摘要：车载显示是近年来车载电子技术领域发展最快的方向， 随着汽车信息化水平的提升， 越来越多的汽车装备了车载大屏显示系统， 极大改善了驾乘体验，因此显示屏的显示效果变得尤为重要。本文主要对车载显示屏的表面外观评价项进行介绍，通过相关数据来客观评价显示屏的表面外观，同时结合人的主观评价，使其在各种光线环境下具有可读性，从而达到在保证驾驶安全的前提下，提升消费者的视觉体验。 

目前电子信息技术越来越多地渗透到汽车电子领域，车载显示系统向网络化、多媒体化和智能化发展日趋明显，单就车载显示屏而言，目前4寸屏已成为微型车的标配，8寸屏则将会成为每家主机厂主打车型的主流配置，而高档车中会出现越来越多的10寸及以上的车载显示屏。借助处理器性能升级，车载显示屏的清晰度越来越高，色彩越来越丰富，对车载显示屏的要求就越高。
1 考虑车载显示屏表面外观评价的必要性
考虑到主流乘用车型的消费者年轻化，电子信息技术接受程度更高，在选择车型时会更加关注其车载显示屏色彩的丰富程度和综合效果。而在实际道路上城市光污染是不可避免的，强光下是否能有效、快速地阅读显示屏的信息至关重要，因人眼视线离开前方道路时间过长或者因强光造成人眼炫目会使道路安全事故发生的比例加大，同时显示屏与周围非显示区域颜色是否匹配也成为显示屏显示效果好坏的评判因素。图1为显示屏显示效果。
图1 显示屏显示效果
2 车载显示屏表面外观测试评价评估项介绍
常规测试评价主要分以下几点：颜色的差异评价、反射率的评价、光泽度评价、反射雾影评价。车载显示屏表面外观测试评价评估项介绍如图2所示。
图2 车载显示屏表面外观测试评价评估项介绍
3 测试参数说明
3.1 颜色参数与反射率
Y，x，y与L*，a*，b*都是颜色参数，是对同一个颜色的不同表达方式，它们有各自的色空间。Y，x，y色空间中，Y表示颜色的明度、代表了物体的反射率，x、y分别反映了颜色的色度特性，Y轴与x、y所在平面垂直。L*，a*，b*色空间中，L*表示颜色的明度，a*为正值表示主观视觉偏红、为负值表示主观视觉偏绿，b*为正值表示主观视觉偏黄、为负值表示主观视觉偏蓝，L*轴与a*、b*所在平面垂直。两种色空间示意如图3所示。
图3 Y， x， y色空间和L*， a*， b*色空间示意图
每种物体都有自己的反射率特性，这是物体的固有属性，当光照射到的物体表面不是理想光滑时就会发生散射（或漫反射），反射率代表物体受到不同波段的光照射后将光反射回去的能力。使用CM-700d （或具有同等功能的积分球式色差仪） 能够测得Y，x，y ／ L*，a*，b*值，包含SCI ／ SCE光学结构。国际标准中规定了不同观察者角度（如10°） 的配色函数和光源（如D65） 的光谱特性，色差仪在测得物体的反射率特性后，以上3者经过一定的计算便可得到代表物体颜色的参数，颜色参数的计算方法如图4所示。
图4 颜色参数的计算示意图
CM-700d为d／8°（漫反射照明／8°角度接收） 结构色差仪，通过光阱可实现SCI／SCE两种测量模式的切换。SCI模式测量镜面反射光与漫反射光，这种测量模式能把样品表面对数据的影响降低到最小程度，更适合用于颜色品质监控和计算机配色；SCE模式测量漫反射光，这种测量模式因排除了镜面反射光，测量数据和肉眼观察结果更为接近。d／8°仪器结构如图5所示。
图5 d ／ 8°仪器结构示意图
通常我们通过显示屏显示区域和非显示区域的颜色差异可以评判显示屏颜色的一致性，标准是Δa*：{AA，BM}≤2，Δb*：{AA，BM}≤2，如果两者差值不在标准内，我们会看到两者存在明显的颜色差异，眼睛会感觉不舒服。
3.2 Gloss （光泽度）
Gloss是物体的表面特性，取决于物体表面对光的镜面反射能力，所谓镜面反射是指反射角与入射角相等的反射现象。Gloss的数值越大，代表物体表面的镜面程度越高。常见的Gloss测量角度有20°、60°、85°三种。测量角度越大，即光的入射角度越大，在高Gloss区域变化越明显，所以高光泽的材料要用20°的测量角度测量；反之低光泽的材料用85°的测量角度测量更为合适。Gloss的测量方法及不同测量角度下Gloss变化趋势如图6所示。
图6 Gloss的测量方法及不同测量角度下Gloss变化趋势示意图
目前车载显示屏的光泽度都属于中等光泽，如果光泽度太高，人眼会感觉到晃眼睛，识别不到屏幕上的信息，如果光泽度太低，屏幕显示模糊，人眼会看不清楚屏幕显示的信息。
3.3 Haze （反射雾影）
Haze是由表面残留物或细微的纹理导致的一种光学效应，表现为在高强度光源的反射周围可看到明显的浑浊外观、反射对比度损失、光晕和图案。Haze的数值越大，代表外观浑浊的情况越严重。通过测量Haze，能够确认光在物体表面的漫反射情况。即使是Gloss相同的产品，其Haze也可能是完全不同的，这类情况如图7所示。
图7 相同Gloss不同Haze的产品示意图
车载显示屏定义的Haze范围在0~0.9，超过这个范围，人眼看显示屏上的信息会感觉到模糊，雾蒙蒙的，影响显示效果。
3.4 DOI （鲜映性）
DOI反映了被测物体表面反射图像的清晰度。DOI数值越高，代表反射图像的清晰度越高，当DOI的数值为100时，表示产品有着完美光滑的表面。车载显示屏标准在90~100，如果低于标准，人眼看上去会感觉到显示屏显示的信息不清晰。有些产品具有高反射率表面，其纹理变化非常细微，即使使用DOI测量也无法从数值上看出明显的差别，但是目视却能看到一些不同之处，此时DOI数据和目视结果能有更好的匹配。
4 测试方法介绍
4.1 确定测试点
如图8所示，D1 ／D2 ／D3位置适用于颜色、反射率、Haze、DOI、Gloss测试。D4 ／ D5 ／ D6仅测试颜色和反射率。红色虚线组合表示0°，金色虚线组合表示45°，黄色虚线表示90°。
图8 测试点示意图
4.2 测试角度和测试仪器摆放方法
按照图8所示测试点，分别用色差仪和光泽仪按顺时针方向进行0°、45°和90°测试。
4.3 颜色和反射率测试
使用柯尼卡美能达分光测色计CM-700d （或具有同等功能的积分球式色差仪），分别测试D1 ／ D2 ／ D3 ／ D4 ／ D5 ／ D6点处的Y，x，y ／ L*，a*，b*值，包含SCI ／ SCE。色差仪摆放方法如图9所示。
图9 色差仪摆放角度示意图
4.4 Haze、DOI、Gloss测试
使用外观质量评估仪RHOPOINT IQ-S （或具有同等功能的多角度光泽仪），分别测试D1 ／ D2 ／ D3三个位置处的Haze、DOI和Gloss（包含20°、60°和85°） 值。IQ-S摆放角度示意如图10所示。
图10 IQ-S 摆放角度示意图
确定好位置和测试角度后，顺时针依次测试0°、45°、90°角相关指标。
5 测试数据评价标准汇总（表1）
表1 测试数据评价标准汇总
6 结语
目前在使用的测试显示屏表面外观参数的光学设备有CM700D和Rhopoint IQ-S，通过测试反射率、表面颜色、Haze、Gloss、DOI这些数据来客观评价显示屏的表面外观，同时结合人眼的主观评价，综合评判显示屏的显示能力，使其在各种光线环境下具有可读性且使用过程舒服，与周围非显示区域颜色相互匹配，从而达到在保证驾驶安全的前提下，提升消费者的视觉体验。

参考文献：
［1］［美］吉尔伯特，［美］海尔伯利.艺术中的物理学［M］. 北京：清华大学出版社，2011.
（来源：《汽车电器》2020年第5期）

本文转载自公众号：汽车电器杂志社
原作者：上海大众汽车 朱创
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