视网膜屏技术详解

视网膜屏技术详解

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2012-11-06 迅为百科

摘要：从iPhone 4开始，Retina视网膜屏幕带来的优秀视觉感受就让很多玩家沉醉其中，现在，新iPad同样延续了这一利器，更是引发了大家关于新iPad

是否值得买的争论。那么，究竟视网膜屏幕为何如此命名，具体有哪些优势，带来了怎样的问题?本文将为你带来答案。

从iPhone 4开始，Retina视网膜屏幕带来的优秀视觉感受就让很多玩家沉醉其中，现在，新iPad同样延续了这一利器，更是引发了大家关于新iPad是否值得买的争论。那么，究竟视网膜屏幕为何如此命名，具体有哪些优势，带来了怎样的问题?本文将为你带来答案。

苹果在iPhone 4开始引入的Retina视网膜屏幕给业界带来了一股变革之风，这种屏幕拥有极高的像素密度，号称超越人类视网膜分辨能力的极限，可以提供平滑如镜的真实观感。不过此前这种屏幕也只是用在小尺寸的手机屏幕上，缺乏普遍性。直到新一代iPad发布，才真正意味着大尺寸视网膜屏幕的到来。不仅如此，据称苹果公司还打算在新一代Macbook Pro机型中全面导入超高分辨率的视网膜屏幕，而华硕等PC厂商也计划在新一代超极本中引入视网膜屏幕。毫无疑问，视网膜屏幕将成为下一代笔记本电脑和平板产品的升级热点。

然而，升级到高分辨率视网膜屏幕并不像以往常规硬件升级一样简单。在高分屏下，图像、文字等显示目标的尺度都会相应缩小。如果和以往采用同样的字号，视网膜屏幕的像素密度会导致文字小如蝇腿、观看的体验下降；而网页内容大多是1024×768分辨率设计，高分屏下如不缩放，内容区域的面积也会变小。当然，新iPad没有遭遇这个问题，这是因为苹果iOS系统本身为之作了优化，应用程序也都引入相应的Hippi放大模式；同样，新一代OS X——Mountain Lion系统也引入了这种模式，以便Macbook Pro机型不会遇到麻烦。

我们在新iPad上看到视网膜屏幕的优缺点：极高的画面细腻度，优越的视觉效果以及高分屏所导致的高功耗，那么这种屏幕会成为LCD业界的新热点么?对于这个问题，我们将会进行深入详尽的分析。

为何叫视网膜：LCD的分辨率极限与人眼的极限

人类的视觉系统，是将外部的光线收集于视网膜、形成图像，之后产生的神经刺激到达大脑的视觉中枢，由此产生视觉效应。视网膜(英文为Retiha)居于眼球

壁的内层，是一层透明的薄膜。视网膜由色素上皮层和视网膜感觉层组成——如果你通晓LCD显示屏的结构，便会发现这二者出奇相似：色素上皮层类似于LCD 的色彩膜，感觉层则好比是负责光通断的TFT-LCD层。当然视网膜的精细度非人造的LCD可比，比如它一共拥有600万视锥细胞和1.25亿视柱细胞，相比之下，LCD的像素数可以说是“屈指可数”。

我们先来看看视网膜成像的原理。有人把眼球比做一架活的照相机，这是较恰当的。照相机有镜头、光圈、暗箱、底片和调节装置。人眼的结构和照相机相似，角膜和晶状体相当于镜头，瞳孔相当于光圈，脉络膜相当于暗箱，视网膜则相当于底片。

自然界各种物体在光线的照射下，不同颜色可以反射出明暗不同的光线，这些光线透过角膜、晶状体、玻璃体的折射，在视网膜上显出景物的影景象(倒立的像)，构成光刺激。视网膜上的感光细胞(圆锥和杆状细胞)受光的刺激后，经过一系列的物理化学变化，转换成神经冲动，由视神经传入大脑层的视觉中枢，经过大脑皮层的综合分析，产生视觉，人就看清了景物(正立的立体像)。

作为一种生物结构，人眼对微小事务的观察是有极限的。比如说人无法直接用肉眼看到分子、原子的运动，我们所能分辨出的最微小尺度，也就是人眼的视觉极限。这个数值与观察距离也有关系，人们都有这样的经验，如果两个物体靠得太近，人眼就不能正确地区别它们了。这又是为什么呢?原因在于人眼的瞳孔直径是有限的(在1.4mm到8mm之间可以调节)，而物体发出的光波在经过瞳孔时都会产生不同程度的衍射现象，每个物点都会在视网膜上形成一个弥散开的光斑，当两个物点在视网膜上各自形成的弥散光斑互相重迭到一定程度，人眼就无法分辨出这两个物点了。在正常情况下，眼睛的分辨物体细节的能力就叫分辨率。

人眼的分辨率指标并不是由ppi(每英寸像素)来确定的，而是由分辨角决定——

分辨角就是指刚好能分辨开的两个物点、对瞳孔中心形成的张角，它与光波的波长成正比，与瞳孔的直径成反比。在正常可见光下，眼睛的分辨角约为3分，这相当于在1km远处相距为75cm的两个物点，也相当于在明视距离(一般的眼睛看眼前25cm处的物体是不费力的，称这个距离为明视距离)上、相距为0.2mm的两条线。因此，人眼在明视距离上的分辨率是每毫米范围内显示5对线，超过这个数就无法分辨。

如果显示屏的分辨率达到一定的尺度，在明视距离内，人眼再也无法观察出任何颗粒感，屏幕中所显示的画面，都是平滑如镜、与鲜活的真实完全一致——假如这块屏幕拥有同样超越人眼极限的色域，加上良好的亮度，就可以达到欺骗人眼的效果，让眼睛认为这就是真实物体的图片，而不会觉得画面不够细腻。我们认为，这种境界将是未来数十年里显示设备领域所追求的方向。

哪一种屏幕可以达到“视网膜”标准

苹果在带来iPhone 4的时候，向外界展示它拥有名为“Retina”的高分辨率液晶屏，这种屏幕在3.5英寸(对角线长度)的屏幕内做到了960×640的分辨率，显示精度达到326ppi，这不仅相当于上一代产品的四倍、更远超了常规的LCD 显示产品。乔布斯将其称为“Retiha”视网膜屏幕，苹果的公关介绍视频则表示这种屏幕的分辨率达到了人类视网膜的极限。

我们必须意识到一点，视网膜屏幕更多是产品宣传上的说辞，而非科学的结论。苹果对外界传达了这样的理念：这种屏幕分辨率远超于同类产品，超越了人眼视觉的极限。当然，他们并没有考虑视距的问题。对此，美国犹他大学的视网膜神经学家布莱恩·琼斯(Bryan Jones)有过深入的研究。布莱思认为，对于健康无损的肉眼来说，我们的视网膜分辨极限，大约是每度120像素(针对白黑线条交织的图像)。假设眼球的名义焦距为16mm，那么，观察细节的最佳视距(从眼球至物体)大约在12英寸(约30.5厘米)，而这个距离作为用户使用iPhone时距屏幕的通常视距亦是合理的。通过换算，可以得出正常人眼可以区分的像素密度约为287ppi。而iPhone 4的像素密度指标达到326ppi，显然远远超过了这一标准。

我们再来看看新iPad，它的像素密度指标为264ppi、比287ppi的指标有些差距，但人们在使用iPad时的距离一般较手机远不少，所以新iPad依然可以轻松地达到视网膜屏幕的学术标准。依照这样的算法，我们可以看看下列产品是否能符合Retina视网膜屏幕的标准：

根据表1，我们其实可以看出，除了iPhone 4和新iPad外，还有许多产品能达到或接近视网膜屏幕的视觉效果，比如华硕的Transformer平板电脑。很多苹果电脑已经非常接近视网膜屏，例如27英寸iMac，17英寸MacBookPro，11英寸MacBook Air。这些产品与同尺寸的PC产品在屏幕配置上其实没什么不同，目前市面上那些拥有高分辨率的产品，其实都能达到Retina的视觉标准，比如联想ThinkPad W520这样的，拥有1920×1080高分辨率、像素密度比17英寸MacBook Pro还高的机型以及笔者所用的X61改装1400×1040 AFFs高分屏，其实都达到这个标准了。