車載顯示屏的表面外觀測(cè)試評(píng)價(jià)

朱 創(chuàng)

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

目前電子信息技術(shù)越來(lái)越多地滲透到汽車電子領(lǐng)域，車載顯示系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化和智能化發(fā)展日趨明顯，單就車載顯示屏而言，目前4寸屏已成為微型車的標(biāo)配，8寸屏則將會(huì)成為每家主機(jī)廠主打車型的主流配置，而高檔車中會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的10寸及以上的車載顯示屏。借助處理器性能升級(jí)，車載顯示屏的清晰度越來(lái)越高，色彩越來(lái)越豐富，對(duì)車載顯示屏的要求就越高。

1 考慮車載顯示屏表面外觀評(píng)價(jià)的必要性

考慮到主流乘用車型的消費(fèi)者年輕化，電子信息技術(shù)接受程度更高，在選擇車型時(shí)會(huì)更加關(guān)注其車載顯示屏色彩的豐富程度和綜合效果。而在實(shí)際道路上城市光污染是不可避免的，強(qiáng)光下是否能有效、快速地閱讀顯示屏的信息至關(guān)重要，因人眼視線離開(kāi)前方道路時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者因強(qiáng)光造成人眼炫目會(huì)使道路安全事故發(fā)生的比例加大，同時(shí)顯示屏與周圍非顯示區(qū)域顏色是否匹配也成為顯示屏顯示效果好壞的評(píng)判因素。圖1為顯示屏顯示效果。

2 車載顯示屏表面外觀測(cè)試評(píng)價(jià)評(píng)估項(xiàng)介紹

圖1 顯示屏顯示效果

常規(guī)測(cè)試評(píng)價(jià)主要分以下幾點(diǎn)：顏色的差異評(píng)價(jià)、反射率的評(píng)價(jià)、光澤度評(píng)價(jià)、反射霧影評(píng)價(jià)。車載顯示屏表面外觀測(cè)試評(píng)價(jià)評(píng)估項(xiàng)介紹如圖2所示。

圖2 車載顯示屏表面外觀測(cè)試評(píng)價(jià)評(píng)估項(xiàng)介紹

3 測(cè)試參數(shù)說(shuō)明

3.1 顏色參數(shù)與反射率

Y，x，y與L*，a*，b*都是顏色參數(shù)，是對(duì)同一個(gè)顏色的不同表達(dá)方式，它們有各自的色空間。Y，x，y色空間中，Y表示顏色的明度、代表了物體的反射率，x、y分別反映了顏色的色度特性，Y軸與x、y所在平面垂直。L*，a*，b*色空間中，L*表示顏色的明度，a*為正值表示主觀視覺(jué)偏紅、為負(fù)值表示主觀視覺(jué)偏綠，b*為正值表示主觀視覺(jué)偏黃、為負(fù)值表示主觀視覺(jué)偏藍(lán)，L*軸與a*、b*所在平面垂直。兩種色空間示意如圖3所示。

圖3 Y，x，y色空間和L*，a*，b*色空間示意圖

每種物體都有自己的反射率特性，這是物體的固有屬性，當(dāng)光照射到的物體表面不是理想光滑時(shí)就會(huì)發(fā)生散射（或漫反射），反射率代表物體受到不同波段的光照射后將光反射回去的能力。使用CM-700d（或具有同等功能的積分球式色差儀） 能夠測(cè)得Y，x，y／L*，a*，b*值，包含SCI／SCE光學(xué)結(jié)構(gòu)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同觀察者角度 （如10°）的配色函數(shù)和光源 （如D65）的光譜特性，色差儀在測(cè)得物體的反射率特性后，以上3者經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算便可得到代表物體顏色的參數(shù)，顏色參數(shù)的計(jì)算方法如圖4所示。

圖4 顏色參數(shù)的計(jì)算示意圖

CM-700d為d／8°（漫反射照明／8°角度接收） 結(jié)構(gòu)色差儀，通過(guò)光阱可實(shí)現(xiàn)SCI／SCE兩種測(cè)量模式的切換。SCI模式測(cè)量鏡面反射光與漫反射光，這種測(cè)量模式能把樣品表面對(duì)數(shù)據(jù)的影響降低到最小程度，更適合用于顏色品質(zhì)監(jiān)控和計(jì)算機(jī)配色；SCE模式測(cè)量漫反射光，這種測(cè)量模式因排除了鏡面反射光，測(cè)量數(shù)據(jù)和肉眼觀察結(jié)果更為接近。d／8°儀器結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 d／8°儀器結(jié)構(gòu)示意圖

通常我們通過(guò)顯示屏顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域的顏色差異可以評(píng)判顯示屏顏色的一致性，標(biāo)準(zhǔn)是Δa*：{AA，BM}≤2，Δb*：{AA，BM}≤2，如果兩者差值不在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，我們會(huì)看到兩者存在明顯的顏色差異，眼睛會(huì)感覺(jué)不舒服。

3.2 Gloss（光澤度）

Gloss是物體的表面特性，取決于物體表面對(duì)光的鏡面反射能力，所謂鏡面反射是指反射角與入射角相等的反射現(xiàn)象。Gloss的數(shù)值越大，代表物體表面的鏡面程度越高。常見(jiàn)的Gloss測(cè)量角度有20°、60°、85°三種。測(cè)量角度越大，即光的入射角度越大，在高Gloss區(qū)域變化越明顯，所以高光澤的材料要用20°的測(cè)量角度測(cè)量；反之低光澤的材料用85°的測(cè)量角度測(cè)量更為合適。Gloss的測(cè)量方法及不同測(cè)量角度下Gloss變化趨勢(shì)如圖6所示。

圖6 Gloss的測(cè)量方法及不同測(cè)量角度下Gloss變化趨勢(shì)示意圖

目前車載顯示屏的光澤度都屬于中等光澤，如果光澤度太高，人眼會(huì)感覺(jué)到晃眼睛，識(shí)別不到屏幕上的信息，如果光澤度太低，屏幕顯示模糊，人眼會(huì)看不清楚屏幕顯示的信息。

3.3 Haze（反射霧影）

Haze是由表面殘留物或細(xì)微的紋理導(dǎo)致的一種光學(xué)效應(yīng)，表現(xiàn)為在高強(qiáng)度光源的反射周圍可看到明顯的渾濁外觀、反射對(duì)比度損失、光暈和圖案。Haze的數(shù)值越大，代表外觀渾濁的情況越嚴(yán)重。通過(guò)測(cè)量Haze，能夠確認(rèn)光在物體表面的漫反射情況。即使是Gloss相同的產(chǎn)品，其Haze也可能是完全不同的，這類情況如圖7所示。

圖7 相同Gloss不同Haze的產(chǎn)品示意圖

車載顯示屏定義的Haze范圍在0～0.9，超過(guò)這個(gè)范圍，人眼看顯示屏上的信息會(huì)感覺(jué)到模糊，霧蒙蒙的，影響顯示效果。

3.4 DOI（鮮映性）

DOI反映了被測(cè)物體表面反射圖像的清晰度。DOI數(shù)值越高，代表反射圖像的清晰度越高，當(dāng)DOI的數(shù)值為100時(shí)，表示產(chǎn)品有著完美光滑的表面。車載顯示屏標(biāo)準(zhǔn)在90～100，如果低于標(biāo)準(zhǔn)，人眼看上去會(huì)感覺(jué)到顯示屏顯示的信息不清晰。有些產(chǎn)品具有高反射率表面，其紋理變化非常細(xì)微，即使使用DOI測(cè)量也無(wú)法從數(shù)值上看出明顯的差別，但是目視卻能看到一些不同之處，此時(shí)DOI數(shù)據(jù)和目視結(jié)果能有更好的匹配。

4 測(cè)試方法介紹

4.1確定測(cè)試點(diǎn)

如圖8所示，D1／D2／D3位置適用于顏色、反射率、Haze、DOI、Gloss測(cè)試。D4／D5／D6僅測(cè)試顏色和反射率。紅色虛線組合表示0°，金色虛線組合表示45°，黃色虛線表示90°。

圖8 測(cè)試點(diǎn)示意圖

4.2 測(cè)試角度和測(cè)試儀器擺放方法

按照?qǐng)D8所示測(cè)試點(diǎn)，分別用色差儀和光澤儀按順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行0°、45°和90°測(cè)試。

4.3 顏色和反射率測(cè)試

使用CM-700d（或具有同等功能的積分球式色差儀），分別測(cè)試D1／D2／D3／D4／D5／D6點(diǎn)處的Y，x，y／L*，a*，b*值，包含SCI／SCE。色差儀擺放方法如圖9所示。

圖9 色差儀擺放角度示意圖

4.4 Haze、DOI、Gloss測(cè)試

使用RHOPOINT IQ-S（或具有同等功能的多角度光澤儀），分別測(cè)試D1／D2／D3三個(gè)位置處的Haze、DOI和Gloss（包含20°、60°和85°） 值。IQ-S擺放角度示意如圖10所示。

圖10 IQ-S擺放角度示意圖

確定好位置和測(cè)試角度后，順時(shí)針依次測(cè)試0°、45°、90°角相關(guān)指標(biāo)。

5 測(cè)試數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)匯總（表1）

表1 測(cè)試數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)匯總

6 結(jié)語(yǔ)

目前在使用的測(cè)試顯示屏表面外觀參數(shù)的光學(xué)設(shè)備有CM700D和Rhopoint IQ-S，通過(guò)測(cè)試反射率、表面顏色、Haze、Gloss、DOI這些數(shù)據(jù)來(lái)客觀評(píng)價(jià)顯示屏的表面外觀，同時(shí)結(jié)合人眼的主觀評(píng)價(jià)，綜合評(píng)判顯示屏的顯示能力，使其在各種光線環(huán)境下具有可讀性且使用過(guò)程舒服，與周圍非顯示區(qū)域顏色相互匹配，從而達(dá)到在保證駕駛安全的前提下，提升消費(fèi)者的視覺(jué)體驗(yàn)。