分辨率並不是越高越好，因為人眼分辨能力存在極限

顯示屏清晰度

對於計算機上顯示的文字和圖片，正常來說顯示器分辨率越高清晰度就會更高，不過有時我們切換一些超高分辨率后也識別不出差異，這是為什么？

簡單來說顯示清晰度由物理因素和視力因素。物理因素就是設備顯示分辨率，視力的差異會影響到你的視覺體驗。

顯示分辨率越高越好？

由於人眼分辨能力存在一定的極限，所以合適的分辨率和觀看距離才是最好的。（后文會講到）

先了解一些基本概念。

• 屏幕尺寸：指的是屏幕對角線的長度，單位英寸。
• 屏幕分辨率：是指寬度上和高度上最多能顯示的物理像素點個數。
• 設備像素（又叫物理像素）：指設備能控制顯示的最小物理單位，指顯示器上一個個的點，單位 pt，物理像素設備出廠后就固定不變了。
• DIP（Device Independent Pixels）：設備獨立像素也叫邏輯像素，它在應用程序中使用，然后底層圖形系統將它轉換為適用於特定設備的物理像素。
• 點距：像素與像素之間的距離，點距和屏幕尺寸決定了分辨率大小。
• PPI（Pixels Per Inch）：屏幕像素密度，每英寸（1英寸=2.54厘米）像素點個數。
• DPI（Dots per inch）：每英寸像素點，印刷行業術語，對於電腦屏幕而言和PPI是一個意思。

1080p，2k，4k 代表什么

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

720p，1080p 表示縱向有多少行像素。

2k，4k，8k 表示橫向有多少列像素。

決定顯示清晰度的物理因素，更准確地說是像素密度。比如在相同尺寸的屏幕下，分辨率越高說明像素密度越大，顯示的清晰度也就越高。

像素密度如何計算，使用對角線像素數量除以屏幕尺寸，\(w\) , \(h\) (像素)。\(l\) 屏幕尺寸（單位英寸)。

\[ppi=\frac{\sqrt{w^{2}+h^{2}}}{l} \]

人眼分辨像素的極限是多少？

因為在顯示器上的文字圖片是由一堆像素排列組成，所以只要讓我們的眼睛不能明顯分辨出像素間隙時，呈現的文字和圖片就是絲滑的。

當滿足什么條件時，才能察覺不出像素間隙？

在2010年發布iPhone4的時候，喬布斯說過，當你拿着手機距離10-12英寸時326的像素密度是我們肉眼能分辨像素的極限。

也就是滿足像素密度為326ppi觀屏距離10-12英寸時，人眼察覺不出像素間隙。

我們來分析一下人眼分辨力的極限到底是多少？

首先了解眼睛視覺成像原理，實物的反射光通過瞳孔會投射到視網膜，然后視網膜將成像信息傳遞給腦神經，然后我們的腦海就會形成相應的圖像。

根據光學幾何原理，當光線透過瞳孔時，會由於波動特性會發生衍射，無法將光線聚成無限小的焦點上，而只會形成一定能量分布的光斑。

其中以第一暗環為界限的中央亮斑稱為艾里斑（airy disk）。

所以每一個發光的物點，經過瞳孔后都會在視網膜形成一個艾里斑。對於非常接近的兩個點，成像后艾里斑會過於接近，以至於無法分辨。

如何分辨兩個點？

我們常以瑞利判據作為標准：兩個等光強的光源下，兩個點的實際距離（稱為空間分辨度）等於艾里斑的半徑，即一個艾里斑中心與另一個艾里斑邊緣正好重合時，它們剛好能分辨，這時的角度稱為最小分辨角。

艾里斑半徑的估算公式，\(θ\) 角分辨度，\(λ\) 為波長，\(d\) 為通光孔的直徑（眼睛就是瞳孔或叫虹膜）。

當 \(θ\) 很小時滿足 sin θ ≈ θ ，\(θ=r/s\)，所以兩個點的實際距離（\(s\) ) 等於：

\[s\approx r\theta_{min} \]

下面我們估算一下眼睛的極限角分辨度。

正常視力的人眼對波長約為555nm的電磁波最為敏感，它屬於這種電磁波處於光學頻譜的綠光區域。

一般人的虹膜直徑約為 5 mm，根據瑞利判據（Rayleigh criterion），人眼的極限角分辨度為：

\[\theta \approx sin\theta = 1.220\frac{\lambda}{d} = 1.220\frac{555\times 10^{-9}}{5\times 10^{-3}} = 0.000135(rad) \]

弧度（rad）： 把圓周的1/360所對的圓心角稱為1度角，記作1°，1度=60分（1°=60′），1分等於60秒（1′=60″）。以度為單位的測量角度的單位制稱為角度制。

不過根據研究，大部分人的眼睛，角分辨度的極限是 0.0005 rad。在非常理想的條件下，才可能達 0.0002 rad。

那么人眼要分辨屏幕上的像素點需要滿足什么條件？

顯示屏尺寸 \(l\) 英寸，屏幕分辨率\(w\) , \(h\) (像素)；則人眼達到極限分辨度時、需要眼睛與屏幕的距離\(d\)滿足關系：

\[d\cdot sin\theta \geq \frac{l\cdot2.54}{\sqrt{w^{2}+h^{2}}} \]

我們根據上面的公式估算一下iphone4的人眼分辨距離。

機型	分辨率	像素密度(PPI)	正常視力	極限視力	終極視力
iphone4	960x640	329.65	15.41cm	38.53cm	57.00cm
iphone13	2532x1170	457.25	11.10cm	27.77cm	41.14cm

回顧當年喬布斯說的視力分辨極限，手機距離為10-12英寸，換算后25.40cm-30.48cm，由此可以得出結論，他所說的極限值覆蓋了我們大部分人。