Основные характеристики монитора и что они означают. Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Поговорим сегодня про мониторы, а конкретно об их нюансах и особенностях, связанных с экраном. Вероятнее всего, вы неоднократно слышали такое понятие, как угол обзора, проще говоря - это «искажение картинки монитора при просмотре на нее с разных сторон», такой термин очень сильно подходит к мониторам с очень огромными диагоналями на матрицах TN, так как в некоторых случаях даже при прямом просмотре изображения на мониторе картинка по углам визуально уже будет иметь искажение.

Принято считать, что у монитора есть два угла, горизонтальный и вертикальный. Благодаря горизонтальному углу обзора мы будем видеть изображение, которое нам отображает монитор, конечно же, если нам поможет сам угол обзора. Допустим, вы сидите не напротив самого монитора, а немного сбоку, например, с правой стороны или с левой. Эти положения как раз и будут формировать те самые боковые точки данного угла. Рекомендованный стандартный угол должен приравниваться к 160 градусам по горизонтали.

Второй угол обзора - это вертикальный, который находится в диапазоне от верхней точки спереди экрана монитора к нижней. Предполагается, что обычный угол должен составлять не менее 60 градусов, заметьте - это минимальный угол, рекомендуется выбирать вертикальный угол обзора как можно больше, но не меньше. Существуют исключения, такие как мониторы ЭЛТ, на этих экранах просмотр картинки не искажается под любыми углами обзоров, так как содержание кристаллов, которые находятся в ЖК-мониторах, этим похвастаться не может. Самый большой угол обзора для мониторов ЖК на сегодняшний момент может доходить до 178 градусов, как по вертикали,так и по горизонтали.

Вы скажете, что такие параметры для вас большого значения не имеют, такие выводы можно сделать, просматривая видео в гордом одиночестве. А что делать, если вы решите пригласить к себе домой огромное количество гостей, обсев со всех сторон экран монитора, кто-то прилег, кто-то присел, я думаю, что интересный фильм захочется посмотреть всем в полной его красе?

Позволит ли вам ваш ЖК-монитор утолить желание тех, кто, предположим, стоит сбоку или пытается поверх всех голов хоть как бы, хоть что-то увидеть? Тогда и сыграет решающую роль угол обзора вашего монитора. Так что чем больше угол обзора,тем больше ваших гостей останутся довольными, что им удалось насладиться картинкой несмотря на не самые лучшие места.

Вот и подумайте, сможет ли ваш ЖК-монитор, не имеющий вышеперечисленных параметров,удовлетворить потребности при просмотре фильма тех пользователей, которые, например, стояли сбоку, лежали на диване или, к примеру, прыгали по головам? Вот в этот момент как раз и должен сыграть решающий момент в ключевом
вопросе при выборе монитора с хорошим углом обзора. Теперь можно смело сделать выводы, хороший угол обзора навсегда сможет оставить хорошие впечатления для ваших гостей, которые по-настоящему останутся довольными и смогут в полной мере насладиться прекрасной картинкой,увидев все самое недосягаемое на мониторе, сидя в любом месте в комнате.

В завершение хочу сказать, что заявленные характеристики параметров монитора, связанные с углом обзора, не всегда смогут говорить о точных параметрах, заявленных заводом-изготовителем, а также как в реальности будет выглядеть картинка на экране, сказать точно нельзя. Поэтому рекомендуемый и самый правильный метод оценки качества монитора - это непосредственно вживую увидеть картинку на мониторе с разных углов обзора, при этом полагаться на самого себя, а не на краткие характеристики монитора.

Основные сведения:

Как известно, LCD дисплеи имеют ограниченный угол обзора. Контрастность изображения сильно зависит от угла падения взгляда на LCD панель. При определённых углах контраст достигает максимума, и изображение легко читается, при других контраст резко падает и чтение информации с экрана сильно затруднено. Физические размеры допустимого угла обзора, в дальнейшем - угла обзора, определяются несколькими факторами, основными из которых являются тип “жидких кристаллов” и циклы запитки. Поскольку угол обзора, как правило, меньше чем хотелось бы, то каждый модуль LCD приобретает опорное направление обзора в процессе его производства. Чаще всего оптимальный угол обзора смещён относительно нормали к поверхности модуля.

Несколько типов LCD модулей предлагаются производителямис установкой опорного направления под разными углами или позициями дляохвата как можно большего числа различных применений модулей. Термин “опорное направление” или “угол смещения” часто путают с понятием “угол обзора”.

Определение “угла смещения” и “угла обзора”

Углом смещения считается угол между нормалью к поверхности LCD и направлением, с которого дисплей обеспечивает наилучшее изображение и максимальный контраст см. рис.1.

Этот угол определяется конструктивом дисплея и может устанавливаться в процессе производства в любом направлении или ориентации. Ориентацию угла смещения дисплеев часто формулируют с помощью опорных направлений циферблата стрелочных часов. Если направление лучшего обзора находится выше дисплея, говорят о смещении на 12:00 или об основном смещении. Hantronix предлагает стандартные LCD дисплеи с обоими позициями угла смещщения и на 12:00, и 6:00, а так же изготавливает заказные модули с любыми углами смещения.

Рис.1 Определение угла обзора (Viewing angle)

Уголом обзора считают угол формирующийся с обоих сторон от угла смещения в пределах которого контраст дисплея остаётся достаточно высоким. Hantronix ограничивает это снижение контраста в пределах угла обзора как отношение 1.4:1. STN цифровой дисплей с циклом запитки 1/16 имеет угол обзора в пределах 20 градусов, и угол смещения 25 градусов. Когда этот дисплей виден под углом 25 градусов выше нормали (как это показано на рис.1.) он имеет максимальную контрастность и наилучшее изображение. В этом примере дисплей имеет смещение на 12:00, т.е. смещение основного типа. При смещении глаз наблюдателяотносительно дисплея на дополнительный угол в пределах 30 градусов контрастность дисплея уменьшается, но изображение остаётся достаточно чётким и легко читаемым. Дальнейшее увеличение этого угла приводит к существенному снижению качества изображения.

Регулировка контраста и её влияние на угол обзора

Регулировка напряжения контраста, VL, устанавливает угол смещения в определённое положение, но не влияет на угол обзора. Дисплей с углом смещения на 12:00 может быть оптимизирован на угол в 6:00 регулировкой напряжения контраста. Но 12:00 “часовой” дисплей установленный в позицию 6:00 угла смещения не будет обладать таким же высоким контрастом как 6:00 “часовой” в позиции на 6:00 и наоборот.

Разработчики часто желают иметь LCD дисплеи, оптимизированные для нулевого угла смещения, когда контраст максимален при нормальном падении взгляда наблюдателя на панель.

Оба типа модулей и 12:00 и 6:00 могут использоваться для этой цели, а напряжение контрастапросто регулируется для оптимизации дисплеев при заданном угле наблюдения.

Например, в приведённых ранее дисплеях, угол обзора обоих типов дисплеев и 12:00 и 6:00 перекрывает перпендикуляр к поверхности дисплеев.

Процедура регулировки контраста

Однажды установленный угол смещения дисплея в соответствии с его конструктивом, может, однако, корректироваться в последствии в соответствии с его применением. Это подтверждается результатами разработки множества прототипов изделий с LCD дисплеями. Для такой регулировки необходим потенциометр с сопротивлением около 10 Ком, соединённый с шинами питания модуля, как показано на рис.2, для двух вариантов питания, одно и двухполярного.

Движок потенциометра при этом соединён с входом VL модуля. LCD устанавливают в положение при котором он виден под необходимым углом смещения. Регулируя положение движка потенциометра, а вместе с ним и напряжение VL, добиваются оптимальной контрастности изображения. Напряжение VL при этом может быть измерено и зафиксировано.

В последствии потенциометр может быть заменён в изделии на делитель из двух резисторов, вырабатывающий необходимое напряжение VL.

Рис.2.

Выбор необходимого модуля для изделия

Большинство выпускаемых электронных изделий, при эксплуатации, имеют определённое пространственное положение. Для устройств располагаемых на столе, таких как калькуляторы, дисплеи в основном видны сверху. Обычно это так же справедливо и для малых измерительных приборов. Для этих применений необходимо отдать предпочтение LCD модулям 6:00. для изделий где LCD модуль расположен вертикально, например, на приборном щитке автомобиля или самолётапредпочтение следует отдать модулям 12:00.

Заключение

Выбор LCD дисплеев, с точки зрения угла обзора, очень важен, однако, разработчик должен иметь в виду, что установка контраста не менее важна, поскольку оба этих параметра совместно влияют на качество изображения выбранного модуля, и в конечном итоге на привлекательность вашей разработки.

Исходный файл:

Объектива. Но большинство производителей, не совсем честно заявляют этот параметр в технических характеристиках своих устройств или указывают угол обзора по диагонали - параметр, который впринципе никому не нужен.

Мы попытались разобраться в этом вопросе и выяснить какой же реальный угол обзора у популярных автомобильных видеорегистраторов.

Метод измерения угла обзора видеокамеры довольно прост. На стену вешается такая картинка:

Напротив центра, обведенного красным кружком строго на расстоянии d от картинки располагается объектив видеокамеры (в нашем случае автомобильного видеорегистратора). Результат будет виден на горизонтальной линии, находящейся в экваторе кадра, где геометрические искажения минимальны.

Если вы сами будете проводить подобные измерения, то распечатав данный рисунок следите за тем, чтобы его пропорции сохранились. Это легко сделать - проверив угол в 90° приложив к нему угол листа бумаги. Они должны совпадать. Те, у кого есть Autocad, могут скачать оригинал рисунка .

Полученные нами результаты мы приводим ниже.

Как видно из таблицы у большинства видеорегистраторов стандартный угол обзора по горизонтали - 72° ( объектива f=3,6мм), вопреки заявленным 120°, у DVR-027 угол несколько шире - около 80°, и один из самых широкий угол обзора у регистратора DVR-D5000 - 95°. Самый широкий угол обзора у автомобильного видеорегистратора - проядка 115 градусов по горизонтали. Самый широкий угол обзора у Full HD видеорегистраторов пока у и - более 100 градусов по горизонту.

Обратите внимание насколько искажена картинка получается при столь широкоугольном объективе (да и детализация кадра при этом страдает). Прямые линии превращаются в дуги, прямые углы отсутствуют. Особенно это видно по краям кадра. Проявляется так называемый эффект "рыбьего глаза", когда при угле обзора более чем в 90 градусов кадр становится как бы выпуклым, как у дверного глазка, у которого угол обзора около 130 градусов.

Если раньше вы не обращали внимания на этот эффект - взгляните в ваш дверной глазок - увидите, что дверь (окно) напротив имеет форму не прямоугольника, а бочки (поэтому эти искажения и называют бочкообразными). И при этом угол дверного глазка не 180°, как многие ошибочно полагают, иначе вы бы в него видели косяки собственной двери. Можно себе представить, как выглядело бы видео с автомобильного видеорегистратора с реальным углом по ГОРИЗОНТАЛИ в 120°.

Вот как выглядит кадр с объектива с фокусным расстоянием 2.5 мм, угол обзора у которого по горизонтали - 120 градусов, по диагонали в 150°:

Мы и в дальнейшем планируем выкладывать подобную информацию о других автомобильных видеорегистраторах. Если вы хотите узнать и у него есть экран - приезжайте к нам в - мы протестируем его.

Со времени первой публикации этой страницы были произведены еще измерения углов обзора у разных автомобильных видеорегистраторов. У большинства Full HD видеорегистраторов можно увеличить угол обзора, путем уменьшения разрешения записи. Например из таблицы видно, что видеорегистратор в Full HD разрешении (1920х1080 пикселей) имеет стандартный угол обзора - 73 градуса, а вот в разрешении HD (1280x720) угол обзора уже у него 98 градусов. Таким образом, пользователю предоставляется выбрать для себя, что важнее - широкий угол обзора или высокое разрешение.

Все чаще и чаще наши кленты спрашивают камеры видеонаблюдения с углом обзора в 120 градусов и более. Большинство несведующих в этой теме людей уверены, что это типичное значение для стандартных видеокамер. Да что греха таить, многие из продавцов также заявляют, что у камер с объективом 2,8 мм угол обзора 120° по горизонтали. Давайте посмотрим на реальные значения. Мы уже измеряли , и развенчали миф о том, что у большинства из них угол обзора 120 и более градусов.

Подбирая оборудование для охранной системы наблюдения конечно важно учитывать угол обзора камер видеонаблюдения, от которого зависит размер наблюдаемой зоны. На его значение влияет 2 параметра - фокусное расстояние объектива и диагональ матрицы, с увеличением которой угол обзора будет расширяться. Но с повышением угла поля зрения падает детализация изображения. Для увеличения детализации необходимо большее разрешение или камера с более узким углом обзора.

Для наглядного сравнения углов поля зрения на камерах с разными объективами был проведен эксперимент, который описывается далее в статье.

Мы использовали 3 IP камеры с разными объективами:

• 3,6мм -
• 2.8мм -
• 1,9мм -

Испытываемые видеокамеры отличаются фокусным расстоянием объектива. У камер с объективами 3,6 и 1.9мм одинаковый размер матрицы 1/2.9 дюйма, у камеры с объективом 2,8 матрица чуть больше - 1/2.7". И разрешение у всех камер 2 Мп.

Все видеокамеры разместили на высоте около 2 метров напротив "испытательной" стены в нашем офисе. Обзор камер выровняли по центру, чтобы лучше оценить разницу в ширине угла поля зрения. Было сделано по одному снимку для каждой из трех следующих камер:

Угол обзора видеокамеры с объективом 3,6мм:

C фокусным расстоянием 3.6 мм. Видны 2 крайних кресла менеджеров и часть правой стены. Угол поля зрения приблизительно равен 73°.

Угол обзора видеокамеры с объективом 2.8мм:

С фокусным расстоянием 2.8 мм. Теперь в кадре видно приблизительно на 2 м больше -часть правой витрины и окно слева. С этой видеокамерой угол обзора увеличился до 89°.

Угол обзора видеокамеры с объективом 1.9мм:

С фокусным расстоянием 1.9 мм. По скриншоту видно, что у этой камеры в кадр уже попадают обе витрины и даже часть дверного проема торгового зала. Угол обзора у нее достигает 109°.

Более наглядно это можно представить таким образом:

У видеокамер с небольшим углом поля зрения выше плотность пикселей, а значит лучше детализация изображения. Многим будет достаточно такой ширина обзора, поэтому такие камеры остаются популярными в видеонаблюдении. В случае необходимости захватить больший участок для наблюдения, потребуется камера с более широким углом обзора.

Расчёт углов обзора камер видеонаблюдения для всех 3-х случаев

a = 2arctg (d/2f) ,

a - угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg - тригонометрическая функция (арктангенс);
d - ширина матрицы в миллиметрах;
f - эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Для 3,6мм, PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3

а1=2*arctg(5,376мм/2*3,6) = 73 градуса

Для 2,8мм, ST-181 HOME 2,8

a2=2*arctg(5,47мм/2*2.8) = 89 градусов

Для 1,9мм, PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2

а3=2*arctg(5.376мм/2*1,9) = 109 градусов

В табличной форме это будет выглядить так: