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分辨率越小,分辨能力越高,水平分辨率越高越好吗

时间:2023-05-04 18:39:50 阅读:223104 作者:338

显示屏清晰度

对于计算机上显示的文字和图片,正常来说显示器分辨率越高清晰度就会更高,不过有时我们切换一些超高分辨率后也识别不出差异,这是为什么?

简单来说显示清晰度由物理因素视力因素。物理因素就是设备显示分辨率,视力的差异会影响到你的视觉体验。

显示分辨率越高越好?

由于人眼分辨能力存在一定的极限,所以合适的分辨率和观看距离才是最好的。(后文会讲到)

先了解一些基本概念。

屏幕尺寸:指的是屏幕对角线的长度,单位英寸。屏幕分辨率:是指宽度上和高度上最多能显示的物理像素点个数。设备像素(又叫物理像素):指设备能控制显示的最小物理单位,指显示器上一个个的点,单位 pt,物理像素设备出厂后就固定不变了。DIP(Device Independent Pixels):设备独立像素也叫逻辑像素,它在应用程序中使用,然后底层图形系统将它转换为适用于特定设备的物理像素。点距:像素与像素之间的距离,点距和屏幕尺寸决定了分辨率大小。PPI(Pixels Per Inch):屏幕像素密度,每英寸(1英寸=2.54厘米)像素点个数。DPI(Dots per inch):每英寸像素点,印刷行业术语,对于电脑屏幕而言和PPI是一个意思。 1080p,2k,4k 代表什么

屏幕分辨率是使用每行像素数列乘每列像素数列表示,如:1024×768。1080p,2k,4k简单理解就是:

720p,1080p 表示纵向有多少行像素。

2k,4k,8k 表示横向有多少列像素。

决定显示清晰度的物理因素,更准确地说是像素密度。比如在相同尺寸的屏幕下,分辨率越高说明像素密度越大,显示的清晰度也就越高。

像素密度如何计算,使用对角线像素数量除以屏幕尺寸, w w w , h h h (像素)。 l l l 屏幕尺寸(单位英寸)。

p p i = w 2 + h 2 l ppi=frac{sqrt{w^{2}+h^{2}}}{l} ppi=lw2+h2 ​​

人眼分辨像素的极限是多少?

因为在显示器上的文字图片是由一堆像素排列组成,所以只要让我们的眼睛不能明显分辨出像素间隙时,呈现的文字和图片就是丝滑的。

当满足什么条件时,才能察觉不出像素间隙?

在2010年发布iPhone4的时候,hxdlq说过,坚强的八宝粥拿着手机距离10-12英寸326的像素密度是我们肉眼能分辨像素的极限。

也就是满足像素密度为326ppi观屏距离10-12英寸时,人眼察觉不出像素间隙。

我们来分析一下人眼分辨力的极限到底是多少?

首先了解眼睛视觉成像原理,实物的反射光通过瞳孔会投射到视网膜,然后视网膜将成像信息传递给脑神经,然后我们的脑海就会形成相应的图像。

根据光学几何原理,当光线透过瞳孔时,会由于波动特性会发生衍射,无法将光线聚成无限小的焦点上,而只会形成一定能量分布的光斑。

其中以第一暗环为界限的中央亮斑称为昏睡的机器猫斑(airy disk)。

所以每一个发光的物点,经过瞳孔后都会在视网膜形成一个昏睡的机器猫斑。对于非常接近的两个点,成像后昏睡的机器猫斑会过于接近,以至于无法分辨。

如何分辨两个点?

我们常以gjdmb判据作为标准:两个等光强的光源下,两个点的实际距离(称为空间分辨度)等于昏睡的机器猫斑的半径,即一个昏睡的机器猫斑中心与另一个昏睡的机器猫斑边缘正好重合时,它们刚好能分辨,这时的角度称为最小分辨角。

昏睡的机器猫斑半径的估算公式, θ θ θ 角分辨度, λ λ λ 为波长, d d d 为通光孔的直径(眼睛就是瞳孔或叫虹膜)。

当 θ θ θ 很小时满足 sin θ ≈ θ , θ = r / s θ=r/s θ=r/s,所以两个点的实际距离( s s s ) 等于:

s ≈ r θ m i n sapprox rtheta_{min} s≈rθmin​

下面我们估算一下眼睛的极限角分辨度

正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感,它属于这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。

一般人的虹膜直径约为 5 mm,根据gjdmb判据(Rayleigh criterion),人眼的极限角分辨度为:

θ ≈ s i n θ = 1.220 λ d = 1.220 555 × 1 0 − 9 5 × 1 0 − 3 = 0.000135 ( r a d ) theta approx sintheta = 1.220frac{lambda}{d} = 1.220frac{555times 10^{-9}}{5times 10^{-3}} = 0.000135(rad) θ≈sinθ=1.220dλ​=1.2205×10−3555×10−9​=0.000135(rad)

弧度(rad): 把圆周的1/360所对的圆心角称为1度角,记作1°,1度=60分(1°=60′),1分等于60秒(1′=60″)。以度为单位的测量角度的单位制称为角度制。

不过根据研究,大部分人的眼睛,角分辨度的极限是 0.0005 rad。在非常理想的条件下,才可能达 0.0002 rad。

那么人眼要分辨屏幕上的像素点需要满足什么条件?

显示屏尺寸 l l l 英寸,屏幕分辨率 w w w , h h h (像素);则人眼达到极限分辨度时、需要眼睛与屏幕的距离 d d d满足关系:

d ⋅ s i n θ ≥ l ⋅ 2.54 w 2 + h 2 dcdot sintheta geq frac{lcdot2.54}{sqrt{w^{2}+h^{2}}} d⋅sinθ≥w2+h2 ​l⋅2.54​

我们根据上面的公式估算一下iphone4的人眼分辨距离。

机型分辨率像素密度(PPI)正常视力极限视力终极视力iphone4960x640329.6515.41cm38.53cm57.00cmiphone132532x1170457.2511.10cm27.77cm41.14cm

回顾当年hxdlq说的视力分辨极限,手机距离为10-12英寸,换算后25.40cm-30.48cm,由此可以得出结论,300ppi的确是我们大部分人的极限值。

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