на что влияет разрешение экрана в смартфоне

Разрешение экрана — что это такое и какое лучше

Содержание

Содержание

Смартфоны, ноутбуки, телевизоры: при покупке этой техники важно обращать внимание на одну из ключевых характеристик — разрешение экрана. Что это такое, какие форматы существуют и как этот параметр соотносится с диагональю экрана?

Разрешение экрана — это размер дисплея в пикселях. Указывается двумя числами — количество пикселей по горизонтали и по вертикали. Практически все современные экраны состоят из матрицы пикселей — маленьких элементов, каждый из которых способен изменять свой цвет, яркость, а в некоторых дисплеях еще и прозрачность.

Как правило, один пиксель состоит из триады субпикселей — красного, зеленого и синего. Комбинацией этих цветов получаются все остальные оттенки.

Разрешение экрана напрямую влияет на качество изображения. Однако этот параметр не соотносится с физическими размерами экрана. Например, есть два монитора разрешением 1920х1080, но один из них имеет диагональ 24 дюйма, а второй — 27. Несмотря на одинаковое разрешение, детализация будет разной.

Все дело в еще одном важном параметре — плотность пикселей на дюйм (PPI – pixel per inch). Чем выше этот параметр, тем выше будет детализация картинки.

Однако PPI существенно различается для разных классов устройств. На плотность влияет точность метода ввода (сенсор или курсор), физические размеры экрана и расстояние пользователя от дисплея. Если телефон мы используем на расстоянии 10–20 сантиметров от глаз, то для телевизора это несколько метров. В связи с этим, и плотность пикселей будет существенно отличаться.

Делать выводы о качестве картинки по PPI для разных классов устройств будет не совсем корректно. В сети также можно встретить утверждение, что человеческий глаз не способен распознать плотность пикселей выше 300 ppi. Различия между 500 ppi и 300 ppi на самом деле заметить смогут только люди с высокой остротой зрения, да и отличия будут настолько несущественные, что в повсеместном использовании разница просто незаметна.

Однако для одной категории товаров с идентичным разрешением плотность будет напрямую влиять на качество картинки.

Большинство производителей указывают PPI в характеристиках экрана. Но вы можете высчитать показатель и самостоятельно. Для этого вам понадобится знать разрешение и диагональ экрана в дюймах. Используйте формулу:

Wp — количество пикселей по горизонтали, Hp — количество пикселей по вертикали, а dp — разрешение по диагонали. Остается только поделить полученное значение на диагональ в дюймах:

Например, у нас есть монитор разрешением 1920х1080 и диагональю 24 дюйма. Тогда по формуле определим dp:

dp = √(1920^2+1080^2) = 2203. Далее делим полученное разрешение на диагональ: PPI = 2203/23,8 = 93.

Представленные характеристики соответствуют монитору Acer KA242Ybi, и, если вы изучите его параметры, то обнаружите, что PPI действительно составляет 93 пикселя на дюйм.

Откуда взялись 2К, 4К, 8К

Существуют больше 30 разнообразных форматов разрешений, начиная от QVGA 240х320 px и заканчивая ошеломляющим 10K с разрешением 10240×5760 px. Самые распространенные разрешения экрана вы можете изучить ниже.

Внимательные читатели заметили, что в таблице есть пара разных строк с обозначениями 2К. Аналогичная ситуация и с разрешением 4К. На самом деле под формат 4К существуют сразу несколько разных разрешений:

По горизонтали практически все они приближены к четырем тысячам пикселей, а вот разрешение по вертикали напрямую зависит от соотношения сторон. Истинным 4К в данном случае называют DCI 4К, используемый в кинематографе. Однако соотношение сторон такого формата не подходило для мониторов и телевизоров. Именно поэтому Ассоциация потребительской электроники (CEA) в 2012 году утвердила единый 4К формат для цифровой электроники, который и получил название Ultra HD 4K.

Это означает, если на коробке монитора или телевизора указано 4К, то согласно принятой спецификации он будет иметь разрешение именно 3840х2160.

Аналогичная ситуация и с 2К — истинным считается DCI 2K 2048×1080, однако среди мониторов и телевизоров под 2К понимают форматы UWHD (2560×1080) или QHD (2560×1440).

По аналогии с уже установившимися 2К и 4К, формату 8К соответствует разрешение 7680×4320 пикселей.

Соотношение сторон экрана

Соотношение сторон показывает отношение горизонтальной и вертикальной стороны экрана друг к другу. Например, формат 1:1 — квадратное изображение. Как правило, конкретным разрешениям соответствуют определенные соотношения сторон.

Какое соотношение лучше — зависит непосредственно от формата фильма или игры. С играми обычно проблем не бывает, поскольку они легко адаптируются под разные форматы, а вот при просмотре кино неподходящего разрешения по краям экрана могут появиться черные линии.

Самые популярные соотношения сторон, под которые адаптирована большая часть мультимедийного контента — 16:10 и 16:9.

Про разрешения экрана смартфонов

С мобильной электроникой все намного сложнее, поскольку разнообразия форм-факторов куда больше. Если рассмотреть линейку смартфонов от Apple, то здесь ситуация следующая:

Разрешения FullHD 1920х1080 разработчикам удалось добиться при диагонали 5,5 дюйма, а максимальное 2688х1242 доступно на смартфонах диагональю 6,5 дюйма. Условно его можно назвать приближенным к 2К.

Для Android-гаджетов все еще сложнее, поскольку рынок представляют сотни разнообразных моделей. Условно можно выделить общую классификацию из пяти категорий:

Выпускаются и смартфоны с 4К дисплеем. Например, Xperia XZ2 Premium оснащен IPS-дисплеем с диагональю 5,8 дюйма и разрешением 3840×2160. Фактически, это «классический телевизионный» стандарт Ultra HD 4K, а плотность пикселей доходит до впечатляющих 765 ppi. Если вы ожидаете беспрецедентной четкости, то вас может ждать разочарование. Проблема в том, что увидеть разницу между FHD+ и 4К практически невозможно, особенно, в рамках дисплеев на 5-6 дюймов.

При подборе монитора для гейминга согласовывайте разрешение с железом. Не стоит гнаться за 2К и 4К мониторами, если у вас слабая видеокарта и процессор. Телевизоры для просмотра кино лучше брать с разрешением от 2К и соотношением сторон 16:9 или 16:10, чтобы в полной мере наслаждаться детализированной картинкой.

При покупке смартфона определяющим является плотность пикселей на дюйм, поскольку дисплей всегда находится перед глазами и «зернистость» увидеть проще всего. Ищите смартфоны с 300-450 ppi. Большую плотность ваш глаз уже не различит.

Источник

Разрешение экрана смартфона для «чайников». А вы видите свыше 300 ppi?

Нужно ли при выборе смартфона ориентироваться на разрешение экрана? Есть ли смысл в покупке 4K или 8K телевизора? Является ли Retina-дисплей iPhone (с плотностью пикселей

300 ppi) оптимальным выбором, если это уже предел человеческого зрения, как утверждает компания Apple?

На все эти вопросы вы получите исчерпывающие ответы в этой статье!

Однако следует помнить, что разрешение (как и ppi или плотность пикселей) — это далеко не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при выборе любого экрана. Цветопередача, яркость, контрастность, цветовой охват, энергоэффективность — всё это не менее важно.

Кроме того, чем выше разрешение экрана, тем больше требуется вычислительных ресурсов, что, в свою очередь, влияет на время автономной работы устройства.

Но все эти нюансы не относятся к теме нашего разговора. Моя цель — дать однозначный и исчерпывающий ответ на вопрос о том, есть ли ощутимая разница в четкости картинки и до какого предела можно увеличивать количество пикселей, повышая воспринимаемую детализацию.

Минуты, секунды, углы…

Перед тем, как говорить о гаджетах, вначале нужно определиться в понятиях, чтобы не возникало никаких недоразумений. И для этого рассмотрим простой пример.

Представьте, что вы смотрите на две точки определенного размера с какого-то расстояния:

Сможете ли вы с точностью сказать, что перед вами две точки, а не одна? Судя по картинке, ответ очевиден. Мы можем в этом легко убедиться и проследить за тем, как свет от этих точек попадает на сетчатку — «матрицу» нашего глаза:

Каждая точка оставила четкий «след» на сетчатке и мы их легко различаем. Но когда эти точки начнут сближаться, в какой-то момент их «следы» на сетчатке начнут сливаться в одно пятно:

Если мы приблизим картинку, то увидим примерно следующее:

Так происходит по той причине, что свет имеет двойную природу. Это и маленькие «шарики» энергии, которые сталкиваются с предметами и отлетают от них в разные стороны, словно шары для бильярда. И в то же время это волны — как те, что мы привыкли видеть на воде.

Когда свет проходит через маленькое круглое отверстие (зрачок глаза или диафрагму объектива), он проявляет свойства волны и оставляет на сетчатке размытые следы от этих волн. Чем меньше отверстие, тем более размытыми будут точки. Это явление называется дифракцией.

Если расстояние между точками будет небольшим, в какой-то момент их образы просто сольются в одно пятно и глаз уже не будет их различать. Наступление этого момента хорошо описал британский физик Рэлей еще в 1879 году (так называемый критерий Рэлея).

А теперь давайте еще раз посмотрим на два предыдущих рисунка и обратим внимание на углы, под которыми сходятся лучи света в каждом случае:

Мы видим простую закономерность — чем ближе точки друг к другу, тем меньше угол между лучами, исходящими от них. На картинке слева лучи от двух точек сходятся под бóльшим углом (a), чем на примере справа (угол b).

Логично предположить, что существует такой угол между лучами, при котором на сетчатке уже не будет двух отдельных точек — они сольются в одно пятно. Другими словами, если угол между точками будет слишком маленьким, мы уже не сможем их различать.

Соответственно, сколько бы еще точек или объектов ни находилось между этими двумя точками — для нашего глаза они будут незаметными или неразличимыми.

Получается, мы можем оценивать расстояние между точками не только миллиметрами, но и углами, под которыми пересекаются лучи света. Таким же образом можно определять даже размеры самих объектов, а не только расстояние между ними.

Собственно, именно это мы и делаем постоянно в астрономии — измеряем углами размеры небесных тел. И здесь принцип точно такой же — лучи света, исходящие от краев наблюдаемого объекта будут пересекаться под разными углами в зависимости от размера объекта:

А если мы знаем расстояние до этого объекта, то можем легко высчитать и его реальный размер. Ведь это простой треугольник с одним известным углом (под которым пересекаются лучи света) и одной известной стороной (расстояние до объекта), а другая сторона (она и будет размером объекта) высчитывается по элементарной школьной формуле.

Это и есть основные понятия, которые нужны нам для дальнейшего разговора!

Давайте еще раз подытожим:

Теперь нужно разобраться с тем, какой же этот минимальный угол, определяющий границы наших физических возможностей.

Нормальное зрение

Помните школьную проверку зрения? Когда врач просил закрыть один глаз и назвать букву, которую он показывает на вот такой табличке:

Это так называемая таблица Сивцева для проверки зрения. Сами буквы и их размер здесь подобраны неслучайно.

К примеру, обратите внимание на букву Ш. Главное в этой букве — 3 вертикальных палочки определенной толщины. Если взять 10-й ряд сверху (очень мелкий шрифт), то ширина каждой палочки этой буквы и расстояние между палочками равняются 1.45 мм:

Если вы правильно назовете букву в 10-м ряду с 5 метров, тогда у вас нормальное зрение. Не лучшее, не идеальное, а просто нормальное. Получается, любой человек с обычным зрением способен увидеть с пяти метров две контрастные палочки толщиной 1.45 мм, которые находятся на расстоянии 1.45 мм друг от друга.

Если бы мы провели лучи света от двух палочек буквы Ш из 10-го ряда, то угол пересечения этих лучей с расстояния 5 метров был бы настолько маленьким, что изобразить его на экране просто не представляется возможным. Но для наглядности приведу грубый пример:

И теперь возникает вопрос — под каким же углом пересекаются эти лучи? Думаете это 1°? На самом деле — в 60 раз меньше!

То есть, мы способны различить два объекта, лучи от которых пересекаются под углом всего 0.0166° (1/60). И это не идеальное зрение и даже не выше среднего. Это просто нормальный показатель.

Конечно, пользоваться числом 1/60 градуса не очень удобно, поэтому для него придумали название — 1 угловая минута или просто 1′. Хотите нарисовать угловую минуту — нарисуйте транспортиром 1°, а затем разделите его на 60 ровных отрезков и вы получите нужный угол. В свою очередь, 1 угловая минута также состоит из 60 отрезков — угловых секунд.

Так вот, идеальное зрение — это способность различать две точки, если угловое расстояние между ними всего 28 угловых секунд или 0.47 угловых минут! Возвращаясь к примеру с буквой Ш, можно посчитать, что с 5 метров такой «идеальный глаз» способен различить 2 черточки, толщиной 0.68 мм каждая, на расстоянии 0.68 мм друг от друга!

Это и есть предел человеческого зрения. А дальше в игру вступают законы физики (дифракция света, критерий Рэлея) и наша физиология (диаметр одной колбочки на сетчатке и плотность их расположения).

Но в среднем, конечно, таким зрением могут похвастаться единицы. Для остальных людей более реальная граница — это что-то ближе к 0.8 угловым минутам.

И здесь важно упомянуть еще одну деталь. Думаю, вы обратили внимание на то, что я постоянно указываю расстояние до объекта. Делаю я это неспроста.

С какого расстояния будем разглядывать пиксели?

Очевидно, что различить 2 точки на расстоянии 1 мм друг от друга гораздо проще с двадцати сантиметров, чем с пяти метров. Почему тогда зрение проверяется с пяти метров? И почему 1 угловая минута равна толщине или расстоянию в 1.45 мм? Как интерпретировать угловые размеры, если мы смотрим в экран смартфона с 25 сантиметров?

На самом деле, все эти вопросы — бессмысленны. В этом и заключается прелесть угловых размеров — они учитывают расстояние до предмета.

Если острота зрения человека составляет 1 угловую минуту, то с 25 см он сможет разглядеть точку диаметром 0.07 мм, с 5 метров — точку 1.5 мм, а со 100 метров — точку 3 см:

Получается, нет никакой разницы, будет ли человек с пяти метров разглядывать картину, состоящую из точек диаметром 1.5 мм, или со ста метров — картину из точек диаметром 3 см, никакой разницы в детализации он физически не способен заметить.

Из этого следует один очень важный вывод: с определенного расстояния плотность пикселей (и разрешение экрана) не играют никакой роли. То есть, человек с хорошим зрением не сможет отличить 8K экран от FullHD или даже HD (720p), если смотреть на такие экраны с разного расстояния.

Связано это именно с угловым разрешением глаз. Если брать пример выше, то вместо одной точки диаметром 3 см на расстоянии в 100 метров может быть 3 точки диаметром 1 см каждая, но для нашего глаза это не будет играть никакой роли:

Мы все равно увидим одно зеленое пятно без каких-либо деталей. Так как всё, что не выходит за пределы минимального угла, не различимо для глаза.

Теперь, когда мы разобрались со всем этим, давайте перейдем к экранам.

Разрешение экрана и плотность пикселей (ppi)

Разрешение экрана — это количество светящихся точек (пикселей) по горизонтали и вертикали. К примеру, разрешение экрана iPhone 8 составляет 750 x 1334 пикселя:

Зная это число, а также зная физический размер экрана в дюймах, мы можем легко посчитать плотность пикселей или ppi (количество пикселей на один дюйм). Для этого делим количество пикселей по горизонтали на ширину экрана в дюймах: 750/2.3 (ширина экрана — 2.3 дюйма). Получаем 326 ppi или 326 пикселей на дюйм.

Можно поступить еще проще, ведь обычно мы знаем только разрешение экрана и его диагональ в дюймах, а не ширину и высоту. Поэтому для определения ppi нужно диагональ экрана в пикселях разделить на диагональ в дюймах. А чтобы узнать диагональ в пикселях достаточно представить вот такой треугольник:

Если бы мы взяли тонкую полосочку толщиной в 1 пиксель и длиной в 1 дюйм (2.54 см), то эта полоска состояла бы ровно из 326 светящихся точек. Это и есть ppi.

Из этого следует, что размер одной точки (одного пикселя) составляет примерно 0.078 мм или 78 мкм (25.4 мм делим на 326 точек). Можем ли мы заметить на таком экране отдельные точки? Способен ли наш глаз различить пиксели размером примерно 0.08 мм?

Как вы уже понимаете, вопрос поставлен не совсем корректно. Ведь угловое разрешение глаза учитывает расстояние до предмета. Если мы берем нормальное зрение (1 угловую минуту), тогда с расстояния 50 см глаз способен различить точку диаметром 145 мкм (0.145 мм), что почти вдвое превышает размер пикселя iPhone.

Даже если брать человека с очень хорошим зрением (0.8 угловых минут), то его глаз способен различить на таком расстоянии точку в 116 мкм (0.116 мм), что снова гораздо больше точки на экране iPhone (78 мкм).

Однако многие люди смотрят в экран с расстояния 20-25 см (например, когда мы читаем книгу на смартфоне). И вот здесь всё становится гораздо интереснее.

Знаменитые 300 ppi

На презентации первого смартфона с экраном высокой четкости, Стив Джобс дословно сказал, что 300 точек на дюйм (300 ppi) — это предел сетчатки человека, если смотреть в экран с расстояния 25-30 см.

Давайте проверим это заявление. К слову, если кому-то интересно, как именно я определяю угловые размеры, то в двух словах объясню. Вначале нужно на калькуляторе посчитать тангенс нужного угла, а затем умножить его на расстояние до объекта.

Действительно, человек с обычным зрением с расстояния 30 см тоже не сможет различить отдельные точки на экране с плотностью пикселей 326 ppi, где каждая точка имеет размер 78 мкм.

Но уже с 25 см глаз среднестатистического человека различает предметы 72 мкм. А если брать хорошее зрение (0.8 угловых минут), то такой человек способен с 25 см увидеть отдельные точки размером 58 мкм, что значительно меньше точек iPhone.

Говорить об идеальном зрении (0.47 угловых минут) и вовсе неуместно. Такой «эталонный глаз» теоретически способен различить точку 34 мкм с расстояния в 25 см! Естественно, для обладателя такого глаза пикселизация Retina-экрана будет ужасающей.

Рассчитываем лучшее разрешение

Итак, мы убедились, что с расстояния в 25 см даже самый обычный глаз с разрешением в 1 угловую минуту способен различить пиксели на экране с плотностью 326 ppi. А человек с хорошим зрением (0.8′) — и подавно!

Но здесь важен не только сам факт того, заметите ли вы сознательно отдельные пиксели или нет. Я прекрасно помню, с каким удовольствием в начале нулевых читал книги на своем КПК iPAQ 1940. Четкость его экрана с разрешением 240 на 320 точек казалась мне исключительной, хотя объективно размер этих точек был просто огромным.

И только переходя на новые устройства с более качественными экранами, я осознавал, насколько плохими и нечеткими были экраны предыдущих гаджетов.

Конечно, нельзя сравнивать старые 240p-экраны с новыми дисплеями даже бюджетных аппаратов. Но когда вы переходите с того же iPhone 8 (с экраном 326 ppi) на устройство с экраном 400 ppi, вы вполне можете ощутить разницу в четкости изображения (например при чтении текста), даже не обращая внимания на отдельные пиксели.

Если же брать верхнюю границу, за которой уже нет смысла повышать количество точек на дюйм (ppi), то мы можем составить такую таблицу (в первой колонке До экрана указано расстояние, с которого мы смотрим в экран):

Из этого следует, что если человек с отличным зрением смотрит в экран своего устройства с расстояния в 40 см, он не заметит никакой разницы между дисплеем с плотностью точек 552 ppi, 328 ppi или 273 ppi. Во всех этих случаях картинка будет идентичной по четкости и смысла в более высоком разрешении нет никакого.

Конечно, есть области применения экранов, где даже самой высокой плотности из таблицы будет недостаточно — это виртуальная реальность, когда экран находится на расстоянии в пару сантиметров от глаз. Здесь нужно говорить о другой детализации.

OLED против IPS

Кроме того, нужно учитывать еще один важный момент — всё, что было сказано выше, справедливо только для IPS-экранов, у которых «один пиксель» физически состоит из 3 субпикселей одинакового размера — красного, зеленого и синего:

Если мы говорим, что плотность пикселей IPS-экрана составляет 326 ppi, это значит, в 1 дюйме помещается 326 синих, 326 зеленых и 326 красных субпикселей.

Но когда речь идет об AMOLED-экранах, здесь ситуация сильно отличается, так как практически в любом AMOLED-экране количество красных и синих субпикселей в 2 раза меньше количества зеленых субпикселей:

Поэтому, когда вы видите, что экран iPhone 12 Pro имеет плотность пикселей 458 ppi, не обольщайтесь. Это значит, что в этом экране 458 зеленых субпикселей на 1 дюйм. Но когда мы посчитаем количество красных или синих субпикселей, то их окажется заметно меньше — 324 ppi.

Повторюсь, это касается практически любого AMOLED-экрана. И по этой причине приведенная выше таблица будет выглядеть несколько иначе для AMOLED-экранов. Так как иногда на контрастных границах изображения человек даже с обычным зрением (1′) сможет с 25 сантиметров заметить неровность шрифтов на AMOLED-экране с плотностью пикселей 450 ppi.

Что же касается телевизоров, то здесь работает тот же принцип. При выборе оптимального разрешения нужно учитывать физический размер экрана и расстояние, с которого вы будете на него смотреть.

Вместо выводов

Я еще раз хочу подчеркнуть основную мысль, которую пытался донести в этой статье. Вы можете выбирать любой экран, игнорируя его разрешение.

Многие люди предпочтут автономность небольшой разнице в четкости. Кому-то вообще безразлично, видны ли пиксели, если очень вглядываться и выискивать недостатки.

Эта статья отвечает лишь на один конкретный вопрос — есть ли смысл в увеличении разрешения экрана и до каких пределов можно увеличивать плотность пикселей, замечая (при желании) разницу в четкости картинки.

Как мы разобрались, для того, чтобы глаз спутал изображение на экране с реальностью, нужна достаточно высокая плотность пикселей, которая пока не встречается повсеместно даже на флагманских смартфонах.

Конечно, детализация — это лишь часть общей картины, но для многих она важна. И 300 ppi — это далеко не предел человеческого зрения.

Алексей, глав. редактор Deep-Review

P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии.

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Источник