角度域光学测量：配光曲线、视角锥与 BRDF

显示器有两个"角度问题"经常被混成一句话：

屏自己往外发光随方向怎么变 → 决定"侧面看还准不准"（视角）；
表面把环境光反射到哪去 → 决定"会不会反光刺眼"（眩光）。

这两件事都只能用角度域的测量回答，而这个维度在常规九点法里是缺失的 —— 九点法拿了空间，却丢了方向。本页补的就是这一维。

本页按三段式走：先分清角度域的两类对象（概念）→ 再学会设计与解读角度测量（会用）→ 最后弄清亮度与色度为何角度行为不同（原理）。

光度的量与测量几何见光度学与辐射度学；反射率的定义与 SCI / SCE 口径见反射率测量； AG / AR 的表面处理原理见光泽度与防眩光；视角的成因与补偿见视角与光学补偿。

一、角度域的两类对象（概念）

对象	测什么	决定了什么
发光的角度分布（视角锥）	屏输出亮度与色度随观察角的变化	亮度保持、色偏、对比度崩塌
反射的角度分布（BRDF）	入射光被反射到各个方向的比例	眩光、黑位抬升、镜面像

✅ 一条纪律：这两条通道必须分开测。把"侧面看不清"和"灯照上去发白"混在一起，就会得出"这块屏视角差"这种既无法复现也无法验收的结论 —— 前者随观察角变，后者随光源位置变。

二、配光曲线与"视角锥"

配光曲线：以角度为横轴、亮度（或相对亮度）为纵轴的分布曲线。它不是一条线，而是一族：水平截面、垂直截面、对角截面各不相同。

视角锥：把"满足某个判据"的角度集合画成的一个锥体。关键在于用什么判据画 —— 不同判据得到不同的锥：

口径	定义	常见用途
对比度衰减角（CR ≥ 10）	对比度掉到 10:1 的角度	厂商标称的 `178°/178°` 就出自这里
亮度半衰角	亮度降到正视 50% 的角度	反映收光结构（棱镜膜）的作用强度
色度漂移角	Δu′v′ 超过阈值的角度	色偏通常比亮度衰减更早被看出来
灰阶漂移角	斜视时灰阶（Gamma）偏离目标的角度	VA 类面板的典型短板

⚠️ 厂商标称的视角是从对比度口径来的，所以它不承诺亮度、色度与灰阶。四个口径得出四个不同的锥 —— 报"视角"不写口径等于没报（见视角与光学补偿第七节）。

三、会用（一）：角度测量的几何口径

角度测量的可复现性几乎全部押在几何定义上：

① 法线为零点；方位角分开记（水平 / 垂直 / 对角不能合成一个数）
② 角度档位与步进写清（如 0 / 15 / 30 / 45 …）
③ 探头口径与测距：大屏靠边时，探头与被测点必须重定位
④ 判别式：只改角度（位置不变）→ 视角效应；
          只改位置（角度不变）→ 屏的不均
⑤ 曲面与超宽屏要单列：其边缘的入射角本身就与中心不同

        ┌─── 谁绕谁转，决定几何 ───────────────┐
   方案 A：转动被测屏（探头固定）→ 屏的"入射角"不变，但重力和热态会变
   方案 B：转动探头（屏固定）   → 更接近"人绕着看"，但探头轨迹要标定
   → 报告必须写明是哪一种；两者在边缘点的结果常不一致

✅ 与"不均匀"的辨析：第 ④ 条是把"角度问题"和"屏的不均"分开的可靠手段，也是亮度均匀性与 Mura 第三节的两问。

四、会用（二）：BRDF / BSDF 与反射的三个分量

BRDF（双向反射分布函数）描述"从某个方向入射的光，往各个方向反射多少"：

fr(θi, φi ; θr, φr)   单位：1/sr
   · 满足互易性：交换入射与反射方向，函数值不变
   · 对全部反射方向积分 → 得到该照明几何下的反射率 ρ
   · 照明几何一变（灯的位置与张角），积分结果就变 → 记为 ρ_eff

屏幕表面的反射要拆成三个分量看：

分量	物理来源	表现为	由什么决定
镜面（表面）反射	盖板玻璃 / 膜层上表面的菲涅尔反射	清晰的灯像、刺眼眩光	表面粗糙度、镀膜
漫反射（体散射）	粗糙层与内部散射	整体发灰、黑位抬高	雾度、散射粒子
近镜面晕（DOI）	小角度内的散射	反射像"发糊"	中尺度粗糙度谱

✅ 本页最重要的一条辨析： 眩光由"镜面分量有多集中"决定；黑位抬升由"总反射率有多大"决定。 这是两个不同的量 —— 所以 AG 能让眩光明显减轻，却几乎不改善黑位抬升。详见第八、九节的原理。

五、会用（三）：AG / AR / LR 的效果怎么量化

手段	作用在哪个分量	该量的量	代价
AG（防眩）	把镜面能量摊到宽角度	雾度、DOI / 清晰度、光泽度（20° / 60° / 85°）	砂感、画面锐度略降
AR（减反）	降低总反射率	反射率 ρ（含镜面分量）	成本、易留指纹、观感偏"冷"
LR（低反射）	两者叠加	ρ 与雾度同时看	成本最高

两条口径纪律：

光泽度必须写角度：同一块 AG 屏，20° 与 85° 几何下的结论可以完全不同 —— "低光泽"通常指高角度几何下反射像弥散。
雾度必须写透射还是反射：透射雾度影响画面清晰度，反射雾度影响眩光；两者数值不同、结论也不同（见光泽度与防眩光）。

六、会用（四）：设备与测量链

对象	设备	关键点
发光角度分布	旋转台 + 亮度计 / 成像亮度计	转动方案要写清（谁绕谁转）
大屏视角	成像亮度计 + 多点或多角度	一次取多点，避开逐点重定位误差
反射角度分布	变角分光光度计	入射角与接收角的完整定义
光泽度	光泽度计（20° / 60° / 85°）	几何不同则结果不同
雾度 / DOI	雾度计、DOI 仪	透射与反射要分清

设备类别与选型落点见测试设备总览、光学测量设备总览与选型；成像式取全屏的做法见成像式测量设备。

七、判据与记录字段

字段	缺了会怎样
方向	水平 / 垂直 / 对角，结论不能混
角度档位与步进	不给档位则衰减速率不可比
距离与探头口径	大屏必须写；覆盖面积随距离变
转动方案（转屏 / 转探头）	几何定义不同，结果不可对照
亮度档与模式	视角与背光工作点相关（分区、ABL）
环境照度与温度	反射通道对环境光敏感；热态影响输出
参考白点	色度漂移要相对一个明确白点比较

📋 判据接口：本页属测量方法与流程类 —— 依此页结论做判定时，除通用条件外还必须附带判据字段集 · 测量方法与流程类所列字段（共 7 项）：这次测量的结果能否被另一个人原样重放？缺任一项，结论不可复核，只能作降级表述。

八、原理（一）：为什么亮度与色度的角度行为不同步

亮度随角度下降 —— 是"光的多少"的问题：
   棱镜膜把斜射光收拢到正视 → 斜看时本来就没那么多光
   加上投影面积变化（几何因素）
   → 曲线形状主要由背光与收光结构决定

色度随角度漂移 —— 是"光谱 / 偏振比例"的问题：
   液晶相位延迟随入射角变化 → 各灰阶的偏振调制量偏离设计
   膜片的偏振与干涉特性随角度变
   自发光方案还叠加发光腔的方向特性
   → 曲线形状主要由面板与膜层决定

→ 两条曲线由不同的物理机制支配，因此可以一个很好、一个很差
→ 判据上必须分列：只报一个"178°"，等于只报了两条曲线中的一个点

九、原理（二）：为什么"视角 178°"不是观感结论

178° 只约束一件事：对比度还在 10:1 以上。它完全不约束——
   ① 亮度衰减到多少        ② 色偏有多大
   ③ 灰阶是否跟着漂        ④ 表面反射是否在同一角度下变差
→ ①②③ 属于发光通道，④ 属于反射通道，两者独立
→ 后果：两块都标 178° 的屏，观感可以差很远；
   而"看起来发灰"到底是哪一个通道造成的，只能靠角度域测量分开
→ 所以判据要写成"什么方向、什么角度、以什么阈值、测的是哪条通道"
   （见 [判据与验收](criteria-and-acceptance.md)）

关键概念速查

术语	英文	含义
配光曲线	Luminous Intensity Distribution	亮度随角度的分布曲线
视角锥	Viewing Cone	满足某判据的角度集合
亮度半衰角	Half-Luminance Angle	亮度降到 50% 的角度
对比度衰减角	CR Decay Angle	对比度掉到 10:1 的角度
双向反射分布函数	BRDF	反射光按方向分布的函数，单位 1/sr
双向散射分布函数	BSDF	反射与透射一并描述的广义形式
有效反射率	ρ_eff	特定照明几何下积分得到的反射率
镜像清晰度	DOI	反射像的清晰程度，反映近镜面散射
雾度	Haze	散射光占总反射（或透射）的比例
光泽度	Gloss	规定几何下的镜面反射强度指标
眩光	Glare	高亮度反射源造成的视觉不适
砂感 / 闪点	Sparkle	AG 表面微结构带来的颗粒观感

角度域光学测量：配光曲线、视角锥与 BRDF ​

一、角度域的两类对象（概念） ​

二、配光曲线与"视角锥" ​

三、会用（一）：角度测量的几何口径 ​

四、会用（二）：BRDF / BSDF 与反射的三个分量 ​

五、会用（三）：AG / AR / LR 的效果怎么量化 ​

六、会用（四）：设备与测量链 ​

七、判据与记录字段 ​

八、原理（一）：为什么亮度与色度的角度行为不同步 ​

九、原理（二）：为什么"视角 178°"不是观感结论 ​

关键概念速查 ​

相关文档 ​