Что такое дисплей сетчатка

На нашем сайте мы уже не раз говорили о продукции от Apple: планшетах, моноблоках, мобильной операционной системе iOS 11. Сегодня мы дальше продолжим знакомить вас с особенностями продукции от этой купертинской компании. В нашей сегодняшней статье мы расскажем вам об одном моменте, который заставляет пользователей восторженно вздыхать от взгляда на экран смартфона / ноутбука / планшета / моноблока от Apple. Здесь речь идет об удивительном экране Retina.

Итак, что такое Retina? В чем заключается преимущество этой технологии перед конкурентами? И вообще, как работает эта Retina? Давайте разбираться.

Что такое Retina дисплей

Когда Стив Джобс на презентации нового iPhone 4 впервые показал миру дисплей Retina – весь мир просто ахнул от удивления и взорвался волной неподдельного восторга. После iPhone 4 этот дисплей появился в новых моделях iPad, MacBook и iMac. Но что такое Retina дисплей и почему люди так им восторгаются?

Самое главное, что вам стоит знать, так это то, что Retina является запатентованным брендом компании Apple. Кроме того, в этих дисплеях нет никаких технических откровений. По сути, компания Apple может давать любому дисплею приставку Retina, но с одним условием. Сам Джобс на памятной презентации iPhone 4 говорил, что новый дисплей смартфона настолько четкий, что никто в мире не сможет разглядеть отдельные пиксели с расстояния 25 дюймов. В самом же iPhone 4 плотность пикселей составляет 326 точек на дюйм.

С момента презентации iPhone 4 много воды утекло, и компания Стива Джобса представила целый ряд устройств, в которых установлен экран Retina. Но если вы посмотрите, например, на плотность пикселей в iPad и сравните это значение с плотность в iPhone, тогда у вас может возникнуть некоторое сомнение. Все дело в том, что в планшетах Apple плотность пикселей на экране всего-то 256 точек на дюйм. Так почему же такие экраны также имеет приставку Retina? Неужели компания Apple нас нагло обманывает?

Нет, Apple нас не обманывает. Все дело в том, что для получения приставки Retina дисплею достаточно того, чтобы отдельный пиксель был незаметен людскому глазу. То есть, у нас есть два прямых критерия, которые влияют на то, видим ли мы отдельный пиксель, или нет: плотность и расстояние от экрана до глаз. Поэтому, чем дальше от глаз мы держим экран, тем меньшая плотность пикселей нужна для «исчезновения» пикселей. Иными слова, чем большая диагональ экрана, тем дальше вы его держите от глаз, и тем ниже значения плотности пикселей нужно для получения титула Retina. Вот так, ловкость рук и никакого мошенничества.

В чем разница между обычным дисплеем и дисплеем Retina?

Если говорить простыми словами, в дисплеях Retina инженеры компании Apple просто взяли и удвоили количество пикселей по горизонтали и по вертикали. В результате в этом дисплее получилось в два раза больше пикселей по сравнению с обычным не Retina дисплеем. Но, если бы в Apple ограничились только увеличением количества пикселей, тогда у пользователей возникли бы реальные проблемы. Дело в том, что чем большее количество пикселей в экране, тем миниатюрнее будут элементы интерфейса.

Но Apple была бы не Apple, если не исправила бы эту проблему. Итак, проблемы с миниатюризацией инженеры решили с помощью создания специальной системы HiDPI. Работа системы максимально простая: она занимается масштабированием элементов интерфейса до приемлемого для наших глаз размера. Главная задача Retina дисплеев – это сделать все на экране более четким. Особенно дисплеи Retina хорошо отображают текст. Благодаря большому количеству пикселей буквы выглядят плавными и складывается впечатление, что читаешь реальный качественный журнал, а не какую-то его версию в pdf.

Что такое Retina HD и Retina 4K / 5K?

Если дисплеи Retina такие классные, тогда куда уже дальше их улучшать? Но это же Apple, а значит инновациям нет конца ???? Все знают, что Apple не только умеет создавать самые лучшие в мире устройства, но и умеет их удачно продавать. И когда в мире все начали говорить сначала о HD, а потом о Full HD и 4К, парни из Купертино просто не могли оставаться в стороне от всего этого. И как результат, в 2014 году выходит новый iPhone 6 с HD разрешением экрана. В iPhone 6 Plus разрешение экрана уже было Full HD. А как именно Apple назвали эти дисплеи в iPhone? Правильно, Retina HD и Retina Full HD.

Когда мир начал сходить с ума по поводу разрешения 4К (экраны с 4 000 пикселей по горизонтали), компания Стива Джобса также выпустила свое устройство с экраном 4К — Retina 4K. Таким устройством стал iMac с диагональю дисплея 21 дюйм и плотностью пикселей 218 точек на дюйм. Но разрешение 4К есть у всех, а Apple ведь должна быть лучше всех. Поэтому, в 2014 году на рынок вышел iMac с диагональю 27 дюймов и впечатляющем разрешением по горизонтали 5120 точек. Как вы уже догадались, в компании этот дисплей назвали Retina 5K. Как видите, для Retina нет преград с точки зрения разрешения. Главное высокая плотность пикселей.

Используют ли другие производители термин Retina?

Поскольку компания Apple бережет свои патенты как зеницу ока, никто в мире кроме них не может воспользоваться в названиях дисплеев термином «Retina». В противном случае, юристы компании просто затаскаю неосмотрительного производителя по судам. Но запрет на использования термина Retina вовсе не означает, что производители не могут делать дисплеи с большей плотностью пикселей чем в Apple.

Так, например, одной из первых моделей смартфонов на рынке, в которой плотность пикселей дисплея была значительно больше, чем в iPhone, был Sony Xperia Z5 Premium. Только представьте себе, при разрешении 4К и диагонали дисплея 5,5 дюймов, плотность пикселей составляла 806 точек на дюйм. Также компания Samsung не могла стоять осторонь этих гонок за плотностью пикселей. Первый ее смартфон с действительно высокой плотностью пикселей на дюйм – это Galaxy S6. При разрешении 1440 x 2560 (Quad HD или QHD) и диагонали дисплея 5,1 дюйм плотность пикселей составляет 5,1 дюйм.

Но тут стоит задуматься о целесообразности использования такого высокого разрешения и плотности пикселей при столь малых диагоналях. Дело в том, что для отображения столь высоких разрешений нужно очень много аппаратных ресурсов и энергии. Поэтому, возможно, что Стив Джобс был прав, когда говорил, что плотность пикселей в 300 точек на дюйм – это золотая середина для смартфонов. И именно Retina дисплеи при не самых высоких значения плотности пикселей предлагают оптимальный баланс между резкостью изображения и количеством ресурсов, которые необходимо потратить на его отображение.

Одним из самых главных преимуществ любого iPhone является дисплей Retina. Экран имеет превосходное качество изображения и настолько высокую резкость, что невозможно увидеть пиксели.

Типы дисплеев в смартфонах

Времена, когда с мобильного телефона можно было только позвонить, уже давно прошли. Сегодня мы имеем дело со смартфонами, которые используются для просмотра интернета, фотографий, видео и игр. Поэтому важно, чтобы они предлагали высокое качество детализации изображения, которым может похвастаться технология Retina. Но прежде чем узнать, что такое Retina, стоит ознакомиться с типами дисплеев на смартфонах. В данный момент самые распространенные это:

• TFT LCD – это ЖК-дисплей, который чаще всего встречается в недорогих смартфонах. Его главным преимуществом является низкая цена, а самым большим минусом – цветопередача, особенно если смотреть на экран под углом.
• IPS LCD – это ЖК-дисплей более высокого класса, используемый в смартфонах средней цены, но иногда встречается и в дорогих моделях. Он обеспечивает высокую точность цветопередачи и широкий угол обзора.
• Super LCD – это специальная разновидность ЖК-дисплея, используемый в основном компанией HTC. Он имеет характеристики, близкие к IPS, но отражает меньше света и с более низким энергопотреблением.
• OLED – это дисплей с несколько иной конструкцией, в котором используются органические диоды (без дополнительной подсветки, в отличие от LCD). Отличительные особенности: насыщенные цвета, „бесконечная” контрастность и глубокий черный. В обычных условиях он работает с низким энергопотреблением, которое может увеличиваться при более высоких настройках яркости.

Из-за незначительных технологических различий, можно столкнуться с различными названиями, такими как AMOLED, Super AMOLED или P-OLED. Однако все они обеспечивают более или менее похожее и очень высокое качество изображения.

Но почему в списке не находится Retina? Дальше все станет ясно…

Что такое Retina?

Это дисплеи, которые используют технологию, обеспечивающую очень высокое разрешение и, следовательно, резкость изображения – настолько, что пиксели остаются невидимыми для человеческого глаза (отсюда и название Retina – «сетчатка»). Он обеспечивает яркие и в то же время естественные цвета.

Дисплей Retina был впервые использован в 2010 году и стал одной из ключевых особенностей iPhone 4, который получил разрешение 960×640 пкс, что означает плотность 326PPI (пикселей на дюйм) и считается более чем хорошим результатом. За эти годы Apple усовершенствовала свои технологии и представила их на новых устройствах – не только новых моделях iPhone, но и iPod, iPad, iMac, MacBook и Iwatch.

Обычный экран и Retina под увеличением

Retina бывает:

• Retina Display – стандартный, введенный в iPhone 4,
• Retina HD – немного лучше, появился на iPhone 6 Plus,
• Retina 4K – это разрешение Ultra HD, которое используется в iMac,
• Retina 5K – используется в iMac с большей диагональю,
• Super Retina HD Display – новинка на базе OLED вместо IPS, с поддержкой HDR и позволяет новейшим iPhone XS и XS Max достигать плотности пикселей 458 PPI.

Так что может предложить дисплей Retina? Прежде всего, отличную детализацию, высокую контрастность и хорошую цветопередачу. Это происходит за счет использования высококачественных IPS или OLED экранов (Super Retina HD) и более высокой плотности пикселей, чем обычно.

На видео: Super AMOLED и Retina Display: В чем разница?

Retina или AMOLED – что лучше?

На этот вопрос трудно ответить по двум причинам. Во-первых, оба решения обеспечивают очень высокое качество изображения. Во-вторых, это всего лишь маркетинговые названия, которые на практике могут означать схожие технологии. Но все же можно попробовать сравнить.

Прежде всего, следует помнить, что Retina и Retina HD – это экраны IPS (LCD), тогда как AMOLED – это OLED дисплеи. Некоторые плюсы и минусы связаны с особенностями обеих технологий.

Первые обеспечивают превосходную цветопередачу и обычно более длительный срок службы, а вторые – более широкие углы обзора и более высокую контрастность.

Также стоит обратить внимание на новые устройства и задаться вопросом, что будет лучше – дисплей Super Retina или Super AMOLED? В обоих случаях мы имеем дело с экранами типа OLED премиум-класса. Поэтому снова придется признать ничью. Выбрав любой из вариантов, будет трудно не радоваться изображению.

На видео: iPhone X vs Samsung Galaxy S8 Display – битва гигантов

Популярные смартфоны с дисплеем Retina

Дисплей Retina используется только в iPhone, который производится компанией Apple. Поэтому список моделей для интересующихся данной технологией, будет не слишком длинный. В настоящее время лучше всего сделать ставку на какой-либо из этих трех устройств:

• iPhone XS Max, лучший iPhone с экраном Retina
  Смартфон оснащен 6,5″ экраном Super Retina HD (OLED), который гарантирует глубокий черный цвет, яркие цвета и высокое разрешение 26881242 пкс. Кроме того, устройство отличается очень высокой производительностью, камерой, позволяющей снимать в формате 4K и водонепроницаемым корпусом.
• iPhone XR – iPhone с экраном Retina по доступной цене
  Это один из трех смартфонов, запущенных в 2018 году и самый недорогой из всех. Он оснащен 6,1″ ЖК-дисплеем Liquid Retina с разрешением 1792828 пкс. iPhone XR получил мощные составляющие, обеспечивающие бесперебойную работу устройства. Смартфон также поддерживает беспроводную зарядку и функцию FaceID (распознавание лиц).
• iPhone 8 с экраном Retina HD и с технологией True Tone
  Это модель предыдущего поколения, но она по-прежнему великолепна и сегодня. Смартфон имеет экран Retina HD на основе технологии LCD. Дисплей 4,7″ с разрешением 1134750 пкс, а значит контрастность будет очень высокой, учитывая небольшую диагональ экрана. Интересной особенностью является функция True Tone, которая настраивает изображение в соответствии с условиями освещения в помещении. Это очень удобный и прочный смартфон.

Тем, кому нравится продукция Apple и математика, сайт TUAW предлагает в цифрах увидеть особенности «яблочных» продуктов – оборудования и программного обеспечения.

Сейчас все говорят о дисплеях Retina, переживая по поводу того, что они не могут появиться в Mac, и предвкушая их появление в iPad 3 (в чем мы убедимся 7 марта почти наверняка). Есть одна мысль, высказанная разработчиком Bjango Марком Эдвардсом (Marc Edwards) в Твиттере: «Количество пикселей в Retina 27-дюймового дисплея с Thunderbolt составляет 5120×2880 = 14745600 пикселей. С разрешением 4K: 4096×2160 = 8847360 пикселей. Retina в iPad 3: 2048×1536 = 3145728 пикселей». Расчеты заставляют задуматься – что может означать появление дисплея Retina в Mac? Если Эдвардс прав – неужели в дисплее с Retina и Thunderbolt действительно почти 15 мегапикселей?

Может быть, дело только в маркетинге?

Что вообще означает термин «Retina Display»? Его придумала Apple, дав следующее определение:

«Плотность пикселей дисплея Retina настолько высока, что человеческий глаз не может различить отдельные пиксели».

Определение имеет смысл и является продуманным маркетинговым ходом, но только ли?

Фактически данную технологию использует не только Apple. Экраны с высокой плотностью пикселей на дюйм начинают появляться в других устройствах – к примеру, в Android-планшете от Asus. Точный термин «Retina display» может принадлежать только Apple, но преимущества экранов с высоким разрешением купертиновцам принадлежать не могут. Так как это новая тенденция для отрасли в целом, нужно немало постараться, чтобы стряхнуть с себя «маркетинговую пыль» и попытаться объективно взглянуть на технологию.

Определение «Retina Display»

Что может означать фраза о том, что отдельные пиксели на экране неотличимы? Безусловно, выход iPhone 4 и первого дисплея Retina был большим скачком в увеличении разрешения: оно выросло с 480×320 до 960×640 (то есть с 163 пикселей на дюйм до 326 пикселей на дюйм (ПНД)). Таким образом, люди понимают, что отличительная черта дисплея Retina – это плотность 326 ПНД, или 300 ПНД. Последнее число считается общепринятым эмпирическим исходным уровнем в полиграфической отрасли для «фото-разрешения».

Однако все не так просто.

Посмотрите на текст, напечатанный мелким шрифтом, с расстояния вытянутой руки. Обратите внимание, как трудно его читать. Теперь приблизьте текст к лицу и посмотрите на него с расстояния в несколько сантиметров от вашего носа. Обратите внимание, насколько легче сейчас стало его читать. Становится ясно, что определение Apple термина «Retina Display» как «дисплея с неразличимыми пикселями» требует уточнения – каким именно должно быть расстояние от экрана до глаз пользователя для каждого конкретного устройства. Разница есть – iMac стоит на столе, MacBook – на столе/коленях и пр., iPhone мы держим в руках, причем каждый из нас – на разном удалении от глаз.

Итак, каким должен быть размер маленького пикселя, чтобы его можно было считать невидимым? Начинается математика (точнее, геометрия) – нам нужно подумать о том, под каким углом мы смотрим на экран.

Угол обзора в данной диаграмме (угол а) – это угол, зависящий от межпиксельного расстояния (s). При уменьшении этого расстояния величина угла также уменьшается. Точно так же размер объекта зависит от расстояния, с которого он рассматривается – угол обзора будет меняться в зависимости от изменения расстояния от объекта до глаз наблюдателя. Объекты более крупного размера хорошо видны и под большим углом. Размер изображения на сетчатке неразрывно связан с размерами объекта и расстоянием до него, и вычисляется по следующей формуле:

Что же получается – угол обзора слишком мал, чтобы его увидеть? Среднестатистический человек имеет зрение 20/20 – это исторически определялось умением читать буквы на стандартной таблице проверки зрения под углом 5 минут дуги (1 минута дуги, аркминута – это 1/60-тая часть градуса). Что это может означать в переводе на пиксели? Одними из самых мелких шрифтов считаются Tinyfont, созданный Кеном Перлином (Ken Perlin), и Tiny от Мэтью Уэлча (Matthew Welch), и высота их букв составляет всего 5 пикселей (вместе с подстрочными элементами в Tiny). Это означает, что наименьший для среднего глаза угол составляет одну минуту дуги. На самом деле, одна аркминута является общепринятым в ученом мире пределом разрешения для сетчатки типичного человеческого глаза.

Retina в существующих дисплеях Apple

Можно продолжить вычисления – взять некоторые типичные расстояния просмотра для различных устройств Apple, объединить их с размерами экранов и их разрешением, и рассчитать насколько дисплей соответствует определению Retina, указанному выше.

Google любезно предоставляет таблицу с подробной информацией о том, как эти данные рассчитываются. Просто для интереса возьмем для сравнения парочку «не яблочных» устройств – 50-дюймовый телевизор, на который будем смотреть с расстояния шести футов (примерно 1,8 метра) и проигрывать диски BluRay и DVD; а также планшет Asus Transformer Prime Android с разрешением дисплея 1920×1200.

Таблица показывает удивительные вещи: во-первых, становится ясно, что определение, данное Apple в отношении Retina-дисплея, довольно близко соотносится с данным выше математическим определением. Экран iPhone 4, на который обычно смотрят с расстояния 11 дюймов (28 сантиметров), предлагает характеристики, очень близкие к порогу Retina – значит, методика расчетов правильная.

Во-вторых, расчеты повторяют сделанный ранее вывод о том, что удвоенное разрешение iPad (2048×1536) вполне соотносится с характеристиками Retina. Даже если пользоваться планшетом на удалении 16 дюймов (около 40 сантиметров) от глаз, то показатели получаются очень близкими. Равно, как и в планшете Asus – его дисплей тоже можно считать Retina.

Расчеты также показывают, что дисплеи многих современных Mac намного ближе к показателям Retina, чем может показаться на первый взгляд. Экран 27-дюймового iMac на расстоянии 28 дюймов (примерно 70 см), 17-дюймового MacBook Pro на расстоянии 26 дюймов от глаз (66 см) и экран 11-дюймового MacBook Air с расстояния 22 дюйма (56 см) – все эти экраны имеют достаточно мелкие пиксели, чтобы быть на пороге невидимости.

Кроме того, дисплей iPhone с разрешением 480×320 выглядит заметно хуже на фоне остальных продуктов, созданных Apple на сегодняшний день (его плотность составляет всего 53% плотности пикселей Retina-дисплея). Даже разрешение iPad (1024×768), которым многие недовольны, дает в расчетах лучший показатель – 61%. Анализ самого «плохого» дисплея Mac (24-дюймовый экран iMac на расстоянии 28 дюймов) показывает, что величина его пикселей на треть превышает тот самый порог невидимости.

Наконец, расчеты дают понять, почему изображение BluRay выглядит так хорошо. На больших телевизорах при маленьком удалении от экрана (диагональ – 50 дюймов, удаление – 15 см) картинка формата 1080p показывает 92% уровня Retina – при том, что формат DVD демонстрирует всего лишь 36%.

Здесь нужно учесть два очень важных момента.

Во-первых, для того, чтобы достичь или даже превысить желанный порог невидимости пикселей дисплея Retina, Apple не нужно удваивать разрешение большинства своих дисплеев. Отнюдь нет – достаточно увеличить плотность пикселей 27-дюймового Thunderbolt Display с 2560×1440 до примерно 2912×1638.

Второй момент заключается в том, что люди должны понять, что им не стоит обольщаться по поводу того, что Retina-дисплей в Mac будет намного лучше существующих предложений. Выход iPhone 4 стал огромным шагом вперед после выхода iPhone 3GS главным образом потому, что экран 3GS был довольно убогим (по сегодняшним меркам). Существующие модели Mac имеют намного лучшие экраны, поэтому в сильных улучшениях они нуждаться не будут.

За пределами аркминут

Исходя из вышеизложенного, можно подумать, что у Apple вряд ли есть основания вообще что-либо менять, так как преимущества экранов с высоким разрешением на деле оказываются довольно скромными. Но формат HiDPI существует, и есть специально созданные экраны с плотностью от 508 до 750 пикселей на дюйм, используемые в медицинской отрасли.

Ответ заключается в том, что наше определение пределов человеческого зрения (детали, которые видны под углом минутной дуги) слишком примитивное. Нужно учесть намного больше, рассматривая вопрос взаимодействия реального человеческого зрения с технологией компьютерного дисплея – в том числе, атипичные расстояния просмотра, различные виды изображений и так далее. Например, читать слова можно гораздо меньших размеров, так как наш мозг имеет дополнительные преимущества в их угадывании. Мозг человеческий представляет собой хороший инструмент для распознавания различных шаблонов, и он будет использовать информацию из окружающей среды, чтобы интерпретировать детали, которые глаз не может четко разобрать.

На рисунке – несколько шаблонов, которые вы можете проверить на собственном дисплее. Если хотите попробовать сделать это на экране iOS-устройства, необходимо получить соответствующий файл (для iPhone или iPad) и сохранить его в Camera Roll. Это нужно потому, что iOS будет любезно пытаться масштабировать и панорамировать изображение, а мы хотим, чтобы один пиксель изображения занимал один пиксель на экране. После того, как получите файл в Camera Roll, просмотрите картинку на полном экране через приложение Photos, расположив изображение в портретном режиме. Если вы начнете сравнивать, как она выглядит на экране Mac, iPad или iPhone, вы увидите разницу возможностей экранов.

Аргументы в пользу удвоения пикселей

Рене Ричи (Rene Ritchie) на сайте iMore приводит веский аргумент в пользу того, что разрешение дисплея iPad должно быть именно удвоено (то есть стать 2048×1536 пикселей, а не каким-либо промежуточным значением, как в случае с iPhone 4). Промежуточное значение означает, что каждое существующее приложение должно или каждый раз повторно масштабироваться (и изображение будет нечетким), или будет иметь отличные от экрана размеры. Все объясняется тем, что каждое существующее iPad-приложение жестко закодировано под запуск на полном экране с разрешением 1024×768.

Немного по-другому дела обстоят у пользователей десктопов. Плотность существующих десктоповых дисплеев Аpple находится в пределах между 92 и 133 пикселями на дюйм. Пользователи более терпимы к изменению размеров элементов пользовательского интерфейса (конечно, в пределах разумного).

Рассмотрим 27-дюймовый дисплей с Thunderbolt, с плотностью 109 ПНД и разрешением 2560×1440 пикселей, и предположим, что Apple захочет подогнать его под характеристики Retina. Разрешение может быть увеличено до 4192×2358 пикселей (плотность при этом составит 178 ПНД), такой дисплей будет лучше, чем дисплей в iPhone 4. Пикселей будет на треть меньше, чем при нативном удвоении разрешения (5120×2880). Элементы пользовательского интерфейса будут выглядеть пропорционально больше, но не больше, чем на экране сегодняшнего 24-дюймового iMac, поэтому не будут казаться нечеткими или неуклюжими.

Заключение

Вот несколько вещей, в которых нас пытались убедить авторы сайта TUAW:

— Retina-дисплей не является просто привлекательным маркетинговым понятием;

— при определении, является дисплей Retina или нет, нужно учитывать расстояние до экрана;

— если до характеристик Retina улучшится дисплей Mac, то изменения будут намного менее заметными, чем усовершенствование экрана iPhone 4 по сравнению с экраном 3GS.

Источник: tuaw.com