解析度越高清晰度越高嗎？

螢幕清晰度

對於計算機上顯示的文字和圖片，正常來說顯示器解析度越高清晰度就會更高，不過有時我們切換一些超高解析度後也識別不出差異，這是為什麼？

簡單來說顯示清晰度由物理因素和視力因素。物理因素就是裝置顯示解析度，視力的差異會影響到你的視覺體驗。

顯示解析度越高越好？

由於人眼分辨能力存在一定的極限，所以合適的解析度和觀看距離才是最好的。（後文會講到）

先了解一些基本概念。

• 螢幕尺寸：指的是螢幕對角線的長度，單位英寸。
• 螢幕解析度：是指寬度上和高度上最多能顯示的物理畫素點個數。
• 裝置畫素（又叫物理畫素）：指裝置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，物理畫素裝置出廠後就固定不變了。
• DIP（Device Independent Pixels）：裝置獨立畫素也叫邏輯畫素，它在應用程式中使用，然後底層圖形系統將它轉換為適用於特定裝置的物理畫素。
• 點距：畫素與畫素之間的距離，點距和螢幕尺寸決定了解析度大小。
• PPI（Pixels Per Inch）：螢幕畫素密度，每英寸（1英寸=2.54釐米）畫素點個數。
• DPI（Dots per inch）：每英寸畫素點，印刷行業術語，對於電腦螢幕而言和PPI是一個意思。

1080p，2k，4k 代表什麼

螢幕解析度是使用每行畫素數列乘每列畫素數列表示，如：1024×768。1080p，2k，4k簡單理解就是：

720p，1080p 表示縱向有多少行畫素。

2k，4k，8k 表示橫向有多少列畫素。

決定顯示清晰度的物理因素，更準確地說是畫素密度。比如在相同尺寸的螢幕下，解析度越高說明畫素密度越大，顯示的清晰度也就越高。

畫素密度如何計算，使用對角線畫素數量除以螢幕尺寸，\( w \), \( h \) (畫素)。\( l \) 螢幕尺寸（單位英寸)。

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

人眼分辨畫素的極限是多少？

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

當滿足什麼條件時，才能察覺不出畫素間隙？

在2010年釋出iPhone4的時候，賈伯斯說過，當你拿著手機距離10-12英寸時326的畫素密度是我們肉眼能分辨畫素的極限。

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

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，然後視網膜將成像資訊傳遞給腦神經，然後我們的腦海就會形成相應的影像。

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佈的光斑。

其中以第一暗環為界限的中央亮斑稱為艾裡斑（airy disk）。

所以每一個發光的物點，經過瞳孔後都會在視網膜形成一個艾裡斑。對於非常接近的兩個點，成像後艾裡斑會過於接近，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準：兩個等光強的光源下，兩個點的實際距離（稱為空間分辨度）等於艾裡斑的半徑，即一個艾裡斑中心與另一個艾裡斑邊緣正好重合時，它們剛好能分辨，這時的角度稱為最小分辨角。

艾裡斑半徑的估算公式，\( θ \)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）。

$$ sin\theta\approx 1.22 \frac{λ}{d} $$

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：

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。

那麼人眼要分辨螢幕上的畫素點需要滿足什麼條件？

螢幕尺寸\( l \)英寸，螢幕解析度\( w \) , \( h \) (畫素)；則人眼達到極限分辨度時、需要眼睛與螢幕的距離\( d \)滿足關係：

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

我們根據上面的公式估算一下iphone4的人眼分辨距離。

回顧當年賈伯斯說的視力分辨極限，手機距離為10-12英寸，換算後25.40cm-30.48cm。
由此可以得出結論，他所提到的極限的確覆蓋了我們大部分的人。