• <pre id="zx5gi"></pre>

    1. 宝视来
      明基
      科视
      快速搜索:

      论一台优秀的教室显示设备的自我修养

      2019年05月24日 10:04  来源:中国数字视听网  字体【   

      【数字视听网讯】01前言

      如何科学地推荐教室显示设备?为何选择的是投影机而不是大屏一体机?显示尺寸为何是86英寸?哪种才是选择教室显示设备的正确姿势?

      不知道你是否有如上的问题和困惑?笔者在十几年的从业经历中,需要经常面对这样的问题,时至今日,笔者萌生一个念头,希望写就一篇浅显易懂的基础文章,看完文章的人,销售人员得到技术支撑,研发人员有了理论依据,技术爱好者的疑问也豁然开朗。即便是没有专业基础的人,也能以最快的速度做到专业入门,这篇文章需要既有专业水准又浅显易懂。大道至简!

      今天,我们就来尝试一下,你需要的仅仅是完整阅读此文的耐心(30分钟左右),以及初中物理和数学基础。没错,你没有看错,只需要有初中的物理和数学基础,加上对显示设备一些基础参数的了解(如分辨率、流明这些,可以通过百度来了解),就可以通过此文获得足够的专业知识。

      02参考标准的设置

      言归正传,目前教室内的显示设备主要分两大类,一类是投影机互动方案,一类是触控液晶大屏方案,今天我们从技术的角度来探讨教室显示设备的关键指标。基于具体的技术指标的探讨,可以让我们更接近事实真相。时至今日,世界第一的学生近视率已经让国人都对保护视力产生最大的重视,我们今天的讨论主要从“保护视力健康”这一核心需求来展开。

      我们都知道,教室内的显示设备,效果优劣,一定有各类的评价指标,在这些主观和客观的指标,基于宝视来的理解,我们提出如下关键指标,我们的讨论也围绕这些关键指标展开:

      • 安全• 尺寸 • 亮度 • 分辨率

      • 可视角度 • 色彩 • 交互性

      安全

      根据马斯诺需求理论,安全是介于生理需求的次低需求,提到安全,可能还有人会觉得奇怪,教室的显示设备还有不安全的吗?您别说,这里还真有不安全的因素,损害视力健康方面,显示设备可是源头之一,显示设备不安全的因素主要体现在光热辐射和光学伤害,光热辐射主要源头是触控液晶大屏,只要大家近身体验,就会有切实的体验,老师在日常使用中,要注意适当防范,这部分不再赘叙。

      至于光学伤害,我们先通过下面的小视频来了解,小视频的主人公就是用一台激光投影机改造了一把激!光!枪!

      当然,激光投影机设计人员充分考虑了激光的潜在危害,安全设计上做了充分的考虑,投影机里的激光模块,我们做个比喻,是被关进了笼子的野兽。因为关在笼子里,所以不再会伤人,只不过,仍然会有伤人的潜在风险。早在2015年2月,FDA相关报告就指出:Class4等级的激光器不适合在家庭环境中使用。而2016年,欧盟建议用LED光源替代低于2000流明的灯泡光源,而激光光源则因为安全性问题没有列入考量。

      宝视来

      教室用激光投影机,目前采用的激光模块均为蓝色,我们都知道,蓝光危害是损害视力的一大元凶。不得不说,这是激光的又一个短板。基于上述考量,我们在投影机光源的选择上,没有把激光放在第一重要的位置。宝视来一直致力于开发有足够安全边际的产品,这是我们大力推广HLD光源产品的根本原因。


      我们需要了解两种尺寸,一是教室尺寸,二是显示尺寸。经调研,我国中小学教室面积在30平方米-63平方米之间,教室以正方形(Square)和长方形(Deep)为主,教室长宽从5米×6米-9米×7米不等,桌椅排布从5排6列到9排9列不等。如下图所示:


      了解了教室的尺寸之后,我知道了教室显示设备的工作环境——这是一个面向多达30-60人进行显示的明亮环境。这样的环境下,显示设备的显示尺寸有什么讲究呢?是不是越大越好呢?

      答案是否定的,研究表明:教室的显示显示面积过大,由于视觉跟随运动增加而产生肌肉过度疲劳;而显示面积过小的危害,则很容易理解,面积过小会造成看不见、看不清,这些都将加剧视疲劳、视力下降及其他衍生的视觉健康风险。

      在进行科学探讨显示设备尺寸之前,我们需要对零基础的学员普及一下显示尺寸的常识(这部分属于死记硬背型知识点):

      • 显示设备的尺寸是以其对角线的长度来定义的

      • 显示设备的尺寸一般用“英寸”这个单位来表示,1英寸=2.54cm

      • 显示设备的成像宽高比主要有16:10/4:3/16:9这三种

      • 100寸4:3显示设备的尺寸为:长2.0米宽1.5米对角线2.5米(勾股定理)

      • 100寸16:9显示设备的尺寸为:宽2.2高1.4

      • 100寸16:10显示设备的尺寸为:2.15高1.35

      关于显示尺寸的科学研究是在如下两种情况下展开的:

      • 书写观看是针对汉字笔画的细节辨识,在教学过程中新知识和内容的学习均与此场景相似,例如生字、数学公式、生物物种结构、地理地标等,可认为是“会形学习”

      • 阅读观看则是针对文字语句的信息获取和含义理解,在教学过程中的有一定基础的知识和内容的再学习均与此场景相似,例如中文阅读、数学读题、英语阅读理解等,可认为是“会意学习”

      科学研究表明:

      • PPT常用最小字号为16号-20号,在进行“会形学习”时,最远观看距离(L)不宜超过显示屏幕高度(IH)的3.5倍

      • 在进行“会意学习”时,最远观看距离(L)不宜超过显示屏幕高度(IH)的7.5倍

      简单来说,在显示设备尺寸的选择上,我们需要遵循“会形3.5/会意7.5”原则。在这个原则下,我们根据教室的长度,就能得到显示尺寸的最佳建议。


      横轴为教室长度即最远观看距离(L),纵轴为显示屏幕高度 (IH)。图中红色区域表示会形学习和会意学习均观看困难;黄色区 域表示会形学习观看困难,会意学习可接受;绿色区域表示两者均可接受。


      前面我们通过了解教室尺寸知道,9米是很常用的教室长度尺寸,那么根据上表红框处,显示画面的安全高度是1.2米-1.3米,经过简单换算,对应的显示尺寸是89-96英寸。

      2017年8月24日,教育部发布《交互式电子白板》教育行业新标准,这是教室显示设备尺寸的最新行业标准。这个标准,正是上述科学论证的结果体现。


      亮度

      首先,我还是要问,显示设备的亮度是不是越亮越好?

      答案再次是否定的,设备过暗,看不清楚,容易用眼疲劳,设备过亮,肉眼负担过重,近视的一大元凶是电视机,就是因为肉眼长期被动接收过亮内容的缘故。教室环境是明亮且复杂多样的,因为这种环境的不确定性,显示设备的亮度指标就变得很难琢磨,不要急,我们先从简单的理论计算开始入手,然后把环境因素考虑进来,就不难找到科学建议。我们先来了解理想环境下的亮度要求。

      问题:对于全黑的理想环境下,最佳屏幕表面反射亮度多少是合适的?

      参考:电影电视工程师协会SMPTE对于影院标准的建议:12-16ft-L。

      解答:

      ft-L(英尺朗伯)是亮度测量单位,1ft-L相当于1平方英尺内有3.43流明。

      以100寸16:9增益为1的显示面积为例,长度2.2m,宽度1.2m,面积为2.757平方米=29.68平方英尺(1平方米=10.76平方英尺),则100英寸所需要的屏幕最佳屏幕表面反射亮度为356.1-474.8流明(29.675*12=356.1lm;29.675*16=474.8lm)

      通过上面的计算,我们得到了最佳屏幕表面反射亮度,原来全黑的环境下,亮度的需求是不高的,100英寸只需要约400流明的亮度,如果是教室的使用环境,这部分该如何计算呢?

      标准计算公式是:需求亮度=环境系数*最佳屏幕表面反射亮度*屏幕面积/增益,环境系数就是考虑不同的应用环境进行设置。这个公式里有个陌生的专业用词,“增益”,这里先卖个关子,在“可视角度”这部分,我们再来进行具体说明。在明亮的教室环境里,这个系数的经验值建议在5-7左右,我们再简化一下,方便记忆,宝视来提供简单估算法则:

      明亮的教室显示设备亮度要求:1000流明/平方米。

      根据上述简单法则,我们得出下表结论:


      分辨率

      显示设备的分辨率是不是越高越好?

      我想你已经开始学会谨慎思考再回答问题的习惯了——正确答案依旧是否定的!我们很容易理解低分辨率会带来显示精度的问题,那么对于过高的分辨率,会有什么困扰呢?我们可以通过设置自己笔记本电脑来模拟高低分辨率的区别,我们把分辨率设置过高,显示的字体就会变小,从而增加阅读的难度,这对显示距离就提出了要求。

      经过广泛实验的ISF研究的结果,也证实了上述的主观描述,具体结论请参考下图:


      结论:当显示画面为90-100英寸时,理想的显示距离约为4.5-9.5米,最合适的分辨率选择为720p(1280*720),如果是对应的投影机,针对最常见的长方形(Deep)教室,WXGA(1280*800)分辨率的投影机是最优解;如果是正方形(Square)教室,WUXGA(1920*1200)/1080p分辨率的显示设备是最优解。

      可视角度

      屏幕在所有方向上的反射是不同的,在水平方向离屏幕中心越远,亮度越低;当亮度降到50%时的观看角度,定义为视角。一般来说屏幕的增益越大,视角越小;增益越小,视角越大。

      前面的“尺寸”部分,有关增益这一指标,在这里进行说明。增益表示屏幕反射入射光的能力。在入射光角度一定、入射光通量不变的情况下,屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比,叫做该方向上的亮度系数,把其中最大值称为屏幕的增益。通常把无光泽白墙的增益定为1,如果屏幕增益小于1,将削弱入射光;如果屏幕增益大于1,将反射或折射更多的入射光。


      上面这张图,是一张高增益幕布的屏摄图,大家可以看到,相同亮度的字体,因为可视角度比较小的原因,字体显示了不同的亮度水平,从而导致不太理想的显示效果,我们在教室的应用环境中,要避免出现这样的问题。

      根据上述两个概念的描述,如果是教室的使用环境,我们希望显示设备的可视角度越大越好,这样能照顾到坐在各处的学生。投影机利用了幕面的漫反射原理进行成像,只要配置的投影面是适当的,投影机的显示效果是最优解决方案。

      如果是触控液晶大屏,可能还需要解决可视角度偏小的问题,因为其表面是玻璃材质,还要解决玻璃反光的问题。

      色彩

      色彩是显示设备的关键指标之一,这是一个专业且复杂的话题,我们在这里选取最基本最核心的知识点来描述。也就是CIE色域空间,在颜色感知的研究中,CIE 1931 XYZ色彩空间(也叫做CIE 1931色彩空间)是其中一个最先采用数学方式来定义的色彩空间,它由国际照明委员会(CIE)于1931年创立。显示领域里常用HDTV(709)这一空间指标,一般都会用显示设备达到HDTV(709)的百分比来表达显示设备的色彩还原能力。百分比越高,色彩表现力越好。



      从上面的图中,你是不是看到了不同的颜色表现,特别是红色部分的表现力?你能想象到不同显示设备之间的差距竟然是如此之大吗?

      交互性

       

      教室中显示设备的交互性是强制需求,关于设备的交互解决方案,目前市场上的主流解决方案分为投影机+电子白板、互动投影机、触控液晶大屏这三大类,我们用一张表来汇总这三个方案的优劣如下:


      03结论

      经过上面各关键指标的充分讨论,我们各部分的结论汇总如下:

      •安全:优选安全无辐射、蓝光能量低的HLD固态光源

      •尺寸:根据“会形3.5/会意7.5”法则,显示画面安全高度是1.2米-1.3米,对应的89-96英寸(16:10),取整90-100英寸(16:10)或者100-108英寸(4:3)

      •亮度:根据1000流明/平方米的基本法则,100英寸的投影市场亮度>3750流明

      •分辨率:最合适的分辨率选择为720p/WXGA(显示尺寸为90-100英寸,显示距离约为4.5-9.5米

      •可视角度:越大越好

      •色彩:HDTV(709)标准,色域越宽广越好。

      如果你能耐心地看到这里,每个章节的内容甚至经过实际动手计算消化,那么恭喜你,对于教室显示设备,你已经具备专业认知能力。

      最后,请再次了解Boxlight宝视来的HLD 2.0互动投影机,所有提到的要点,我们是不是都Get到了?!


      (编辑:bingjiling)

      中国数字视听网微信公众平台:
      搜索“数字视听网”或扫描下面的二维码,关注官方微信平台,开启视听行业新闻资讯新旅程!
      [BOXLIGHT]SW640
      [BOXLIGHT]SW640
      价格:面议
      [BOXLIGHT]OT-8610
      [BOXLIGHT]OT-8610
      价格:面议
      [BOXLIGHT]LX770
      [BOXLIGHT]LX770
      价格:面议
      [BOXLIGHT]SX752
      [BOXLIGHT]SX752
      价格:面议
      [BOXLIGHT]CP-78SP
      [BOXLIGHT]CP-78SP
      价格:21000元
      返回首页      发给朋友
      奥威亚
      快捷
      产品关注排行
      "扫一扫"关注我