手机屏幕PPI
PPI:Pixels Per Inch缩写,表示每英寸对角线上所拥有的像素(pixel)数目PPI达到一定数值时,人眼就分辨不出颗粒感了。
PPI = (W2+H2)1/2/L W代表水平方向的pixel个数,H代表竖直方向pixel的个数,L代表屏幕的尺寸,通过量测可得到
一般当屏幕的尺寸规格已经定好了,PPI大小就受限于像素工艺和排布。一般PPI大于300,视网膜就无法分辨出像素点了,这种屏也就被称为视网膜屏。
那么为了使人眼在看显示屏时不会产生颗粒感,有两方面需要考虑:1.足够大的PPI,即像素密度要高于某值,人眼看显示屏才不会有颗粒感。
瑞利判据:瑞利判据(Rayleigh Criterion)指在成像光学系统中,分辨本领是衡量分开相邻两个物点的像的能力。由于衍射,系统所成的像不再是理想的几何点像,而是有一定大小的光斑(爱里斑),当两个物点过于靠近,其像斑重叠在一起,就可能分辨不出是两个物点的像,即光学系统中存在着一个分辨极限,这个分辨极限通常采用瑞利提出的判据:当一个爱里斑的中心与另一个爱里斑的第一级暗环重合时,刚好能分辨出是两个像。
公式为 θ = 1.22λ/D,θ为最小可分辨角宽度,λ为入射光波长,D为光学系统的口径,准确的说是夫琅禾费衍射中圆孔的直径,没错,瑞利判据就是由夫琅禾费衍射推导出来的,中间用到了夫琅禾费衍射公式,极坐标变换,贝塞尔函数,最后可得出该公式。
在计算人眼最小可分辨大小时,若已知最小可分辨角θ,以及人眼观测距离f,就可以求出最小可分辨大小(间距)d = fθ。即把人眼看作一个光学系统透镜中心点(分析时只考虑一只眼睛即可),被观测物体两端到该点的张角即为最小可分辨角。
由公式可知 该最小可分辨角宽度与λ和D有关,分析时一般将λ取为人眼最敏感波长555nm,对于单只人眼系统来说,圆孔的口径就等效于人眼瞳孔的直径,这个值一般取5mm,代入可求得 θ = 0.000135 rad. 取f为人眼明视距离25cm, d = 0.25m * 0.000135 rad = 33.75 um。也就是说在明视距离为25cm时,人眼能分辨出的最小间距为33.75um。凭借生活的经验,人眼与被观测物距离越近,越能看清物体表面的细节,离的越远,越难以分辨细节。
但是,考虑到上述典型极限角分辨率是在特定的波长和瞳孔直径下得到,实际的工况下人眼的角分辨率并不能达到该值,能做到1角分就已经很难得了,1’= 1/60°,因此1角分对应的弧度为 1/60*∏/180 = 0.000291 rad。人眼的明视距离*角分辨率 要大于像素点的大小,这样才不会出现颗粒感。 d * sinθ >= L*0.0254/(W2+H2)1/2 =0.0254/PPI, d:人眼距离屏幕的距离,sinθ是人眼能识别的角分辨率,可近似为θ。d*sinθ相当于显示屏上可以分辨出来的细节最小间距。L*0.0254/(W2+H2)1/2 可以等效为单个像素点的大小.。代入进去后能得到PPI的值,当明视觉距离d为20cm时,能区分出来的极限PPI是440PPI,苹果的标准一直是460PPI,各家分辨率不同情况下 PPI值会在460上下浮动(copy apple)。