教室投影仪视觉工效研究

发布时间：2020-05-28 14:04

【摘要】：光电显示器的视觉工效研究对于提高观看者视觉作业绩效,提升视觉体验具有重要意义。以往研究分别从显示器性能因素、环境光因素以及显示内容因素三大方面对显示效果的影响进行研究探讨,发现了一系列的规律。本研究在以往研究的基础上针对教室投影仪应用场景,探索投影照度、环境照度等因素对投影显示效果的影响,力图为教室环境中投影显示效果的优化提供客观参数参考值。本研究包括两个研究共三个实验。研究一探究投影照度对视觉工效的影响,包括两个实验。实验一通过视标搜索范式探究在环境照度保持恒定的条件下,投影照度对视觉绩效的影响。实验二通过视频观看任务探究在环境照度恒定条件下,投影照度对视觉疲劳的影响。研究二实验三在研究一的基础上,探究不同环境照度条件下,不同投影照度对视觉绩效的影响,据此确定相对最优投影照度。本研究结果如下:(1)实验一结果表明在普通强度环境照度条件下(65lux±5lux),随着投影照度的提高(250lux~400lux),被试的视觉绩效也随之提高。其次,被试对观看画面时的主观清晰度和眼睛舒适感评分也随着投影照度的提高显著提高。(2)实验二结果表明在普通强度环境照度条件下(65lux±5lux),被试进行视频观看任务前后的闪光融合频率只在投影照度为250lux时存在显著差异,即任务后的闪光融合频率相对任务前显著降低了;各投影照度水平下任务前后的闪光融合频率下降值除250lux与350lux差异边缘显著外,其余均无显著差异。(3)实验三结果表明随着环境照度的提高,被试视觉绩效达到一定标准所需的最低投影照度值呈逐渐上升趋势,这说明随着环境照度的变化,我们需要提供与之相适应的投影照度值才能达到较好的显示效果。本研究结论如下:(1)当环境照度保持恒定时,投影照度值的变化会影响观看者的视觉绩效及视疲劳。(2)基于短时视觉辨认绩效的最佳照度值要高于基于长时视疲劳的最佳照度值。(3)短时视觉辨认绩效对于投影照度变化相对于长时视疲劳更为敏感。(4)环境照度会影响投影仪显示效果,随着环境照度的提高,达到良好的显示效果所需的投影照度值亦需提高。
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光电显示

图 2-1 光电显示器的分类2.2 投影显示技术概述投影仪的历史可以追溯到 1940 年代，1940-1992 年早期的投影显示技术包括 CRT 投影显示、油膜光阀和液晶光阀等；1992 年之后的现代投影显示技术包括 LCD 投影显示、DLP投影显示和 LCoS 投影显示等。本节主要介绍现代主流的投影显示技术。最具代表性的三种投影显示器即 LCD 投影仪、DLP 投影仪以及 LCoS 投影仪。这里对这三类投影仪以及投影仪的投射方式做简单介绍。（1）LCD 投影显示LCD（liquid crystal display）投影被广泛用于教室、会议室等演示场合。一般人们提到的液晶投影仪指的是透射型液晶投影仪，以玻璃为基板，通常用穿透式透射的方式。其显示原理是把液晶元件作为光阀或光调制器，即将红、绿、蓝三种光源发出的光束照射在一片液晶板的相应位置或各自对应的三片液晶板上，再将经此元件信号调制后形成的图像用投影光学系统放大后投影到屏幕上。

曲线,光谱光视效率,暗视觉,明视觉

图 3-1 CIE 推荐的明视觉和暗视觉光谱光视效率曲线[35]照明环境的影响不仅仅在于视觉层面，许多研究者在心理层面对其影响方式进行过大量探索。进化论者认为在工业社会之前的漫长历史中，人类形成日出而作、日落而息的习惯，导心理功能也形成了昼夜模式[36-37]。照明作为白昼和黑夜的关键性差别，很多研究者认为对人的生理、心理均产生重要影响。因此许多研究者围绕照明对心理的影响展开了大量研。如在情绪研究领域，有研究者对照明环境与情绪之间的关系进行研究，结果发现环境光度、色温能影响人的情绪[38]。Smolders 等人研究发现被试在 1000lx 光照下相对于 200lx 光下具有更少的困意，更高的警惕并且自我报告感觉更快乐，，而且在实验前心理疲劳的被试上，这种效应更强[39]。此类研究还被应用于临床，如以光疗来治疗季节性抑郁症，且有研发现高强度的白光照射疗效优于普通光照[40]。在认知研究领域，也有大量研究证明照明对知功能的影响，如工作记忆、注意、问题解决、警觉性等基本认知活动都受到照明的影响
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH741.5

【参考文献】