人眼能够分辨出屏幕像素密度为160ppi和180ppi的区别吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-18 01:36 标签： 分辨率和像素密度

来源：华强电子网 作者：华仔 浏览：610

摘要： 去年夏天，在一年一度的全球最大显示盛会美国2015SID上，中国液晶面板龙头企业京东方首次对外展示了82寸10K显示屏，轰动一时。今年京东方再次重拳出击，在2016SID上全球首发两款AR/VR显示新品————2.8英寸AR显示屏和2.8英寸UHD AR/VR显示屏。京东方展出的首款AR/VR显示屏拥有高达1600PPI的超高像素密度，是iPhone6 Plus的4倍，可完美呈现虚拟显示的视界。V

去年夏天，在一年一度的全球最大显示盛会美国2015SID上，中国液晶面板龙头企业京东方首次对外展示了82寸10K显示屏，轰动一时。今年京东方再次重拳出击，在2016SID上全球首发两款AR/VR显示新品————2.8英寸AR显示屏和2.8英寸UHD AR/VR显示屏。京东方展出的首款AR/VR显示屏拥有高达1600PPI的超高像素密度，是iPhone6 Plus的4倍，可完美呈现虚拟显示的视界。

增强现实技术）亦幻亦真的精彩，引发了市场的广泛关注，同时这这类设备也成为了各大展会上的焦点。据Digi-Capital的一份最新报告预计，到2020年，增强现实和虚拟现实市场将会达到1500亿美元。而高盛集团此前发布的VR/AR投资者报告认为，受到技术条件的限制，VR/AR的普及速度可能会慢于智能机和平板，VR/AR市场有望在2025年达到800亿美元的规模。
易观智库的分析认为，在2016到2018年之间，将有大量的AR硬件被推向市场，与此同时，电子商务、广告、O2O等也将和AR技术相结合。毋庸置疑的是AR/VR是未来显示领域的重要分支，产品应用范围可广泛拓展到游戏、教育、工业、航空、医疗、娱乐等多个领域，影响人类日常生活的方方面面。
早在2014年9月，AR/VR技术被世人熟知之前，京东方就注资了由"增强现实技术之父"Steven Feiner和"穿戴式计算之父"Steve Mann创办的Meta，快速跨入AR/VR产业领域。目前，BOE（京东方）AR显示屏已搭载在增强现实领域全球顶尖企业Meta的产品上，实现现实场景与虚拟世界的完美融合。
要想实现完美的沉浸式体验，就必须在虚拟世界里去感知真实世界的景象，而感知世界的最直接的就是视觉。因此，AR/VR技术对显示器件要求极高，须具备超高分辨率、超高刷新频率、超快响应三方面特性。据了解，BOE（京东方）均已掌握上述核心技术，并已成立AR/VR研究所，将从软件、硬件、内容等多方切入，逐步拓展创新显示领域技术、产品及应用。
短短十余年间，京东方引进消化吸收再创新，引领中国显示产业从零起步，创造了多个第一。
2015年，京东方实现了全球业内新增专利申请量、产品首发覆盖率、智能手机和平板电脑面板市占率、高性能超大尺寸产品市占率、毛利率五个"全球第一"。其中，2015年，京东方新增专利申请量6156件，相比2010年增长超过10倍，且80%以上为发明专利。随着全球最高世代线————京东方合肥10.5代线的开工，全球显示行业日本、韩国、中国台湾三足鼎立的格局将成为历史。
除了VR/AR 显示，京东方还展出了多款超高清显示屏、裸眼3D显示屏以及柔性屏、异形屏等多款创新应用产品。下面，就随小编一起去京东方的展台一探究竟。

【65英寸8K超薄显示屏】

京东方（BOE）65英寸8K超薄显示屏，分辨率为，是目前主流高清电视分辨率的16倍，搭载了康宁第三代iris玻璃导光板，采用全贴合背光工艺，完美实现机身的极致纤薄，最薄处仅为3.8mm，同时，这款产品在外观设计上也延续了BOE（京东方）一贯的风格，采用无边框一体化设计，简约美观。

【82英寸10K曲面显示屏】

BOE（京东方）发布了曲面版本的82英寸10K显示新品，是全球最高分辨率的曲面显示产品。BOE（京东方）82英寸10K曲面显示屏（横屏宽高比为21：9、竖屏宽高比为9：21），是全球首款超高分辨率达10K级的液晶显示屏，分辨率高达1，是目前主流高清电视分辨率的21倍，拓展了观看的视野，能覆盖人眼的整个视域，使观众拥有超强的临场感；同时，色域高达90%，拥有更强的画面表现能力。
该显示屏主要瞄准超高清市场，供给对画面清晰度有极高要求的高端客户，如高端商业、视讯转播、公共显示、博物馆、艺术馆等领域。此外，还可用于家庭，带来超影院级的观赏体验。

在曲面显示方面，BOE（京东方）此次还展出了34英寸WQHD曲面拼接显示屏，采用21 :9的长宽比，分辨率，曲率仅为900R。

【98英寸8K超高清显示屏】

BOE（京东方）此次展出的98英寸8K×4K（QUHD）显示屏，分辨率高达，显示效果是4K×2K（UHD）显示屏的4倍，更是目前主流的高清电视分辨率（FHD）的16倍。在显示效果上，8K×4K显示屏画质极为细腻，能最大程度还原真实色彩，而且可以覆盖人眼的整个视域，使观看者产生无与伦比的临场感。同时，该产品采用HDR（High-Dynamic Range，高动态范围显示）技术，显示画面动态范围达到0.001~1000 nit，使画质在8K超高清分辨率的显示效果基础上更清晰，层次感更强，色彩更丰富。
BOE（京东方）98英寸8K×4K显示屏可广泛应用于商业领域，如运用于医疗、大型体育赛事、音乐会、会议等转播中心，顶级艺术展厅，安防监控等领域；随着软硬件配置的升级, 也有望逐步运用于家庭领域。其中，98英寸8K超高清显示屏竖屏便于商用、专业客户的使用，尤其适用于标牌、公共显示或专业显示领域。

【UHD 裸眼3D显示屏】
在3D领域，BOE（京东方）5.5英寸UHD 裸眼3D显示屏，分辨率为，在3D显示状态下，仍能达到视网膜级的显示效果，基本消除眩晕感，使人们在手机上观看超高清3D电影、体验超高清3D游戏等成为可能。

此次展会，BOE（京东方）全球首发两款AR/VR显示新品————2.8英寸AR显示屏和2.8英寸UHD AR/VR显示屏。目前，BOE（京东方）AR显示屏已搭载在增强现实领域全球顶尖企业Meta的产品上，实现现实场景与虚拟世界的完美融合。此外，BOE（京东方）展出的首款AR/VR显示屏拥有高达1600PPI的超高像素密度，是iPhone6 Plus的4倍，可完美呈现虚拟显示的视界。

在柔性OLED领域，BOE此次展出的两款4.35英寸产品————柔性臂环和可折叠显示屏，采用LTPS TFT背板技术，使用塑料基板，弯曲时最小曲率半径仅为5mm，让"屏幕卷曲成手镯套在手腕，手机像餐巾纸一样折叠放进口袋"这样的科幻大片场景成为人类智慧生活的一部分。

BOE（京东方）全球首发的创新字母显示屏————7英寸BOE Logo显示屏，采用LTPS TFT背板技术，以26个英文字母的外观设计打破屏幕固有的方正之感，让显示屏既有料又有型，可应用于企业Logo、广告显示等。此外，BOE（京东方）的12.3英寸异形曲面车载显示屏，边框仅为1.0mm，可在-30至85摄氏度环境下正常运作。

当口袋里的手机屏幕分辨率超过了电视，难免会有疑问：分辨率究竟多高才够用？

原始场景信息的光学再现是显示技术的核心功能，画质作为显示质量优劣的评价内容一直以来都是技术发展改进的核心。为此我们乐此不疲的提升与画质相关的各个指标。现在口袋里的手机分辨率超过了电视，QD/OLED可以呈现你在自然界中很少见到的颜色，屏幕刷新率几乎以倍数的形式递增，我们仿佛坐在了一辆没有终点的加速列车上，难免会有疑问：高画质究竟多高才够用？

显示技术的出现打破了视觉信息的时空限制，它充分利用了人类视觉系统的局限性，在时间、空间和色彩三个方面成功的欺骗了我们的大脑，让我们自以为看到了物体“真实的样子”。你没有意识到在屏幕上看到的连续图案实际上是由离散的像素格子拼起来的，因为你识别静止物体的视力是有限的。目前约定俗成“普通”人的视力水平大约是视力表中的1.0，可以理解为能够分辨空间频率为30 CPD (Cycle per Degree) 的明暗相间条纹，也就是常说的1/60°视锐度。这一点对于显示技术来说至关重要，它直接决定了屏幕应该具备的最低分辨率，或者说最低像素密度PPI (Pixel per Inch)，对于满足最低像素密度的设备我们将其冠以Retina屏幕的称号。由于人眼的视力是用角度来描述的，当涉及到具体的设备PPI时我们需要进行换算，而换算需要的另一个重要参数就是观看距离。如果以观看距离作为横坐标，Retina屏幕应当具备的最低像素密度为纵坐标，并通过公式：

可以得到关系曲线如图1所示。

图1的目的是要说明两点：

  1. Retina PPI随着距离的增加而快速下降，因此观看距离越近的设备，对PPI的要求就越高。在距离小于15cm左右时人眼已经开始出现聚焦困难的情况，因此对于VR/AR需要的PPI需要另外讨论。
  2. 不同的人具有不同的视力，对于视力1.2的人来讲，“普通”人眼中的retina显示屏仍然没有达到他所需要的最低PPI值。

除此以外，人眼对静态物体的辨识力还与环境亮度、物体的色彩甚至人的生理状态有关，更别提独特的“游标视力”现象[1]。所以Retina显示屏的概念更多的是大规模量产的工业产品在面对千差万别用户时的一个折衷标准。但是对于显示行业来讲，这确实是一个直观且关键的技术指标。在明确了Retina的概念，我们就可以来讨论下具体的产品应当具备什么样的分辨率。

TV，追求临场感，视域优先

显示屏本身具有显示动态与静态画面的功能，但是TV这类产品从诞生那天开始就注定主要向观众呈现动态画面。对于早期的电视节目来讲，让观众在观看时体验到 “身临其境”变得至关重要。接下来的问题是：如何增强用户在观看TV时的临场感？

在继续讨论前我们需要了解一个概念：人眼的视域 (Field of View)，即当你双眼目视前方时，能够感知到的场景范围。这个范围同样是通过角度来定义的，对于人类来讲水平方向的视域覆盖范围大约为114°[2]。但是，在这个范围内的视觉感知能力是不均匀的，大致可以分为4个部分，如图2所示：

图2. 人眼的水平视域分布

  • b) The effective visual field. 大约30°，在此范围内人眼的辨识能力下降，但是仍然可以在较短时间内识别画面中的物体。
  • c) The induced visual field. 大约100°，观察者可以感受到视觉刺激，并且与观察者对自身所处环境的了解有关。

实验证明，在观看距离一定时，观察者的临场感会随着显示屏覆盖的视域范围增大而增大[3]。而增大视域覆盖范围最有效的方法就是增大显示屏的面积。因此在HDTV标准制定的时候，除了将16:9的宽银幕比例写入了ITU-R BT.709[4]的画面格式中，还推荐了与显示屏垂直边尺寸相关的观看距离建议，而在这个距离观看时屏幕正好覆盖了30°的视域范围，此时FHD ()的屏幕分辨率也刚好满足Retina显示的需求。HDTV标准建议是在1993年完成第一版的制定，但是技术的发展已经使得更大尺寸显示面板的制造成为可能，因此在观看距离不变的情况下，进一步的增大屏幕尺寸可以进一步提升观看者的临场感，但是为了保证retina显示，我们需要在变大的屏幕内塞进更多的像素，于是便会有4K分辨率的TV，即UHD的标准。当TV的分辨率上升至4K时，它所覆盖的视域角度已经超过了HDTV的30°达到55°，几乎超过了iMax电影所能覆盖的视域范围。但是这并不是终点，目前更高分辨率的8K电视也已经有样机展示，而且它覆盖的视域范围更是高达100°，几乎完整的覆盖了与临场感相关的全部视域范围。

超高清技术。当被问及实际观看效果怎样时，国外评测媒体用了简单的两个词：“绝对震惊！”[5]。据描述当开幕式的全景画面出现时你甚至可以看清楚看台上每个观众的面容。如此之高的分辨率再配合22声道音频几乎完全骗过了你的大脑，耳边的观众欢呼声以及种种细节让你不由自主的认为自己身处远在伦敦的看台之上..身边坐满了观众。

可以这么认为：TV的高分辨率趋势的背后其实是对人眼视域高覆盖率的追求，为此我们必须增大显示屏的面积，而为了同时保证retina显示，我们不得不去提升TV的分辨率。所以与接下来我们要讨论的Monitor类产品相比，TV可谓从HDTV年代开始就已经全面retina化。只不过TV追求的是更高的临场感，因而视域增加直接带动了分辨率的提升。可惜的是普通消费者并不清楚分辨率翻倍是为了什么，更别提家中连FHD信号都无法输出的机顶盒了。

也许你会奇怪为什么TV以外的产品类别都放在这里一起讨论，原因其实很简单：这些产品类别从用途上看其实都属于Monitor，只不过是大小不同、所处位置不同而已。如果从显示的内容及追求来看，主要以静态文本、图像和图形为主，并不期望观察者在使用时在视觉上有“身临其境”的感觉。因此这类大小不同的Monitor只需要满足retina显示这一个条件即可，而决定他们PPI的观看距离也与视域无关，而是取决于应用场景。

例如Desktop Monitor，我们可以认为放置在桌面的屏幕与人眼之间的距离大约是40~60cm，对应Retina PPI为218，那么一款常见的19” LCD大概需要4K的分辨率才能达成retina显示；对于27”的一体机来说则需要5K的分辨率，也就是Apple的Retina 5K iMac所具有的。Notebook产品可以理解为便携式Monitor，因此在PPI上的要求相同，12”的产品需要分辨率。

Tablet、Mobile以及Wearable放在一起处理，因为他们具有较好的手持性，大部分时间用户会手持查看，因此距离的变化范围更大。第一个将retina概念推至公众视野的公司恐怕是Apple了，iPhone 4的PPI值为326，对应视距约为27cm。不过JDI在2014年IDW上发表的论文[6]表明，当用户躺着使用手机时，视距的平均值大约是25cm，对应PPI为349；但是如果是视力较好的年轻人，视力可达60 CPD，此时需要的retina PPI值为699。考虑到这类设备在实际使用过程中都与用户非常的接近，所以25cm理论上可以作为视距参考值。

上述讨论的全部内容其实都有一个前提： 以视力1.0的观察者为基准，以一定距离外的平面显示为目标。这些都是非常非常基础的平面显示技术的应用。但是未来的显示技术需要以什么样的形态出现，会有什么样的应用，目前仍然是个未知数。也许随着技术进步在未来我们有能力制造超高PPI的显示设备，真正意义上超过人眼的识别能力，我们可以用它做什么有趣的事情？现在或许是一个思考的好时机。

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