Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: XIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 23 января 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Радиотехника, Электроника

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Вафина С.А. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 2(13). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/2(13).pdf (дата обращения: 26.09.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Вафина Сарвиназ Анасовна

магистрант, кафедра промышленной электроники и светотехники КГЭУ,

РФ, г.Казань

Научный руководитель Нуруллин Риннат Галеевич

канд. техн. наук, доц. КГЭУ,

РФ, г.Казань

Актуальность проблемы. Как известно, важную роль в современном обществе играет информация, и поэтому жизнь людей невозможно представить без электронных средств визуального отображения информации (ЭСВОИ). Для современного человека восприятие информации с экранов телевизоров, мониторов компьютеров и ноутбуков, дисплеев телефонов и планшетов являются одной из составляющих его повседневной жизни.

По типу экрана ЭСВОИ разделяются на следующие виды:

1. ЭЛТ-мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

2. Жидкокристаллические (ЖК) экраны.

3. Плазменные панели.

4. OLED-мониторы на основе органических светоизлучающих диодов.

Основными параметрами ЭСВОИ являются:

1. Размер экрана (определяется длиной диагонали, как принято в дюймах).

2. Глубина цвета (количество бит на кодирование одного пикселя, обычно от монохромного до 32-битного).

3. Разрешение (число пикселей по горизонтали и вертикали).

4. Время отклика пикселей.

5. Угол обзора.

Мы обратили внимание на такой базовый показатель экрана ЭСВОИ, как его размерные характеристики.

Обзор источников информации показал, что по соотношению сторон экраны подразделяются на три типа: стандартный (4:3), широкоформатный (16:9, 16:10) и произвольный (например, 5:4). В современных смартфонах чаще всего используются форматы 3:2, 5:3 и 16:9, а в планшетах – 4:3 и 16:10 [4].

Цель работы. Целью настоящей работы является анализ размерных характеристик экранов ЭСВОИ и разработка рекомендаций по стандартизации размеров экранов.

Согласно мировым нормам стандартной характеристикой размера экранов телевизоров, компьютерных мониторов, сотовых телефонов, смартфонов и других ЭСВОИ является диагональ D экрана. В ЭЛТ-мониторах данный показатель определяет диагональ кинескопа, в жидкокристаллических и плазменных экранах – диагональ видимой площади изображения [5]. Диагональ экрана указывается в дюймах (1 дюйм = 2,54 см). Размерные характеристики экранов некоторых мониторов приведены в источнике [3].

Соответствие размерных характеристик диагонали экранов в целочисленных дюймах и сантиметрах представлено в табл. 1.

 

Таблица 1.

Перевод диагонали D экранов из дюймов в сантиметры

D, дюйм

D, см

D, дюйм

D, см

D, дюйм

D, см

1"

2,54

19"

48,26

37"

93,98

2"

5,08

20"

50,80

38"

96,52

3"

7,62

21"

53,34

39"

99,06

4"

10,16

22"

55,88

40"

101,60

5"

12,70

23"

58,42

41"

104,14

6"

15,24

24"

60,96

42"

106,68

7"

17,78

25"

63,50

43"

109,22

8"

20,32

26"

66,04

44"

111,76

9"

22,86

27"

68,58

45"

114,30

10"

25,40

28"

71,12

46"

116,84

11"

27,94

29"

73,66

47"

119,38

12"

30,48

30"

76,20

48"

121,92

13"

33,02

31"

78,74

49"

124,46

14"

35,56

32"

81,28

50"

127,00

15"

38,10

33"

83,82

51"

129,54

16"

40,64

34"

86,36

52"

132,08

17"

43,18

35"

88,90

53"

134,62

18"

45,72

36"

91,44

54"

137,16

 

 

Принцип «Золотого сечения». Золотое сечение – это пропорциональное деление отрезка на две неравные части, при котором отношение большей части к меньшей равно отношению всей величины к её большей части (рис. 1). Свойства золотого сечения описываются уравнением x2 + x + 1 = 0 [1, с.25].  Решение данного уравнения дает положительный корень, равный по величине 1,6180339887, который обозначается как φ. Другими словами, золотое сечение – это деление величины на две части в соотношении 62% и 38%.

Рисунок 1. Геометрическое изображение золотой пропорции

 

Применение пропорции золотого сечения в ЭСВОИ. Согласно теории золотого сечения, соотношение размеров экрана электронного средство визуального отображения информации должно подчиняться принципу золотого сечения, то есть отношение большей стороны экрана к меньшей должно быть равным по величине φ = 1,6180339887 (округленно φ =1,62) [1, с.24].

Для изучения применимости пропорции золотого сечения в ЭСВОИ нами были проведены замеры реальных размеров экранов компьютеров, телевизоров и телефонов, а именно были измерены ширины и высоты  экранов. В ходе выполненной работы были сняты размеры с 30 электронных средств визуального отображения информации и 5 типов бумажных носителей. Электронные средства визуального отображения представлены экранами 10 телевизоров, 10 мониторов, в том числе 5 экранов на основе электронно-лучевой трубки и 5 жидкокристаллических экранов. Также были замерены размеры 10 экранов мобильных телефонов, а именно 5 сенсорных экранов и 5 TFT-экранов (тонкоплёночный транзистор). Кроме того, для сравнения были сняты размеры и бумажных носителей информации, таких как листы бумаги формата А4 и А3, листы ученической тетради, книг и журналов и т.д.

Результаты измерений представлены в таблицах 2-4, где в первом столбце указан тип экрана, во втором – название производителя и модель исследуемого устройства, в третьем зафиксирована измеренная ширина a экрана, в четвертом – высота b, в пятом – значение отношения ширины к высоте (а/b). Были вычислены средние значения отношения размеров, которые указаны в конце каждой таблицы. Для сравнения в табл. 5 приведены размерные характеристики бумажных носителей информации.

 

Таблица 2.

Результаты замеров размеров экранов телевизоров

Тип экрана

Название

Ширина а, мм

Высота b, мм

Отношение а/b

ЭЛТ-экраны

Silver RX-5070

140

105

1,33

SAMSUNG

410

295

1,39

SANYO

415

315

1,32

Витязь 54CTV750-3TSN

427

300

1,42

LG 15Q9AB

306

229

1,34

Среднее значение

339,6

248,8

1,36

ЖК-экраны

SAMSUNG UE40FAK

886

498

1,78

LG 42LN541V

930

523

1,79

SAMSUNG UE55FAK

1210

685

1,77

PHILIPS 46PFL8008S

1010

573

1,76

GOLDSTAR LT-26A310R

850

470

1,81

Среднее значение

977,2

549,8

1,78

 

 

Таблица 3.

Результаты замеров размеров мониторов

Тип экрана

Название

Ширина а, мм

Высота b, мм

Отношение а/b

ЭЛТ-экраны

LG S63 N

285

210

1,36

LG

330

245

1,35

Philips Brilliance 105 M/Media

305

220

1,39

Samsung 900 SL/SL Plus

387

285

1,36

Mitsubishi DiamondPro 930 SB

386

290

1,33

Среднее значение

338,6

250,0

1,35

ЖК-экраны

SAMSUNG SyncMaster 551S

275

210

1,31

SAMSUNG NP300E4A

310

175

1,77

Packard bell

340

210

1,619*

HP 625

310

190

1,63

Asus VH168D

385

270

1,43

Среднее значение

324,0

211,0

1,55

 

*Соответствует пропорции золотого сечения.

 

Таблица 4.

Результаты замеров размеров экранов мобильных телефонов

Тип экрана

Название

Ширина а, мм

Высота b, мм

Отношение а/b

TFT

Nokia 101

37

30

1,23

Philips x623

45

33

1,36

Nokia 1100

28

23

1,22

Siemens C75

38

28

1,36

Explay B200

40

33

1,21

Среднее значение

37,6

29,4

1,28

Cенсорные

Huawei G 330

80

55

1,46

Fly IQ 440

82

53

1,55

Lenovo S720

89

56

1,59

Samsung Galaxy Ace Duos

74

49

1,51

HTC One S

96

54

1,78

Среднее значение

84,2

53,4

1,58

 

Таблица 5.

Результаты замеров размеров бумажных носителей информации

Название

Ширина а, мм

Высота b, мм

Отношение а/b

Развернутый лист ученической тетради

330

205

1,61*

Лист бумаги формата А4

297

210

1,41

Курс физики: учебное пособие для вузов / Т.И.Трофимова. – 17 изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 560с.

 

233

 

165

 

1,41

Философия: Учебное пособие для вузов (Издание 7-е). – н/Д: «Феникс», 2004. – 576 с.

 

200

 

127

 

1,57

Математика: Справочник / Сост.: Ф.Х.Арсланов, С.А. Григорян, Т.А. Григорян. – 7-е изд-е, перераб. и доп. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. – 203 с.

 

198

 

144

 

1,38

Нуруллин Р.Г.  Альпинист үрмәкүчләр: шигъри башваткычлар = Пауки-альпинисты: головоломки в стихотворной форме / Ринат Нуруллин. – Казань: Татарское книжное издательство, 2008. – 88 с.

246

172

1,43

Журнал «Вестник Казанского государственного энергетического университета», ФГБОУ ВПО «КГЭУ».

240

170

1,41

Среднее значение

249,1

170,4

1,46

*Соответствует пропорции золотого сечения.

 

Таким образом, проведенный нами анализ результатов показывает, что на практике при проектировании электронных средств визуального отображения информации условие золотого сечения не выполняется. Более того, игнорирование пропорции золотого сечения заложено непосредственно в принятых форматах, например 3:2 =1,50; 4:3 = 1,33; 5:3 = 1,67; 16:9 = 1,78. Более близок к соотношению золотого сечения формат 16:10 = 1,60. Из замеренных нами 30 объектов ЭСВОИ только 70 % имеют соотношение размеров меньше золотого сечения, и лишь 27 % – больше этого значения. Наиболее соответствующими правилу золотого сечения оказались ЖК-монитор фирмы Packard bell (1,619) и развернутый лист ученической тетради (1,61).

В сопоставительном плане данный вывод можно обосновать еще и тем, что при психологическом обсуждении оптимальных соотношений сторон прямоугольников, таких как размеры листов бумаги формата А0, размеры фотопластинок (6:9, 9:12) или кадров фотоплёнки (часто 2:3), размеры киноэкранов и телевизионных экранов (4:3 или 16:9) большинство людей не воспринимает золотое сечение как оптимальное и считает его пропорции вытянутыми. Мы заметили тенденцию, что чем современнее устройство, тем более её размеры приближаются к пропорции золотого сечения.

Рекомендуемые размеры экранов ЭСВОИ. На рис. 2 схематически показаны основные геометрические параметры экранов ЭСВОИ.

 

Рисунок 2. Основные геометрические параметры экранов ЭСВОИ

 

По теореме Пифагора размеры сторон экрана a и b связаны с диагональю D формулой:  

a2 + b2 = D2 .

С другой стороны, по принципу золотого сечения имеем:

a = 1,62b.

Связывая друг с другом эти формулы, получаем:

1,622b2 + b2 = D2 ;     3,6244b2 = D 2.

Из этого выражения находим выражения для расчета сторон экрана a и b в миллиметрах при заданном размере диагонали D в дюймах:

b = 13,335Da = 21,576D.

На основе полученных соотношений в качестве примера составили таблицу 6 размеров экранов, подчиняющихся принципу «золотого сечения», которые могут быть рекомендованы для принятия в качестве стандартных и внесения в нормативно-техническую документацию для конструкторов и проектировщиков.

Таблица 6.

Рекомендуемые (расчетные) размеры экранов при целочисленных значениях размеров диагонали

D, дюйм

Ширина а, мм

Высота b, мм

D, дюйм

Ширина а, мм

Высота b, мм

D, дюйм

Ширина а, мм

Высота b, мм

1"

22

13

19"

411

253

37"

798

493

2"

43

27

20"

433

267

38"

820

507

3"

65

40

21"

455

280

39"

842

520

4"

86

53

22"

476

293

40"

863

533

5"

108

67

23"

498

307

41"

885

547

6"

130

80

24"

520

320

42"

906

560

7"

151

93

25"

541

333

43"

928

573

8"

173

107

26"

561

347

44"

949

587

9"

194

120

27"

583

360

45"

971

600

10"

216

133

28"

604

373

46"

993

613

11"

237

147

29"

626

387

47"

1014

627

12"

259

160

30"

647

400

48"

1036

640

13"

281

173

31"

669

413

49"

1057

653

14"

302

187

32"

690

427

50"

1079

667

15"

324

200

33"

712

440

51"

1100

680

16"

345

213

34"

734

453

52"

1122

693

17"

367

227

35"

755

467

53"

1144

707

18"

390

240

36"

777

480

54"

1165

720

 

 

Для нецелочисленных значений диагоналей, размеры определяются расчетным путем или с привлечением номограммы, принцип работы с которой представлен на рис. 3. Последовательность необходимых действий по определению размеров экранов с учетом пропорции золотого сечения показана стрелками.

 

Рисунок 3. Пример номограммы для определения размерных характеристик экранов ЭСВОИ с учетом пропорции золотого сечения

 

Выводы. При создании перспективных электронных средств визуального отображения информации необходимо учитывать пропорцию золотого сечения.  Это требование должно отражаться во вновь разрабатываемых стандартах.

 

 

Список литературы:

  1. Мир математики: в 40 т. Т.1: Фернандо Корбалан. Золотое сечение. Математический язык красоты / Пер. с англ. – М.: Де Агостини, 2014. – 160 с.
  2. Размер экрана в зависимости от диагонали в сантиметрах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// www.meteorit.dp.ua/display_ratio.php (Дата обращения: 22.11.2016 г.)
  3. Размеры экранов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// habrahabr.ru/post/169141/ (Дата обращения: 22.11.2016 г.)
  4. Характеристики мониторов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// www.ferra.ru/ru/video/s5299/ (Дата обращения: 25.09.2016 г.)

 

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом