РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

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

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

Таблица 3.

Результаты замеров размеров мониторов

*Соответствует пропорции золотого сечения.

 

Таблица 4.

Результаты замеров размеров экранов мобильных телефонов

Таблица 5.

Результаты замеров размеров бумажных носителей информации

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 = 13,335D;  a = 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

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.)