關(guān)于LED顯示屏可視距離的判斷

LED顯示屏可視距離的計(jì)算

LED顯示屏的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，正被大量應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)、火車站、體育場(chǎng)館、展廳、會(huì)議廳等等?，F(xiàn)在顯示屏的點(diǎn)間距逐漸縮小，觀看距離越來(lái)越近。但是究竟如何設(shè)計(jì)和選用顯示屏，才能滿足使用現(xiàn)場(chǎng)的空間條件，需要精確的計(jì)算論證。下面詳細(xì)介紹其計(jì)算方法。
首先簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)下面用到的顯示屏常用的光學(xué)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)楹芏嗳藢?duì)于這幾個(gè)光學(xué)參數(shù)比較模糊。
1、光強(qiáng)度（luminous intensity）：
單位：坎德拉，符號(hào)：Cd
1Cd=1Lm/SR  式中Lm/SR是流明/球面度
1Cd=12.57 lm
2、光通量 (luminous flux )：
單位：流明，  符號(hào)：Lm
流明是一個(gè)導(dǎo)出單位，即具有均勻光強(qiáng)度1cd的點(diǎn)光源在單位立體角(1球面度)內(nèi)發(fā)射的光通量為1Lm。
3、照度 (illuminance)：
被光源均勻照亮的物體表面上，每平方米面積上均勻分布的光通量稱為該面積上的照度。
單位：勒克斯，符號(hào)：Lx， 1Lx=1Lm/m2。
4、亮度（luminance）：
光源在某一方向的光亮度，是光源在該方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量。即光源在給定方向上的光亮度，是它在該方向的單位投影面上的光強(qiáng)度。亮度等于照度乘以反射率。L=R×E / p        cd/m2  式中L為亮度,R為反射系數(shù),E為照度。
單位：尼特，符號(hào)：nt，  現(xiàn)常用1cd/m2這個(gè)單位。1cd/m2=1Lm/（m2.Sr）。
下面介紹顯示屏可視距離的計(jì)算方法。
一、由人的視角分辨力計(jì)算近視和遠(yuǎn)視距離。
人眼分辨圖象的細(xì)節(jié)能力稱為分辨力，可用分辨角來(lái)衡量，用θ表示，因?yàn)閷?shí)際的θ很小，它大致和可分辨的緊鄰的兩點(diǎn)間距成正比，和觀看距離L成反比，即θ≈d/L（弧度）＝3438d/L (分)。
分辨角的倒數(shù)為分辨力。分辨力還和照度及對(duì)比度有關(guān)。正常視力的人，在中等亮度和對(duì)比度下，θ=1'-1.5'。在觀看距離一定的情況下，若兩相鄰像素點(diǎn)的視角小于分辨角，人眼不能分辨，若大于分辨角，會(huì)有顆粒狀的感覺(jué)，影響視覺(jué)效果。我們知道假如一個(gè)人眼能分辨的最小視角為1分，則物體在距離瞳孔25厘米處（即明視距離）時(shí)，物體上兩個(gè)物點(diǎn)之間的距離為0.1毫米。
運(yùn)用上面的理論，我們可以輕易的得到顯示屏的理想的視距，計(jì)算公式如下：(d為點(diǎn)間距，單位為米)
L > (3438×d) /θ
以一塊20mm點(diǎn)間距800×600點(diǎn)的全彩屏，發(fā)光管均勻分布為例，計(jì)算它的最佳近視距離；和采用主觀評(píng)價(jià)（采用目視觀察和主觀感覺(jué)評(píng)價(jià)圖像的質(zhì)量）的方法來(lái)評(píng)價(jià)達(dá)到中等圖像時(shí)的遠(yuǎn)視距離。
主觀評(píng)價(jià)的全優(yōu)度尺度：
      非常好圖像        5分
      好圖像            4分
      中等圖像          3分
      差圖像            2分
      非常差圖像        1分
1、最佳近視距離：
L > (3438×d) /θ=( 3438×0.01) /1.5 =22.9米
由于發(fā)光管均勻分布d可以取10毫米。
2、中等圖像的遠(yuǎn)視距離（假設(shè)圖像的分辨率下降到200×150）：
L< (3438×d) /θ=( 3438×0.08) /1.5 = 183.5米
從上面的計(jì)算可知，均勻分布發(fā)光管和縮小像素點(diǎn)間距可以拉近近視距離，同樣分辨率前提下擴(kuò)大點(diǎn)間距可以延長(zhǎng)遠(yuǎn)視距離。
二、由人的視野角度計(jì)算顯示屏的具有臨場(chǎng)感的視距。
視野角度是指人眼到畫(huà)面左右兩邊沿視線的夾角。視野角度的頂點(diǎn)是人眼,可視角度的頂點(diǎn)是畫(huà)面的中心。實(shí)際的視野角度是由視距和畫(huà)面寬度決定的：α=2×arctg(畫(huà)面寬度的一半/視距)。
人的視覺(jué)范圍，10°～15°以內(nèi)是視力敏銳區(qū)，即中心視野，對(duì)圖像的顏色及細(xì)節(jié)部分的分辨能力最強(qiáng)；20°以內(nèi)能正確識(shí)別圖形等信息，為有效視野；20°～30°雖然視力及色辨別能力開(kāi)始降低，但對(duì)活動(dòng)信息比較敏感；30°之外視力就下降很多。傳統(tǒng)電視系統(tǒng)在最佳觀看距離時(shí)的水平視角大約是10°，僅覆蓋中心視野，給人的感覺(jué)是一種看照片的體驗(yàn)；而圖像要給人一種臨場(chǎng)感，則要達(dá)到20°～30°的視角。
L=360×M/2×p×θ,這里M是屏的寬度，θ是視野角度取20°則：
L=9×M/p
同樣以上面的20mm點(diǎn)間距顯示屏為例計(jì)算具有臨場(chǎng)感的視距。
L=9×0.02×800/3.14=45.9米
三、由人的視覺(jué)適應(yīng)分析顯示屏亮度的可視距離。
視覺(jué)適應(yīng)是視覺(jué)器官的感覺(jué)隨著接收的亮度和顏色的刺激而變化的過(guò)程或它的最終狀態(tài)。它有兩種狀態(tài)：
明適應(yīng)，視覺(jué)系統(tǒng)適應(yīng)高于3.4cd／m2亮度的變化過(guò)程及最終狀態(tài)?？梢苑直嫔?。
暗適應(yīng)，視覺(jué)系統(tǒng)適應(yīng)低于0.034cd／m2亮度的變化過(guò)程及最終狀態(tài)。不能識(shí)別色彩，看到的是單色影像。
由光學(xué)知道，亮度與距離的平方成反比，顯示屏的亮度按照距離的平方衰減，達(dá)到暗適應(yīng)條件以下時(shí)，將無(wú)法識(shí)別色彩影像。由于受到很多因素的影響，如環(huán)境照度，對(duì)比度，反射率等等，視亮度的量化計(jì)算很復(fù)雜?？偟膩?lái)說(shuō)，屏幕越大，亮度越高，可視距離越遠(yuǎn)。
結(jié)束語(yǔ)
上面的三個(gè)人眼視覺(jué)特性，分別反映不同的觀看條件。顯示屏看不出構(gòu)成圖像的像素點(diǎn)，圖像就均勻自然，分辨力決定顯示屏在這種畫(huà)質(zhì)條件下的最近觀看距離，有效視角反映了要達(dá)到臨場(chǎng)感的顯示效果所要達(dá)到的顯示屏寬度。視覺(jué)適應(yīng)反映了亮度和顏色，亮度高畫(huà)面清亮通透，色彩飽滿，層次豐富。可以根據(jù)上述算法和圖像質(zhì)量計(jì)算出LED顯示屏的有效輻射和受眾半徑，設(shè)計(jì)顯示屏的點(diǎn)間距和尺寸，最大化利用LED顯示屏的傳播優(yōu)勢(shì)。

利用LED顯示屏的傳播優(yōu)勢(shì)

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學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)啊!!!!!!!!!!!!!!