กรวยการมองเห็น (Viewing cone)คือชุดของทิศทางการมองเห็นที่มีประสิทธิภาพของจอแสดงผลเมื่อมองจากดวงตา ชุดมุมเหล่านี้คล้ายกับกรวยทั่วไปแนวคิดนี้ได้รับการนำเสนอเป็นมาตรฐานสากลISO 13406-2ซึ่งกำหนดให้เป็นช่วงของทิศทางการมองเห็นที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยสำหรับงานที่ต้องการโดยไม่ "ลดประสิทธิภาพการมองเห็น" มาตรฐานนี้อธิบายขั้นตอนที่ซับซ้อนซึ่งประเมินกรวยการมองเห็นจากการวัดความสว่างและสีเทียบกับทิศทางการสังเกตISO 13406-2แนะนำช่วงทิศทางการมองเห็น 4 ระดับ ตั้งแต่กรวยการมองเห็นกว้างสำหรับผู้สังเกตพร้อมกันหลายคน ไปจนถึงสิ่งที่เรียกว่า "จอแสดงผลเพื่อความเป็นส่วนตัว" ซึ่งมีกรวยการมองเห็นที่จำกัดอย่างมาก ปัจจุบันสามารถค้นหาแนวทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับแอปพลิเคชันจอแสดงผลต่างๆ ได้ในมาตรฐานISO 9241-300 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่พัฒนาต่อยอดจากมาตรฐาน นี้

เมื่อผู้สังเกตมองดูภาพที่แสดงผล ซึ่งมีขนาดไม่ลดลง จุดทุกจุดบนพื้นที่แสดงผลจะถูกมองเห็นจาก ทิศทาง ที่แตกต่างกัน ดังแสดงในรูปที่ 1 ไม่มีจุดสองจุดใดบนภาพที่แสดงผลแล้วมองเห็นจากทิศทางเดียวกัน ยิ่งภาพแสดงผลมีขนาดใหญ่และผู้สังเกตยิ่งอยู่ใกล้ภาพแสดงผลมากเท่าใด ทิศทางการมองเห็นก็จะยิ่งแตกต่างกันไปตามพื้นที่ผิวของภาพแสดงผลมากขึ้นเท่านั้น

โดยทั่วไปแล้วทิศทางการมองมักถูกเรียกว่า " มุมมอง " ซึ่งเป็นคำที่เลือกใช้ไม่เหมาะสมและควรหลีกเลี่ยง เพราะทิศทางการมองนั้นระบุด้วยมุมเชิงขั้วสองมุม ได้แก่ มุมเอียง θ (วัดจากระนาบตั้งฉากกับพื้นผิวของจอแสดงผล) และ มุม อะซิมุธ Φ ซึ่งวัดในระนาบของจอแสดงผล ดังแสดงในรูปที่ 3

ในภาพที่ 2 ลูกตาแทนผู้สังเกตที่กำลังมองไปยังจุดเฉพาะจุดหนึ่งบนหน้าจอแสดงผล ซึ่งตรงกับจุดกำเนิดของระบบพิกัดเชิงขั้ว ลูกศรสีเขียวแสดงทิศทางการมอง (เช่น ทิศทางการสังเกต) ทิศทางการมองระบุโดยมุมเอียง θ ซึ่งวัดจากระนาบตั้งฉากกับพื้นผิวของหน้าจอแสดงผล (ลูกศรแนวตั้งสีน้ำเงิน) ในขณะที่ มุม อะซิมุธ Φ คือมุมที่ภาพฉายของทิศทางการมองลงบนพื้นผิวของหน้าจอทำกับแกน x (ลูกศรสีแดง) ภาพฉายของทิศทางการมองแสดงในที่นี้เป็นเงาของลูกศรสีเขียว มุมอะซิมุธ Φ จะเพิ่มขึ้นในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา ดังแสดงในภาพที่ 3

ทิศทางต่างๆ มากมายที่สามารถมองเห็นภาพบนหน้าจอได้โดยปราศจากสิ่งผิดปกติและการบิดเบือนที่จะทำให้การใช้งานตามที่ตั้งใจไว้เป็นไปไม่ได้ (เช่น งานสำนักงานที่ใช้คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ ความบันเทิง) เรียกว่ากรวยการรับชม (แม้ว่ารูปร่างของมันอาจเป็นรูปกรวยทั่วไป ก็ตาม )

แนวคิดเรื่อง " กรวยการมอง" (viewing cone)ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในมาตรฐานสากลISO 13406-2 :2001 "ข้อกำหนดด้านการยศาสตร์สำหรับการทำงานกับจอแสดงผลแบบแบน – ส่วนที่ 2: ข้อกำหนดด้านการยศาสตร์สำหรับจอแสดงผลแบบแบน" มาตรฐานนี้ให้การจำแนกประเภทสำหรับจอคอมพิวเตอร์แบบ LCD ตามช่วงทิศทางการมองที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยสำหรับงานที่ต้องการ (ในที่นี้คือ งานสำนักงาน) โดยไม่ "ลดประสิทธิภาพการมองเห็น" การจำแนกประเภทนี้เป็นไปตาม "ระดับช่วงทิศทางการมอง" โดย "ช่วงทิศทางการมอง" เทียบเท่ากับ กรวย การ มอง

มาตรฐาน ISO 13406-2อธิบายขั้นตอนที่ซับซ้อนใน การประเมิน ขอบเขตการมองเห็น ที่ใช้งานได้ โดยพิจารณาจากการวัดความสว่างและค่าสีเทียบกับทิศทางการสังเกตISO 13406-2กำหนดช่วงทิศทางการสังเกตไว้ 4 ระดับ โดยระดับแรก (ระดับที่ 1) เป็นขอบเขตการมองเห็น ที่กว้าง สำหรับผู้สังเกตหลายคนพร้อมกัน และระดับสุดท้าย (ระดับที่ 4) เป็นสิ่งที่เรียกว่า "จอแสดงผลเพื่อความเป็นส่วนตัว" ซึ่งมีขอบเขตการมองเห็นที่จำกัดอย่าง มาก

ข้อกำหนดสำหรับจอแสดงผลจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับงานที่ต้องทำด้วยอุปกรณ์แสดงผลนั้นๆ (เช่น งานสำนักงาน ความบันเทิง โฮมเธียเตอร์ ฯลฯ) ปัจจุบันสามารถค้นหาแนวทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับแอปพลิเคชันจอแสดงผลต่างๆ ได้ในมาตรฐาน ISO 9241-300 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่พัฒนาต่อยอดจากมาตรฐานเดิม

ทิศทางการมองสามารถแสดงได้อย่างสะดวกในระบบพิกัดเชิงขั้วโดยมุมเอียง θ แทนด้วยระยะทางรัศมีจากจุดกำเนิด และมุมอะซิมุธ Φ จะเพิ่มขึ้นตามเข็มนาฬิกา ดังแสดงในรูปที่ 4 ในระบบพิกัดนี้ ทุกจุดจะสอดคล้องกับทิศทางการมอง หนึ่งทิศทาง ดังนั้น กรวยการมองจึงถูกกำหนดโดยตำแหน่ง (เส้นปิด) ในระบบพิกัดนี้ ดังแสดงด้วยสี่เหลี่ยมผืนผ้าและวงรีในรูปที่ 4

หากระบุทิศทางการมองเห็นเพียงสี่ทิศทางเท่านั้น (เช่น ในระนาบแนวนอนและแนวตั้ง) จะไม่ชัดเจนว่าเป็นกรวยสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือกรวยวงรีตามรูปที่ 4 เพื่อแก้ไขความกำกวมนี้ ควรระบุทิศทางการมองเห็นอย่างน้อย 8 ทิศทาง โดยอยู่ในระนาบแนวนอนและแนวตั้ง และในระนาบทแยงมุมทั้งสอง (Φ = 45° และ 135°)

แต่ละทิศทางในระบบพิกัดเชิงขั้วดังแสดงในรูปที่ 4 สามารถกำหนดปริมาณทางกายภาพ (สเกลาร์) ได้ เช่น ความสว่าง ความคมชัด เป็นต้น จากนั้นปริมาณนี้สามารถแสดงได้ด้วยเส้นที่มีค่าเท่ากัน (เส้นคอนทัวร์) ด้วยเฉดสีเทา หรือด้วยสีเสมือน (ดังแสดงในรูปที่ 4)

สามารถกำหนดขอบเขตการมองเห็นได้โดยเริ่มจากแอปพลิเคชันเฉพาะและรูปทรงเรขาคณิตของการสังเกตที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะทำให้ได้ช่วงทิศทางต่างๆ ที่ระบุขอบเขตการมองเห็นที่จำเป็นสำหรับงานนั้น ภายในขอบเขตการมองเห็นนี้ พารามิเตอร์ทางกายภาพบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการมองเห็นของอุปกรณ์แสดงผลจะต้องคงอยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนด (ขึ้นอยู่กับงาน)

กรวยการมองเห็นยังสามารถได้มาจากการวัด (เทียบกับทิศทางการมอง ) ที่ดำเนินการด้วยอุปกรณ์แสดงผลบางอย่างภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่กำหนด จากนั้น จะได้ กรวยการมองเห็นโดยการจำกัดค่าของปริมาณทางสายตา (เช่น ความคมชัด) ซึ่งสำหรับการใช้งานบางอย่างจำเป็นต้องมีค่าสูงกว่า 10 (เปรียบเทียบเช่นเกณฑ์กรวยการมองเห็น ของ Vesa FPDM2 307-4 ) จากนั้นเส้นที่ความคมชัดเท่ากับ 10 จะกำหนดกรวยการมองเห็น

การทดลองล่าสุด^{[ 1 ]}แสดงให้เห็นว่ากรวยการมองเห็น ที่ยอมรับได้ นั้นถูกกำหนดโดยการลดลงของความสว่างและการเปลี่ยนแปลงของสีมากกว่าการลดลงของความคมชัด ได้มีการเปรียบเทียบอย่างครอบคลุมระหว่างการทดลองและการวัดเพื่อระบุปริมาณและค่าจำกัดที่สอดคล้องกันซึ่งกำหนดกรวยการมองเห็นที่ปรากฏสำหรับหน้าจอโทรทัศน์ที่มี LCD และ PDP ผลลัพธ์อย่างหนึ่งคือ "ความสว่างที่ระดับสีเทาปานกลางถึงสูงเป็นตัวกำหนดคุณภาพที่ขึ้นอยู่กับทิศทางการมอง ไม่ใช่อัตราส่วนความคมชัด" ซึ่งพบว่าสอดคล้องกับผลการวิจัยอื่น ๆ ที่ "พบความสัมพันธ์ต่ำระหว่างอัตราส่วนความคมชัดและค่าการประเมินทางสายตา" ยิ่งไปกว่านั้น "ไม่เพียงแต่พิกัดสีของสีหลักเท่านั้น แต่พิกัดสีของจุดสีขาวมีบทบาทสำคัญและจำเป็นต้องรวมอยู่ในเมตริกที่ขึ้นอยู่กับทิศทางการมองด้วย" ผู้เขียนสรุปว่า "สำหรับจอ LCD ตัวชี้วัดใหม่นี้ส่งผลให้ได้มุมมองภาพที่มีมุมประมาณ 70°–90° (มุมที่รองรับ) ซึ่งต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้โดยทั่วไปโดยอิงจากค่าความคมชัดขั้นต่ำที่ 10 อย่างมาก สำหรับจอ PDP ตัวชี้วัดใหม่นี้ให้ช่วงทิศทางการรับชมที่เหมือนกับข้อกำหนดปัจจุบันที่ใช้การลดความสว่างลงเหลือ 50%" ในศัพท์เฉพาะที่ได้กล่าวถึงข้างต้น (และแสดงในรูปที่ 2) มุมมองภาพที่มีมุมที่รองรับ 70°–90° หมายถึง (สำหรับมุมมองภาพที่สมมาตรแบบหมุน) มุมเอียงสูงสุด 35°-45°

ภาพที่ 5 แสดงความสว่างและความคมชัดเทียบกับทิศทางการมองในระบบพิกัดเชิงขั้ว คอลัมน์ด้านซ้ายแสดงการกระจายความสว่างตามทิศทางของสถานะมืดของจอแสดงผล (ในที่นี้คือ IPS-LCD) คอลัมน์ตรงกลางแสดงสถานะสว่าง และคอลัมน์ด้านขวาแสดงความคมชัด (อัตราส่วน) ของความสว่างที่ได้จากการกระจายความสว่างสองแบบก่อนหน้า ค่าต่างๆ ถูกเข้ารหัสด้วยสี (เสมือน) กราฟด้านล่างระบบพิกัดเชิงขั้วแต่ละระบบแสดงภาพตัดขวางในระนาบแนวนอนและระบุค่าความสว่างและความคมชัด

เส้นขอบแต่ละเส้นระหว่างสองสี (หรือสองเฉดสี) แสดงถึงเส้นที่มีค่าคงที่ ในกรณีของความแตกต่างเส้นนั้นคือเส้นไอโซคอนทราสต์ (เส้นคอนทัวร์)โปรดทราบว่า "ไอโซ" ในที่นี้ใช้ในความหมายว่า "เท่ากัน" ไม่ได้หมายถึงความสัมพันธ์กับองค์การมาตรฐานสากล ( ISO )

วิธีการแสดงการเปลี่ยนแปลงปริมาณของจอแสดงผลตามทิศทางการสังเกตนี้มีที่มาจากเทคนิคทางแสงที่เรียกว่า โคนอสโคปี (conoscopy ) โคนอสโค ปี ซึ่งเดิมทีเสนอและใช้งานโดย Maugin เพื่อตรวจสอบสถานะของ การจัดเรียง ผลึกเหลวในปี 1911 ^{[ 2 ]}ได้ถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการ LCD ทุกแห่งในช่วงปลายทศวรรษที่ 1970 และตลอดทศวรรษที่ 1980 เพื่อการวัดและประเมินคุณสมบัติทางแสงของLCDและเพื่อประมาณค่าความคมชัดของ LCD ตามทิศทางการมอง ในโหมดการสังเกตแบบโคนอสโคปี ซึ่งในสมัยก่อนมักทำด้วยกล้องจุลทรรศน์ โพลาไรซ์ จะมีการสร้าง ภาพทิศทางขึ้นที่ระนาบโฟกัสด้านหลังของเลนส์วัตถุ^{[ 3 ]}ภาพทิศทางนี้^{[ 4 ]}อิงตามพิกัดเดียวกันกับการแสดงในระบบพิกัดเชิงขั้วที่แสดงในรูปที่ 4 และ 5

การตีพิมพ์ครั้งแรกของการเปลี่ยนแปลงความคมชัดของจอ LCD แบบสะท้อนแสงที่วัดด้วยอุปกรณ์โกนิโอสโคปิกแบบสแกนเชิงกลแบบมอเตอร์และแสดงเป็นภาพทิศทางโคโนสโคปิกได้รับการตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2522 ^{[ 5 ]}

• ระยะเชิงมุม
• ขอบเขตการมองเห็น
• ขอบเขตการมองเห็น