Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 9241-306-2012 "Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 306. Методы оценки электронных видеодисплеев в условиях эксплуатации" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1339-ст)

Ergonomics of human-system interaction. Part 306. Field assessment methods for electronic visual displays

Дата введения - 1 июля 2014 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Автономной некоммерческой организацией "Научно-технический центр сертификации электрооборудования "ИСЭП" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартам N 452 "Безопасность аудио-, видео-, электронной аппаратуры, оборудования информационных технологий и телекоммуникационного оборудования"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1339-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9241-306:2008 "Эргономика взаимодействия человек - система. Часть 306. Методы оценки электронных видеодисплеев в условиях эксплуатации" (ISO 9241-306:2008 "Ergonomics of human-system interaction - Part 306: Field assessment methods for electronic visual displays").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

Введение

Международная организация по стандартизации (ИСО) является всемирной федерацией национальных организаций по стандартизации (национальных комитетов - членов ИСО). Разработка международных стандартов осуществляется техническими комитетами ИСО. Каждый национальный комитет, заинтересованный в деятельности, для которой создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, взаимодействующие с ИСО, также принимают участие в этой работе. По вопросам стандартизации в области электротехники ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК).

Международные стандарты разрабатываются в соответствии с Директивами ИСО/МЭК, часть 2.

Международный стандарт ИСО 9241-306 подготовлен техническим комитетом ИСО/ТК 159 "Эргономика", подкомитетом ПК 4 "Эргономика взаимодействия человек - система".

Серия стандартов ИСО 9241 первоначально была разработана как международный стандарт, состоящий из семнадцати частей по эргономическим требованиям к работам в офисе с использованием видеодисплейных терминалов. В процессе пересмотра стандартов ИСО 9241 произошло реструктурирование: расширена область его применения, включены другие смежные стандарты, что сделало его более удобным в работе.

Обзор всех стандартов серии ИСО 9241 приведен в приложении А.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы оптического, геометрического и визуального контроля для оценки дисплея в различных окружающих средах использования, приведенных в ИСО 9241-303.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты, обязательные при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылочных стандартов применяется только указанное издание. Для недатированных ссылочных стандартов применяется последнее издание ссылочного стандарта, включая все изменения и поправки:

ИСО 9241-302 Эргономика взаимодействия человек - система. Часть 302. Терминология для электронных видеодисплеев (ISO 9241-302, Ergonomics of human-system interaction - Part 302: Terminology for electronic visual Displays)

ИСО 9241-303 Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 303: Требования к электронным визуальным дисплеям (ISO 9241-303, Ergonomics of human-system interaction - Part 303: Requirements for electronic visual displays)

ИСО 9241-305 Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 305: Оптические лабораторные методы испытания электронных визуальных дисплеев (ISO 9241-305, Ergonomics of human-system interaction - Part 305: Optical laboratory test methods for electronic visual displays)

ИСО 9241-307 Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 307. Методы анализа и проверки соответствия электронных видеодисплеев (ISO 9241-307, Ergonomics of human-system interaction - Part 307: Analysis and compliance test methods for electronic visual displays).

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 9241-302.

4 Подготовка оценки

4.1 Дисплеи на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ-дисплеи)

4.1.1 Прогрев дисплея

Следует дать достаточно времени (около 20 мин) для стабилизации яркости дисплея.

4.1.2 Размагничивание

Если монитор имеет встроенное устройство размагничивания, то следует активизировать его.

4.1.3 Очистка

Следует гарантировать, что фронтальная поверхность дисплея чиста, в противном случае очистить ее согласно инструкциям изготовителя.

4.1.4 Параметры настройки контраста и светлоты

Следует настроить контраст и светлоту дисплея с помощью органов управления, расположенных на экране, в соответствии с условиями освещения окружающей среды следующим образом:

- использовать настроечную таблицу, содержащую области различных значений шкалы яркости от белого до черного цвета;

- установить контраст и светлоту на максимум (100%);

- в темной окружающей среде следует уменьшать яркость до тех пор, пока самая темная область настроечной таблицы не выведется на экран абсолютно черной - разница между самой темной и следующей более светлой областью должна быть хорошо заметной;

- установить контраст так, чтобы светлота области белого цвета была на максимуме до тех пор, пока разница между белой и следующей за ней более темной областью не станет заметной;

- в нетемной окружающей среде следует установить светлоту на значение, при котором все уровни серого хорошо различимы.

4.1.5 Размер изображения

Следует использовать заводские настройки или настройки по умолчанию, если таковые предусмотрены. В противном случае размер изображения необходимо привести к указанному размеру.

4.2 Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи)

Плоскопанельный дисплей должен быть физически приготовлен к оценке.

4.2.1 Прогрев дисплея

Следует дать достаточно времени (около 20 мин) для стабилизации яркости дисплея. При указании времени прогрева изготовителем следует прогревать дисплей в течение заданного времени.

4.2.2 Очистка

Следует убедиться, что дисплей чист, в противном случае очистить его согласно инструкциям изготовителя.

4.2.3 Настройки контраста и яркости

Следует настроить контраст и яркость дисплея (с помощью органов управления, расположенных на экране, при их наличии) в соответствии с условиями освещения окружающей среды следующим образом:

- использовать настроечную таблицу, содержащую области различных значений шкалы яркости от белого до черного цвета;

- установить контраст и яркость на максимум (100%);

- следует установить яркость на значение, при котором все уровни серого хорошо различимы;

- вывести на экран стандартное приложение и установить яркость на уровень, соответствующий условиям освещения.

4.2.4 Разрешение

Следует использовать рекомендованное изготовителем (физическое) разрешение. Изменение этого естественного разрешения на другое может вызвать ухудшение качества изображения на дисплее и представления знаков вследствие несовершенной пиксельной интерполяции (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Буквы, отображенные на экране дисплея с физическим и преобразованным разрешениями

5 Методы оценки

5.1 Условия наблюдения

5.1.1 Проектное расстояние наблюдения

Оптимальное расстояние между экраном дисплея и глазами пользователя зависит от различных факторов и особенно от разборчивости знаков (см. таблицу 1) и от возможности наблюдения полного приложения без движения головой (см. таблицу 2). Проектное расстояние наблюдения, т.е. расстояние, определенное изготовителем дисплея, должно быть не менее 300 мм (см. ИСО 9241-303). Оптимальное расстояние наблюдения для работы в офисе в сидячем положении составляет 600 мм. Однако отдельные пользователи предпочитают настройки между 400 и 750 мм. При таких расстояниях наблюдения большинству людей требуется высота знаков, получаемая при стягивании угла от 20' до 22' (см. ИСО 9241-303).

Следует проверить, используется ли дисплей в пределах указанного расстояния наблюдения D. Для этого измеряют расстояние от глаз пользователя до центра экрана при помощи линейки. Для работы в офисе нормальный диапазон расстояния наблюдения составляет от 400 до 750 мм, если выбранное расстояние выходит за пределы этого диапазона, то следует проверить, что нет плохого качества изображения, неправильного размера шрифта или проблемы со зрением. Если визуальная задача требует, чтобы все приложение, то есть его страница или ширина строки, было охвачено одним взглядом, то есть без движений головы, то рекомендуемые значения минимальных расстояний наблюдения берутся из таблицы 2. Они являются следствием отношения максимального горизонтального угла наблюдения, равного 15°, к нормали на поверхности экрана, которая позволяет такое наблюдение одним взглядом и зависит от размера экрана. На рисунке 2 показана зависимость между углом наблюдения, шириной приложения и расстоянием наблюдения.

Таблица 1 - Максимальное и оптимальное расстояния наблюдения для разборчивости знаков

Высота знака, мм	Максимальное расстояние наблюдения для некоторых пользователей, см	Расстояние наблюдения общепринятой разборчивости, см
1,2	41	20
2	69	33
3	103	49
4	138	65
4,6	158	76
Примечания 1 Максимальное расстояние наблюдения основывается на высоте знака 10' и применяется только небольшим количеством пользователей. Общепринятая разборчивость, то есть та, которая принимается большинством пользователей, рассчитывается, основываясь на высоте знака 21'. Оптимальная высота знака для выполнения заданий является компромиссом между разборчивостью и "наблюдением одним взглядом" - представление всей информации на том же самом экране, связанной с той же самой окружающей средой. 2 Упрощенный эмпирический метод для определения разборчивости знаков - для оптимальной разборчивости необходимо расстояние наблюдения (165) умножить на высоту знака: - диапазон приемлемых значений 30% для большинства пользователей; - диапазон приемлемых значений 100% для некоторых пользователей.

Таблица 2 - Значения минимального расстояния наблюдения, при которых полная ширина приложения может быть использована без необходимости движения головой

Ширина приложения (страницы или строки), мм	Минимальное расстояние наблюдения без необходимости движения головой, см
215	40
250	47
300	56
350	65
400	75
Примечания 1 Зависимость ширины приложения от минимального расстояния наблюдения основана на требуемом значении 15° для угла наблюдения, изображенного на рисунке 2. 2 На практике удобно использовать следующее приближение: расстояние наблюдения 1,9 ширины приложения.

Рисунок 2 - Расстояние наблюдения и угол наблюдения

5.1.2 Проектное направление наблюдения

Если дисплей является плоскопанельным, то следует проверить, используется ли он для указанного класса направления наблюдения, приведенного в ИСО 9241-303 и ИСО 9241-307.

5.1.3 Угол наблюдения и угол наклона головы

Следует проверить, позволяют ли рабочее место и видеодисплей пользователю смотреть на экран под углом наблюдения от 0° до 45° и углом наклона головы от 0° до 20°, используя устройство для измерения углов, такое как транспортир или угломер.

5.1.4 Виртуальные изображения

См. ИСО 9241-301, приложение Е.

5.2 Яркость

5.2.1 Освещенность

Следует измерить освещенность экрана, используя люксметр. Необходимо поместить чувствительный элемент люксметра прямо в центр экрана под тем же углом наклона, что применяется пользователем. Проверить отсутствие теней, падающих на чувствительный элемент.

Проверить соответствие значения измеренной освещенности значению, указанному поставщиком.

5.2.2 Яркость изображения дисплея

Следует измерить яркость области изображения дисплея при помощи яркомера, для белого испытательного изображения на черном фоне и для черного испытательного изображения на белом фоне. Расположить прибор перпендикулярно к поверхности дисплея на мишень. Площадь мишени должна быть, по крайней мере, на 100% больше, чем площадь измерения яркомера.

Для ЭЛТ-дисплеев яркомер необходимо поместить для измерения в точках, показанных на рисунке 3:

- в центре;

- в точках на диагоналях, отмеченных от углов области адресации дисплея на расстоянии 10% от длины диагонали.

Рисунок 3 - Точки измерения для ЭЛТ-дисплеев

Следует проверить, соответствуют ли измеренные значения яркости требованиям ИСО 9241-307.

Для ЖК-дисплея точки для измерения должны быть расположены, как показано на рисунке 4. Определить самую низкую и самую высокую яркость.

Проверить, соответствуют ли измеренные значения яркости требованиям ИСО 9241-307.

Рисунок 4 - Точки измерения для ЖК-дисплеев

5.2.3 Баланс яркостей и блики

Следует измерить яркость изображения дисплея (например, полностью белого экрана), часто просматриваемой области при выполнении задачи (например, документа, лежащего на столе) и выбранной поверхности окружения (например, стены помещения). Вычислить отношение яркостей между экраном и часто просматриваемой областью при выполнении задачи. Выполнить тот же самый расчет для отношения яркостей между экраном и выбранной поверхностью окружения. Проверить соответствие полученных отношений с диапазоном значений, указанных в ИСО 9241-303.

Возможный метод избавления от бликов - проверить поверхность корпуса, которая может быть матовой или глянцевой. Глянцевые поверхности могут быть причиной бликов; блеск такой поверхности может быть измерен при помощи блескомера или эталонного образца блеска.

5.2.4 Регулировка яркости

Проверить яркость дисплея и контраст между знаками и их фоном на дисплее, которые должны быть отрегулированы пользователем в соответствии с окружающими условиями рабочего места.

5.3 Особые физические условия окружающей среды

5.3.1 Вибрация

См. ИСО 9241-303, 5.3.2.

5.3.2 Ветер и дождь

См. ИСО 9241-303, 5.3.3.

5.3.3 Чрезмерные температуры

См. ИСО 9241-303, 5.3.4.

5.4 Зрительные аномалии

5.4.1 Неоднородность яркости

Следует оценить неоднородность яркости, последовательно просматривая различные области на экране. Если имеется значительное количество неоднородности яркости, то рекомендуется измерение яркости при помощи яркомера.

Точками для измерения неоднородности яркости являются позиции на экране с самой низкой и самой высокой яркостью (см. 5.2.2).

С помощью уравнения (5.1) определить значение неоднородности яркости:

неоднородность яркости = 100% .

(5.1)

Проверить соответствие полученного значения неоднородности яркости по ИСО 9241-307.

5.4.2 Неоднородность цвета

Следует вывести на весь экран только один цвет и оценить его неоднородность, последовательно просматривая различные области на экране. Повторить процедуру с различными цветами.

Субъективное восприятие цветов определяется не только непосредственно цветом (цветностью), но также и яркостью. Для приложений, требующих точного различия цветов, следует использовать колориметр или спектрофотометр. Более подробная информация представлена в ИСО 9241-305.

5.4.3 Неоднородность контраста

Рассчитать неоднородность контраста, используя значения, измеренные в 5.2.2, и уравнение (5.2):

неоднородность контраста = 100% .

(5.2)

5.4.4 Геометрические искажения

Не должны встречаться изменения, нарушающие форму знаков или их расположение, вследствие неустойчивости изображения или графических дефектов. Геометрические искажения могут быть определены, например, наложением прямоугольного листка бумаги на горизонтальные или вертикальные строки в намеченной области дисплея.

Большинство графических дефектов может быть исправлено при помощи средств управления изображением на экране.

5.4.5 Дефекты пикселей

5.4.5.1 Залипание пикселя/субпикселя

Поскольку пиксели/субпиксели всегда ярко светятся на черном фоне, то для наблюдения следует использовать черный экран.

5.4.5.2 Потускнение пикселя/субпикселя

Поскольку пиксели/субпиксели могут светиться серым цветом, независимо от белого или черного фона, то для наблюдения следует использовать белый, а затем черный экран.

5.4.5.3 Выгорание пикселя/субпикселя

Поскольку пиксели/субпиксели всегда проявляются на белом экране как темные точки, то для наблюдения следует использовать белый экран.

Примечание - Для получения более полной информации следует обратиться к [7]. Класс дефекта пикселя определен в ИСО 9241-307.

5.4.6 Временная нестабильность (мерцание)

Для экранов ЭЛТ-дисплеев восприятие изображения без мерцания главным образом зависит от взаимодействия следующих факторов:

- технических факторов, таких как частота регенерации изображения, формирование изображения, разрешение, послесвечение люминофора, средняя яркость дисплея и размер области отображения дисплея;

- зрительных возможностей отдельно взятого оператора.

Для экранов ЭЛТ-дисплеев в положительной полярности, используя рисунок 5 (который показывает взаимосвязь между частотой регенерации, разрешением и частотой горизонтальной развертки), следует определить сочетания факторов, необходимых для достижения немерцающего экрана. Рекомендуемая частота регенерации составляет 100 Гц.

Если частота регенерации устанавливается ниже 85 Гц, то следует изменить ее на более высокую, если это технически возможно (изменение зависит от строчных частот монитора и возможностей видеокарты).

Рисунок 5 - Корреляция между частотой регенерации, частотой горизонтальной развертки и разрешением

Чем выше необходимая частота регенерации и разрешение, тем выше должна быть частота горизонтальной развертки. Например, частота горизонтальной развертки 70 кГц требуется для отображения изображения с частотой регенерации 85 Гц и разрешением 1024 х 768.

Альтернативный метод для определения наличия мерцания состоит в следующем:

a) отрегулировать дисплей для отображения белого фона (положительная полярность);

b) настроить яркость и контраст на максимум;

c) сфокусировать взгляд на точке, находящейся приблизительно на 30° слева или справа от дисплея; убедиться, что дисплей может наблюдаться периферийной частью зрения;

d) если экран мерцает, то мерцание будет видно периферийной частью зрения. В этом случае следует проверить настройку частоты регенерации и установить по возможности ее максимальное значение.

Для других дисплеев, таких как ЖК-дисплеи, электролюминесцентные и плазменные дисплеи, для восприятия изображения без мерцания решающими могут быть иные технические факторы.

5.4.7 Пространственная нестабильность (дрожание)

Дрожание может быть вызвано непосредственно дисплеем (внутренним источником) или внешними электромагнитными полями (например, от железнодорожной линии передач, трансформатора, внешнего источника питания оборудования информационных технологий).

При использовании ЖК-дисплеев дрожание не может быть вызвано внешними электромагнитными полями.

Сильное дрожание легко может наблюдаться пользователем без измерительного устройства. Измерить дрожание можно при помощи лупы со встроенной шкалой.

Информация о методах измерения приведена в ИСО 9241-305.

5.4.8 Муаровые эффекты

Муаровые эффекты могут быть обнаружены при помощи визуального контроля или соответствующих испытательных программ монитора.

У некоторых видеодисплеев имеется встроенная функция корректировки, которая должна быть использована для устранения муаровых эффектов.

5.4.9 Другие нестабильности

Другие нестабильности, такие как плавание, дрейф, перекрестные помехи или тени на объектах или знаках, могут быть обнаружены при помощи визуального контроля (см. ИСО 9241-303).

5.4.10 Нежелательные отражения

Возмущающие отражения могут быть определены при помощи визуального контроля. В приложении С даны рекомендации по устранению нежелательных отражений.

Дисплеи делятся в соответствии с их антиотражающими возможностями для положительной и отрицательной полярности на три класса (см. таблицу 3).

Таблица 3 - Классы отражения экрана

Класс отражения	Окружающая среда
I	Подходит для стандартного использования в офисе
II	Подходит для большинства окружающих сред, но не всех
III	Требует особой окружающей среды с контролируемым освещением

Чтобы определить, является ли дисплей подходящим для предполагаемого использования в данной среде, следует проверить перечень технических характеристик или узнать у поставщика класс отражения.

Для стандартной офисной среды рекомендуется положительная полярность, потому что нежелательные отражения имеют меньший возмущающий эффект по сравнению с отрицательной полярностью.

5.4.11 Непредусмотренные эффекты глубины

Следует рассмотреть приложение на наличие спектрального ограничения цветов в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 - Спектральное ограничение цветов

Фон изображения	Требование/рекомендация	Рассмотрение/ссылка
Положительная полярность, ахроматический	Предпочтительно для большинства задач	См. ИСО 9241-303
Положительная полярность, хроматический	Избегать синего на красном как основного цвета. Использовать черный или темно-серый передний план	Глубина резкости глаза. Неверный, нежелательный (хромостереопсис). Распознавание цветов
Отрицательная полярность, ахроматический	Избегать синего как основного цвета. Избегать красного как основного цвета	Недостаточная разборчивость. Для текстового представления трудно достичь необходимых условий контраста. Около 8% пользователей имеют уменьшенную способность к распознаванию красно-зеленого
Отрицательная полярность, хроматический	Избегать красного на синем как основного цвета	Глубина резкости глаза. Неверный, нежелательный (хромостереопсис)

Спектральное ограничение цветов (граница синего, граница красного), которое приводит к эффектам резкости (хромостереопсис), не должно наблюдаться на изображениях, предусмотренных для длительного рассмотрения или чтения.

5.5 Разборчивость и удобочитаемость

5.5.1 Яркостный контраст

5.5.1.1 ЭЛТ - внутренний контраст на знаках или объектах, имеющих недискретное, неоднородное распределение яркости небольшой области.

Оценка контраста может быть сделана только с использованием сканирования или люксметра с соответствующей апертурой. Более подробная информация представлена в ИСО 9241-305.

5.5.1.2 ЖК - яркостной контраст области плоскопанельных дисплеев

Измерить яркость области при помощи яркомера в соответствии с алгоритмом, описанным в 5.2.2.

5.5.2 Полярность изображения

См. ИСО 9241-303, 5.5.3.

5.5.3 Высота знака

5.5.3.1 Высота знака, измеренная при помощи фольги компаратора, для ЖК- и ЭЛТ-дисплеев

Следует использовать полимерную фольгу с разметкой различной известной высоты или лупу со встроенной шкалой. Наложить фольгу/лупу на экран. Сравнить метки на фольге с высотой знака на экране или измерить высоту знака при помощи лупы. Рассчитать высоту знака как стягиваемый угол наблюдения , измеренный в угловых минутах, используя уравнение (5.3):

,

(5.3)

где - высота цели, мм;

D - расстояние наблюдения, мм.

5.5.3.2 Размер знака, определенный с помощью количества пикселей и высоты экрана

Количество пикселей n в высоте знака.

Использовать программу, предназначенную для измерения высоты знака в пикселях, часто включенную в операционные системы (см. рисунок 6).

Рисунок 6 - Масштабированные знаки в пределах сетки

Рассчитать высоту знака как стягиваемый угол наблюдения , измеренный в угловых минутах, используя уравнение (5.4):

,

(5.4)

где D - расстояние наблюдения, мм;

n - количество пикселей в высоте знака;

р - высота экрана, в пикселях;

s - высота экрана, мм.

Размер экрана (высота и ширина) определяется изготовителем и указывается в руководстве пользователя или технической инструкции (например в перечне технических характеристик). Для ЭЛТ-дисплеев следует убедиться, что используемый размер экрана является таким же, как указан изготовителем; в противном случае изменить размер экрана на соответствующий.

5.5.3.3 Высота экрана

Для ЭЛТ-дисплеев следует наложить линейку на экран и измерить его высоту. Убедиться, что глаза перпендикулярны экрану в течение всего времени измерения. Повторить измерение и рассчитать среднюю величину высоты экрана s.

5.5.4 Постоянство размера текста

Выполнить визуальный контроль.

5.5.5 Ширина штриха

Следует использовать фольгу компаратора или лупу со встроенной шкалой для определения ширины штриха. Наложить фольгу/лупу на знак на экране. Убедиться, что глаза перпендикулярны экрану в течение всего времени измерения.

5.5.6 Отношение ширины знака к высоте

Следует использовать фольгу компаратора или лупу со встроенной шкалой для определения ширины и высоты знака. Рассчитать отношение.

В качестве альтернативного метода для определения ширины и высоты знака можно использовать метод, опис