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.
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.
Эта часть ISO 13406
Эта часть ISO 13406 применима к
Эта часть ISO 13406 не применима к
Более того, некоторые измерительные методы (например, для яркости и контрастности) этой части стандарта не применимы к пассивным панелям.
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 |
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.
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° − (θд ⁄ 2), где θд — 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:
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.
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.
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°.
(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.
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).
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.
Требование | Рекомендация | |
---|---|---|
Латинские | 0,5:1 – 1:1 | 0,6:1 – 0,9:1 |
Азиатские | 0,8:1 – 1,2:1 | – |
Пропорции латинских символов оцениваются по неподчёркнутой заглавной букве H.
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.
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.
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 объектов на экране, как основных, так и фоновых, во всём диапазоне углов обзора должна удовлетворять неравенству: Lmax + Lрасс ≥ 20 [кд/м²], где Lmax — излучаемая яркость при максимальном сигнале, а Lрасс — 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.
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.
Яркость L, [кд/м²] → | 4 | 10 | 20 | 30 |
---|---|---|---|---|
* Дисплеи с абсолютным кодированием яркостью | ||||
FPD типа A* | 0,75 | 0,65 | 0,57 | 0,54 |
Все FPD | 0,65 | 0,54 | 0,45 | 0,40 |
Соответственно, коэффициент контрастности должен быть не менее 1 + 10 L.
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).
Класс | Яркости источников зеркального отражения, кд/м² | Обстановка | ||
---|---|---|---|---|
Протяжённый источник | Небольшой источник | |||
I | 200 | и | 2000 | типичный офис |
II | 200 | или | 2000 | большиноство офисов, но не любой |
III | 125 | или | 200 | требуется особое контролируемое освещение |
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.
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.
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).
Угол между объектом и центром экрана | Максимальная неравномерность |
---|---|
от 1,1° до 2° | 1,3 |
от 2° до 4° | 1,4 |
от 4° до 5° | 1,5 |
от 5° до 7° | 1,6 |
более 7° | 1,7 |
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.
Разумеется, желательны FPD вообще без дефектов пикселей, то есть первого класса. Всякий другой класс возможной дефекности дисплея должен указываться производителем.
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.
(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.
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.
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.
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.
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′.
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.
В следующей таблице приведены рекомендации по использованию экстремальных цветов.
Фоновое изображение | Рекомендация | Причина | |
---|---|---|---|
Позитивное (светлое) | Ахроматическое (белое) | Наилучший вариант для большинства задач | |
Хроматическое (цветное) | Избегайте синего на красном | Глубина резкости глаза | |
Комбинация синего и красного (равно как и сочетания некоторых других цветов) могут вызывать обман зрения | Искажение, обман зрения | ||
Используйте чёрный (тёмный) цвет символов | Распознавание цветов | ||
Негативное (тёмное) | Ахроматическое | Избегайте синего | Чёткость, сложность соблюдения контрастности |
Избегайте красного | Около 8 % пользователей не различают красный и зелёный | ||
Хроматическое | Избегайте красного на синем | Глубина резкости глаза | |
Комбинация синего и красного | Искажение, обман зрения (см. выше) |
Следует также отметить, что на FPD насыщенные базовые и комплементарные им цвета дают минимальную анизотропию.
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.
Соответствие дисплея этой части стандарта возможно при выполнении одного из следующих условий
и включении в описание изделия (в том числе в любую свободно доступную спецификацию продукта) обязательных для декларации данных.
Отчёт о соответствии включает:
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.