學(xué)校用大面積顯示設(shè)備選擇研究

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摘 要：目前，學(xué)校中的大面積顯示設(shè)備越來越常見，而大面積顯示設(shè)備也是學(xué)校一筆不少的投入。如何選擇適合學(xué)校使用的大面積顯示設(shè)備，這是值得探討的問題。該文主要是對(duì)學(xué)校使用的大面積液晶顯示設(shè)備、LED顯示設(shè)備和120英寸投影儀進(jìn)行研究，研究在什么環(huán)境應(yīng)該如何選擇大面積顯示設(shè)備，從而為以后的選擇大面積顯示設(shè)備提供一些建議。

關(guān)鍵詞：液晶顯示設(shè)備 LED顯示設(shè)備 眼睛分辨本領(lǐng) 點(diǎn)間距

隨著硬件技術(shù)、集成電路及顯示技術(shù)的飛躍發(fā)展，各種大面積顯示設(shè)備在市場(chǎng)中也不斷出現(xiàn)，而大面積顯示設(shè)備在學(xué)校中更是越來越常見。該文結(jié)合學(xué)校大面積顯示設(shè)備的實(shí)際情況，分析大面積顯示設(shè)備的顯示效果和使用環(huán)境，尋求投入一定的資金后，能達(dá)到一個(gè)較好的效果。為以后學(xué)校在選擇大面積顯示設(shè)備提供一些建設(shè)性建議。

1 大面積顯示設(shè)備各種參數(shù)原理分析及介紹

點(diǎn)距，是顯示設(shè)備的一個(gè)重要的硬件指標(biāo)。點(diǎn)距指屏幕上相鄰兩個(gè)同色像素單元之間的距離，即兩個(gè)紅色（或綠、藍(lán)）像素單元之間的距離，這種距離不能用軟件來更改。點(diǎn)距分為實(shí)際點(diǎn)距、垂直和水平點(diǎn)距。由勾股定理知，水平節(jié)距=點(diǎn)距標(biāo)稱值×0.866（cos300）。顯示設(shè)備的水平和垂直有效顯示尺寸除以水平和垂直點(diǎn)距，得到兩個(gè)方向上顯示像素點(diǎn)數(shù)，就是顯示屏物理上最大分辨率。

水平最大分辨率=顯示設(shè)備水平有效顯示尺寸/水平點(diǎn)距

2 基于光學(xué)系統(tǒng)分辨本領(lǐng)之眼睛分辨本領(lǐng)

2.1 學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)

幾何光學(xué)中的像，實(shí)質(zhì)上就是自物體發(fā)出的光波通過光學(xué)系統(tǒng)的傳輸左右而在一定平面上得到的衍射圖樣。為簡(jiǎn)單計(jì)，只限于討論無像差系統(tǒng)或者像差校正到某一定的允限范圍之內(nèi)的優(yōu)良光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)，并假定被成像的物只是兩個(gè)發(fā)光強(qiáng)度相等的獨(dú)立發(fā)光（不相干）點(diǎn)。

2.2 眼睛的分辨本領(lǐng)

當(dāng)用眼睛觀察遠(yuǎn)處的物體時(shí)，視網(wǎng)膜上的像即為自物體發(fā)出的光通過眼睛瞳孔而產(chǎn)生的夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射圖樣。

由于人眼的焦距很小，只要20 mm左右，所以即使對(duì)明視距離（眼睛前250 mm）處的物體進(jìn)行觀察，亦可估計(jì)其最小分辨角。在正常照度（約50 Lx），人眼瞳孔的直徑為2～3 mm，而可見光中，人眼最靈敏的波長(zhǎng)λ0=550 mm，于是得此時(shí)人眼的最小分辨角為

=2.4×10-4rad

若物體放在明視距離處，則相距為

&Y=250θ=250×2.5×10-4=6.3×10-2mm

3 眼睛分辨本領(lǐng)在選擇大面積液晶顯示設(shè)備中

眼睛分辨本領(lǐng)有限，瞳孔直徑確定的情況下，可以確定出眼睛的分辨本領(lǐng)，即相應(yīng)的分辨角。為了簡(jiǎn)化眼睛，我們將瞳孔直徑取值為2 mm。

顯示設(shè)備在正常照度下（50 Lx）和明視距離（250 mm）下，對(duì)應(yīng)的分辨角為2.5×10-4rad，則能分辨最小為點(diǎn)間距為6.3×10-2 mm，而我們使用的顯示器點(diǎn)間距為0.28 mm，所以在分辨率改變的情況下，我們也能感覺到顯示設(shè)備清晰度在改變。

初步結(jié)論，在確定液晶設(shè)備顯示面積的情況下，確定液晶設(shè)備的視距，根據(jù)眼睛的分辨本領(lǐng)，就能選擇合適的液晶顯示設(shè)備的點(diǎn)間距，從而確定顯示設(shè)備的物理分辨率，以使達(dá)到一個(gè)較好的清晰度。

4 眼睛分辨本領(lǐng)在選擇大面積LED顯示屏中運(yùn)用

基于眼睛分辨本領(lǐng)下，點(diǎn)間距與顯示圖像清晰研究。LED顯示設(shè)備的點(diǎn)間距是一個(gè)十分重要的參數(shù)，點(diǎn)間距越小其成本越高。

將點(diǎn)間距作為人眼分辨本領(lǐng)的最小距離，若當(dāng)在人眼分辨本領(lǐng)之內(nèi)，繼續(xù)提高點(diǎn)間距，人眼也無法發(fā)現(xiàn)其清晰度有所改變。所以根據(jù)人眼分辨本領(lǐng)和視距的聯(lián)系，確定人眼能分辨的最小點(diǎn)間距。

以某LED顯示屏為例，它分辨率為256×48；點(diǎn)間距為16 mm，可以根據(jù)眼睛的最小分辨角推導(dǎo)，d（點(diǎn)間距）=最小分辨角（2.5×10-4rad）×視距，帶入公式可得，視距=64 m，在選擇時(shí)，點(diǎn)間距大了一些，若點(diǎn)間距為8 mm，效果會(huì)大幅提升。

5 眼睛分辨本領(lǐng)在選擇視頻投影儀中運(yùn)用

（1）投影儀又稱投影機(jī)，是一種被動(dòng)式投影方式，主要有三種分辨率模式，如表1。以某校一教樓的視頻投影儀為例，型號(hào)主要是日立HCP-3020X，選用幕布大小為120英寸（對(duì)角線），長(zhǎng)寬之比4：3，而視頻投影儀所能支持的標(biāo)準(zhǔn)分辨率（支持的最大分辨率）為XGA（1024×768）。

（2）基于眼睛分辨本領(lǐng)，點(diǎn)間距和觀看距離分析。

水平點(diǎn)距=水平有效長(zhǎng)度/水平分辨率；點(diǎn)距=水平點(diǎn)距/0.866（cos300）；點(diǎn)距=最佳視距×最小分辨角。帶入可得：

水平有效距離=120英寸×（4/5）×2.54 cm=243.84 cm；

水平點(diǎn)距=243.84 cm/1024=0.238125 cm=2.38125 mm；點(diǎn)距=2.38125 mm/0.866（cos300）=2.750 mm；最佳視距=點(diǎn)距/最小分辨角=2.750 mm/（2.5×10-4rad）=11 m

可知，使用視頻投影儀觀看幕布，距離幕布11 m時(shí)，恰好能分辨投影儀在幕布顯示的點(diǎn)距，能較好地利用分辨率。

6 學(xué)校選擇大面積顯示設(shè)備初步建議

（1）選擇大面積液晶顯示設(shè)備時(shí)，可通過物理測(cè)量其長(zhǎng)度和寬度是否準(zhǔn)確，根據(jù)給出的點(diǎn)間距，估算物理分辨率是否和商家所提供的數(shù)據(jù)相同，檢驗(yàn)其真實(shí)性。

（2）選擇大面積LED顯示設(shè)備時(shí)，根據(jù)其視距和人眼分辨本領(lǐng)推出能辨別的最小點(diǎn)間距，若選擇的LED顯示設(shè)備就無需再要求將點(diǎn)間距提高，從而使節(jié)省投入也能達(dá)到一定效果清晰度。

（3）在顯示設(shè)備面積已經(jīng)確定的情況，根據(jù)人眼分辨本領(lǐng)，推算出其大面積顯示設(shè)備的分辨率，從而做到選擇有根據(jù)，選擇合適學(xué)校使用的顯示設(shè)備。

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