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La résolution est souvent choisie par habitude : elle correspond à celle du dernier projet utilisé ou elle retient le nombre de pixels maximal autorisé par le budget. Sur une interface machine affichant des caractères plus petits, la charge graphique est plus importante et le choix de l’interface plus difficile, sans pour autant améliorer la lisibilité pour l’opérateur. La spécification pertinente réside dans le moindre détail qui doit être lisible à la distance de travail.
Cela modifie simultanément la taille des caractères, la charge graphique et le coût de l'interface.
Le nombre de pixels, à lui seul, est inutile sans connaître la taille physique de l'écran, car la lisibilité dépend de la hauteur des caractères en millimètres à la distance de vision. Deux écrans de même résolution se comportent différemment selon que l'un mesure 7 pouces et l'autre 15 pouces. Ce choix influe également sur l'interface : plus de pixels à fréquence de rafraîchissement égale impliquent une fréquence d'horloge plus élevée, ce qui peut saturer une liaison parallèle et imposer une interface série.
Lire la décision dans cet ordre – lisibilité, puis chargement graphique, puis interface – permet de lier les spécifications à l’expérience de l’opérateur plutôt qu’à une fiche technique.
C'est la hauteur en millimètres qui compte.
Un caractère lisible à 500 mm sous-tend environ un tiers de degré ; à 1.5 m, la même taille angulaire nécessite environ trois fois la hauteur physique. En multipliant la taille angulaire requise par la distance et en divisant par le rapport typique entre la taille du caractère et sa hauteur, on obtient une première estimation en millimètres, qui se convertit en pixels une fois le pas de pixel de l'écran connu. Ce simple calcul résout la plupart des problèmes liés à la résolution.
Lorsque l'écran est visualisé à travers une vitre de protection ou par un opérateur portant des lunettes, ajoutez une marge. Si la distance de visionnage d'une télécommande se déplace pendant son utilisation, dimensionnez-la pour la position la plus éloignée.
Le niveau de détail fixe un seuil que la lisibilité seule ne garantit pas.
Un graphique de tendance nécessite une résolution horizontale suffisante pour afficher les pics sans crénelage ; une carte de couverture ou de site requiert un nombre de pixels suffisant pour distinguer les zones adjacentes ; une superposition de caméra doit permettre un placement précis des marqueurs. Chacun de ces éléments a une exigence mesurable – la largeur minimale des éléments en pixels – et le respect strict de cette exigence est essentiel pour éviter une interface lisible sur une capture d’écran mais difficilement lisible sur l’ordinateur.
Lorsque plusieurs types de contenu partagent un même écran, répartissez d'abord l'espace en fonction de la hiérarchie de l'information, puis choisissez la résolution qui affiche la vue la plus dense sans mise à l'échelle.
La fréquence d'horloge des pixels est le produit des totaux et du taux de rafraîchissement.
L'augmentation de la résolution accroît les totaux horizontaux et verticaux, ce qui entraîne une hausse de la fréquence d'horloge requise, même à taux de rafraîchissement constant. C'est ce qui justifie le passage d'une interface RGB parallèle à une interface LVDS ou MIPI DSI, ou encore le passage d'une liaison LVDS simple à une liaison double. Les spécifications d'interface sont publiées par des organismes tels que MIPI et HDMI.org , et la conception électrique de la liaison est largement documentée par les fabricants de composants, notamment dans la note d'application LVDS de TI et dans la documentation relative à la chaîne de signal d' Analog Devices.
Les liaisons SerDes permettent des débits de données plus élevés sur des câbles plus longs et sont documentées pour des familles telles que TI FPD-Link . Leur coût se limite à deux petites cartes et à une certaine latence ; c’est pourquoi les décisions concernant la résolution sont généralement prises conjointement avec le plan d’interface.
Une interface conçue pour une seule résolution s'adapte rarement sans perte.
La mise à l'échelle modifie l'apparence du texte et des traits fins, et ajoute une étape de traitement avec sa propre latence. Lorsque l'hôte ne peut pas respecter la synchronisation native de l'écran, l'image est soit étirée, soit redimensionnée ; dans les deux cas, le résultat est moins bon que de concevoir l'interface pour l'écran. Le format d'image a le même effet : un contenu conçu pour un format 16:9 et affiché sur un écran plus large ou plus étroit présente des bandes noires ou est déformé.
En pratique, il convient de choisir la résolution native de l'écran en fonction de la conception de l'interface et de considérer la mise à l'échelle comme un outil de diagnostic plutôt que comme une méthode de conception.
Une classe ordinaire achète des fournitures, des outils et des options d'interface.
Les écrans aux résolutions les plus courantes (800x480, 1024x600, 1280x800, 1920x1080 et les variantes Full HD) sont disponibles auprès de plusieurs fournisseurs, compatibles avec un plus grand nombre de plateformes et plus faciles à remplacer en fin de génération. Une résolution moins répandue peut être mieux adaptée au contenu, mais elle restreint le choix de fournisseurs et nécessite souvent un paramétrage spécifique du timing qui doit être maintenu pendant toute la durée de vie du produit.
Lorsqu'une résolution inhabituelle est réellement nécessaire, la conception doit consigner le tableau de synchronisation et la configuration de l'interface dans le fichier de projet, car ce sont ces informations qui rendent possible un remplacement ultérieur.
Plus de pixels ne rendent pas une décision plus rapide.
Le temps de réaction dépend de la rapidité avec laquelle l'opérateur trouve la valeur pertinente, ce qui est déterminé par la mise en page, le contraste et la taille des caractères plutôt que par la densité de pixels. Une interface dense avec de petits éléments ralentit la reconnaissance ; une interface plus simple sur un écran à plus faible résolution avec de grands éléments est généralement plus rapide. La seule mesure permettant de trancher cette question est un test de reconnaissance chronométré sur les écrans réels, et non une simple comparaison avec les spécifications techniques.
Lorsqu'une machine exige des décisions rapides, la résolution doit être consacrée aux valeurs critiques les plus importantes et non à des informations supplémentaires.
Des pixels plus denses peuvent être plus difficiles à lire en extérieur, et non l'inverse.
Une densité de pixels plus élevée réduit l'ouverture des pixels, ce qui diminue la transmission et rend les détails fins plus vulnérables au flou causé par le traitement antireflet. En conditions de forte luminosité, un écran à faible densité avec de grands caractères et une surface antireflet bien collée peut offrir une meilleure lisibilité qu'un écran à haute densité bénéficiant du même traitement optique. Lorsqu'un écran doit servir à la fois à un atelier lumineux et à un affichage de diagnostic précis, il est préférable de les séparer : l'affichage opérateur peut être plus grossier et l'affichage de configuration plus détaillé.
L'exigence de lisibilité reste une exigence de contraste dans des conditions ambiantes données, quelle que soit la résolution.
Quatre cas typiques et la logique de résolution pour chacun.
Lorsque la gamme de produits partage une même conception d'interface, il est généralement moins coûteux de standardiser sur une seule classe de résolution et de faire varier la taille physique que d'en prendre en charge deux.
Six éléments permettent de le vérifier.
Le plus petit caractère qui doit être lisible, en millimètres, à la distance de travail.
Largeur minimale des éléments graphiques, en pixels.
La taille physique et l'espacement des pixels de l'écran.
La résolution native et le format d'image, en fonction des capacités de l'hôte.
L'interface requise par l'horloge pixel résultante et la longueur du câble.
Politique de mise à l'échelle : aucune, ou un facteur d'échelle spécifié avec son budget de latence.
Les panneaux aux dimensions et résolutions industrielles courantes sont répertoriés dans la section « Produits » et dans la gamme d'écrans LCD industriels ; les conséquences en termes d'interface et de synchronisation d'une résolution choisie font partie de l'examen des spécifications effectué par CDTech avant la publication d'un modèle.
Quelle est la meilleure résolution pour un écran industriel ?
La résolution minimale permettant d'afficher la vue la plus dense dans l'interface sans mise à l'échelle, à la hauteur de caractère requise par la distance de visualisation, est utilisée. Un nombre de pixels plus élevé augmente le coût de l'interface et la charge graphique, et peut réduire la lisibilité en pleine lumière en diminuant la transmission et en atténuant les détails fins.
Le format écran large est-il 4:3 ou 16:9 ?
Le terme « écran large » désigne généralement un format 16:9 ou un format plus large, comme le 16:10 ; le format 4:3 correspond à l’ancien format de définition standard. Pour les interfaces des appareils, la question pratique est de savoir si le contenu a été composé pour ce format, car un format inadapté peut entraîner l’apparition de bandes noires ou une distorsion de l’image.
Une résolution plus élevée améliore-t-elle le temps de réaction de l'opérateur ?
Pas à lui seul. Le temps de réaction dépend de la rapidité avec laquelle l'opérateur repère la valeur recherchée, ce qui est déterminé par la mise en page, le contraste et la taille des caractères. Une interface plus simple, avec des éléments plus grands sur un écran basse résolution, est généralement lue plus rapidement qu'une interface dense sur un écran haute résolution.
Pourquoi un écran à plus haute résolution a-t-il besoin d'une interface différente ?
La fréquence d'horloge des pixels étant le produit des totaux horizontal et vertical et du taux de rafraîchissement, augmenter la résolution à taux de rafraîchissement constant accroît également la fréquence d'horloge, ce qui peut saturer une liaison parallèle et nécessiter l'utilisation d'une liaison LVDS, MIPI DSI ou SerDes.
Envoyez à CDTech la distance de visualisation, la taille minimale des caractères lisibles et la densité d'écran maximale de l'interface ; la réponse précisera la classe de résolution, l'interface correspondante et les options de module disponibles.
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