

В астрономии яркость - характеристика излучательной или отражательной способности поверхности небесных тел . Яркость слабых небесных источников выражают звёздной величиной площадки размером в 1 квадратную секунду, 1 квадратную минуту или 1 квадратный градус, то есть сравнивают освещённость от этой площадки с освещённостью, даваемой звездой с известной звёздной величиной.

Так, яркость ночного безлунного неба в ясную погоду, равная 2⋅10 −4 кд/м² , характеризуется звёздной величиной 22,4 с 1 квадратной секунды или звёздной величиной 4,61 с 1 квадратного градуса. Яркость средней туманности равна 19-20 звёздной величины с 1 квадратной секунды. Яркость Венеры - около 3 звёздных величин с 1 квадратной секунды. Яркость площадки в 1 квадратную секунду, по которой распределён свет звезды нулевой звёздной величины, равна 92 500 кд/м² . Поверхность, у которой яркость не зависит от угла наклона площадки к лучу зрения, называется ортотропной; испускаемый такой поверхностью поток с единицы площади подчиняется закону Ламберта и называется светлостью; её единицей является ламберт, соответствующий полному потоку в 1 лм (люмен) с 1 м².

Примеры

См. также

Примечания

1. Под источником света может пониматься как излучающая, так и отражающая или рассеивающая свет поверхность. Также это может быть трёхмерный объект.
2. В случае, когда источник не представляет собой светящуюся поверхность, речь идёт о проекции трёхмерного тела или области пространства, которая считается источником.

Как мы тестируем смартфоны и планшеты | Тесты дисплея

Дисплей мобильного устройства служит его основным интерфейсом. В течение суток мы можем смотреть на него не один час при разных условиях освещения. Поскольку качество дисплея сильно влияет на восприятие изображения, необходимо тщательно изучить его работу.

Для измерений параметров дисплея мы используем колориметр SpectraCal C6, который точно измеряет цвет и яркость ЖК и OLED-экранов. С6 откалиброван SpectraCal с помощью спектрорадиометра Konica Minolta CS-2000 и имеет сертификат NIST (Национальный институт стандартов и технологий) о точности. Хотя приборы с закрытой конструкцией, такие как С6, являются более стабильными, чем конструкции, в которых светофильтры подвергаются воздействию воздуха, точность всех колориметров может со временем изменяться. Поэтому наш прибор С6 при необходимости калибруется заново.

Вместе с колориметром С6 мы используем программу SpectraCal CalMAN Ultimate for Business v5, позволяющую создать собственные рабочие сценарии и предлагающую множество возможностей по измерениям. В процессе работы программа CalMAN создает красивые графики, которые вы видите в наших обзорах.

При тестировании С6 помещается в центр тщательно очищенного экрана устройства. Тестовые шаблоны для тестирования дисплея контролируются вручную или с помощью программы CalMAN, работающей с приложением SpectraCal MobileForge.

Яркость дисплея

Максимальная и минимальная

Яркость дисплея измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2) или в нит и влияет на читаемость экрана при различных условиях освещенности. Чем выше максимальная яркость, тем легче увидеть изображение на экране при ярком освещении, например, в хорошо освещенном помещении или под прямыми солнечными лучами на открытом воздухе. Для помещений с тусклым освещением или в ночное время предпочтительна более низкая минимальная яркость, благодаря которой экран не будет вас слепить и беспокоить окружающих.

Для измерения максимальной яркости регулировка яркости дисплея устанавливается на максимальное значение и на экран выводиться 100% белый шаблон. Минимальная яркость измеряется так же, но регулировка яркости устанавливается в нижней границе.

Полученные значения демонстрируют максимальную и минимальную яркость, достигаемую с помощью штатной регулировки яркости. Но иногда можно "разблокировать" более высокие или низкие значения, используя сторонние приложения для управления яркостью экрана. Соответствие уровня регулировки со значением яркости настраивается производителем и может быть установлено ниже реальных аппаратных пределов. Если между штатными и разблокированными показателями будут существенные различия, мы можем добавлять их в обзор.

Яркость дисплея: максимум и минимум, нит (больше – лучше)

Полная диаграмма яркости , включающая значения при APL=50

Для OLED мы измеряем два уровня яркости: APL = 50% и APL = 100% (APL - Average Picture Level, средний уровень изображения). Это связано с тем, что яркость OLED-дисплея изменяется в зависимости от изображения на экране ( (англ.) можно найти более подробное обсуждение APL). Используемые значения APL обеспечивают хорошие верхние и нижние границы для получения реальных данных.

Примечание! Значения максимальной яркости для OLED экранов с неустановленными для измерений APL, по существу, бесполезны. В технических характеристиках многих производителей, и даже на некоторых сайтах СМИ, указанные значения яркости оказываются значительно выше (иногда до 10%), чем мы получаем на самых низких уровнях APL.

После калибровки

После измерения максимального и минимального уровня яркости экран калибруется до 200 нит ± 1%. В таком режиме проводятся остальные тесты дисплея и батареи.

Поскольку некоторые производители немного регулируют яркость, часто понижая ее через несколько секунд или минут после настройки, мы продолжаем следить за яркостью экрана во время всех тестов, чтобы убедиться, что она остается на уровне 200 нит.

Уровень черного цвета и контрастность

Уровень черного: уровень белого 200 нит (меньшу – лучше)

Контрастности: уровень белого 200 нит, коэффициент:1 (больше – лучше)

Уровень черного представляет яркость полностью черного (0% белого цвета) шаблона, который мы измеряем после установки яркости 100% белого поля на 200 нит. OLED дисплеи показывают настоящий черный цвет, поскольку отключают пиксели. Но это не относится к ЖК-дисплеям, которые используют отдельную всегда включенную подсветку. Даже когда пиксель ЖК-панели отключен, все равно присутствует утечка света от подсветки.

Контрастность дисплея показывает отношение яркости между полностью белым (100% белого) и полностью черным (0% белого) полем, или, другими словами, контрастность равна значению при 100% белого деленному на значение при 0% белого. Как и в случае с динамическим диапазоном, чем выше значение – тем лучше. Очевидно, что более низкий уровень черного делает черный цвет более глубоким и максимизирует соотношение контрастности экрана. Поскольку уровень черного OLED-дисплеев близок к нулю, они имеют бесконечный коэффициент контрастности.

Гамма

Зрительная система человека воспринимает свет нелинейно в соответствии с гаммой или степенной функцией, и более чувствительна к изменениям в темных, нежели светлых тонах. Это качество улучшает динамический диапазон зрения и предотвращает ослепление ярким солнечным светом на улице (CMOS сенсор цифровых камер воспринимает свет более линейно, что является одной из причин плохого динамического диапазона).

Если бы значения яркости цифровых изображений были закодированы линейно в соответствии с линейными уровнями яркости на экране (не ЭЛТ), то слишком много бит информации тратилось бы впустую на кодирование ярких участков изображения, которые мы не можем воспринимать, и слишком мало на кодирование теней, что привело бы к потери качества или увеличению размера файла. Однако с помощью кодирования яркости с нелинейной гамма-функцией, биты оптимизируются под воспринимаемый нами свет, что обеспечивает более высокое визуальное качество и снижение размеров файлов.

Гамма 2.2 (справа)

Значение гаммы – это показатель степени, используемый в выражении степенного закона, для создания определенной гамма-кривой. Идеальным значением гаммы является 2,2. Экран с гаммой менее 2,2 кажется ярким или нечетким с меньшим количеством теней, в то время как изображение на дисплее с гаммой больше 2,2 выглядит темнее и отличается потерей деталей в тенях и меньшим количеством ярким областей. На фотографиях выше можно видеть, как изменение гамма-кривой влияет на изображение.

Гамма: уровень белого 200 нит, (оптимальное значение 2.2)

Гамма измеряется с шагом 10% от уровня черного (0% белого) до 200 нит (в нашем случае - 100% белого). Для сравнения с другими дисплеями в наших обзорах мы выводим средний показатель гаммы всего диапазона яркости. Также мы включаем график значений гаммы в каждой точке измерения по отношению к идеальному значению 2.2, показанного желтой линией. Гамма-кривая идеального дисплея будет точно соответствовать ровной желтой линии.