屏幕软打样测试报告观察角度对颜色的影响

时间：2007-05-11 作者：佚名来源：中国印刷科学技术研究所

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　　液晶显示器存在的一个主要问题是看到的颜色感觉受观察角度影响较大，不同的观察角度看到的颜色感觉会有差别，因此很多液晶显示器都采取了技术措施来加大观察角度范围，很多显示器都号称可以达到160°以上。但是，业界仍然有很多人担心观察角度对颜色的影响，不敢将液晶显示器用在对观察颜色要求高的场合，阻碍了液晶显示器的应用。为此，本次测试将显示器观察角度对颜色的影响作为测试目标之一。

　　测量观察角度对显示颜色的影响必须使用非接触方式测量，要模拟人眼观察显示器的条件，为此使用了Photo Reseatch公司的PR650分光辐亮度计进行测量，测量的条件如图52所示。在测试中有两种方式改变测试的角度：①仪器不动，改变显示器相对于测量方向的角度；②显示器不动，改变仪器的测量方向。本测试采用第①种方式，因为此方式更加简单，容易确定测量角度。

图52 测量观察角度示意图

　　测试在Photoshop中进行．将被测颜色事先做好一个文件(CMYK模式图像),用Photoshop显示。测量时，始终将仪器对准屏幕的中心，在屏幕中心显示带测量的颜色。被测得颜色有12个，颜色数值如表19。

表19测量观察角度时使用的颜色值

100C	100M	100Y	50C	50M	50Y	100CM	100CY	100MY
50CM	50CY	50MY	白	25K	50K	75K	100K	CMYK

　　考虑到实际使用的情况，设计了8个测试角度．左右方向各3个，垂直仰角2个，考虑到实际应用中只可能显示器向上仰，不会使用向下的情况，因此在实际测试中没有测试向下仰的角度。实际测试的角度如表20所示，正号表示向左或上仰改变，负号表示向右改变。

表20测量的角度分布

	0°	10°	20°	30°
水平（左右）		±	±	±
垂直（上下）		+	+

图53观察色差随水平观察角度的变化

图54观察色差随垂直观察角度的变化

　　共对三台显示器进行了观察角度的测量，测量结果汇总于表21和图53、54中。表中的色差是12个被测颜色在各角度的测量值分别与0°测量值的平均色差值(CIELAB)。

表21不同角度观察的测量结果

	HL20"		HL30"		SCH30"
	平均色差	标准差	平均色差	标准差	平均色差	标准差
-30°	4.18	1.88	2.12	1.05	4.05	0.87
-20°	2.06	0.87	1.27	0.65	1.86	0.55
-10°	1.01	0.42	0.82	0.51	2.56	2.58
10°	2.09	0.66	0.65	0.28	1.28	0.44
20°	3.41	0.57	1.60	0.59	3.05	0.89
30°	7.13	1.31	3.36	1.32	5.12	1.54
0°	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
10°(UP)	15.75	5.86	13.80	5.34	1.61	0.82
20°(UP)	26.12	16.73	5.55	2.52	4.62	1.56

　　从表中数据和图中可以清楚地看到观察色差随角度的增加成单调的增长趋势，而且左右基本对称。如果将△E=3.O作为评判色差的阈值，则水平观察角度在±20°以内可以满足观察精度的要求。事实上，土20°的水平观察角度在实际工作中已经是可以接受的角度范围了。例如，正常工作时距离显示器的观察距离是0.5m，±20°的水平观察角度允许观察者在4±182mm(左右182mm)的范围内移动，这相当于两个人并排观察的范围。

　　值得注意的是，由于没有给被测显示器安装遮光罩，不排除颜色的变化受外界光影响的可能，这点在改变仰角的测试中表现非常突出。从测试结果可以看出．仰角改变带来的色差变化要远远大于水平方向的变化，这从两个图的纵坐标刻度就可以看出来。除7SCH30"显示器在改变仰角时的色差不太大(色差小于10)以外，另外两台显示器的色差随仰角改变得非常剧烈,色差超过了50。仔细考察产生的原由,这与当时的测量条件关系很大。华联印前车间的照明条件非常好，照度很高，在显示器的上方就有好几个只灯管，顶高小于3米，距离显示器很近，显示器上仰后正好与照明灯形成反光，影响了测试结果。尤其是对于HL20"显示器，距离观察样张的标准灯箱比较近，因此除了受顶灯的影响外，还受外界光的影响最大。而在圣彩虹的测试环境中，外界环境光相对较弱，房顶高度大，因此影响不严重。这一点充分说明了环境光对显示器观察颜色的影响，建议在实际使用时．给显示器安装遮光罩。

　　图55～图57是这三台显示器对于12个不同颜色的测量情况。由图可以看出，对于不同的颜色，观察角度改变的影响也有差别。仔细分析可以看出，在不考虑仰角改变的色差时，各台显示器水平角度变化对各种颜色的影响规律是非常相近的，因此可以认为代表了这种液晶显示器的普遍特性。

图55不同颜色随角度变化的情况(HL20")
图56不同颜色随角度变化的情况(HL30")
图57不同颜色随角度变化的情况(SCH30")

　　以上的讨论只涉及到色差大小随观察角度的变化，但不能看出颜色究竟向什么方向改变。为了讨论颜色的改变方向，将不同颜色点分别表示在a*-b*图上，检查随观察角度对改变情况。图58和图59分别是SCH30"和HL30"显示器上中性色随观察角度变化的情况。可以看出白色和中灰色随着水平观察角度的改变颜色感觉向黄(略偏绿)色的方向改变，而黑色随观察角度的改变变化要小于白色和灰色，主要受环境光的影响。

　　图60-图65是HL30"；和SCH30"显示器上红、绿、蓝、青、品红、黄颜色随角度改变的趋势图。为了对比两个显示器的效果，将两个显示器的数据画在同一张图上并且只显示局部的放大效果。如果将这6张图按色品位置放置就可以看出，两个显示器显示的颜色随着水平角度的增加都向着色品中心的方向改变，即饱和度减小的方向变化，只有青色的变化有些例外，发生了色调的改变，如图中红色箭头所示。尽管两个显示器改变的数值有些差别，但改变的趋势是相同的，所以可以认为这是这种显示器的普遍规律。

图58 SCH30”中性色随角度变化的情况　　　图59 HL30”中性色随角度变化的情况