DB44T 1528.1-2015 裸眼立体显示器 第1部分：光学参数测量方法

备案号：47078-2015裸眼立体显示器第1部分：光学参数测量方法2015-02-11发布2015-05-11实施DB44/T1528.1—2015前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语与定义 14测量条件 35双视点/多视点裸眼立体显示测量方法 96集成成像裸眼立体显示(一维和二维)的测量方法 24附录A(资料性附录)裸眼立体显示的原理 附录B(资料性附录)亮度的角度分布 30参考文献 工ⅢDB44/T1528《裸眼立体显示器》标准分为2个部分：——第1部分：光学参数测量方法；——第2部分：光电参数测量方法；本部分为DB44/T1528的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用IEC62629-22-1:2013《3D显示器件第22-1部分：裸眼立体显示器的测量方法—光学参数》。本部分与IEC62629-22-1:2013的主要技术差异如下：——引用标准CIE69-1987已被替代，修改为CIES023/E-2013;——为方便对标准的理解，重复列出了IEC62629-1-2中的某些术语和定义；——删除了符号、代号和缩略语；——增加了电源条件和预热条件的要求；——增加了点光学测量装置的详细信息示例；——增加了对三基色测试信号的规定；——修改了对测量距离的规定；——为更直观的理解测量结果，修改了表9和表10的示例；——增加了色域覆盖率的测量方法；——增加了3D对比度的测量方法。本部分的附录A、附录B为资料性附录。本部分由广州计量检测技术研究院提出。本部分由广东省质量技术监督局归口。本部分起草单位：广州计量检测技术研究院、中山大学、广州博冠光电技术有限公司、广州市朗辰电子科技有限公司、广东威创视讯科技股份有限公司、广东轻工职业技术学院、广东长虹电子有限公司。本部分主要起草人：张洁、周建英、王嘉辉、张鹏、邓玉桃、陈炜庆、李育豪、杨波、谢俊国、雷波、刘礼丰、李一洲、蒋吉强、焦春生、庞志勇、熊磊。本部分为首次发布。裸眼立体显示器第1部分：光学参数测量方法下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC62629-1-23D显示器件第1-2部分：通用类—术语和定义(3Ddisplaydevices-Part1-2:CIE15:2004比色法第3版(Colorimetry,3rdEdition)CIES023/E-2013照度计和亮度计性能特性(CharacterizationofthePerformanceofIlluminanceMetersIEC62629-1-2中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.3]双视点裸眼立体显示器two-viewautostereoscopic[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.4][IEC62629-1-2:2013,定义2.1.5]2立体视图对stereoscopicview立体显示器提供的具有立体影像的一个视图对。[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.9]视点monocularview立体视图对中的某个立体视图。[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.11]一个或多个立体视图对发出的光在显示屏幕前方正确汇聚的区域，见图1。[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.13]3图1裸眼立体显示器的视区示意图设计观看距离designedviewingdistance立体显示器供应商推荐的观看距离。[IEC62629-1-2:2013,定义2.1.12]3在某个视点对应的视区内观察到来自其他视点的光。[IEC62629-1-2:2013,定义2.3.5]4测量条件4.1环境条件4.1.1测量环境测量应在下列范围内的温度、湿度和气压条件下进行：——温度：25℃±5℃;——相对湿度：45%～75%;——大气压力：86kPa～106kPa。4.1.2电源条件测量显示器的特性应在额定电源电压条件下，测量时电源电压的变化不超过±2%;当采用交流电网供电时，电源频率的波动不超过±2%,谐波分量不超过5%。4.1.3预热条件测量前显示器应在上述测量环境和电源条件下进行预热，预热时间根据显示器预热特性来确定，至少预热15分钟。4.1.4测试场地测量应在暗室中进行，暗室杂散光照度不大于0.3lx。4.2光学测量装置4.2.1一般要求测量用的光学测量装置需确定以下参数：——孔径大小(光学测量装置的窗口函数)(见条款4.2.2);——被测量的灵敏度；——由眩光和光晕引起的误差(如光学系统的杂散光);——数据采集时间、低通滤波以及混叠的影响；——检测线性度和数据转换线性度；——二维光学测量装置的分辨率和莫尔条纹。本测试中应使用点测量光学测量装置(如点亮度计)或者二维光学测量装置(如CCD面探测器)。在某些测试中也可使用偏光式的光学测量装置。当使用二维光学测量装置或偏光式光学测量装置时，该装置应被校正，以保证其测试结果与点测量光学测量装置一致。报告中应注明光学测量装置的详细信息，如表1和表2所示。4度分布图和/或色坐标。偏光式光学测量装置测量屏幕上各测量点的亮度方向性特征和/或色坐标。注2:通常点测量光学测量装置的灵敏度高于二维光学测量装置，二维光学测量装置比点测量光学测量装置更容易波长范围系统精度CIE1931色度坐标(x,y)CIE1931色度坐标(x,y)大于12bits=4096灰度等级波长范围系统精度CIE1931色度坐标(x,y)CIE1931色度坐标(x,y)2°标准观察者的CIE1931颜色匹配函数光学测量装置(包含点测量光学测量装置和二维光学测量装置)的孔径大小应不大于8mm。注1:本文件提及的光学测量装置的孔径即入瞳孔径(参见CIES023/E:2013),小于该光学测量装置的物镜尺寸。注2:在裸眼立体显示器的测量中，光学测量装置的孔径大小对测量结果有影响。因此，本文件中给出了光学测量装置孔径大小限定值。接近于眼睛瞳孔大小的孔径尺寸对于测量(例如串扰)来说是理想的，但较小的孔径体值应由光学测量装置的供应商明确。孔径大小、测量区域大小和测量距离之间的关系如图2所示，见4.3。当使用较大孔径光学测量装置时，可增加测量距注3:使用具有较大孔径的光学测量装置时，测量结果应与较小孔径的光学测量装置得到的结ü—&·#G:#GE>TM5B6#)一p#)一@#)一#)一:#GE>TM5B一<QμË,₽DOOZKLWH,€μË,₽DOOE0DRN,ÁYÍ8FμË,₽UH3</1L4~4">•tEQÄ+GÅÈJa4~4"₽>•tEQÄ8说明：□代表输入100%电平的像素；■代表输入0%电平的像素；Im;和Im分别代表第1个像素白信号和第N个像素白信号。注：如a)所示，每组像素中最右边的像素(每组中的第1个像素)均输入100%电平，如b)所示，每组像素中最左边的像素(每组中的第N个像素)均输入100%电平。可采用中心点(单点)法和多点(三点，五点或九点)法测量。测量点如图9所示。单点测量时注：单点测量用于获得屏幕中心的典型值。其他测量布点用于得到偏差值、平均值和均匀性。H说明：V——屏幕短边的宽度(通常称为屏幕高度);H——屏幕长边的宽度(通常称为屏幕宽度);9mnVP(n,1).H图10n×m测量点示意图5双视点/多视点裸眼立体显示测量方法5.1最大亮度方向本条是测量显示器的亮度角分布曲线，获得最大亮度方向。亮度角分布曲线中亮度值最大的位置即为最大亮度方向。5.1.2测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。5.1.3测量条件测量时应采用下列条件：a)测试信号：第i个像素白信号Im;(见条款4.4);b)测量点：中心点(见图3);c)测量角度范围：立体显示器供应商指定的测量角度范围及分辨率(见图6);d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。5.1.4测量步骤按照下列步骤进行测量：a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Im;b)在每个指定的角度上测试亮度的角分布并记录亮度值；c)更换测试信号(Im₁依次到Im)重复b)项的测试。5.1.5测量结果的表述测量结果应包含下列内容：a)亮度的角分布图，如图11所示；b)每一个最大亮度方向的角位置θ1ma(Im,),如表3所示。每个最大亮度方向的角位置θmax(Im,)是指每个测试信号Imi在垂直于显示器方向上对应的亮度峰值的角位置。当亮度的角分布不能呈现出明显的峰值时，其半高全宽FWHM的中心位置可被认为是其最大亮度方向(见附录B)。图11亮度的角分布测量结果示例表3最大亮度方向测量结果示例5.2视区角和屏幕上的视区角分布本条是测量显示器的视区角和其屏幕上的视区角分布。5.2.2测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。5.2.3测量条件测量时应采用下列条件：a)测试信号：第1个像素白信号Im和第N个像素白信号Im(见条款4.4);b)测量点：多点测量(见图9)。需在报告中给出测量点数量(一般为9点)。若3个测量点已具有代表性，也可使用3点测量；c)测量方向：立体显示器供应商指定的测量方向；d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。5.2.4测量步骤按照下列步骤进行测量：a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定，加载测试信号Im;b)在每个指点的角度上测试各测量点对应的亮度的角分布并记录亮度值；c)更换测试信号到Im,重复b)项测试。5.2.5测量结果的表述测量结果应包含下列内容：a)每个测量点对应的亮度角分布图；b)找出各测量点P;加载测试信号Im和Ims时对应的最大亮度方向的角位置θ,;Lm(Im,)和0,m(Imm)(见图11),并根据式(1)计算该点对应的视区角θπ(见图12);0,1max(Im;)——测量点P;加载测试信号Im;时的最大亮度方向的角位置。c)在表格中给出相应的角度值，如表4所示。图12视区角测量结果示例表4屏幕上视区角分布测量结果示例测量点□5.3亮度、屏幕上的亮度均匀性和亮度的角度依赖性5.3.1亮度和屏幕上的亮度均匀性本条是测量显示器的亮度和其屏幕上的亮度均匀性。测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。a)测试信号：全白信号Imalhite(见条款4.4);b)测量点：多点测量(见图9)。需在报告中给出测量点的数量(5点或9点);c)测量方向：垂直于显示器(见图5);d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Imilhite;b)在每个选定的测量点上测试并记录亮度值；c)根据式(2)或式(3)计算屏幕平均亮度L₃;如为5点测量，则屏幕平均亮度L₃a为：Lsa=(L₃₀+L₃₁+L₂+L₃+L₃L,—测量点P₃上测得的亮度值(5点测量时j=0,1,…4) L,—测量点P₃上测得的亮度值(9点测量时j=0,1,...8)d)根据式(4)计算屏幕亮度不均匀性δ,:测量结果应给出亮度不均匀性，如表5所示。测量点P₃LL亮度不均匀性δ,%测量点P₃%平均亮度值Lsv:111.67cd/m²b)测量点：中心点(见图3);c)测量方向：最大亮度方向(见条款5.1)和相邻两个最大亮度方向的中间方向。测量的角度范围需包含整个主视区。如需确定更多关于亮度随角度变化的细节时，可增加测量方向。在相d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。a)显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Imallhite;c)根据式(5)和式(6)计算最大亮度方向和中间方向的角亮度差△LmH₀.5和最大亮度方向的角亮度差△L(见图13): (6)Lm05测量结果应以表格的形式给出，如表6所示。第i个测试方向测量角度θ。向的角亮度差△Lo.51一--24-342-b)测量点：多点测量(见图9),报告中需给出测量点的数量(5点或9点);c)测量方向：垂直于显示器(见图5);d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。b)在各测量点上测试白色色度C;(uc)按照式(8)和式(9)计算色度偏差△u,和 (8) (9)测量结果应以表格的形式给出，如表7所示。表7白色色度和屏幕上白色色度均匀性的测量结果示例测量点P:5.4.2白色色度的角度依赖性本条是测量显示器白色色度的角度依赖性。测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。测量条件测量时应采用下列条件：b)测量点：中心点(见图3);c)测量方向：最大亮度方向(见条款5.1)和相邻两个最大亮度方向的中间方向。测量的角度范围需包含整个主视区。如需确定更多关于角亮度变化的细节时，可增加测量方向。在报告中需给出所测量的方向；d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。测量步骤按照下列步骤进行测量：a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Imlhite;b)在每个选定的测量方向上测试白色色度并记录；c)根据式(10)-式(13)计算色度的角度依赖性(△uH₀.5,△v₁05),(△u,△v′m):(um,v′)—第i个测试方向的白色色度值；(uH-05,VHi-0.5)——第i个测试方向和(i-1)个测试方向中间位置的白色色度值。测量结果的表述测量结果应以表格的形式给出，如表8所示。表8白色色度角度依赖性测量结果示例测试方向iu1-一235.53D串扰率(亮度分量比)、屏幕上的3D串扰率变化、3D串扰率的角度依赖性5.5.13D串扰率(亮度分量比)和屏幕上的3D串扰率变化概述本条是测量显示器的3D串扰率(亮度分量比)及其在屏幕上的变化。用3D串扰率的最大值、最小值和平均值来表述3D串扰率在屏幕上的变化。如果屏幕上的3D串扰率变化率小，当第i个视点像素加载白色信号时，在最大亮度方向可观察到全屏白信号。如果屏幕上的3D串扰率变化率大，如图14所示，在某些情况下，在屏幕上可观察到亮度变化。图14屏幕上的3D串扰率的变化示例c)光学测量装置。a)测试信号：第i个像素白信号Im;(见条款4.4);b)测量点：多点测量(见图9)。采用的测量点数量(9点)需在报告中给出，如需了解更多关于屏幕上3D串扰变化的细节时，可增加测量点(见图10);c)测量方向：对于中心点，测量方向为最大亮度方向(见条款5.1),其最接近峰值的光亮度定向。所选的视点i在测量点P;处的亮度即为L;md)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Im;c)更换测试信号(Im₁依次到Im)重复b)项的测试；d)按式(14)计算各测量点P;的3D串扰率η;:3D串扰率(亮度分量比)以及屏幕上3D串扰率变化分布应以表格的形式给出，如表9所示。测量点P₃串扰率视点1测量点P₃串扰率视点1视点2本条是测量显示器3D串扰率的角度依赖性。a)测试信号：第i个像素白信号Im;(见条款4.4);b)测量点：中心点(见图3);c)测量方向：供应商指定的测量角度范围和分度值(如图6所示)。测量时使用的角度分度值d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Im;b)改变测试方向，测试并记录亮度值；c)更换测试信号(Im1依次到Im),重复b)项测试；d)按式(15)和式(16)计算3D串扰率η和亮度分量比ξ(i):…....测量结果的表述测量结果应给出每个测试方向的3D串扰和亮度分量比，参见表10。测试方向θ3D串扰率视点亮度分量比ξ(i)11234212343工234412345.6色域覆盖率本条是测量显示器的色域覆盖率。5.6.2测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。5.6.3测量条件测量时应采用下列条件：b)测量点：中心点(见图3);c)测量方向：垂直于显示器(见图5);d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。5.6.4测量步骤按照下列步骤进行测量：a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，分别加载三基色信号Imred、Imgreen、Imblue;b)测试各信号下中心点色度(u'R,v'R),(u'G,v'G),(u'B,v'B)并记录；c)按照式(18)和式(19)计算色域面积A和色域覆盖率Gp:5.6.5测量结果的表述测量结果应给出主视区的色域覆盖率。如有必要，也可给出各视区的色域覆盖率。5.73D对比度5.7.1概述本条是测量显示器在3D状态下的对比度。5.7.2测量仪器测量时应使用下列设备：a)驱动电源；b)信号发生器；c)光学测量装置。5.7.3测量条件测量时应采用下列条件：b)测量点：中心点(见图3);c)测量方向：垂直于显示器(见图5);d)测量距离：立体显示器供应商指定的测量距离(见条款4.3.1)。5.7.4测量步骤按照下列步骤进行测量：a)立体显示器按照4.1.3的要求稳定后，加载测试信号Imal₁white和Imal₁black;kc)按照式(20)计算3D对比度：5.7.5测量结果的表述测量结果应给出主视区的3D对比度。如有必要，也可给出给出各视区的3D对比度。6集成成像裸眼立体显示(一维和二维)的测量方法集成成像显示是基于光路可逆原理实现空间图像再现的方法，因而能形成具有随观看位置变化而产生连续视差变化的无畸变空间立体图像。确定图像质量的均匀性是必要的，因此，在集成成像显示器的测量中，应对空间的均匀性(即随角度变化的均匀性和屏幕上分布的均匀性)进行评估。集成成像显示通常由复眼透镜膜和高分辨率显示器件所组成，因其可同时产生水平和垂直两个方向的视差，称之为二维(2D)集成成像显示。近年来，由一维光学元件(如光栅板或视差屏障)替代复眼透镜的集成成像显示也在不断改进，因其只产生水平视差，称之为一维(1D)集成成像显示。本条款中的测量方法适用于一维/二维集成成像显示。6.2视区角和屏幕上的视区角分布参见5.2条。当相关规范中要求在垂直角度方向进行测量时，可应用5.2条的测量方法。6.3亮度、屏幕上的亮度均匀性和亮度的角度依赖性6.3.1亮度和屏幕上的亮度均匀性测量方向必须垂直于屏幕，其他条件同。6.3.2亮度的角度依赖性参见5.3.2条。当相关规范中要求在垂直角度方向进行测量时，可应用5.3.2条的测量方法。6.4白色色度、屏幕上的白色色度均匀性和白色色度的角度依赖性6.4.1白色色度和屏幕上的白色色度均匀性测量方向必须垂直于屏幕，其他条件同。6.4.2白色色度的角度依赖性参见5.4.2条。当相关规范中要求在垂直角度方向进行测量，可应用5.4.2条的测量方法。(资料性附录)裸眼立体显示的原理裸眼立体显示是利用光学元件(透镜阵列、光栅等)将屏幕上的图像定向传播到空间的不同角度实现立体成像的，根据其传播方式可将其分为三种类型：双视点裸眼立体显示、多视点裸眼立体显示和集成成像显示。这种分类方式遵循近年来的学术和工业的发展趋势。接下来将分别简要介绍这三种类型的裸眼立体显示。A.2双视点裸眼立体显示双视点裸眼立体显示有两种像素组分别显示左眼图像和右眼图像(第1像素组和第2像素组),如图A.1所示。在屏幕上，会应用一个光学元件(如透镜片)将每个像素点的光分配进两只眼睛。透镜组中的每个微透镜对应于第1像素组和第2个像素组中的一个。光线从第一像素通过相应的微透镜会产生第一组光线，从第二像素通过相应的微透镜会产生第二组光线。当左眼看到左视差图的立体图像，同时右眼看到右视差图的立体图像时，如图A.2所示，便产生了具有视觉深度的双目视差。第1个像素(每个像素组第2个像素(每个像素组中右边的像素)中左边的像素)透镜片第1条光线第2条光线a)测试图像Imb)测试图像Im₂图A.1双视点裸眼立体显示的结构——0Y'O£—0-O£—C-O£ 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