智能座舱中的屏幕分辨率选择多少合适?
作者 / 阿宝
编辑 / 阿宝
出品 / 阿宝1990
曾经在苹果发布会上,苹果CEO乔布斯提出了一个观点,那就是当你所拿的东西距离你10-12英寸时,它的分辨率只要达到300PPI这个“神奇数字”以上,你的视网膜就无法分辨出像素点了。
相信买过手机的小伙伴朋友,早都不会在意这个300PPI的数字了,因为现在市面上千元配置的手机基本上都是2K的分辨率了,早就超过这个数值了,已经不用再care这个数字呢,但是智能座舱呢,智能座舱的显示屏分辨率是多少呢,为什么还没有达到手机的水平呢,为什么汽车厂商不去升级显示屏分辨率呢?
神奇的PPI
很多人都知道,衡量一块屏幕的显示精度,分辨率是非常重要的,首先,我们从最简单的屏幕分辨率讲起。我们经历了屏幕分辨率的一路飙升,而这也就意味着随着技术的发展与时间的演进,同尺寸的屏幕可以具有更多的像素数。
但真正衡量一块屏幕的显示精度,分辨率只能算是一方面,因为我们还得考虑屏幕尺寸。我们用PPI来代表像素密度,PPI数值则意味着每英寸包含多少个像素点。
PPI是Pixels Per Inch的缩写,中文含义是指每英寸所拥有的像素数目,同时是在屏幕参数和打印参数中会提及。PPI数值越高,即代表显示屏能够以越高的密度显示图像,理论上屏幕PPI越高,屏幕就越精细,画质相对就更出色。
一般来说,手机屏幕距离眼睛10-12英寸时,分辨率达到一定水平,屏幕PPI只要达到300PPI,人眼视网膜就无法分辨出像素点了,这样的屏幕被称为“视网膜屏幕”。由于其具备超高的像素密度,因此屏幕显示异常清晰、锐利。
这里的PPI可以简单理解为清晰度,比如你用手机看480P的视频源觉得还比较清晰,但是你用电视上看480P的视频节目就会觉得非常不清晰,虽然都是相同的分辨率,但是因为手机屏幕小,单位面积的像素就会更多一些,所以看起来也会更清晰一些。
通过这个公式,我们再来看看当年乔布斯的Iphone 4的329PPI是怎么计算出来的,iphone4是3.5寸,960*640的分辨率,那么代入上面公式就是 960平方+640平方=1331200,结果再开平方=1153.7764,再÷3.5=329.65点每英寸。
大部分人所能观察到的分辨极限只有229PPI,而且,人在观看手机屏幕的时候并不是贴在屏幕前看,而是有一定的距离,距离越大,辨识像素点的能力就越弱。
所以这里选择屏幕的PPI 和视力、观看距离都有关系,相同屏幕尺寸下,分辨率越高,PPI值也就越高,当然这个分辨率越高,屏幕的价格越贵,功耗也高,这些都是要产品化考虑的。
神奇的眼睛
人眼到底是多少像素的,从数码相机出现的那一天起,就有无数人提这个问题,谁让数码相机把视觉效果以Pixel像素这样一个简单的数字表现出来了呢。之后就有不少人纷纷拿出了自己的算法,得出的结论少的有500万,多的有100亿,当然还有一个5.76亿这么一个看起来超级标准的数字。今天也想来和大家讨论一下,到底人眼有多少像素。
看看,5.76亿就这么算出来了,是不是超级简单?实际上这也是5.76亿这个数字的出处,其实他只用了2个数据,那就是第1个(人眼最小分辨率角度为0.59角分,约等于0.6角分,也就是0.3角分1个像素)和第4个(折算为人眼的视角为124°,约等于120°),只要你学过角度的换算,5.76亿这样的数字显然是很容易得出来的。
要明确像素怎么算,我们首先要明确“人眼只能够清晰的分辨出中央10°范围的物体”以及“人眼的分辨率越往外越低”这2句话,简单来讲就是作为人类的我们,只有瞪哪里,哪里看起来才是清楚的,我们不瞪的地方基本都是模糊看不清楚的,当然这种话说起来简单,实际看起来是个什么效果呢?自然请大家看图为快。
这4张图按照顺序看下来就是人脑一个正常的处理效果 也是我们为什么看东西不会不清楚的原因
以上的4张图相信基本给大家解释清了人眼的分辨率结构,他的情况非常类似于我们测试镜头时常说的一句话:“相场不够平坦,边缘画质下降较多”,所以说直接按照人眼角度分辨极限以及视角来判断人眼分辨率(也就是5.76亿的算法)其实是非常不合理的。
我们经常会发现斜眼看东西没有正眼看得清楚 而怎么斜都不可能看清楚的区域就是余光区域,不过为什么我们看东西从来都不会觉得不清晰呢?这主要要归结于我们眼球的快速动作以及快速扫描能力,这里边就要把“人眼最高大约可以分辨到75帧的高速度物体”这个条件放在这里,剩下的我们只需要参考以上那张图。相信这张图足以帮助你理解2件事情,一个是为什么我们看东西不会觉得模糊,另一个则是余光到底是什么东西。
当然这些还不够,这个假设仍然有着极大的局限性,那就是2只眼睛所观察的范围是完全一致的,实际上绝非如此,人(或者说绝大多数动物)能拥有如此广阔的视角,2只眼睛在里边的作用是非常庞大的,2只眼睛一方面让我们看物体看的更立体,拥有更多距离信息,另一方面则是让我们左右可以看的更多更远(等同于扩展了分辨率和像素数)。
人眼的视野大概如上图所示 正眼既是黑色 侧面既是蓝色 红色就是我们斜眼到极限能看到的东西
那么2只人眼是怎么工作的呢,那首先就要来说说一只眼睛,单眼最小工作视角为25°,最大工作视角为156°(注意这种变化的原因可不是“变焦”,而是人眼的最大扫描与最小扫描),而双眼重合目前认为的普遍数字为124°(这个我们在上文中已经提到过一次)而在极限状态下人眼可以分离出188°的视角(但是同时也基本看不清楚任何东西)。这个情况我们依旧是以一张图来给大家表述出来。
也就是说,只有在124°范围内的东西,人可以用2只眼睛一起看,而当人2只眼睛一起聚精会神看一个小型物体的时候,实际上2只眼睛的视角是基本相同的。从某些角度上来讲,这个时候1只眼睛和2只眼睛的区别仅仅在立体感的呈现上,看的是否清楚毫无区别。
车载显示屏需要多大的分辨率
通过上面的表述,我们知道人眼睛的像素非常多,但是由于视线看到的不同距离,所需要的PPI是不同的,也就是单位面积的像素点要求是不同的,距离越远,对于PPI的要求是下降的。
上图可以明显的看到车载显示屏一般的布局使用距离是70cm,所需要的液晶屏PPI是150,显示屏PPI大于150,人的眼睛分辨率是区分不出来像素的区别的,所以根据此要求,我们可以看到不同尺寸的液晶屏的分辨率要求是不同的。
以12.3英寸的中控导航大屏,我们看看1920*720分辨率的屏幕的PPI是多少,1920*1920+720*720=4204800,开根号等于2050.56,再除上12.3,等于166.7,远远大于150的PPI,所以在这个尺寸的显示屏达到1920*720的分辨率就能够满足人眼睛极限的像素要求。当然如果车载显示屏距离驾驶位的距离比较近的情况下,分辨率可以再提高一些。
以10.1英寸的液晶仪表大屏,我们看看1280*720的分辨率的屏幕PPI是多少,1280*1280+720*720=2156800,开根号等于1468.60,再除上10.1,等于145.4,接近于150 PPI的要求,所以在这个尺寸的屏幕一般要求时,1280*720的分辨率是可以满足的。
总体上,人的眼睛的极限像素和人的眼睛是否近视、是否带眼睛,形状大小,看到的物体距离都有密切关系,在车载显示屏而言,主要是显示屏距离驾驶位置的布局距离、显示屏屏幕尺寸大小、从而这两个因素决定了显示屏屏幕的分辨率,一般而言,8寸显示屏1024*600、10寸的1280*720, 12.3寸的显示屏1920*720的分辨率都能满足人眼睛像素的最小分辨率,如果在这个尺寸上提高分辨率并不能提高用户的体验,而且会导致功耗和成本的增加,所以车厂对于车载显示屏的分辨率诉求不像手机那么要求高。
-----全文完,既然看到这里了,如果觉得不错,随手点个“在看”吧。