備案號：47078-2015裸眼立體顯示器第1部分：光學參數(shù)測量方法2015-02-11發(fā)布2015-05-11實施DB44/T1528.1—2015前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語與定義 14測量條件 35雙視點/多視點裸眼立體顯示測量方法 96集成成像裸眼立體顯示(一維和二維)的測量方法 24附錄A(資料性附錄)裸眼立體顯示的原理 附錄B(資料性附錄)亮度的角度分布 30參考文獻 工ⅢDB44/T1528《裸眼立體顯示器》標準分為2個部分：——第1部分：光學參數(shù)測量方法；——第2部分：光電參數(shù)測量方法；本部分為DB44/T1528的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本部分使用重新起草法修改采用IEC62629-22-1:2013《3D顯示器件第22-1部分：裸眼立體顯示器的測量方法—光學參數(shù)》。本部分與IEC62629-22-1:2013的主要技術差異如下：——引用標準CIE69-1987已被替代，修改為CIES023/E-2013;——為方便對標準的理解，重復列出了IEC62629-1-2中的某些術語和定義；——刪除了符號、代號和縮略語；——增加了電源條件和預熱條件的要求；——增加了點光學測量裝置的詳細信息示例；——增加了對三基色測試信號的規(guī)定；——修改了對測量距離的規(guī)定；——為更直觀的理解測量結(jié)果，修改了表9和表10的示例；——增加了色域覆蓋率的測量方法；——增加了3D對比度的測量方法。本部分的附錄A、附錄B為資料性附錄。本部分由廣州計量檢測技術研究院提出。本部分由廣東省質(zhì)量技術監(jiān)督局歸口。本部分起草單位：廣州計量檢測技術研究院、中山大學、廣州博冠光電技術有限公司、廣州市朗辰電子科技有限公司、廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司、廣東輕工職業(yè)技術學院、廣東長虹電子有限公司。本部分主要起草人：張潔、周建英、王嘉輝、張鵬、鄧玉桃、陳煒慶、李育豪、楊波、謝俊國、雷波、劉禮豐、李一洲、蔣吉強、焦春生、龐志勇、熊磊。本部分為首次發(fā)布。裸眼立體顯示器第1部分：光學參數(shù)測量方法下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。IEC62629-1-23D顯示器件第1-2部分：通用類—術語和定義(3Ddisplaydevices-Part1-2:CIE15:2004比色法第3版(Colorimetry,3rdEdition)CIES023/E-2013照度計和亮度計性能特性(CharacterizationofthePerformanceofIlluminanceMetersIEC62629-1-2中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.3]雙視點裸眼立體顯示器two-viewautostereoscopic[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.4][IEC62629-1-2:2013,定義2.1.5]2立體視圖對stereoscopicview立體顯示器提供的具有立體影像的一個視圖對。[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.9]視點monocularview立體視圖對中的某個立體視圖。[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.11]一個或多個立體視圖對發(fā)出的光在顯示屏幕前方正確匯聚的區(qū)域，見圖1。[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.13]3圖1裸眼立體顯示器的視區(qū)示意圖設計觀看距離designedviewingdistance立體顯示器供應商推薦的觀看距離。[IEC62629-1-2:2013,定義2.1.12]3在某個視點對應的視區(qū)內(nèi)觀察到來自其他視點的光。[IEC62629-1-2:2013,定義2.3.5]4測量條件4.1環(huán)境條件4.1.1測量環(huán)境測量應在下列范圍內(nèi)的溫度、濕度和氣壓條件下進行：——溫度：25℃±5℃;——相對濕度：45%～75%;——大氣壓力：86kPa～106kPa。4.1.2電源條件測量顯示器的特性應在額定電源電壓條件下，測量時電源電壓的變化不超過±2%;當采用交流電網(wǎng)供電時，電源頻率的波動不超過±2%,諧波分量不超過5%。4.1.3預熱條件測量前顯示器應在上述測量環(huán)境和電源條件下進行預熱，預熱時間根據(jù)顯示器預熱特性來確定，至少預熱15分鐘。4.1.4測試場地測量應在暗室中進行，暗室雜散光照度不大于0.3lx。4.2光學測量裝置4.2.1一般要求測量用的光學測量裝置需確定以下參數(shù)：——孔徑大小(光學測量裝置的窗口函數(shù))(見條款4.2.2);——被測量的靈敏度；——由眩光和光暈引起的誤差(如光學系統(tǒng)的雜散光);——數(shù)據(jù)采集時間、低通濾波以及混疊的影響；——檢測線性度和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線性度；——二維光學測量裝置的分辨率和莫爾條紋。本測試中應使用點測量光學測量裝置(如點亮度計)或者二維光學測量裝置(如CCD面探測器)。在某些測試中也可使用偏光式的光學測量裝置。當使用二維光學測量裝置或偏光式光學測量裝置時，該裝置應被校正，以保證其測試結(jié)果與點測量光學測量裝置一致。報告中應注明光學測量裝置的詳細信息，如表1和表2所示。4度分布圖和/或色坐標。偏光式光學測量裝置測量屏幕上各測量點的亮度方向性特征和/或色坐標。注2:通常點測量光學測量裝置的靈敏度高于二維光學測量裝置，二維光學測量裝置比點測量光學測量裝置更容易波長范圍系統(tǒng)精度CIE1931色度坐標(x,y)CIE1931色度坐標(x,y)大于12bits=4096灰度等級波長范圍系統(tǒng)精度CIE1931色度坐標(x,y)CIE1931色度坐標(x,y)2°標準觀察者的CIE1931顏色匹配函數(shù)光學測量裝置(包含點測量光學測量裝置和二維光學測量裝置)的孔徑大小應不大于8mm。注1:本文件提及的光學測量裝置的孔徑即入瞳孔徑(參見CIES023/E:2013),小于該光學測量裝置的物鏡尺寸。注2:在裸眼立體顯示器的測量中，光學測量裝置的孔徑大小對測量結(jié)果有影響。因此，本文件中給出了光學測量裝置孔徑大小限定值。接近于眼睛瞳孔大小的孔徑尺寸對于測量(例如串擾)來說是理想的，但較小的孔徑體值應由光學測量裝置的供應商明確?？讖酱笮?、測量區(qū)域大小和測量距離之間的關系如圖2所示，見4.3。當使用較大孔徑光學測量裝置時，可增加測量距注3:使用具有較大孔徑的光學測量裝置時，測量結(jié)果應與較小孔徑的光學測量裝置得到的結(jié)ü—&·#G:#GE>TM5B6#)一p#)一@#)一#)一:#GE>TM5B一<Qμ?,?DOOZKLWH,€μ?,?DOOE0DRN,áYí8Fμ?,?UH3</1L4~4">?tEQ?+G?èJa4~4"?>?tEQ?8說明：□代表輸入100%電平的像素；■代表輸入0%電平的像素；Im;和Im分別代表第1個像素白信號和第N個像素白信號。注：如a)所示，每組像素中最右邊的像素(每組中的第1個像素)均輸入100%電平，如b)所示，每組像素中最左邊的像素(每組中的第N個像素)均輸入100%電平?？刹捎弥行狞c(單點)法和多點(三點，五點或九點)法測量。測量點如圖9所示。單點測量時注：單點測量用于獲得屏幕中心的典型值。其他測量布點用于得到偏差值、平均值和均勻性。H說明：V——屏幕短邊的寬度(通常稱為屏幕高度);H——屏幕長邊的寬度(通常稱為屏幕寬度);9mnVP(n,1).H圖10n×m測量點示意圖5雙視點/多視點裸眼立體顯示測量方法5.1最大亮度方向本條是測量顯示器的亮度角分布曲線，獲得最大亮度方向。亮度角分布曲線中亮度值最大的位置即為最大亮度方向。5.1.2測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。5.1.3測量條件測量時應采用下列條件：a)測試信號：第i個像素白信號Im;(見條款4.4);b)測量點：中心點(見圖3);c)測量角度范圍：立體顯示器供應商指定的測量角度范圍及分辨率(見圖6);d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。5.1.4測量步驟按照下列步驟進行測量：a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Im;b)在每個指定的角度上測試亮度的角分布并記錄亮度值；c)更換測試信號(Im?依次到Im)重復b)項的測試。5.1.5測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應包含下列內(nèi)容：a)亮度的角分布圖，如圖11所示；b)每一個最大亮度方向的角位置θ1ma(Im,),如表3所示。每個最大亮度方向的角位置θmax(Im,)是指每個測試信號Imi在垂直于顯示器方向上對應的亮度峰值的角位置。當亮度的角分布不能呈現(xiàn)出明顯的峰值時，其半高全寬FWHM的中心位置可被認為是其最大亮度方向(見附錄B)。圖11亮度的角分布測量結(jié)果示例表3最大亮度方向測量結(jié)果示例5.2視區(qū)角和屏幕上的視區(qū)角分布本條是測量顯示器的視區(qū)角和其屏幕上的視區(qū)角分布。5.2.2測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。5.2.3測量條件測量時應采用下列條件：a)測試信號：第1個像素白信號Im和第N個像素白信號Im(見條款4.4);b)測量點：多點測量(見圖9)。需在報告中給出測量點數(shù)量(一般為9點)。若3個測量點已具有代表性，也可使用3點測量；c)測量方向：立體顯示器供應商指定的測量方向；d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。5.2.4測量步驟按照下列步驟進行測量：a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定，加載測試信號Im;b)在每個指點的角度上測試各測量點對應的亮度的角分布并記錄亮度值；c)更換測試信號到Im,重復b)項測試。5.2.5測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應包含下列內(nèi)容：a)每個測量點對應的亮度角分布圖；b)找出各測量點P;加載測試信號Im和Ims時對應的最大亮度方向的角位置θ,;Lm(Im,)和0,m(Imm)(見圖11),并根據(jù)式(1)計算該點對應的視區(qū)角θπ(見圖12);0,1max(Im;)——測量點P;加載測試信號Im;時的最大亮度方向的角位置。c)在表格中給出相應的角度值，如表4所示。圖12視區(qū)角測量結(jié)果示例表4屏幕上視區(qū)角分布測量結(jié)果示例測量點□5.3亮度、屏幕上的亮度均勻性和亮度的角度依賴性5.3.1亮度和屏幕上的亮度均勻性本條是測量顯示器的亮度和其屏幕上的亮度均勻性。測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。a)測試信號：全白信號Imalhite(見條款4.4);b)測量點：多點測量(見圖9)。需在報告中給出測量點的數(shù)量(5點或9點);c)測量方向：垂直于顯示器(見圖5);d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Imilhite;b)在每個選定的測量點上測試并記錄亮度值；c)根據(jù)式(2)或式(3)計算屏幕平均亮度L?;如為5點測量，則屏幕平均亮度L?a為：Lsa=(L??+L??+L?+L?+L?L,—測量點P?上測得的亮度值(5點測量時j=0,1,…4) L,—測量點P?上測得的亮度值(9點測量時j=0,1,...8)d)根據(jù)式(4)計算屏幕亮度不均勻性δ,:測量結(jié)果應給出亮度不均勻性，如表5所示。測量點P?LL亮度不均勻性δ,%測量點P?%平均亮度值Lsv:111.67cd/m2b)測量點：中心點(見圖3);c)測量方向：最大亮度方向(見條款5.1)和相鄰兩個最大亮度方向的中間方向。測量的角度范圍需包含整個主視區(qū)。如需確定更多關于亮度隨角度變化的細節(jié)時，可增加測量方向。在相d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。a)顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Imallhite;c)根據(jù)式(5)和式(6)計算最大亮度方向和中間方向的角亮度差△LmH?.5和最大亮度方向的角亮度差△L(見圖13): (6)Lm05測量結(jié)果應以表格的形式給出，如表6所示。第i個測試方向測量角度θ。向的角亮度差△Lo.51一--24-342-b)測量點：多點測量(見圖9),報告中需給出測量點的數(shù)量(5點或9點);c)測量方向：垂直于顯示器(見圖5);d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。b)在各測量點上測試白色色度C;(uc)按照式(8)和式(9)計算色度偏差△u,和 (8) (9)測量結(jié)果應以表格的形式給出，如表7所示。表7白色色度和屏幕上白色色度均勻性的測量結(jié)果示例測量點P:5.4.2白色色度的角度依賴性本條是測量顯示器白色色度的角度依賴性。測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。測量條件測量時應采用下列條件：b)測量點：中心點(見圖3);c)測量方向：最大亮度方向(見條款5.1)和相鄰兩個最大亮度方向的中間方向。測量的角度范圍需包含整個主視區(qū)。如需確定更多關于角亮度變化的細節(jié)時，可增加測量方向。在報告中需給出所測量的方向；d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。測量步驟按照下列步驟進行測量：a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Imlhite;b)在每個選定的測量方向上測試白色色度并記錄；c)根據(jù)式(10)-式(13)計算色度的角度依賴性(△uH?.5,△v?05),(△u,△v′m):(um,v′)—第i個測試方向的白色色度值；(uH-05,VHi-0.5)——第i個測試方向和(i-1)個測試方向中間位置的白色色度值。測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應以表格的形式給出，如表8所示。表8白色色度角度依賴性測量結(jié)果示例測試方向iu1-一235.53D串擾率(亮度分量比)、屏幕上的3D串擾率變化、3D串擾率的角度依賴性5.5.13D串擾率(亮度分量比)和屏幕上的3D串擾率變化概述本條是測量顯示器的3D串擾率(亮度分量比)及其在屏幕上的變化。用3D串擾率的最大值、最小值和平均值來表述3D串擾率在屏幕上的變化。如果屏幕上的3D串擾率變化率小，當?shù)趇個視點像素加載白色信號時，在最大亮度方向可觀察到全屏白信號。如果屏幕上的3D串擾率變化率大，如圖14所示，在某些情況下，在屏幕上可觀察到亮度變化。圖14屏幕上的3D串擾率的變化示例c)光學測量裝置。a)測試信號：第i個像素白信號Im;(見條款4.4);b)測量點：多點測量(見圖9)。采用的測量點數(shù)量(9點)需在報告中給出，如需了解更多關于屏幕上3D串擾變化的細節(jié)時，可增加測量點(見圖10);c)測量方向：對于中心點，測量方向為最大亮度方向(見條款5.1),其最接近峰值的光亮度定向。所選的視點i在測量點P;處的亮度即為L;md)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Im;c)更換測試信號(Im?依次到Im)重復b)項的測試；d)按式(14)計算各測量點P;的3D串擾率η;:3D串擾率(亮度分量比)以及屏幕上3D串擾率變化分布應以表格的形式給出，如表9所示。測量點P?串擾率視點1測量點P?串擾率視點1視點2本條是測量顯示器3D串擾率的角度依賴性。a)測試信號：第i個像素白信號Im;(見條款4.4);b)測量點：中心點(見圖3);c)測量方向：供應商指定的測量角度范圍和分度值(如圖6所示)。測量時使用的角度分度值d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Im;b)改變測試方向，測試并記錄亮度值；c)更換測試信號(Im1依次到Im),重復b)項測試；d)按式(15)和式(16)計算3D串擾率η和亮度分量比ξ(i):…....測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應給出每個測試方向的3D串擾和亮度分量比，參見表10。測試方向θ3D串擾率視點亮度分量比ξ(i)11234212343工234412345.6色域覆蓋率本條是測量顯示器的色域覆蓋率。5.6.2測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。5.6.3測量條件測量時應采用下列條件：b)測量點：中心點(見圖3);c)測量方向：垂直于顯示器(見圖5);d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。5.6.4測量步驟按照下列步驟進行測量：a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，分別加載三基色信號Imred、Imgreen、Imblue;b)測試各信號下中心點色度(u'R,v'R),(u'G,v'G),(u'B,v'B)并記錄；c)按照式(18)和式(19)計算色域面積A和色域覆蓋率Gp:5.6.5測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應給出主視區(qū)的色域覆蓋率。如有必要，也可給出各視區(qū)的色域覆蓋率。5.73D對比度5.7.1概述本條是測量顯示器在3D狀態(tài)下的對比度。5.7.2測量儀器測量時應使用下列設備：a)驅(qū)動電源；b)信號發(fā)生器；c)光學測量裝置。5.7.3測量條件測量時應采用下列條件：b)測量點：中心點(見圖3);c)測量方向：垂直于顯示器(見圖5);d)測量距離：立體顯示器供應商指定的測量距離(見條款4.3.1)。5.7.4測量步驟按照下列步驟進行測量：a)立體顯示器按照4.1.3的要求穩(wěn)定后，加載測試信號Imal?white和Imal?black;kc)按照式(20)計算3D對比度：5.7.5測量結(jié)果的表述測量結(jié)果應給出主視區(qū)的3D對比度。如有必要，也可給出給出各視區(qū)的3D對比度。6集成成像裸眼立體顯示(一維和二維)的測量方法集成成像顯示是基于光路可逆原理實現(xiàn)空間圖像再現(xiàn)的方法，因而能形成具有隨觀看位置變化而產(chǎn)生連續(xù)視差變化的無畸變空間立體圖像。確定圖像質(zhì)量的均勻性是必要的，因此，在集成成像顯示器的測量中，應對空間的均勻性(即隨角度變化的均勻性和屏幕上分布的均勻性)進行評估。集成成像顯示通常由復眼透鏡膜和高分辨率顯示器件所組成，因其可同時產(chǎn)生水平和垂直兩個方向的視差，稱之為二維(2D)集成成像顯示。近年來，由一維光學元件(如光柵板或視差屏障)替代復眼透鏡的集成成像顯示也在不斷改進，因其只產(chǎn)生水平視差，稱之為一維(1D)集成成像顯示。本條款中的測量方法適用于一維/二維集成成像顯示。6.2視區(qū)角和屏幕上的視區(qū)角分布參見5.2條。當相關規(guī)范中要求在垂直角度方向進行測量時，可應用5.2條的測量方法。6.3亮度、屏幕上的亮度均勻性和亮度的角度依賴性6.3.1亮度和屏幕上的亮度均勻性測量方向必須垂直于屏幕，其他條件同。6.3.2亮度的角度依賴性參見5.3.2條。當相關規(guī)范中要求在垂直角度方向進行測量時，可應用5.3.2條的測量方法。6.4白色色度、屏幕上的白色色度均勻性和白色色度的角度依賴性6.4.1白色色度和屏幕上的白色色度均勻性測量方向必須垂直于屏幕，其他條件同。6.4.2白色色度的角度依賴性參見5.4.2條。當相關規(guī)范中要求在垂直角度方向進行測量，可應用5.4.2條的測量方法。(資料性附錄)裸眼立體顯示的原理裸眼立體顯示是利用光學元件(透鏡陣列、光柵等)將屏幕上的圖像定向傳播到空間的不同角度實現(xiàn)立體成像的，根據(jù)其傳播方式可將其分為三種類型：雙視點裸眼立體顯示、多視點裸眼立體顯示和集成成像顯示。這種分類方式遵循近年來的學術和工業(yè)的發(fā)展趨勢。接下來將分別簡要介紹這三種類型的裸眼立體顯示。A.2雙視點裸眼立體顯示雙視點裸眼立體顯示有兩種像素組分別顯示左眼圖像和右眼圖像(第1像素組和第2像素組),如圖A.1所示。在屏幕上，會應用一個光學元件(如透鏡片)將每個像素點的光分配進兩只眼睛。透鏡組中的每個微透鏡對應于第1像素組和第2個像素組中的一個。光線從第一像素通過相應的微透鏡會產(chǎn)生第一組光線，從第二像素通過相應的微透鏡會產(chǎn)生第二組光線。當左眼看到左視差圖的立體圖像，同時右眼看到右視差圖的立體圖像時，如圖A.2所示，便產(chǎn)生了具有視覺深度的雙目視差。第1個像素(每個像素組第2個像素(每個像素組中右邊的像素)中左邊的像素)透鏡片第1條光線第2條光線a)測試圖像Imb)測試圖像Im?圖A.1雙視點裸眼立體顯示的結(jié)構——0Y'O￡—0-O￡—C-O￡ 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