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Die Auflösung wird meist aus Gewohnheit festgelegt – entweder so, wie sie im letzten Projekt verwendet wurde, oder so, wie es das Budget zulässt. Bei einer Benutzeroberfläche, die kleinere Zeichen darstellt, führt dies zu einer höheren Grafiklast und einer schwierigeren Bedienung, ohne dass die Lesbarkeit für den Benutzer verbessert wird. Die sinnvolle Spezifikation ergibt sich aus dem kleinsten Detail, das aus der Arbeitsentfernung lesbar sein muss.
Es ändert gleichzeitig die Zeichengröße, die Grafiklast und den Aufwand für die Benutzeroberfläche.
Die Pixelanzahl allein ist ohne die physische Größe des Panels bedeutungslos, da die Lesbarkeit von der Zeichenhöhe in Millimetern im jeweiligen Betrachtungsabstand abhängt. Zwei Panels mit gleicher Auflösung verhalten sich unterschiedlich, wenn eines 7 Zoll und das andere 15 Zoll groß ist. Diese Entscheidung beeinflusst auch die Schnittstelle: Mehr Pixel bei gleicher Bildwiederholfrequenz bedeuten einen höheren Pixeltakt, der eine parallele Verbindung überlasten und eine serielle Schnittstelle erzwingen kann.
Wenn man die Entscheidung in dieser Reihenfolge liest – Lesbarkeit, dann Grafikladezeit, dann Benutzeroberfläche –, bleibt die Spezifikation an der Erfahrung des Bedieners und nicht an einem Datenblatt orientiert.
Die Höhe in Millimetern ist die entscheidende Zahl.
Ein Zeichen, das in 500 mm Entfernung lesbar ist, nimmt etwa ein Drittel Grad ein; für die gleiche Winkelgröße in 1.5 m Entfernung ist ungefähr die dreifache Höhe erforderlich. Multipliziert man die benötigte Winkelgröße mit der Entfernung und dividiert das Ergebnis durch das typische Verhältnis von Zeichengröße zu Höhe, erhält man eine erste Schätzung in Millimetern. Diese lässt sich in Pixel umrechnen, sobald der Pixelabstand des Panels bekannt ist. Mit dieser einen Berechnung lassen sich die meisten Diskussionen über die Auflösung vermeiden.
Wird das Display durch ein Schutzfenster oder von einem Brillenträger betrachtet, ist ein größerer Betrachtungsabstand einzuplanen. Verändert ein Bedienelement den Betrachtungsabstand während der Nutzung, ist die Größe an die maximale Entfernung anzupassen.
Detaillierte Inhalte setzen eine Mindestanforderung, die die Lesbarkeit allein nicht erfüllt.
Ein Trenddiagramm benötigt eine ausreichende horizontale Auflösung, um Spitzenwerte ohne Aliasing darzustellen; eine Abdeckungs- oder Standortkarte benötigt genügend Pixel, um benachbarte Bereiche zu unterscheiden; eine Kameraüberlagerung benötigt genügend Pixel, um Markierungen präzise zu platzieren. Jede dieser Anforderungen ist messbar – die minimale Merkmalsbreite in Pixeln – und die konsequente Berücksichtigung dieser Anforderung verhindert eine Benutzeroberfläche, die zwar auf einem Screenshot gut lesbar ist, auf dem Rechner jedoch schlecht.
Wenn mehrere Inhaltstypen auf einem Bildschirm angezeigt werden, sollte der Platz zunächst anhand der Informationshierarchie zugewiesen werden. Anschließend sollte die Auflösung gewählt werden, die die dichteste Ansicht ohne Skalierung ermöglicht.
Der Pixeltakt ist das Produkt aus den Summen und der Bildwiederholfrequenz.
Eine höhere Auflösung erhöht die horizontalen und vertikalen Gesamtwerte, wodurch der benötigte Pixeltakt selbst bei gleicher Bildwiederholfrequenz steigt. Dies führt dazu, dass Designs von parallelem RGB auf LVDS oder MIPI DSI oder von einer einzelnen LVDS-Verbindung auf zwei umgestellt werden. Die Schnittstellenspezifikationen selbst werden von Organisationen wie MIPI und HDMI.org veröffentlicht , und die elektrische Auslegung der Verbindung ist von Komponentenherstellern umfassend dokumentiert, beispielsweise in der LVDS-Anwendungsbeschreibung von TI und in den Dokumentationen zur Signalkette von Analog Devices.
SerDes-Verbindungen ermöglichen höhere Datenraten über längere Kabel und sind für Produktfamilien wie TI FPD-Link dokumentiert . Der Aufwand besteht in zwei kleinen Platinen und einer gewissen Latenz, weshalb die Auflösungsentscheidungen üblicherweise zusammen mit dem Schnittstellenplan getroffen werden.
Eine für eine bestimmte Auflösung konzipierte Benutzeroberfläche lässt sich selten verlustfrei skalieren.
Die Skalierung verändert die Darstellung von Text und dünnen Linien und fügt einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt mit eigener Latenz hinzu. Kann der Host die native Bildwiederholfrequenz des Panels nicht bereitstellen, wird das Bild entweder gestreckt oder skaliert dargestellt. Beides ist schlechter, als die Benutzeroberfläche optimal auf das Panel abzustimmen. Das Seitenverhältnis hat denselben Effekt: Inhalte, die für 16:9 erstellt wurden und auf einem breiteren oder schmaleren Panel angezeigt werden, werden entweder mit schwarzen Balken versehen oder verzerrt dargestellt.
Die praktische Regel lautet, die native Auflösung des Panels so zu wählen, dass sie zum Design der Benutzeroberfläche passt, und die Skalierung eher als Diagnoseinstrument denn als Designmethode zu betrachten.
Eine gemeinsame Klasse kauft Material, Werkzeuge und Schnittstellenoptionen.
Panels in gängigen Auflösungen – 800x480, 1024x600, 1280x800, 1920x1080 und den üblichen FHD-Varianten – sind von mehreren Herstellern erhältlich, werden von mehr Plattformen unterstützt und lassen sich beim Ende einer Generation leichter austauschen. Eine ungewöhnliche Auflösung mag zwar besser zum Inhalt passen, schränkt aber die Verfügbarkeit ein und erfordert oft individuelle Anpassungen, die über die gesamte Produktlebensdauer hinweg gepflegt werden müssen.
Wenn eine ungewöhnliche Lösung tatsächlich erforderlich ist, sollte die Konstruktion die Timing-Tabelle und die Schnittstellenkonfiguration in der Projektdatei aufzeichnen, da diese Informationen einen späteren Austausch ermöglichen.
Mehr Pixel beschleunigen keine Entscheidung.
Die Reaktionszeit hängt davon ab, wie schnell der Bediener den relevanten Wert findet. Dies wiederum ist eher von Layout, Kontrast und Zeichengröße als von der Pixeldichte abhängig. Eine dichte Benutzeroberfläche mit kleinen Elementen verlangsamt die Erkennung; eine einfachere Oberfläche auf einem Bildschirm mit niedrigerer Auflösung und großen Elementen ist in der Regel schneller. Die entscheidende Messgröße ist ein zeitgestoppter Erkennungstest mit den tatsächlichen Bildschirmen, nicht eine Diskussion über Spezifikationen.
Wenn eine Maschine schnelle Entscheidungen erfordert, sollte die Auflösung auf größere kritische Werte und nicht auf zusätzliche Informationen verwendet werden.
Dichte Pixel können im Freien eher schwerer als leichter lesbar sein.
Eine höhere Pixeldichte verringert die Pixelöffnung, was die Lichtdurchlässigkeit reduziert und feine Details anfälliger für die durch Entspiegelungsschleier verursachte Unschärfe macht. Bei hellem Licht kann ein Panel mit geringerer Pixeldichte, großen Zeichen und einer gut verklebten Entspiegelungsfolie besser lesbar sein als ein Panel mit hoher Pixeldichte und derselben optischen Behandlung. Wenn ein Display sowohl für eine helle Werkstatt als auch für eine detaillierte Diagnoseansicht benötigt wird, sollten diese beiden Ansichten getrennt werden: Die Bedieneransicht kann grob und die Einstellungsansicht detailliert sein.
Die Lesbarkeitsanforderung bleibt eine Kontrastanforderung unter festgelegten Umgebungsbedingungen, unabhängig von der Auflösung.
Vier typische Fälle und die jeweilige Lösungslogik.
| Schnittstellentyp | Dominante Anforderung | Auflösungslogik |
|---|---|---|
| Bedienfeld, wenige Werte | Lesbarkeit bei 0.5-1 m | Niedrige bis mittlere Auflösung mit großen Zeichen |
| Maschinensteuerung mit Trenddiagrammen | Horizontale Details auf den Leiterbahnen | Mittlere Auflösung, 1024x600 bis 1280x800 Pixel |
| Kamera- oder Inspektionsüberlagerung | Markierungsgenauigkeit und Merkmalsbreite | Höhere Auflösung mit serieller Schnittstelle |
| Kontrollraumanzeige, mehrere Fenster | Dichte und Betrachtungsabstand | FHD-Klasse oder höher, dimensioniert auf die Entfernung |
Wenn die Produktfamilie ein einheitliches Interface-Design aufweist, ist die Standardisierung auf eine einzige Auflösungsklasse und die Variation der physischen Größe in der Regel kostengünstiger als die Unterstützung zweier Varianten.
Sechs Punkte machen es überprüfbar.
Das kleinste Zeichen, das aus der Arbeitsentfernung lesbar sein muss, in Millimetern.
Die minimale Breite von grafischen Inhalten in Pixeln.
Die physische Größe des Panels und der Pixelabstand.
Die native Auflösung und das Seitenverhältnis, wobei die Fähigkeiten des Hosts angegeben werden.
Die Schnittstelle, die der resultierende Pixeltakt benötigt, und die Kabellänge.
Die Skalierungsrichtlinie: keine oder ein festgelegter Skalierungsfaktor mit seinem Latenzbudget.
Panels in den gängigen industriellen Größen und Auflösungsklassen sind unter Produkte und im Bereich industrielle LCD-Displays aufgeführt ; die Schnittstellen- und Timing-Auswirkungen einer gewählten Auflösung sind Teil der Spezifikationsprüfung, die CDTech vor der Veröffentlichung eines Designs durchführt.
Welche Auflösung ist für ein industrielles Display am besten geeignet?
Die niedrigste Auflösung, die die dichteste Darstellung in der Benutzeroberfläche ohne Skalierung bei der für den Betrachtungsabstand erforderlichen Zeichenhöhe ermöglicht. Höhere Pixelzahlen erhöhen den Aufwand für die Benutzeroberfläche und die Grafikleistung und können die Lesbarkeit bei hellem Licht durch geringere Lichtdurchlässigkeit und Unschärfe feiner Details beeinträchtigen.
Ist Breitbild 4:3 oder 16:9?
Breitbild bedeutet üblicherweise 16:9 oder ein breiteres Seitenverhältnis wie 16:10; 4:3 ist das ältere Standardauflösungsformat. Bei Benutzeroberflächen ist die praktische Frage, ob die Inhalte für das gewählte Seitenverhältnis erstellt wurden, da ein falsches Seitenverhältnis entweder zu schwarzen Balken an den Seiten oder zu Verzerrungen führt.
Verbessert eine höhere Auflösung die Reaktionszeit des Bedieners?
Nicht von sich aus. Die Reaktionszeit hängt davon ab, wie schnell der Bediener den relevanten Wert erfasst, was wiederum von Layout, Kontrast und Schriftgröße bestimmt wird. Eine einfachere Benutzeroberfläche mit größeren Elementen auf einem Bildschirm mit niedrigerer Auflösung wird in der Regel schneller gelesen als eine komplexe Benutzeroberfläche auf einem Bildschirm mit hoher Auflösung.
Warum benötigt ein höher auflösendes Panel eine andere Benutzeroberfläche?
Da der Pixeltakt das Produkt aus horizontaler und vertikaler Summe sowie der Bildwiederholfrequenz ist, führt eine höhere Auflösung bei gleicher Bildwiederholfrequenz zu einem höheren Takt. Dies kann eine parallele Verbindung überlasten und den Einsatz von LVDS, MIPI DSI oder einer SerDes-Verbindung erforderlich machen.
Senden Sie den Betrachtungsabstand, das kleinste lesbare Zeichen und die höchste Pixeldichte der Benutzeroberfläche an CDTech; die Antwort wird die Auflösungsklasse, die zugehörige Benutzeroberfläche und die verfügbaren Moduloptionen angeben.
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