Risoluzione dei display industriali: quando vale la pena optare per una risoluzione più alta?

Vale la pena optare per un display LCD ad alta risoluzione quando gli operatori hanno bisogno di un livello di dettaglio dell'immagine o di uno spazio di lavoro che il display esistente non è in grado di fornire. È invece meno utile quando l'interfaccia è ancora costituita da pochi pulsanti di grandi dimensioni e da indicatori di stato. La risoluzione di un display industriale dovrebbe essere adeguata all'attività da svolgere, non limitarsi semplicemente alle specifiche più elevate disponibili.

Prima di confrontare i pannelli, separare risoluzione nativa da risoluzione di ingresso supportata. La risoluzione nativa è la griglia fisica di pixel dello schermo LCD. La risoluzione in ingresso è il segnale video che il monitor è in grado di accettare. Un pannello da 1280 × 800 non diventa un pannello Full HD solo perché il suo controller accetta un segnale da 1920 × 1080; l’immagine deve essere ridimensionata per adattarsi allo schermo. L’accettazione di tale segnale dipende inoltre dal controller e non è garantita. Spiegazione di EIZO sulla risoluzione nativa spiega perché questa distinzione è importante.

Nel caso di un progetto OEM, la domanda da porsi è: cosa vedrà e farà effettivamente l'operatore in modo diverso dopo la modifica della risoluzione?

Cosa migliora effettivamente una risoluzione più alta

Maggiore nitidezza dei dettagli dell'immagine

Un pannello ad alta risoluzione è in grado di mostrare maggiori dettagli se l'immagine sorgente è sufficientemente dettagliata. Ciò è importante quando un operatore esamina le immagini riprese da una telecamera, controlla il bordo di un componente o verifica il risultato di un'ispezione.

La finestra dell'immagine è importante tanto quanto la modalità a schermo intero. Il segnale di una telecamera ad alta risoluzione, compresso in una piccola casella sul cruscotto, risulta comunque ridimensionato. Se è necessario un'analisi approfondita, è opportuno fornire una visualizzazione più ampia o una funzione di zoom. Aumentare la risoluzione dello schermo non migliora né i dati acquisiti dalla telecamera né la precisione di rilevamento dell'algoritmo di visione artificiale.

Più spazio per le informazioni operative

È utile visualizzare insieme i grafici di andamento, gli allarmi e lo stato delle apparecchiature. Un numero maggiore di pixel potrebbe consentire un'utile disposizione affiancata, evitando di dover cambiare continuamente pagina.

Questo vantaggio dipende dal ridimensionamento. Se il software ingrandisce ogni elemento per mantenerne le dimensioni fisiche, i pixel aggiuntivi potrebbero migliorare la fluidità dell'immagine piuttosto che aumentare il numero di elementi visualizzati sullo schermo. Entrambi i risultati possono essere utili, ma rispondono a esigenze diverse.

Testo e grafica più raffinati

A parità di dimensioni fisiche dello schermo, un numero maggiore di pixel può rendere il testo, le linee diagonali e le curve più nitidi, a condizione che il software li visualizzi correttamente. L'ingrandimento di una vecchia interfaccia bitmap non crea nuovi dettagli.

Nel caso di una schermata di controllo semplice, questi miglioramenti potrebbero risultare modesti. Nel caso di una pagina diagnostica ricca di informazioni, invece, potrebbero giustificare la modifica.

Perché un numero maggiore di pixel non sempre migliora l'usabilità

Un display può avere un aspetto elegante sulla scrivania, ma risultare comunque scomodo da utilizzare su un computer.

Si considerino due pannelli delle stesse dimensioni e della stessa forma. Se uno dei due presenta il doppio dei pixel in larghezza, un pulsante mantenuto alla stessa larghezza in pixel fisici apparirà largo la metà su quel pannello. Un corretto ridimensionamento dell’interfaccia utente può ripristinarne le dimensioni fisiche, ma l’applicazione deve supportare tale funzionalità.

I framework moderni consentono di separare le coordinate dell'interfaccia dai pixel fisici dello schermo; Documentazione di Qt relativa all’alta risoluzione (DPI) spiega questo approccio. I software HMI meno recenti, la grafica a dimensioni fisse e i componenti software misti devono comunque essere verificati sul sistema di destinazione.

Valutare l'interfaccia dalla posizione operativa prevista. L'operatore è in grado di leggere un allarme senza doversi sporgere in avanti? I comandi adiacenti sono sufficientemente distanziati tra loro? La disposizione rimane fruibile anche indossando i guanti prescritti?

La precisione del touchscreen non dipende esclusivamente dalla risoluzione del display LCD. Anche il sensore tattile, il controller, la calibrazione e la mappatura delle coordinate sono fattori importanti. Pulsanti visibili più piccoli possono rendere più difficile l'utilizzo, anche quando il touchscreen rileva correttamente le posizioni.

Né un numero maggiore di pixel risolverà il problema del testo sbiadito causato dai riflessi o da una luminosità insufficiente. Considerali come requisiti di visibilità distinti.

Quali modifiche comporta l'aumento della risoluzione nel sistema

Carico di lavoro dell'host e del software

Nel caso di un monitor industriale autonomo, l'interfaccia viene elaborata da un computer esterno. In un panel PC, invece, tale computer è integrato nell'unità stessa. Questa distinzione è importante quando si diagnosticano problemi di lentezza nella visualizzazione grafica o si valuta il surriscaldamento.

Un'immagine da 1920 × 1080 contiene circa 2,64 volte più pixel rispetto a una da 1024 × 768. Si tratta di un confronto in termini di numero di pixel, non di una previsione secondo cui il carico della GPU, la latenza o il consumo energetico aumenteranno di 2,64 volte.

Le prestazioni effettive dipendono dalla frequenza di aggiornamento, dalle animazioni, dalla decodifica video, dall'accelerazione grafica e dalla progettazione del software. Una piattaforma in grado di visualizzare un desktop statico potrebbe comportarsi in modo diverso in presenza di diverse finestre video in tempo reale. È consigliabile testare il carico di lavoro previsto piuttosto che valutare le prestazioni basandosi esclusivamente sulla famiglia di processori.

Uscita video ed elettronica del monitor

Verificare l'intero percorso del segnale: uscita dell'host, adattatori, cavo, controller del monitor e schermo LCD. Ciascuno di essi deve supportare la risoluzione e la frequenza di aggiornamento previste. La presenza di un connettore compatibile non costituisce prova sufficiente.

Per i monitor completi, richiedere separatamente le temporizzazioni di ingresso supportate e la risoluzione nativa del pannello. Per i gruppi LCD integrati, verificare l’interfaccia del pannello e i requisiti di temporizzazione. Il nostro Guida all'interfaccia dei display industriali copre una gamma più ampia di opzioni di connessione.

Calore, costo e disponibilità

Ulteriori operazioni di rendering possono influire sul consumo energetico e sulla temperatura dell’host. È inoltre necessario verificare il consumo dei pannelli e dei controller, ma la risoluzione da sola non è sufficiente a stabilire se un sistema si surriscalderà. Confronta i dati effettivi relativi al consumo energetico e verifica il funzionamento delle apparecchiature assemblate in base al carico di lavoro previsto.

Allo stesso modo, confrontate modelli specifici di schermi LCD in termini di prezzo, tempi di consegna e piani di fornitura. Non date per scontato che una risoluzione inferiore comporti sempre un costo minore o una disponibilità più lunga. Includete nel budget destinato all’aggiornamento eventuali sostituzioni del controller, interventi sul software e procedure di ricertificazione.

Quando vale la pena optare per una risoluzione più alta… e quando invece no

Utilizzate l’attività di analisi per restringere il campo delle opzioni. Si tratta di spunti di riflessione per prendere decisioni, non di regole fisse applicabili a ogni settore.

Attività di visualizzazione	Un motivo per aumentare la risoluzione	Un motivo per mantenere la risoluzione attuale
Comandi di base della macchina	Le etichette o i contenuti diagnostici non risultano più chiari	I pulsanti, i valori e gli allarmi esistenti sono leggibili e completi
Tendenze e monitoraggio multi-finestra	Gli operatori hanno bisogno di avere a disposizione più informazioni in modo integrato	Il ridimensionamento rende le informazioni aggiuntive troppo piccole per poterle utilizzare
Viste della telecamera e delle ispezioni	I dettagli della sorgente non sono visibili nell'area di visualizzazione corrente	L'immagine originale o la piccola finestra di visualizzazione rimangono il fattore limitante
HMI esistente con layout fisso	Il software e l'hardware vengono riprogettati insieme	L'applicazione attuale si basa su un layout a pixel fisso e funziona bene

Non esiste una soglia universale a partire dalla quale uno schermo industriale possa essere definito “ad alta risoluzione”. Il Full HD può rappresentare un cambiamento sostanziale rispetto a una vecchia interfaccia XGA; un altro progetto potrebbe richiedere una risoluzione QHD (2560 × 1440) o UHD (3840 × 2160). Specificate le dimensioni esatte in pixel anziché affidarvi a definizioni generiche come “2K” o “alta risoluzione”.”

Per le apparecchiature sostitutive, la risoluzione è solo uno dei controlli di compatibilità. Se la sostituzione comporta anche una modifica della forma o delle dimensioni dello schermo, consulta la nostra Guida ai monitor industriali in formato 4:3 e 16:9 prima di considerarlo un sostituto diretto.

Cosa verificare prima di approvare la visualizzazione

Utilizzare l’host definitivo, la versione del software e i cavi approvati. Lo sfondo del desktop non costituisce un campione di prova adeguato.

1. Verificare la modalità video. Verificare la risoluzione nativa e la frequenza di aggiornamento desiderata, compresi l'avvio e il ripristino dopo un'interruzione di corrente.
2. Esamina la pagina dell'interfaccia con il maggior traffico. Presta attenzione a eventuali testi troncati, allarmi nascosti, elementi di controllo di piccole dimensioni e scale non coerenti alla distanza di visione effettiva.
3. Controllare la mappatura dei tasti. Verificare il centro, i bordi e gli angoli, compreso l'eventuale orientamento verticale o il ridimensionamento dell'immagine.
4. Esegui il carico di lavoro reale. Provare le animazioni, le sequenze e le inquadrature insieme. Concordare il livello di reattività accettabile prima dell'approvazione.
5. Ripetere l’operazione in condizioni operative. Verificare, durante il funzionamento prolungato e nelle condizioni di temperatura specificate, l'eventuale presenza di interruzioni, perdita di segnale o limitazione termica.

Prendere nota del display LCD, del controller, delle impostazioni software e della modalità video approvati, in modo che gli ordini successivi possano essere verificati in base alla stessa configurazione.

Domande frequenti

Il Full HD è sufficiente per un’interfaccia uomo-macchina (HMI) industriale?

Può darsi. I fattori determinanti sono il contenuto, le dimensioni fisiche dello schermo, la distanza di visione e la disposizione delle interfacce software. Un'interfaccia uomo-macchina (HMI) semplice potrebbe richiedere meno spazio, mentre una workstation con molte immagini potrebbe trarre vantaggio da uno spazio maggiore.

Un monitor con una risoluzione più alta renderà più nitida un’interfaccia datata?

Non necessariamente. Un’interfaccia a risoluzione fissa può essere interpolata o visualizzata in una porzione dello schermo. Per ottenere una resa più nitida, di solito è necessario che il software generi testo e grafica adeguati alla nuova visualizzazione.

Il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7 richiede un LCD a risoluzione inferiore?

No. L'idoneità al funzionamento continuo dipende dai componenti scelti e dalla progettazione del sistema. La risoluzione di per sé non costituisce un indicatore di affidabilità.

Discuti le tue esigenze in materia di esposizione

Invia a Eagle Touch le dimensioni dello schermo di destinazione, la risoluzione di uscita dell'host, l'interfaccia video, uno screenshot dell'HMI e la quantità di campioni o di produzione. Possiamo utilizzare questi dati per una valutazione iniziale della risoluzione e della compatibilità video, e discutere le possibili monitor industriale configurazioni.

Prima di consigliare un monitor completo, dovremo inoltre verificare le dimensioni di montaggio e l'ambiente operativo.