Подробно о плотности пикселей в дизайне мобильных интерфейсов. Что такое ppi или насколько важна плотность пикселей

Качественное изображение на дисплее – это одна из самых важных составляющих любого хорошего смартфона. Дорогие читатели, мы расскажем вам, что такое плотность пикселей (PPI) на дисплее телефона, и объясним, почему этот показатель не всегда важен.

Плотность пикселей – почему это не так важно!

Значение PPI определяет количество пикселей на один дюйм экрана устройства. Более высокие значения делают картинку более четкой, читаемой и качественной.

Как PPI влияет на качество изображения

Когда Apple представила миру iPhone 4, в нем использовался революционный на тот момент дисплей «Retina», качество изображения на котором могло сравниться с качеством картинки в глянцевых журналах (300 DPI). Тогда компания наглядно показала всему миру, что высокие разрешения на экране смартфона не какая-то сказка, я самая настоящая реальность.

На данный момент, самое высокое значение DPI (dots per inch – количество точек на дюйм) у дисплея смартфона Sony Xperia Z5 Premium. Его 5,5-дюймовый экран имеет поддержку 4К разрешения (2160 х 3840) и плотность пикселей 806 PPI.

Среди смартфонов Xiaomi, хорошее разрешение можно найти у Mi Mix (1080×2040 пикселей), (1080×2160 Full HD+) и Mi Note Pro (2560×1440 Quad HD).

Первые исследования и текущая реальность

Если раньше Apple заявляла, что 326 PPI будет достаточно и более высокие разрешения на маленьком дисплее портативного устройства станут попросту невостребованными. То теперь, глядя на дисплей нового iPhone X, с его 458 PPI, становится ясно, что Apple решила больше не следовать этой философии.

Будем откровенны. Среднестатистический пользователь невооружённым взглядом заметит разницу между 300 и 500 PPI в том случае, если будет держать экран своего телефона на расстоянии вытянутой ладони от своих глаз.

Поэтому, дисплеи с большей плотностью пикселей, действительно останутся не востребованы у большей части пользователей, так как никто не захочет переплачивать.

Плюс, при наличии большой плотности пикселей, устройству приходится задействовать больше ресурсов на обработку выводимой картинки. Стоит ли напоминать, что это сказывается на производительности, и сроке службы батареи смартфона?

Несмотря на это, приведём некоторые значимые аргументы, в пользу экранов с высоким PPI.

Преимущества дисплеев с высоким PPI

На дисплеях Full HD+, Quad-HD и 4K намного приятнее читать текст. Такой дисплей выдает более высокий уровень яркости, качественный контраст и более глубокая цветопередача.

Высокое разрешение позволяет использовать более широкий цветовой диапазон. Гамма при этом выглядит более естественной.

Любители побаловаться с виртуальной реальностью найдут множество преимуществ экрана с большой плотностью пикселей PPI. Естественно, что смартфоны с низким разрешением дисплея совершенно не подходят для использования их с очками виртуальной реальности. Однако, устройства с Full-HD разрешением или более высокими, могут без проблем использоваться в режиме VR для просмотра фильмов и для игр.

Смартфоны Xiaomi (Сяоми) с поддержкой FullHD:

Mi Note 3
Mi A1
Mi Max 2
Mi Max
Mi 5 / 5s / 5s Plus / 5c
Mi 4 / 4s / 4c / 4i
Redmi Note 4 / 4x
Redmi 4 Prime
Redmi Note 3 / Note 2
Redmi Pro
Mi Note

Вывод

Очевидно, что производителям не стоит гнаться за высокими разрешениями и большим количеством пикселей на экране. Вместо этого им стоит задуматься над возможностью внедрения новых технологий, которые смогут вывести качество изображения на совершенно новый уровень. Именно этой стратегии и следует сейчас компания Xiaomi.

Давным-давно я работал в сфере производства LCD-мониторов и телевизоров. И однажды участвовал в разговоре с инженерами из ведущих компаний, разрабатывающих схемы управления дисплеями. Они обвиняли всех нас, кто проектировал и создавал экраны, в «носодисплейной инженерии» («nose on glass engineering» - N.O.G.E.).

По их мнению, мы сосредоточились на улучшениях, которые можно заметить, лишь уткнувшись носом в экран. Мы наращивали показатели, которые в повседневном использовании не играют роли. И они были абсолютно правы.

Сегодня мобильная индустрия занимается тем же. Обратите внимание на то, что называют основными характеристиками экрана в планшете и смартфоне. По большому счёту это только количество пикселей да ещё, пожалуй, определённая технология дисплея (IPS, OLED или другая). Но действительно ли это единственные детали, на которые нужно обращать внимание? И вообще, являются ли они самыми важными?

Вернёмся на семь лет назад, к моменту, когда был представлен iPhone 4 с -дисплеем. Apple выбрала такое название, поскольку этот экран имел плотность 326 пикселей на дюйм, что соответствовало разрешающей способности человеческого глаза (retina - сетчатка).

Скорее всего, вы не нуждаетесь в более высокой плотности, поскольку не сможете заметить разницу.

Некоторые специалисты, включая доктора Рэя Сонейру (Ray Soneira) из компании DisplayMate Technologies, оспаривали это утверждение. Но даже критики согласились, что такой показатель подобрался очень близко к пределу, который имеет смысл для практического применения. 300 точек на дюйм - плотность фотографий в глянцевых журналах. И на их качество ещё никто не жаловался.

А теперь о настоящем. Максимальная плотность экрана в доступном на рынке смартфоне составляет 806 пикселей на дюйм. Речь идёт о Sony Xperia Z5 Premium, 5,5-дюймовый дисплей которого вмещает полное 4K-изображение (2 160 на 3 840 пикселей). Есть несколько телефонов с разрешением около 1 440 на 2 960 точек и размерами экранов от 5,5 до 6 дюймов, плотность которых превышает 550 точек на дюйм.

Даже Apple, которая первой заверила нас, что 326 пикселей на дюйм будет предостаточно, увеличила этот показатель до 458 единиц в дисплее Super Retina для iPhone X.

Технический термин для этого всего - безумие.

Без сомнения, вы можете замечать крохотные различия вплоть до уровня плотности 500 пикселей на дюйм. При условии, что у вас идеальное зрение и вы держите телефон не дальше чем 30 см от глаз. Но всё равно, если сегодня есть возможности создавать такие продукты, это не значит, что их нужно создавать. Это также не значит, что эти дисплеи в целом работают лучше остальных.

Для обеспечения работы всех этих пикселей требуется больше вычислительной мощности и энергии . Чем больше точек на экране, тем меньше остаётся места для «открытой области» - части, которая излучает свет - в каждой из них. Таким образом, страдают яркость и энергоэффективность подсветки - или то и другое вместе.

На какие же параметры стоит обращать внимание?

Сегодня дисплеи больше не страдают от проблем вроде дисторсии и нарушений линейности изображения. Мы не сталкивались с ними с тех пор, как производители перестали использовать ЭЛТ-экраны более десяти лет назад. Так разве наши современные дисплеи не идеальны? Ответ - конечно же, нет. Я могу перечислить по меньшей мере три свойства дисплея, которые нуждаются в улучшениях гораздо больше, чем количество пикселей.

Качество изображения в условиях яркого света

Первое - это качество изображения при солнечном свете. Улучшить его можно за счёт повышения яркости и различимой пользователем контрастности. Чтобы нам было комфортно смотреть на эмиссионный дисплей (излучающий свет), он должен отображать белый цвет таким же ярким, как и его окружение.

Помимо яркости (которая расходует энергию), экран должен обеспечивать контрастность, достаточную для работы в условиях хорошего освещения. В характеристиках OLED-дисплеев обычно указывают показатель контрастности на уровне 100 000: 1 или даже 1 000 000: 1. Но это тоже чепуха. Такие цифры вы получаете лишь в абсолютно тёмном помещении между чёрным и белым цветами дисплея.

В реальных условиях работы контрастность снижается под действием окружающего света. И это проблема для современных дисплеев. Редкий экран способен обеспечить показатель, превышающий 50: 1 в типичном помещении, а в более ярких условиях освещения это значение ещё ниже. Нам бы хотелось увидеть полноцветную отражающую технологию отображения, но пока ничего такого на рынке нет.

Точность цветопередачи

Следующее свойство, которое должно нас интересовать, - это точность цветопередачи. Но не путайте его с показателями цветовой палитры. Значение последней определяет спектр цветов, которые способен отображать дисплей. Дисплеи OLED, а теперь и QLED навязывают широкую палитру цветов, но они не обеспечивают высокую точность цветопередачи.

Широкая цветовая палитра была бы идеальной при наличии исходного материала, потенциал которого она могла бы раскрыть. Но типичный дисплей с широкой цветовой палитрой лишь делает изображение слишком ярким и мультяшным.

Вместо этого, нам нужны экраны, которые точно передают цвета из палитры создателя контента (sRGB или Rec. 709). Точность передачи выражается метрикой ΔE*, которая показывает разницу между двумя цветами. Если её значение достигает 1, погрешность становится заметной. Покажите мне параметр дисплея, который гарантирует низкую разницу в расчёте ΔE* по итогам нескольких тестов, и тогда у нас будет хоть что-то.

Воспроизведение тона

Точность цветопередачи и общее качество изображения во многом зависят от воспроизведения тона - свойства, более известного как правильная гамма. Большинство ошибок в отображении цветов на LCD- и OLED-дисплеях связаны с неправильным воспроизведением тона в рамках трёх основных цветов.

Заключение

Хватит считать пиксели. Вместо этого, давайте требовать улучшения тех характеристик, которые действительно могут повысить качество картинки. Есть ещё много способов сделать хороший экран, помимо того, чтобы просто мериться количеством точек.

PPI это сокращение от английского «pixels per inch», буквально означает количество пикселей на дюйм. Естественно, чем больше это значение, тем выше плотность пикселей, сами пиксели при этом меньше по размеру, что в результате дает более четкую картинку на экране смартфона (и экране любого другого устройства – планшета, монитора, телевизора и так далее). При маленьких значениях PPI вы можете увидеть отдельные пиксели на экране, изображение будет зернистым, что не очень комфортно для глаз. Обычно телефоны с маленьким значением PPI - это бюджетные модели.

Полная формула расчета PPI выглядит так: необходимо извлечь квадратный корень от суммы квадратов количества пикселей по высоте и ширине, и после разделить полученный результат на диагональ экрана в дюймах. То есть формула будет такая:

Посчитаем на примере iPhone 7, его разрешение составляется 1334 на 750 пикселей, а диагональ экрана 4.7 дюйма, то есть:

1334 в квадрате = 1779556;
750 в квадрате = 562500;
Сумма квадратов, 1779556 562500 = 2342056;
Извлекаем квадратный корень из 2342056 = 1530.378;
Делим полученное значение на 4.7 = 325.6123;
Округляем значение и получаем цифру 326. Это и есть PPI для iPhone 7.

Какое значение PPI должно быть в телефоне

Не стоит гнаться за самым большим значением PPI. На рынке есть модели смартфонов со значением PPI более 400, и даже с более чем 500. Но проблема в том, что человеческий глаз не видит разницы при повышении значения PPI более 300. Конечно, при желании, вы сможете рассмотреть пиксели вблизи, но при обычном использовании, на расстоянии 20-25 см от глаз, экран будет очень комфортным. К тому же, обработка очень высоких разрешений, накладывает свой отпечаток на время работы телефона.

10.09.2012

Apple никогда не пыталась быть в тренде. Она всегда эти тренды создавала, и за ней шли и покупатели и конкуренты. Одним интересным, с моей точки зрения, трендом пары последних лет стало значение ppi (Pixel Per Inch) – количество точек на дюйм дисплея. Показатель, информирующий о четкости изображения, превратился в манию.

Количество пикселей на дюйм действительно очень важный показатель, который говорит о том, насколько четким будет изображение на дисплее. Чем больше это значение, тем менее различимы будут пиксели невооруженным взглядом, и соответственно, тем менее заметны будут ступеньки на наклонных линиях изображения. В абсолюте – чем больше точек на дюйм, тем лучше. Хотя, беспредельно увеличивать плотность пикселей, уменьшая их размер, не удастся – технологические ограничения имеются, но до них еще очень далеко. Совсем другой вопрос – нужны ли нам дисплеи со столь высоким ppi?

Перед тем как делать выводы и оценивать перспективы, давайте вернемся в прошлое и посмотрим, какой плотностью пикселей обладали дисплеи прошлого. Тогда на этот параметр никто не обращал внимания, поэтому это вдвойне интересно.
Отбросим дисплеи с ЭЛТ, и начнем с первых ЖК. Типовым размером первых моделей были 15 дюймов, и разрешение 1024 на 768. Плотность в данном случае будет около 85 точек на дюйм. Затем появились 17 и 19 дюймовые модели с разрешением 1280 на 1024, у них ppi оказался равен 96 и 86 точкам. Редкие 22 дюймовые панели того времени радовали разрешением 1600 на 1200 и плотностью в 91 пиксель на дюйм.

Как видите, все диагонали обладали близкой плотностью, которая считалась достаточной. При этом, думаю никто не будет спорить, что пиксели в таких дисплеях видны, и "лесенки" на шрифтах очень даже различимы. Но это никого не волновало, кроме разработчиков видеокарт, которые в борьбе с пресловутыми лесенками в течение многих лет разрабатывали и улучшали технологии сглаживания, которые позволяли замаскировать этот эффект.

Современные домашние мониторы имеют чуть большую плотность пикселей – и все благодаря моде на Full HD. Например, 21.5 дюймовый монитор с разрешением 1920 на 1080 радует 102 ppi. А дисплей ноутбука ASUS при диагонали 11.1 дюйма и разрешении 1366 на 768 характеризует плотность в 141 пиксель на дюйм. Более или менее доступных по разумной цене решений в ряде мониторов для компьютеров или ноутбуков с большей плотностью пикселей найти, скорее всего, не удастся.

Все домашние решения лежат в пределах от 100 до 140 ppi. В телевизорах ситуация еще хуже. Например, плотность пикселей у 32 дюймового телевизора с разрешением Full HD составляет 69 точек на дюйм, у 40 дюймового с тем же разрешением всего 55 точек. А уж о больших диагоналях и говорить страшно. Например, 55 дюймовая панель порадует плотность в 40 ppi.

Зато телефоны и планшеты благодаря Apple стали лидерами в плотности пикселей. Первые iPhone, как и его конкуренты был не самым четким по сегодняшним меркам, обладая при диагонали в 3.5 дюйма разрешением 320 на 480 точек, и как результат плотностью в 165 точек на дюйм. Чуть позже, без особого шума появился первый смартфон Sony Ericsson Xperia X1, который обладал 3 дюймовым дисплеем с разрешением 480 на 800 пикселей, и соответственно плотностью 311 ppi. Но Sony не смогла правильно "подать" такую высокую четкость покупателю, а вот Apple идею подметила, подсуетилась, и выпустила iPhone 4 с дисплеем высокой четкости, который характеризуется разрешением 640 на 960 при диагонали 3,5 дюйма. 330 точек на дюйм этой модели телефона, под ярким маркетинговым названием Retina Display мгновенно завоевали любовь покупателей. Именно с этого момента всех стало интересовать значение ppi. Сама Apple на волне успеха подогнала под Retina и новое поколения iPad, разрешение дисплея которого составило 2048 на 1536 при диагонали в 9,7 дюйма. Его значение ppi равно 264 точки на дюйм, что хоть и меньше чем у iPhone текущего поколения, зато в два раза больше чем у iPad 2 и заметно больше чем у большинства конкурентов, дисплеи которых при схожих размерах диагонали имели разрешение не более 1280 на 800.

Впрочем, к чести конкурентов, они довольно быстро наверстали отставание, заметно увеличив разрешение дисплеев своих устройств. В частности Samsung Galaxy Nexus может похвастать разрешением 1280 на 720 своего 4.65 дюймового дисплея, плотность пикселей которого составляет 316 ppi. А дисплей планшета ASUS Transformer Pad Infinity имеет разрешение 1920 на 1200 при диагонали 10,1 дюйма, что дает 224 ppi. Но что самое интересное, на этом они не остановились…

Повальное увлечение уплотнением пикселей и созданием дисплеев с еще более высокими значениями PPI охватило практически всех производителей. Это уже даже не работа на улучшение характеристик, а соревнование. LG анонсирует 5 дюймовый дисплей с Full HD разрешением, и ppi а уровне 440 точек. Toshiba отвечает дисплеем с диагональю 6.1 дюйма, разрешением 2560 на 1600 точек, что соответствует плотности в 495 точек на дюйм. Ну а лидером пока является консорциум Japan Display, который недавно анонсировал 2.3 дюймовый дисплейчик с разрешением 1280 на 800 точек. Его плотность равна 651 ppi. Потрясающе! Но нужны ли дисплеи с такой высокой плотностью пикселей?

С одной стороны – хуже от этого дисплеи точно не становятся – ведь кашу маслом не испортишь. С другой стороны, у огромных разрешений небольших диагоналей есть недостатки. Главным недостатком из всех можно считать значительный рост нагрузки на графические карты. Для десктопных компьютеров это не очень критично – видеокарты с огромным энергопотреблением на этом рынке норма. Да и повышение разрешения позволит отказаться от тяжелого режима со сглаживанием, так как "лесенки" с которым он призван бороться станут практически незаметны. А вот для мобильных устройств значительное увеличение количества пикселей наносит сильнейший удар по времени автономной работы. Мало того, что видеокарта трудится в поте лица дабы отрисовать такое изображение, что требует значительных затрат энергии, так еще и сам дисплей при увеличении кол-ва пикселей становится более прожорливым. Так что здесь нужно соблюдать паритет между желаниями разработчика и возможностями.

Но дело не только в этом – зачем усложнять производство и делать более дорогие продукты, если высочайшая плотность пикселей просто не нужна в некоторых устройствах. Например, телевизор с диагональю 32 дюйма установленный на расстоянии более трех метров, не позволяет разглядеть разницы в четкости изображения при разрешениях HD и FullHD, при этом плотность пикселей в них разниться заметно – 49 ppi и 69 ppi, соответственно. Причина в том, что с такого расстояния, мы не можем разглядеть отдельных точек – наш глаз просто физически не может их различить. А если мы сделаем телевизор такой же диагонали с грядущим разрешением 4Kx2K? При разрешении 3840 на 2160 мы получим плотность в 138 ppi, которая находится на уровне современных дисплеев для ноутбуков и десктопных компьютеров. Работать с таких монитором с расстояния 70-100 сантиметров будет очень удобно, но с такого расстояния телевизор никто не смотрит! А человек сидящий в трех метрах от устройства вновь не увидит разницы телевизора с 4Kx2K и FullHD.

Вывод из этого достаточно прост – бессмысленное увеличение количества пикселей на дюйм совершенно не улучшит объективные ощущения от дисплеев. Здесь важен баланс – расстояние просмотра/плотность пикселей. За точку отсчета можно условно принять то соотношение что принято в типографском деле – 300 точек на дюйм. Такая плотность позволяет нам не замечать пикселизации на журнальных фото. Однако краска при нанесении на бумагу немного растекается, что улучшает восприятие. А потому оптимальной плотностью пикселей у дисплеев стоит принять 330 точек на дюйм. И это в том случае, если устройство вы располагаете на том же расстоянии, что и газету или журнал. Здесь стоит оговорится, что речь дальше пойдет не об минимально требуемых разрешениях и плотности, а наоборот, о тех что нужны для получения идеального изображения, схожего по четкости с той же фотографией отпечатанной в глянцевом журнале, ну или изображением на экране последнего iPhone.

То есть, 330 точек на дюйм – оптимум для смартфонов, планшетов, электронных книг. Это и возьмем за точку отсчета – расстояние просмотра – 50 сантиметров, и плотность 330 пикселей на дюйм. С таким подходом, оптимальным разрешением для 10.1-дюймового планшета будет 2800 на 1800 точек. Как видите, iPad пока не дотягивает слегка. Зато среди смартфонов такое решение уже есть – iPhone 4 и 4S, их плотность как раз составляет 330 точек на дюйм.

Мониторам и телевизорам такая плотность уже не нужна, в силу того, что их просмотр проводится с большего расстояния. После несложных вычислений, получаем оптимальный результат для домашних мониторов, которые в среднем находятся на расстоянии одного метра. Учитывая, что при удвоении расстояния просмотра требуется в два раза меньшая плотность – оптимальным ppi для них станет 165 точек на дюйм. То есть разрешение 4Kx2K (которое составляет 3840 на 2160 точек) будет оптимальным для 27-дюймовых мониторов. А привычное в наше время FullHD оптимально смотрится только на 13.3-дюймовых дисплеях. Ну а разрешение 2800 на 1800 точек будет в самый раз 20-дюймовым мониторам.

Что касается телевизоров, то здесь стоит учитывать, что их просмотр проводится с расстояния от 2.5 метров – это в пять раз больше чем при использовании смартфонов и планшетов, как следствие – плотность пикселей там может быть в пять раз ниже, при сохранении той же четкости изображения. То есть, этим устройствам вполне хватит плотности в 66 точек на дюйм. Теперь высчитываем идеальные соотношения разрешений и диагоналей. Унылые 1366 на 768 точек будут вполне прилично смотреться только на 23-дюймовых дисплеях. Современное FullHD будет радовать кристальной четкостью на телевизорах с диагональю 32 дюйма. Такой же четкости, но при разрешении 4Kx2K, можно добиться уже на дисплеях с диагональю до 65 дюймов!

Еще пару лет назад плотность пикселей в 500 ppi казалось чем-то невероятным. Больше того, еще год назад смартфоны с QHD-экраном были очень большой редкостью. Однако время не стоит на месте, и устройства с разрешением 1440 x 2560 пикселей постепенно наполняют рынок. Так давайте посмотрим, какой смартфон сможет выбрать себе пользователь, если он предпочитает сверхкачественные экраны.

Для начала давайте разберемся, чем же так хороши экраны с большой плотностью пикселей. Как пишут наши коллеги из phonearena , чем выше плотность, тем более заметны на экране мелкие шрифты или другие маленькие объекты. Кроме того, если вам посчастливилось иметь смартфон с большим количеством встроенной памяти, то вы можете просматривать фильмы в максимальном разрешении без искажения качества.

Однако сверхчеткие экраны имеют и свои недостатки, связанные с их высоким энергопотреблением. Также стоит отметить, что при таких разрешениях не каждый человек может различить отдельные пиксели на экране. Но если вы все-таки решили приобрести себе смартфон с разрешением QHD, то мы можем вам предложить несколько устройств подобного класса.

Prime

Несмотря на то, что первая версия смартфона Samsung Galaxy S5 имела дисплей с разрешением 1920 на 1080 пикселей, спустя некоторое время и, кроме более мощного процессора, установила 5,1-дюймовый QHD-экран. Таким образом, плотность пикселей составила 576 ppi. Кроме высококачественного экрана, смартфон имеет в своем арсенале процессор Snapdragon 805 с графикой Adreno 420, и 3 гигабайта оперативной памяти.

LG G3

Еще одна корейская компания LG также установила в свой экран с разрешением 2560 на 1440 точек. Однако диагональ экрана в G3 немного больше, чем в Galaxy S5 Prime и составляет 5,5 дюйма, а значит, плотность пикселей достигла 538 ppi. Таким образом, G3 занимает второе место в нашем рейтинге.

Смартфон от делит второе место с LG G3. В Find 7 установлена также матрица с разрешением 2560 на 1440 пикселей диагональю 5,5 дюйма. Кроме того, устройство из Китая оснащено процессором Snapdragon 801 и 13-мегапиксельной камерой.

Последним в нашем сегодняшнем списке идет один из самых новых смартфонов от компании Samsung. Речь идет о , который получил дисплей с разрешением QHD и диагональю 5,7 дюймов. Плотность пикселей, таким образом, составила 515 ppi. Кроме большого качественного экрана, Galaxy Note 4 может похвастаться мощным процессором Snapdragon 805, 16-мегапиксельной камерой и наличием многофункционального стилуса S-Pen.

Конечно, в данном списке мы сравнили плотность пикселей нескольких флагманских устройств, однако, несмотря на это, каждый из рассмотренных нами смартфонов имеет высококачественный экран, который сможет удовлетворить большинство пользователей.