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視力調整功能螢幕,不戴眼鏡也能看

昱夫
・2014/07/26 ・864字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 423 ・四年級

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From Flickr. Credit: 黃毛 a.k.a. YELLOW

你正戴著眼鏡看這篇文章嗎?如果是,現在描述的這項科技將會顛覆你的習慣!

隨著行動裝置的發達,我們在生活中往往需要長時間面對「螢幕」,不只是坐在辦公桌前,甚至連搭公車坐捷運,彷彿一刻也無法將視線移開。科學家們現在正在開發ㄧ款新型的顯示系統,能配合有近視或是其他視力問題的使用者,讓他們不用戴眼鏡也可以清晰看到螢幕畫面。

這項計劃是由微軟(Microsoft)、加州大學柏克萊分校(U.C. Berkeley)與麻省理工(MIT)共同參與研發,要達成能夠配合使用者的視力情形,最主要需要的是一個強而有力的演算程式:電腦需要事先輸入使用者的眼球資訊(像是近視度數),經由演算程式分析後,根據結果調整顯示器上每個像素的顏色與亮度;另外,這項技術還需搭配一組裝置在螢幕上的聚甲基丙烯酸甲酯(acrylic)光學濾鏡,濾鏡上具有很多小孔洞,每個孔洞分別都對應到一個像素單元的位置。運用演算程式搭配光學濾鏡,螢幕顯示的影像便可以模擬出使用者戴著眼鏡觀看時的效果,讓使用者在不配戴矯正眼鏡的情形下清楚看到畫面。

目前,實驗團隊已嘗試將這個概念實體化,雖然原型機確實可以達到預期中清楚閱讀的效果,卻也發現了不少問題,像是使用者只能以特定的角度和距離能看到畫面,在其他觀看位置上觀看的畫面會被扭曲,這個問題在未來可望透過與眼球追蹤系統結合來解決,當使用者改變視角,系統就會即時運算調整畫面,維持清晰度;另外一個難解的問題,是在於ㄧ個螢幕只能配合ㄧ個人的視力狀況作改變,所以這項技術目前還較難應用到電視這種多人觀賞的螢幕上。

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除了近視,研究團隊還希望能將系統的視力調整功能擴展到其他視力問題上,像是眩光(trefoil)、球面像差(spherical aberration)等等,若是能夠配合更多類型的情況,這項技術的應用度也會更加普及。

未來當你在看到這篇文章,或許,你已不用再戴著眼鏡嘍~

 

延伸閱讀:

資料來源:Prototype display uses eyeglass prescription to allow for viewing devices without glasses [PHYS.ORG, July 25, 2014]

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昱夫
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PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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「兒童近視控制鏡片」——助延緩度數惡化,降低病變風險!
careonline_96
・2023/12/22 ・2260字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「曾經遇過一位 4 歲的小朋友,來就診的時候,近視已經高達 475 度!」高雄長庚紀念醫院眼科部教授吳佩昌醫師指出,「主要是因為長時間玩手機,所以近視度數暴衝相當快,若以每年一百多度的速度增長,很快就會成為超過 1000 度的高度近視了。」

為了看到東西,近視的孩童勢必得配戴眼鏡。吳佩昌醫師說,「我們希望利用眼鏡幫助孩童看清楚的同時還能控制近視,所以經過討論後,會提供給適合的小朋友配戴近視控制鏡片的選項。」控制型的眼鏡是利用鏡片上一千餘點的星環狀微透鏡,在視網膜前方形成非聚焦的光束帶,進而發揮近視控制的效果。

除了配戴近視控制鏡片,也請要提醒小朋友調整用眼習慣,不可長時間使用手機。吳佩昌醫師說,後續追蹤顯示,這位小朋友的近視在治療後,每年大概增加 20 幾度,已較為穩定。

目前台灣兒童近視的盛行率相當高,根據國民健康署的調查,近視大於 50 度的比例在幼兒園小班約 6.9%、幼兒園大班約 9%、小學一年級約 19.8%、小學二年級約 38.7%、小學三年級約 43.3%、小學六年級約 70.6%,到國三已達 89.3%。

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比較嚴重的是其中有將近三分之一的孩子,已經達到高度近視。吳佩昌醫師說,近視大於 500 度高度近視的比例在小學六年級約 10.3%、國中三年級約 28%、高中三年級約 35.7%。

近視是種疾病,可能產生多種併發症。吳佩昌醫師說,相較於沒有近視的人,近視 500 度的高度近視患者,白內障風險約 3 倍,視網膜剝離風險約 9 倍,黃斑部病變的風險約 41 倍。隨著近視加深,發生病變的風險也越高。該如何控制近視,是很重要的課題。

近視控制鏡片幫助延緩近視度數惡化

小朋友的近視惡化很快,每年大概會增加 100 度。吳佩昌醫師說,如果沒有好好控制,很快就會變成高度近視,有失明的風險。

目前近視控制的方法大概分成兩種,一種是藥學的方法,一種是光學的方法。吳佩昌醫師說,藥學的方法是使用低濃度阿托品散瞳劑,讓眼睛放鬆。光學的方法,包括近視控制眼鏡、角膜塑型片等。

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以前常用的角膜塑型片是硬式隱形眼鏡,孩童於晚上睡覺時配戴,起床後摘除。角膜塑型片會暫時改變角膜的形狀,所以能夠矯正近視,但是隨著角膜回彈,效果漸漸消失。配戴角膜塑型片的異物感較明顯,而且通常需要父母協助每天清潔。

為了克服角膜塑型片的缺點,發展出近視控制日拋隱形眼鏡,讓孩童在白天配戴軟式隱形眼鏡,異物感較低,較容易適應,取下後可直接丟棄。

由於角膜塑型片與近視控制日拋隱形眼鏡都會接觸眼球,且須長時間配戴,讓很多家長會感到疑慮,所以也有廠商研發出兒童近視控制鏡片。

兒童近視控制鏡片的好處是沒有接觸眼球,配戴方式與一般眼鏡相同,相當方便也容易適應,家長不用擔心隱形眼鏡的清潔問題。吳佩昌醫師說,而且兒童近視控制鏡片適用的年齡層比較廣泛,不只限於 9 歲以上,幾乎全年齡層的兒童與青少年都可以使用。

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當近視達到 150 度時,大概就沒辦法看清楚黑板,會對學習與生活造成影響,所以建議配戴眼鏡矯正。吳佩昌醫師說,兒童近視控制鏡片既可以矯正近視、散光,讓小朋友能看清楚黑板,又有助於近視控制。

配戴兒童近視控制鏡片後,一定要定期追蹤檢查,了解近視的狀況,必要時還可以搭配散瞳劑使用。吳佩昌醫師說,白天配戴近視控制日拋隱形眼鏡的孩童,在晚上拿掉隱形眼鏡後,也可以繼續使用兒童近視控制鏡片,加強近視控制。

雖然兒童近視控制鏡片的外觀與一般眼鏡相似,但是一般眼鏡缺少特殊的微透鏡設計並沒有近視控制的效果。吳佩昌醫師說,「兒童近視控制鏡片上具有上千點微小的透鏡,不會影響視野,還可以在視網膜前形成非聚焦光束帶,透過週邊近視離焦延緩近視惡化。國際的大師認為,這類技術未來會成為近視控制的主流,比其他方法更為普及。」

配戴兒童近視控制鏡片要避免撞擊,請保持清潔,不要磨損鏡片。吳佩昌醫師提醒,一天需配戴 10 至 12 個小時,才能發揮近視控制的效果。

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日常生活中,務必養成良好用眼習慣。吳佩昌醫師說,國民健康署推動「eye 眼健康密碼:3010120」,意思是「用眼 30 分鐘、休息 10 分鐘,每天戶外活動 120 分鐘以上」。善用各種方式,多管齊下,才能幫近視的度數踩煞車,避免暴衝到成為高度近視喔!

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careonline_96
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高端玩家必看!顯示器的反應時間是怎麼定義?最新推出的 VESA ClearMR 認證,重新定義電競螢幕動態顯示規格
宜特科技_96
・2023/08/30 ・4272字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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玩家使用電競螢幕玩遊戲
圖/宜特科技

電競顯示器五花八門,但你了解廠商主打 1ms 反應時間的意思嗎? 而 2022 年推出的 VESA ClearMR 認證,是如何重新定義動態畫面的模糊比例,又有什麼測試重點呢?

本文轉載自宜特小學堂〈VESA 最新推出 ClearMR 認證 重新定義電競螢幕動態顯示規格〉,如果您對半導體產業新知有興趣,歡迎按下右邊的追蹤,就不會錯過宜特科技的最新文章!

點擊圖片收看影片版

近十年全球電競產業可謂炙手可熱,吸引了大量的關注和投資。根據數據分析公司 Newzoo 的報告顯示,2022 年全球電競市場規模就已突破了 10 億美元的大關。而該公司也預測,到了 2025 年全球每 11 個人中,就有1人將成為電競賽事的觀眾,凸顯了電競產業的快速增長和受眾擴大,將帶來更多商機和成長潛力。

全神貫注比賽的電競選手
全神貫注的電競選手。圖/Insider Intelligence

而遊戲勝負的關鍵,除了依靠選手本身的反應力,設備優劣也是不可或缺的條件之一,尤其電競中極度仰賴的「畫面」的反應時間,輸贏往往就取決在短短幾毫秒的動態表現。當消費者在挑選顯示器時,會看到許多廠商都標榜「1ms 反應時間」,但是細看規格會發現,有些標示 1ms GtG,有些標示 1ms MPRT,由於業界對於影像動態模糊的顯示規格不一,讓消費者在購買時很容易產生混淆。

電商平台會以 "1ms 反應時間"作為消費者選購的參考
電商平台會以 1ms 反應時間作為消費者選購的參考。圖/momo購物網

有鑒於此,2022年,視訊電子標準協會(Video Electronics Standards Association,簡稱VESA)針對螢幕在動態顯示時的表現進行標準化,提出 ClearMR (Clear Motion Ratio Compliance Test Specification)認證,清楚地界定「螢幕在顯示快速移動影像時,清晰和模糊畫素的比例」,這是注重顯示器動態表現的電競選手與玩家們會關注的焦點。

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那麼,兩種主流規格 GtG 和 MPRT 到底差在哪裡?ClearMR 又是怎麼定義動態畫面的模糊比例?它與市面上已有的其他規格有何不同?本文章將先介紹目前主流的兩種規格—MPRT 和 GtG,再進一步介紹最新 VESA ClearMR 測試規範的重點。

一、 GTG(灰階對灰階反應時間),僅針對灰階,無法定義畫面的模糊

LCD 液晶顯示器(Liquid-Crystal Display)就像拼圖一樣,是由大量像素點拼湊成一個完整的畫面,每個像素點中 RGB 三原色比例,決定了呈現的顏色。例如,紅色的比例越高就越紅,藍色比例提高、紅色下降則會變紫,如果想展現出亮紅或暗紅的差異,則是根據電壓大小來改變亮度。

LCD 液晶顯示器的像素放大圖及 RGB 比例改變後,顏色產生變化的示意圖
LCD 液晶顯示器的像素放大圖及 RGB 比例改變後,顏色產生變化的示意圖。圖/wiki & 宜特科技繪製

我們可以想像當白光通過紅色的亮度越高,就會顯示出亮紅色,反之光源越暗,就會呈現出暗紅色。如果畫面只有最暗跟最亮就會變得很極端,所以現在的顯示器,就是透過從最暗到最亮共有256個灰階的變化,呈現出各種精緻的色彩。

螢幕的256個灰階影像變化
256個灰階影像變化。圖/moblie01

前面講了那麼多,我們終於要講到正題的 GtG(Gray to Gray,灰階對灰階的反應時間),一般 LCD 液晶顯示器所標示的反應時間,是指液晶全開/全關所需的時間,但因液晶螢幕呈現的內容,其實就是不同灰階之間的轉換跟變化。最亮和最暗兩者中間的層次愈多,就愈能夠呈現出愈細膩的畫面。當轉換的時間越長畫面就容易產生殘影,相反的,轉換時間越短畫面就越乾淨,遊戲體驗也就越好。

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然而,GtG 的數值只是針對不同灰階之間的反應時間,各家廠商的測試標準與定義也有些不同,GtG 也無法去定義畫面的模糊。那,什麼又是 MPRT 呢?

二、 用 MPRT(動態畫面反應時間)處理畫面殘影,卻導致螢幕變暗

由於 LCD 液晶顯示器的特性與人眼視覺暫留的關係,影像在移動時,使用者會看到殘影或拖影的畫面模糊現象,我們以下圖來舉例,當畫面從綠色切到藍色,中間的過度色在人眼的辨識上就會產生殘影,進而造成模糊。

ULMB 超低運動模糊技術的概念動圖
ULMB 超低運動模糊技術的概念圖。圖/宜特科技

為了解決此問題,於是透過開關螢幕的背光或是插入黑畫面,以縮減每幀畫面的顯示時間,來降低視覺暫留,讓畫面快速移動時較為清晰,暫且解決模糊問題,這個技術就被稱為 ULMB(Ultra Low Motion Blur,超低運動模糊技術)。在剛才舉例中,我們讓綠色切到藍色中間變成了黑畫面,快速的切換可以讓畫面更為清晰。而在 ClearMR 問世前,業界最常用 MPRT(Motion Picture Response Time,動態畫面反應時間)的數值來表示從 A 畫面切到 B 畫面的反應速度。

但是,透過 ULMB 去達到降低 MPRT 的反應時間,也就意味著頻繁的開關背光或是插入黑畫面,會造成螢幕亮度降低,也可能讓使用者看到螢幕閃爍的情形,並且會發生過衝(Overshoot)和下衝(Undershoot)等現象,最糟甚至會導致訊號失真,對圖像品質造成影響或是面板壽命變短。

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訊號測試小知識

過衝(Overshoot):是指信號在從一個值轉變到另一個值時,瞬時值超過了最終(穩態)值,並產生在電源電平之上的額外電壓效應。這意味著信號在轉換過程中超過了預期的目標值。

下衝(Undershoot):則是指信號在從一個值轉變到另一個值時,瞬時值低於最終值,並產生在參考地電平之下的額外電壓效應。這意味著信號在轉換過程中低於了預期的目標值。

過衝和下衝都是電子訊號處理中不利的現象,常常發生在訊號轉換、開關操作或電路切換的過程中。它們可能導致訊號失真、噪音增加,甚至對電子元件和電路造成損壞。而在顯示器上,嚴重的過衝與下衝,會導致面板的壽命變短,畫面過於銳利,而導致失真。

三、 全新推出的 ClearMR,精準定義畫面模糊的標準

講完了 GtG 與 MPRT ,我們終於要來介紹,最新定義畫面模糊的標準規範,它就是 VESA 在去年發布的 ClearMR(Clear Motion Ratio)。

VESA 於2022年7月,正式發布一致性測試規範(ClearMR CTS)V1.0,總共定義了7種不同級距(ClearMR 3000 至 ClearMR 9000),該年底更往上延伸至11個級距,加入了 ClearMR 10000 至 ClearMR 13000。級距的數字,代表著清晰影像與模糊影像的性能比,例如30:1=ClearMR 3000,70:1=ClearMR 7000,90:1=ClearMR 9000。數字愈高,表示該產品在動態上的表現愈清晰。

VESA ClearMR 有11個級距
最新的 ClearMR 共有11個級距。圖/VESA ClearMR官網

(一) 不同級距下,清楚顯現出動態模糊的差異

ClearMR 可針對螢幕的動態模糊定義與分級,讓顯示器動態模糊有了更清楚的定義可依循,不但取代了現有僅基於時間的模糊指標(如前述提及的MPRT、GtG),針對畫面模糊的狀況,提供更完整且公平的比較基礎。

從下圖可看出在不同級距下,待測螢幕顯示的動態輪胎的模糊表現。Still image代表靜止畫面,我們比較從 ClearMR 3000 到 ClearMR 9000,可以明顯比較出模糊差異,等級越高則影像越清晰。

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轉動的輪胎的模糊級距,從最低的 ClearMR 3000 到較清晰的 ClearMR 9000,最後一張為靜止畫面,可比較出其中的模糊差異
轉動的輪胎的模糊級距,從最低的 ClearMR 3000 到較清晰的 ClearMR 9000,最後一張為靜止畫面,可比較出其中的模糊差異。
圖/VESA ClearMR CTS and Logo Program Meda Slides FINAL3

(二)那 ClearMR 的數值是如何測量?

ClearMR 是利用可每秒拍攝10000張以上相片的高速攝影機,拍攝待測螢幕中,由左至右移動的亮光區塊(VESA協會提供的範例程式所產生),會區分為 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)。

待測螢幕中亮光區塊 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)端的畫面
待測螢幕中亮光區塊 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)端的畫面。圖/VESA ClearMR CTS 1.0

再透過拍攝的圖片,產生所謂模糊的輪廓,再來計算其相對應的 CMR 值(Clear Motion Ratio)。我們可以從下圖看到結果,黃框中的 CMR 值是4782,就可以對應級距圖得到待測螢幕的ClearMR級距落在 ClearMR 5000的範圍內,即為螢幕的性能表現。

(a)上衝/下衝數值;(b)上衝/下衝轉折點,可做為工程師除錯參考;(c)決定 CMR 值的各參數列表;(e)黃框中的 CMR 值,即為待測螢幕的性能表現
(a)上衝/下衝數值;(b)上衝/下衝轉折點,可做為工程師除錯參考;(c)決定 CMR 值的各參數列表;(e)黃框中的 CMR 值,即為待測螢幕的性能表現。圖/CMR Tools User Guide v2022.0405

唯有通過測試認證的產品,才有資格使用 VESA ClearMR 的 LOGO ,此規範也在推出後的第一時間,獲得多家顯示器大廠如三星、HP、LG 響應並支持,目前獲得認證的產品都有名列在 VESA 的官方網站上。或許 ClearMR 還無法完全取代,現今主流的 GtG 或 MPRT 的「反應時間概念」,但對於市面上百家爭鳴、不斷強打的 1ms 的顯示器來說,它可以為消費者提供更直觀的評選指標。

宜特訊號測試實驗室也在今年獲得 VESA 授權成為 ClearMR 認證中心,具備所有 ClearMR 認證測試設備、測試環境(包含暗房)與技術能力,可以提供動態清晰率(Clear Motion Rate,CMR)、變異係數(Coefficient of Variation,CV)、過載(Overload)、亮度退化(Luminance Degradation)、背光掃描(Backlight Strobing)測試,可協助多家顯示器、筆電、電競品牌與代工廠進行 VESA ClearMR 測試,助其產品符合規範,取得認證標章。

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文出自 www.istgroup.com

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