ทำไม Retina ไม่เพียงพอ [คุณสมบัติ]

MacBook Pro ใหม่ของ Apple เป็นไปตามประเพณีที่ดีของ iPhone 4 และ iPad รุ่นที่สามโดยมี จอภาพ Retina ความละเอียดสูงสุด: แผง 2880 x 1800 พร้อม 220 พิกเซลที่น่าทึ่งบรรจุต่อ นิ้ว

เป็นการแสดงผลที่น่าทึ่ง อันที่จริงมันคือ เช่น การแสดงผลที่น่าทึ่งที่จริง ๆ แล้วมีประมาณหนึ่งล้านเจ็ดแสนพิกเซล มากกว่า มากกว่าที่จะต้องเป็นไปตามคำจำกัดความของ Retina ของ Apple ทำให้บางคนอ้างว่าพิกเซลเหล่านั้นจะสูญเปล่า

ไม่มีอะไรเพิ่มเติมจากความจริง

MacBook Pro ใหม่ของ Apple มีจอภาพที่ยอดเยี่ยมมาก แต่พวกเขาต้องการทุกๆ พิกเซลที่พวกเขามี เพราะความจริงของ ประเด็นก็คือ Apple ยังต้องก้าวไปอีกไกลก่อนที่จะนำเทคโนโลยีการแสดงผลมาสู่พลังอันเหลือเชื่อของมนุษย์ วิสัยทัศน์. และนั่นก็เป็นเรื่องดี เพราะมันหมายความว่าเรามี มาก รอคอยที่จะ

หมายเหตุบรรณาธิการ: ในบทความนี้ เราจะพูดถึงจอภาพ Retina สองประเภท: จอภาพ Retina ของ Apple และจอภาพ Retina เชิงทฤษฎีที่มีความหนาแน่นของพิกเซลมากกว่ามาก สำหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้ จอภาพประเภทหลังจะเรียกว่าจอภาพ True Retina: การกล่าวถึงจอภาพ Retina อื่นๆ ทั้งหมดสามารถอ้างถึงเทคโนโลยีของ Apple ได้

ความหมายของ Apple โดย Retina

ณ จุดนี้ ทุกคนรู้ดีว่าสตีฟ จ็อบส์ นักแสดงระดับปรมาจารย์ บิดเบือนข้อเท็จจริงเล็กน้อยเมื่อเขาแนะนำจอภาพ Retina ของ iPhone 4 ย้อนกลับไปในปี 2010

สิ่งที่สตีฟจ็อบส์ กล่าวในขณะนั้น นี่คือ:

ปรากฎว่ามีตัวเลขเวทย์มนตร์ประมาณ 300 พิกเซลต่อนิ้วซึ่งเมื่อคุณถืออะไรบางอย่าง ห่างจากดวงตาของคุณประมาณ 10 หรือ 12 นิ้ว ซึ่งเป็นขีดจำกัดของเรตินาของมนุษย์ [ความสามารถ] ในการแยกแยะ พิกเซล

Apple เรียกจอภาพดังกล่าวว่าจอภาพ Retina และเมื่อมีการประกาศ iPad ใหม่ในเดือนมีนาคมว่ามีเครื่องเดียว Tim Cook ได้ชี้แจงเล็กน้อยเกี่ยวกับคำจำกัดความของ Retina:

คุณอาจจำได้ว่าเมื่อถือ iPhone ไว้ในระยะปกติ เรตินาของคุณไม่สามารถแยกแยะแต่ละพิกเซลได้ เมื่อถือ iPad ในระยะปกติ [15 นิ้ว] ผลลัพธ์ก็เหมือนเดิม

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เนื่องจากคนทั่วไปถือแท็บเล็ตให้ห่างจากใบหน้ามากกว่าโทรศัพท์ iPad ใหม่จึงไม่จำเป็น มีพิกเซลที่เล็กเท่ากับ iPhone ซึ่งหมายความว่า iPad ใหม่สามารถหลีกเลี่ยงความหนาแน่นของพิกเซลเพียง 264 พิกเซลต่อ นิ้ว ในทำนองเดียวกัน ผู้คนจะนั่งห่างจาก MacBook Pro มากขึ้นไปอีก ซึ่งหมายความว่าจอภาพ Retina ของพวกเขาต้องการเพียง 220 พิกเซลต่อนิ้วเท่านั้น

จนถึงตอนนี้ดีมาก มีเพียงปัญหาเดียวคือ สตีฟ จ็อบส์กล่าวว่าดวงตาของมนุษย์ที่มองหน้าจอจากระยะ 12 นิ้ว จะไม่สามารถแยกแยะแต่ละพิกเซลได้หากความหนาแน่นมากกว่า 300 พิกเซลต่อนิ้ว ยกเว้นว่าตัวเลข "เวทย์มนตร์" นี้ผิด จำนวนจริงอยู่ใกล้ เก้าร้อย พิกเซลต่อนิ้ว จอภาพ Retina ของ Apple มีเพียง 33% เท่านั้น

ทำไม "Retina" ของ Apple ไม่ใช่ Retina ที่แท้จริง

Apple ใช้ Retina เป็นคำศัพท์ทางการตลาดและเป็นคำที่ยอดเยี่ยม แต่ยังบอกเป็นนัยด้วยว่าไม่มีที่ไหนอีกแล้วที่จะไปจากที่นี่ในการแก้ปัญหา ซึ่งไม่เป็นความจริง สิบปีต่อจากนี้ เราจะเป็นเจ้าของ Mac, iPhone และ iPads ที่มีหน้าจอที่คมชัด การดู iPhone 4S หรือ MacBook Pro ใหม่จะเหมือนกับการดู CRT 1024 x 768 จากปี 2002 และนั่นเป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้น

เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดจึงต้องมีความละเอียดในการแสดงผลอีกมาก คุณต้องเข้าใจว่า Steve จ็อบส์คิด "เลขมหัศจรรย์" เริ่มต้นสำหรับจอประสาทตา กล่าวโดยย่อคือ เขาใช้ตัวเลขนี้จากบุคคลที่มี 20/20 วิสัยทัศน์. ดูเหมือนจะสมเหตุสมผล เพราะโดยทั่วไปแล้ว การมองเห็น 20/20 นั้นมีความหมายเหมือนกันกับการมีสายตาที่สมบูรณ์แบบ

ปัญหาเดียว? 20/20 ไม่ใช่สายตาที่สมบูรณ์แบบเลย

คำจำกัดความของ Retina ของ Apple ขึ้นอยู่กับวิสัยทัศน์ของ ผู้สูงอายุ

เมื่อเราพูดถึงบุคคลที่มีวิสัยทัศน์ 20/20 สิ่งที่เราหมายถึงคือพวกเขาสามารถอ่านมาตรฐานได้ดีเพียงใด แผนภูมิตา Snellenแบบที่คุณเห็นแขวนอยู่ในสำนักงานของนักตรวจวัดสายตาทั่วโลก หากบุคคลมีวิสัยทัศน์ 20/20 หมายความว่าบุคคลที่ยืนห่างจากแผนภูมิดังกล่าว 20 ฟุตสามารถอ่านสิ่งที่คนทั่วไปมองเห็นได้จากระยะทางเดียวกัน ซึ่งถือเป็นวิสัยทัศน์มาตรฐาน

แต่ในขณะที่การมองเห็น 20/20 ตามเนื้อผ้าอาจหมายถึง "การมองเห็นมาตรฐาน" การวิจัยส่วนใหญ่ชี้ให้เห็นว่าการมองเห็นปกตินั้นแท้จริงแล้ว มาก ดีกว่า 20/20 อันที่จริงคนสายตาปกติมักจะมองไม่เห็นทางสายตา ลดระดับ ถึง 20/20 จนถึงอายุ 60 หรือ 70 ปี!

เข้าใจไหม? คำจำกัดความของ Retina ของ Apple ขึ้นอยู่กับวิสัยทัศน์ของ ผู้สูงอายุ.

ความละเอียดของดวงตามนุษย์คืออะไร?

แล้วไง เป็น ขีด จำกัด ของการมองเห็น? พิกเซลจะต้องมีขนาดเล็กแค่ไหนจริง ๆ เพื่อไม่ให้แยกจากพิกเซลอื่นด้วยเรตินาของมนุษย์ ในการพูดคุยเรื่องนี้ เราต้องอธิบายคำศัพท์ทางเทคนิคก่อน: arc minutes

ดูภาพตัวอักษร E ทางด้านขวา ประกอบด้วย 15 พิกเซลในตาราง 5 × 3: พิกเซลสีดำ 11 พิกเซลและพิกเซลสีขาวสี่พิกเซล ลองนึกภาพว่าคุณกำลังห่างไกลจากจดหมายมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อถึงจุดหนึ่ง คุณจะไม่เห็นเส้นสีขาวระหว่างพิกเซลสีดำบน E อีกต่อไป

หยุด. หากคุณมีวิสัยทัศน์ 20/20 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าจากระยะนี้ แต่ละพิกเซลบน E ตอนนี้มีขนาดหนึ่งอาร์คนาที

นี่คือวิธีที่ Apple สร้างจอภาพ Retina ตามคำจำกัดความของ Apple พิกเซลบนจอแสดงผลต้องมีขนาดไม่เกินหนึ่งอาร์คนาทีเมื่อมองจากระยะการมองเห็นเฉลี่ยโดยบุคคลที่มีวิสัยทัศน์ 20/20 เพื่อให้มีคุณสมบัติเป็นเรตินา

แต่อย่างที่เราได้เห็น วิสัยทัศน์ 20/20 ไม่ หมายถึงการมองเห็นที่สมบูรณ์แบบ และอาจไม่ได้หมายถึงการมองเห็นที่ดีด้วยซ้ำ พิกเซลมีขนาดใหญ่เกินไป เราต้องทำให้มันเล็กแค่ไหนเพื่อให้ได้จอแสดงผล True Retina?

น่าเสียดายที่ไม่มีข้อจำกัดที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลสำหรับสิ่งที่ตามนุษย์มองเห็นได้ ตามที่ Dr. Raymond Soneira แห่ง DisplayMate กล่าวผู้ที่ใช้เทคโนโลยีการแสดงผลของอุตสาหกรรม ความละเอียดของเรตินาของมนุษย์ที่สมบูรณ์แบบคือ 0.6 arc นาทีต่อพิกเซล ตัวอย่างเช่น สำหรับ iPhone 4S เพื่อให้เป็น Retina อย่างแท้จริง จะต้องมีพิกเซลที่เล็กกว่าที่เป็นอยู่ 40% ในปัจจุบัน

ความละเอียดของ Soneira ไม่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล คนอื่นไม่เห็นด้วยและคิดว่าดวงตามีพลังมากกว่านั้นมาก NS. Blackwell แห่ง Optical Society of America ระบุในปี 1946 ว่าความละเอียดของดวงตามนุษย์จริงๆ แล้วใกล้เคียงกับ 0.35 arc minutes อีกครั้ง นี่หมายความว่าสำหรับ iPhone 4S ที่จะมีจอภาพ Retina ที่แท้จริง มันจะต้องมีพิกเซลที่ เล็กลง 65% กว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

เพื่อให้ iPhone 4S มีจอภาพ Retina ที่แท้จริง ต้องใช้พิกเซลที่เล็กกว่า 65%

การศึกษาบางชิ้นผลักดันขีดจำกัดของการมองเห็นของมนุษย์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก อย่างไรก็ตาม ในท้ายที่สุด เป็นที่ตกลงกันโดยทั่วไปว่าไม่ว่าสายตามนุษย์จะมีขอบเขตจำกัดเพียงใด ก็ไม่สามารถ แยกแยะพิกเซลแต่ละพิกเซลที่มีขนาดเล็กกว่า 0.3 arc นาที โดยการศึกษาส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่าง 0.3 ถึง 0.4 เป็น ขีด จำกัด

กล่าวอีกนัยหนึ่งเพื่อให้การแสดงผลตรงกับความละเอียดของสายตามนุษย์อย่างแท้จริงและได้รับการพิจารณา จอภาพ Retina จริงต้องมีพิกเซลที่มีขนาดไม่เกิน 0.3 arc นาทีจากการรับชมโดยเฉลี่ย ระยะทาง.

สิ่งนี้อาจดูน่าเบื่อ แต่เมื่อคุณรู้สิ่งนี้แล้ว คุณสามารถคำนวณได้ว่าความละเอียดหน้าจอของ Apple จะต้องเท่ากับ Retina ที่แท้จริง ที่นี่เป็นที่ที่สนุก เพราะตอนนี้เราจะได้เห็น True Retina Macs แห่งอนาคตได้แล้ว!

จอภาพ "True Retina" ของ Apple จะหน้าตาเป็นอย่างไร

จากข้อมูลข้างต้น นี่คือรายละเอียด^* ความละเอียดที่จอภาพของ Apple ปัจจุบันทุกเครื่องในตลาดจะมีหากยังคงขนาดเท่าเดิม แต่ได้รับการอัพเกรดเป็นจอภาพ True Retina

แบบอย่าง	ขนาดหน้าจอ (นิ้ว)	ระยะทางเฉลี่ย	Retina Res (แอปเปิ้ล)	จอภาพ Retina ที่แท้จริง	PPI
iPhone	3.5	12	960 x 640	2772 x 1848	952
iPad	9.7	15	2048 x 1536	5968 x 4486	769
MacBook Air 11 นิ้ว	11.6	22	2732 x 1536	5184 x 2916	513
MacBook Air ขนาด 13 นิ้ว	13.3	22	2880 x 1800	5872 x 3670	520
MacBook Pro 15 นิ้ว	15.4	24	2880 x 1800	6096 x 3810	467
iMac ขนาด 21 นิ้ว	21.5	28	3840 x 2160	7408 x 4168	395
iMac ขนาด 27 นิ้ว	27	28	5120 x 2880	9120 x 5130	388

เหลือเชื่อใช่มั้ย? ตามการคำนวณของเรา iPhone ที่มีจอภาพ Retina ที่แท้จริงจะมีพิกเซลมากกว่า iMac ขนาด 27 นิ้วในปัจจุบัน!

แต่แล้วไง? ตัวเลขเหล่านี้หมายความว่าอย่างไรในทางปฏิบัติ? เหตุใดคุณจึงควรสนใจหากคุณพอใจกับจอภาพ Retina ของ Apple แล้ว

Planet Earth มองเห็นได้ใน True Retina

ภาพข้างบนคือ ภาพ "Blue Marble" ที่มีชื่อเสียงของ NASA ที่มีความละเอียดสูงสุดของโลก. อาจเป็นภาพถ่ายที่สวยงามและมีรายละเอียดมากที่สุดในโลกของเรา และการไม่บินออกสู่อวกาศ วิธีเดียวที่คุณจะเข้าใกล้เพื่อเก็บรายละเอียดทั้งหมดได้ในพริบตาก็คือถ้าคุณมีจอภาพ True Retina

กล่องขนาดใหญ่ที่วางทับบนพื้นโลกโดยตรงในภาพด้านบนแสดงถึงความละเอียดต่างๆ ของ Mac ในอนาคตที่มีจอภาพ True Retina สิ่งที่อยู่ภายในกล่องคือสิ่งที่คุณจะเห็นบนจอแสดงผล True Retina Mac หรืออุปกรณ์ iOS ที่ระบุ กล่องขนาดเล็กที่ด้านล่างระบุความละเอียดของรายการ Mac และ iOS ปัจจุบันของ Apple

อย่างที่คุณเห็น ด้วย iMac หรือ iPad ขนาด 27 นิ้ว True Retina คุณจะเห็นโลกทั้งใบได้ในคราวเดียว โดยแต่ละพิกเซลจะจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งกับต้นฉบับของ NASA บน MacBook Air แบบ True Retina ขนาด 13 นิ้ว คุณจะอยู่ในทวีปอเมริกาเหนือเกือบทั้งหมด บน iPhone True Retina คุณจะได้พื้นที่ชายฝั่งตะวันตกทั้งหมด

เปรียบเทียบกับรุ่นปัจจุบันของ Apple ด้วย Retina MacBook Pro ปี 2012 คุณจะได้รับรายละเอียดในปริมาณที่เท่าๆ กับที่คุณได้รับจาก True Retina iPhone บน MacBook Air ขนาด 11 นิ้ว คุณจะเห็นพื้นที่ส่วนใหญ่ในเท็กซัสเท่านั้น และใน iPhone 3GS คุณจะโชคดีที่ได้เห็นเมืองเดลาแวร์ทั้งหมด

หากคุณต้องการเห็นภาพนี้ในความละเอียดสูงสุดดั้งเดิม คุณสามารถ ดาวน์โหลดได้ที่นี่.

ทำไมมันถึงสำคัญ

เป็นความจริงที่หลายคนที่มีสายตาไม่ดีหรือสายตาปกติ จอภาพของ iPhone 4S ที่อยู่ห่างออกไปเพียง 12 นิ้วอาจดูเหมือนแยกไม่ออกจาก iPhone True Retina ที่มีความหนาแน่นของพิกเซลเป็นสามเท่า ในทำนองเดียวกัน บางคนที่มี Retina MacBook Pro ซึ่งอยู่ห่างออกไป 2 ฟุต อาจไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างสิ่งนั้นกับ True Retina MacBook Pro ได้ บางคนก็เถียงว่าทั้งหมดนี้ไร้สาระ ความละเอียดระดับไฮเปอร์เพื่อประโยชน์ของไฮเปอร์ความละเอียด มุ่งเป้าไปที่กลุ่มย่อยเล็กๆ ของบุคคลที่เก็บทวารที่โชคดีพอที่จะมีวิสัยทัศน์ที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยและแม้กระทั่งสมบูรณ์แบบ

อาร์กิวเมนต์ดังกล่าวมีข้อบกพร่อง สำหรับสิ่งหนึ่ง, ไม่มีใคร อยู่ห่างจากอุปกรณ์โดยเฉลี่ยอย่างสม่ำเสมอ เมื่อคุณส่งข้อความบน iPhone คุณอาจถือมันไว้ที่ 12 นิ้ว แต่ถ้าคุณเหล่มันตอนกลางดึกเพื่อรับสาย คุณก็อาจจะกดค้างไว้หกนิ้ว และในขณะที่คุณอาจเขียนอีเมลบน MacBook Pro ของคุณที่ขนาด 24 นิ้ว คุณก็อาจจะเอนตัวพิงเบาะที่นั่งระหว่างชมภาพยนตร์หรือเกมที่น่าตื่นเต้นจนเข้าใกล้อายุ 18 ปี

ความจริงก็คืออุปกรณ์ของเราดูดเราเข้าไปใกล้ที่สุดเท่าที่จะทำได้ และหากจอภาพของเราไปถึงรูปแบบสุดท้าย — กระดาษมีชีวิต — พวกเขาจำเป็นต้องมีความละเอียดเพียงพอที่เราสามารถทำได้ ซูมเข้าเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติมเหมือนกับที่เราทำกับกระดาษ: ไม่ใช่โดยการบีบหรือซูมเข้าด้วยเมาส์ของคุณ แต่โดยการ ให้ชิดกับหน้าจอเท่าที่เราจะทำได้. ลองนึกภาพวันที่คุณสามารถดึงแว่นขยายออกมาดูรูปภาพบน iPad ของคุณ และแทนที่จะเห็นพิกเซล
คุณเห็นโลกทั้งใบของรายละเอียดที่แก้ไขได้อย่างสมบูรณ์แบบที่คุณไม่เคยรู้มาก่อนว่ามีอยู่จริง

แต่มีเหตุผลอื่นที่ทุกคนควรใส่ใจ ย้อนกลับไปในปี 2010 ห้องปฏิบัติการวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี NHK ของญี่ปุ่น ค้นพบ ที่ทั่วกระดาน ยิ่งพิกเซลเล็กเท่าไหร่ ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น จริง วัตถุบนหน้าจอดูเหมือนกับบุคคลที่ดูแม้ว่าจะไม่มีวิสัยทัศน์ที่สมบูรณ์แบบก็ตาม อันที่จริง เอฟเฟกต์นี้ลึกซึ้งต่อบุคคลมากจนในที่สุดก็ถึงจุดที่คุณมีพิกเซลที่เล็กพอที่ วัตถุบนหน้าจอแยกไม่ออกจากวัตถุจริงโดยสิ้นเชิง.

ที่ คืออนาคตของจอภาพ: หน้าจอสมบูรณ์แบบมากจนทำให้ FaceTiming กับเพื่อนไม่สามารถแยกแยะจากการสนทนาแบบตัวต่อตัวได้ กับพวกเขาที่การดูหนังก็เหมือนการมองออกไปนอกหน้าต่างไปยังอีกโลกหนึ่งและที่ซึ่งการเล่นวิดีโอเกมก็เหมือนมีชีวิตจริง การผจญภัย. ที่ นั่นคือเหตุผลที่เราต้องการ True Retina และนั่นคือสิ่งที่ Apple จะพาเราไปในที่สุด

* – คณิตศาสตร์เบื้องหลังวิธีการคำนวณของเรานั้นซับซ้อนเล็กน้อย แต่เป็นคำอธิบายสั้นๆ หากเราคิดว่าความละเอียดของดวงตามนุษย์สูงสุดที่ 0.3 arc นาทีต่อพิกเซล (ดูด้านบน) เราก็สามารถทำได้ กำหนดจำนวนพิกเซลที่จอแสดงผลต้องมี (โดยให้ระยะการดูเฉลี่ย) เพื่อให้เป็นจอภาพ “Retina” ที่แท้จริง ทุกคนแม้ว่าจะมีวิสัยทัศน์ที่ดีกว่า 20/20

ต้องทำสิ่งนี้ก่อน คำนวณขนาดพื้นที่ การแสดงผลจะอยู่ในขอบเขตการมองเห็นของบุคคล หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือขนาดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ส่องสว่างบนดวงตาของพวกเขาจริง ๆ ในช่วงเวลาที่กำหนด ซึ่งวัดเป็นองศาของขนาดปรากฏ ซึ่งเราสามารถคูณด้วย 200 (60 arc นาทีต่อ องศาหารด้วย 0.3 arc นาที) เพื่อให้ได้จำนวนพิกเซลขั้นต่ำที่เราต้องการสำหรับ True เรตินา

ทั้งหมดนี้อาจดูซับซ้อน แต่เมื่อเข้าใจคณิตศาสตร์แล้ว การทำสิ่งต่างๆ จะมีประโยชน์อย่างเหลือเชื่อ เช่น การหาขนาดทีวีที่คุณต้องการสำหรับห้องนั่งเล่นของคุณ หรือว่าคุณควรนั่งแถวไหนในโรงภาพยนตร์ สำหรับคำอธิบายเพิ่มเติม โปรดปรึกษา หน้านี้.

ขอบคุณมาก: ความช่วยเหลือของผู้อ่าน Neven (@randomoneh) มีค่ามากในการรวบรวมข้อมูลจำนวนมากสำหรับงานชิ้นนี้มารวมกัน นอกจากนี้ ฉันขอขอบคุณเพื่อน Gil Forsyth ที่ช่วยฉันแก้ปัญหาตรีโกณมิติในนาทีสุดท้าย พวกคุณฉลาดกว่าฉันมาก