有关retina和HiDPI那点事 retina屏幕清洁( 二 )


这种HiDPI的渲染能力并不是屏幕提供的,而是苹果公司的工程师们在操作系统中添加实现的,这需要在计算机输出给显示器之前就把一切文字图标等采用多倍的像素渲染成更细腻的样子 。于是,这样的渲染会消耗更多的CPU与GPU运算,也就会消耗更多的能源 。因此r屏对能源的消耗不光体现在4倍于非r屏的像素个数,还体现在操作系统的HiDPI渲染方式 。而推出一款r屏产品往往需要对软硬件作全面综合的考虑,如处理器功耗与性能的平衡取舍、屏幕材料的选择与工艺设计、电池技术的革新、操作系统的优化等等 。有时我们感觉苹果相继推出r屏产品只是顺着趋势必然推出,但工程师背后付出的辛苦和努力是我们难以想象的 。
难道我们一定要购买r屏的设备才能体验到细腻平滑的视觉体验么?在非r屏上开启HiDPI会是什么效果呢?下面的图可以说明这个问题:
左边的图实际上就是由右边的图放大2倍而成,这意味着,在单位面积中,右边屏幕包含的像素数是左边的2倍,即右边的屏幕的PPI值是左边的屏幕的2倍 。虽然这两块屏幕一个非r屏(左)一个r屏(右),但渲染曲线的方式都是HiDPI 。从最终的渲染结果来看,左右两块屏具备完全相同的显示信息,谁也没比谁多显示细节 。而它们唯一的差别仅在于,左边像素个头是右边的2倍,导致在显示相同的内容时,左边要占用更大的面积 。
那是否可以消除这种整体尺寸的影响呢?我们知道,人眼对像素尺寸的感观与人眼到屏幕的距离反向相关,即人眼离屏幕越远,屏幕上的像素就会看起来越小 。这里放出苹果给出的人眼的视角公式:
简单来说,图7中iPhone的像素虽然比iPad上的像素尺寸小,但由于距离的原因,人眼对它们的视角是相同的,那么这两粒像素在人眼球的视网膜上成像的尺寸也是相同的 。由于在现实中人眼离屏幕的距离(百毫米级)远大于像素的尺寸(百微米级),则通过公式计算得到的视角a是非常小的,于是我们可以近似认为,公式中的反正切三角函数在原点附近程线性特性 。
基于以上分析,对于图6来说,假设我们看右边高PPI(像素边长为h)屏幕时,眼到屏幕距离为d,而我们看左边的低PPI(像素边长为2h)屏幕时,眼到屏幕距离为2d,则人眼的视角近似相等,在视网膜成像尺寸也近似相等,即最终从眼睛接收的视觉效果来看,二者并无区别 。
举例说明,一台27寸的4k显示器,分辨率是3840x2160,PPI约为160,开启HiDPI模式后,以50cm的距离观看屏幕,视觉上与在25cm距离看326PPI的iPhone并无差异(320/50=160/25),而后者恰是retina屏幕的标准 。也就是说,我以50cm的视距来观看HiDPI渲染下的27寸4k显示器会体验到大一倍的rMBP屏幕的感觉 。
这里我们可以粗略地讲,在HiDPI的渲染下,只要适当增加人眼到屏幕的距离,普通非r屏也能给人眼以r屏的视觉体验 。但这种HiDPI对于非r屏会带来副作用:内容尺寸变大,整个屏幕可显示的信息相对变少 。例如,1920x1080分辨率的屏幕,经过HiDPI渲染之后,虽然所显示的内容都变得细腻无比,但屏幕看起来就像960x540一样,窗口经常显示不全 。因此,若想HiDPI显示的同时又保证显示内容足够,则需要高分辨率的显示器来提供尽可能多的像素 。对于外接显示器来说,最常见的就是将3840x2160的4k显示器HiDPI渲染成looks like 1920x1080的样子 。
最后,Mac OS X操作系统在任何情况下都支持HiDPI渲染么?在r屏产品中自然是默认开启的;在非r屏中,显示器屏幕达2k及以上且系统为Yosemite时,会支持用户手动调整渲染等级,而在显示器分辨率小于2k时,则需要借助Quartz Debug强制开启HiDPI模式,并配合第三方插件SwitchResX或RDM来实现 。此外,Mac对4k屏幕的支持是有硬件限制的,即目前只有部分Mac设备能够正常使用4K显示器,详细的说明可参见官方文档:
https://support.apple.com/zh-cn/HT202856
综上,总结两条:
1)PPI高,意味着像素更小更密集,它的作用主要体现在:让人在更短的视距内实现屏幕像素的“无颗粒感”;
2)细腻的显示效果还取决于操作系统是否开启了HiDPI模式渲染,它是屏幕上一个字符或图标显示得模糊或清晰的决定性因素 。
Q2:Retina屏幕有什么优缺点?1.优点
超高分辨率,融入几百万像素,像素密度超过人眼分辨率 。更高色彩和对比度更低的眩,Retina显示屏在保持非凡画质和图像质量的同时将眩光减少了75% 。同样的IPS技术也使得显示屏的对比度更加高,并且可视角度达到惊人的178° 。
2.缺点


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