Плотность пикселей PPI — что это такое и как влияет на изображение
Содержание
Содержание
Четкость изображения — первое, что требуется от экрана любого электронного устройства. Плотность пикселей или PPI как раз характеризует этот показатель. Что такое PPI, как этим параметром пользоваться и каким он должен быть для различных устройств — расскажем в этой статье.
Что такое PPI
Большинство владельцев электронных устройств знает, что экран состоит из множества квадратиков, способных менять цвет — пикселей. Пока мы не пытаемся изобразить на экране ничего сложнее «черного квадрата», проблем нет. Но как только появляются диагональные линии, на экране становятся заметны зубцы.
Очевидно, что чем меньше размер пикселей, тем менее они заметны. Однако с уменьшением размера пикселя неизбежно вырастет их количество (мы же не хотим, чтобы экран тоже уменьшался). О количестве пикселей говорит такой параметр, как разрешение экрана. Например, разрешение 2400х1080 означает, что на экране умещается 2400 пикселей по горизонтали и 1080 по вертикали. Много это или мало?
Чтобы ответить на этот вопрос, одного разрешения недостаточно, ведь неизвестна величина экрана. А вот если поделить количество пикселей по горизонтали на ширину экрана (или по вертикали – на высоту), то получится PPI — количество пикселей на дюйм длины (по-английски PPI так и расшифровывается — «Pixel Per Inch», в переводе на русский — «Пикселей На Дюйм»). Так, 200 PPI означает, что на дюйм экрана приходится 200 пикселей.
PPI, разрешение и размер экрана
Легко понять, что эти три параметра связаны между собой. Но связь не настолько однозначна, насколько может показаться с первого взгляда. Дело в том, что разрешение говорит о количестве пикселей по горизонтали и вертикали, а размер обычно указывается по диагонали. Поэтому для подсчета PPI по разрешению и диагонали экрана следует воспользоваться теоремой Пифагора:
Так, для смартфона Samsung Galaxy S21+ с 6.7-дюймовым экраном, имеющим разрешение 2400 на 1080, плотность пикселей будет составлять
Сколько PPI нужно на самом деле
Установлено, что большинство людей с остротой зрения 10/10 способны различить объекты размером 1 угловую минуту. Это проистекает из устройства нашего глаза, точнее, из количества колбочек, воспринимающих свет.
Чем ближе объект к глазу, тем более мелкие детали мы можем распознать. Но только до определенного предела. Наша «оптическая система» также имеет пределы по подстройке фокусного расстояния. На объекты, расположенные ближе 25 см, глаз фокусируется с трудом, и чем ближе — тем хуже. На расстоянии наилучшего зрения (250 мм) линейный размер одной угловой минуты составляет
Значение плотности пикселей, соответствующее этому размеру, равно 358 PPI. Таким образом, для большинства людей более высокая плотность пикселей смысла просто не имеет.
PPI и тип устройства
Теперь для сравнения возьмем другое устройство. Например, 65-дюймовый телевизор Sony KD65A8BR2.
При разрешении в 3840х2160 плотность пикселей составляет всего 67! Почему так мало? Потому что телевизор мы смотрим на расстоянии 2-5 метров, а не 25 сантиметров. А та же 1 угловая минута на 2 метрах соответствует 0,5 мм. Т.е. максимальный PPI на таком расстоянии составит всего 50.
Выходит, что для каждого типа устройств имеется свой «хороший» показатель PPI. Ведь смартфон мы держим чуть ли не вплотную к лицу, планшет — подальше, монитор компьютера — уже почти в метре от глаз, а дальше всего — телевизор. Так какой же должна быть плотность пикселей экрана для каждого устройства?
С учетом всего вышеизложенного, на сегодняшний день оптимальные значения PPI для различной техники следующие:
PPI — сколько действительно оптимально для смартфона, планшета, монитора, телевизора?
При работе с графикой возникает необходимость в понимании базовых параметров, характеризующих любое цифровое изображение. С появления первых дисплеев одной из таких мер остается PPI или попросту число пикселей, приходящихся на один дюйм.
PPI (pixels per inch) — это мера плотности пикселей, определяющая разрешающую способность изображения или дисплея, будь то монитора, телефона, телевизора или другого девайса с устройством вывода графической информации.
Под пикселем в свою очередь понимается наименьший элемент изображения — небольшой квадрат, окрашенный в определенный цвет. При расчете PPI используется дюйм — единица измерения длины, эквивалентная 2.54 сантиметрам.
Таким образом, чем больше пикселей умещается в одном дюйме, тем выше значение PPI, а соответственно, и четкость изображения, и разрешающая способность дисплея.
Оптимальное значение PPI
Поскольку средний человек пользуется телефоном на расстоянии до экрана всего 20-30 см, PPI — одна из ключевых технических характеристик, на которую следует обратить внимание при выборе смартфона, чтобы избежать зернистости экрана и снизить нагрузку на глаза.
PPI в Смартфоне
Сейчас на рынке мобильных телефонов наблюдается следующая корреляция между стоимостью девайса и плотностью пикселей:
Несмотря на то, что заметная невооруженным взглядом зернистость дисплеев практически исчезла вместе с эпохой первых кнопочных телефонов, в бюджетном сегменте еще можно встретить матрицы с низким PPI.
Обратная ситуация наблюдается с флагманами: появление смартфонов с PPI свыше 500 — не более, чем маркетинговый ход производителей, поскольку существенной разницы человеческий глаз уже не заметит.
Если для смартфонов оптимальным значением плотности пикселей принимается диапазон от 300 до 450 PPI, это однако не универсальное значение для дисплеев всех устройств.
PPI в Планшете
Такие устройства, как планшеты или электронные книги, мы держим на большем расстоянии от глаз — комфортным считается удаление в 40-60 см.
Достаточным для формирования четкого изображения на таком расстоянии считается плотность 200-250 пикселей на дюйм.
PPI в Ноутбуке
Золотой серединой для безопасной для глаз работы на ноутбуке считается удаление на расстояние вытянутой руки — в среднем это 65-85 см.
Соответствующее этой длине оптимальное значение PPI должно находится в диапазоне от 150 до 200.
PPI в Мониторе
Еще в 1980-х компания Apple ввела стандарт плотности пикселей у мониторов для Macintosh, равный 72 PPI. Этот стандарт, державшийся на протяжении десятков лет, подхватили и другие производители.
Сейчас с изменением технологий производства матриц «хорошим» значением PPI для мониторов и моноблоков считается диапазон от 100 до 150 пикселей на дюйм при условии удаления от монитора на расстояние одного метра.
PPI в Телевизоре
Экран телевизора, как правило, находится на максимальном удалении от глаз среди распространенных устройств. ТВ обычно размещается на другом конце комнаты, и расстояние до дисплея при просмотре может достигать 5 метров.
В этом случае PPI уходит на второй план, и неудивительно, что оптимальная плотность пикселей составляет уже всего 40-80 на дюйм.
Как измерить PPI?
Необходимость введения PPI как отдельной характеристики связана с невозможностью описания четкости изображения одним лишь разрешением экрана: чем больше диагональ дисплея при неизменном разрешении, тем более размытым будет изображение.
По определению PPI рассчитывается как отношение между количеством пикселей на диагональ экрана в дюймах. Чтобы определить этот показатель самостоятельно, воспользуемся формулой с применением теоремы Пифагора:
Например, у стандартного офисного 21.5-дюймового монитора с разрешением Full HD плотность пикселей составит 102.5 PPI, а телефон с диагональю 5 дюймов и HD-разрешением может похвастаться уже 293 PPI.
PPI и DPI — есть ли разница?
Схожесть терминов PPI и DPI может ввести в заблуждение — обе меры обозначают практически одно и тоже с небольшим отличием в области применения.
DPI (dots per inch) — мера, характеризующая количество точек на дюйм. Используется в полиграфии для указания разрешающей способности принтера. В большинстве случаев 1 DPI эквивалентен 1 PPI.
Возможно ли поменять значение PPI?
DPI, равно как и PPI — характеристика устройства, которую нельзя повысить или уменьшить программно. Однако, например, при создании изображений в графических редакторах или при сканировании можно задать любую плотность точек.
Стоит ли обращать внимание на PPI?
Согласно некоторым исследованиям, человеческий глаз не в состоянии различать детали изображений с плотностью пикселей на дюйм свыше 300-400, хотя предельное значение может и варьироваться в зависимости от остроты зрения человека и расстояния до изображения. Таким образом, особого смысла в сверхвысоких PPI нет — разницу между экранами с плотностью 350 и 800 PPI увидеть практически невозможно на любом расстоянии от экрана.
Сейчас большинство цифровых устройств, обладают достаточной плотностью пикселей для комфортной работы. За PPI сверх оптимальных значений имеет смысл гнаться, лишь когда этого требует специализация, — например, графическим дизайнерам.
Как выбрать, приобрести и (не) обосраться с 4k@60Hz монитором
Как выглядит текущий сетап
А зачем?
Я программист. На прошлой работе мне выдали macbook, а к нему монитор LG UltraFine 27UL850-W. За год я привык к картинке приближенной к маковской. Почему приближенной дальше расскажу и приведу математические расчеты.
С мартом 2020 и короной пришла удаленка, а с ней и смена рабочего места.
На новой работе выдали обычный, неплохой монитор Samsung 23.5 Full HD, использовал его в связке с MacBook Pro 13* 2015 и Lenovo ThinkPad E480. В связке с маком картинка после 4к монитора была откровенно вялая, с леново — нормально, работать можно было. Увы, за пол года я так и не привык к этому монитору. Более того, в последнее время ближе к окончанию рабочего дня (к 16-17 часам) стабильно начинали болеть глаза вместе с ощущением тяжести — хотелось просто держать глаза закрытыми. Насколько я понял, типичные симптомы синдрома сухого глаза. Периодически прокапывал глаза увлажняющими каплями, на время становилось лучше, но не более.
Самое главное, упражнения и смена обстановки — залог здоровья. Это относится как к глазам, так и к спине. Периодически делать гимнастику для глаз важно для сохранения зрения, снятия напряжения. Занимает порядка 5 минут, но польза неоценимая. Глазам действительно становилось лучше.
Вот комплекс, которым я пользуюсь, готов его рекомендовать. Однако, каждый волен сам выбрать для себя/ 
Мониторы
Несмотря ни на капли, ни на упражнения, глаза все равно уставали и в один момент было принято решение о покупке 4k монитора. Но перед покупкой предстояло его выбрать. На выбор и изучение возможных вариантов было потрачено порядка 2-3 дней: статьи, сравнения, ютуб видео, форумы, чаты с вопросами и ответами.
Ключевые моменты, которые я для себя выделил и которыми хотел бы с вами поделиться:
Пример с macbook pro 13 2015:
Для того, чтоб достичь результата приближенного к retina экрану мака нам нужно
Я рассматривал к покупке 2 монитора, на 24′ и на 27′, на них и будут приведены примеры с PPI:
Лично мне 24′ монитора в качестве дополнительного хватает за глаза, потребности в 27′ не чувствую.
На рынке мониторов нет широкого ассортимента среди 24′ 4k:
Монитор покупается, привозится, подключается. Казалось бы, что может пойти не так?
В комплекте у монитора есть только displayport to displayport. В маке displayport отсутствует.
Дома находится дефолтный hdmi кабель, который на маке выдает 4k картинку, но лишь на 30 Hz.
Вот как это выглядит в настройках macOS:
В частности, UI Looks like: 1920×1080 @ 30 Hz. Неприятная картинка.
Подключаю этим же кабелем к ноутбуку Lenovo ThinkPad E480, который на Windows. Ситуация — та же: 4k, доступно 30 Hz.
Изучаются форумы, отзывы под мониторами, просматриваются видео.
У Lenovo есть type-c выход, которым он же заряжатеся и HDMI. У мака есть HDMI и mini displayport. Чудесным образом был выбран общий знаменатель в виде HDMI кабеля.
На али нашел HDMI кабель, который поддерживает 4k@60 Hz. Не буду явно оставлять ссылку, чтоб без рекламы. Оставлю название кабеля: Ugreen HDMI Cable 4K/60Hz HDMI Splitter Cable for Xiaomi Mi Box HDMI 2.0 Audio Cable Switch Splitter for Tv Box PS4 HDMI Cable
Проходит 26 дней, иду с почты. Счастье в руках, предвкушаю дальнейшие возможности.
Подключаю к Lenovo — те же 30 Hz, тот же максимум с невозможностью выбрать 60 Hz.
Решил тут же проверять с маком. Ситуация аналогичная. Открываю спор на али, скидываю скрины, описываю ситуацию, это было где-то около 15 часов. Перед тем как заказать, я изучил отзывы, принял во внимание рейтинг продавца и товара. К вечеру я продолжаю думать о сложившейся ситуации. Мысли — ну не может быть с хорошим рейтингом и отзывами подставы.
Ищу спецификацию, инструкцию к Lenovo. Опасения подтверждаются: HDMI старой 1.4 версии.
В спецификации описано, что HDMI поддерживает 1920×1080@60Hz:
Дальше лезу читать что там у мака.
Я обосрался. Выбирал, изучал, читал, смотрел, анализировал, и… обосрался… Спор отменяю, понимаю, что не лыжи не едут, а я — дурак.
Здесь, кстати, видно что кабель 4k@60Hz раза в полтора толще, по-сравнению, с «дефолтным», который был дома.
Замечаю необычную вещь: леново через type-c заряжается, и этот же порт поддерживает displayport alt mode, что бы это не значило.
Дома есть провод displayport — usb type-c, который используется в связке macbook pro 13* 2017 и lg 27* 4k. Подключаю — все работает: 4k@60Hz.
Как выглядит с точки зрения настроек:
Название кабеля на али: Cabletime Thunderbolt 3 USB C DisplayPort Cable 4K 60Hz USB Type C 3.1 to DP Adapter USB to DP UHD External Video N308.
Но при этом производитель оставил необходимость выбора одного из двух вариантов пользователю: либо заряжать устройство, либо внешний монитор. Причем ноутбук совсем не старый — 2018 год выпуска, тогда уже type-c и thunderbolt интерфейсы юзались достаточно активно. Например, у HP ProBook 450 G7, есть отдельно порт зарядки и type-c thunderbolt, к которому можно успешно подключать 4k мониторы во время зарядки.
При этом они рекомендуют к покупке свою докстанцию ThinkPad USB-C Dock. Мне всего лишь моник бы подключить, а тут уже без докстанции никак.
Странное решение от Lenovo, вообщем.
Дальше трачу еще время на изучение и поиски к маку подходящего провода. Уже понял, что нужно искать displayport — mini displayport.
Вообще, где есть возможность использовать displayport, а не hdmi, то лучше использовать его.
Нашел на али подходящий, название: Displayport 1.4 cable 8k 144Hz Mini DP1.4 60HZ Mini Dp to Dispalyport 1.4 cable Vesa compliant HBR3 8K @60Hz 4K/120HZ,2K/144HZ
После подключения монитора через displayport — mini displayport в настройках уже присутствует ожидаемая информация: UI Looks like: 1920×1080 @ 60 Hz
Заключение и выводы
Цель статьи — поделиться опытом, рассказать вам, что при выборе монитора важен не только сам монитор, но и источник картинки, и, обязательно, кабель.
Мне не хватало подобного туториала и граблей, тем более с двумя различными ноутами и операционными системами, когда я пытался вникнуть в вопрос выбора и приобретения монитора. В следствии чего, я — обосрался, несмотря на то, что потратил уйму времени на изучение материалов со всего интернета).
Собрал воедино все что знал, нашел и дополнил своими граблями, вместе с наглядными скринами и фото.
Надеюсь, что этих подводных камней получится у вас избежать при решении вопроса с монитором 4k@60Hz.
Полезные ресурсы
Из полезных ресурсов и источников, которые я для себя выделил во время поиска для выбора монитора:
У большинства мониторов в мире есть проблема с Mac. О ней знают единицы
Рабочего пространства на компьютере много не бывает. Владельцы Mac, деятельность которых связана с графикой, обработкой видео или написанием кода, часто задумываются над приобретением дополнительного монитора.
На внешний экран выводят изображение с небольших 12-дюймовых MacBook, 13-дюймовый MacBook Air и MacBook Pro. Покупатели Mac mini или Mac Pro и вовсе вынуждены искать дисплей сразу после приобретения компьютера.
Apple уже давно не производит собственные мониторы, а среди продвигаемых купертиновцами моделей есть лишь несколько топовых устройств LG.
Сейчас расскажем, на что нужно обращать внимание при покупке дисплея для Mac и какой параметр следует проверять в первую очередь.
Как масштабируется интерфейс macOS
Интерфейс настольной операционной системы Apple гибко масштабируется и подстраивается под разные размеры дисплеев Mac. Даже когда в актуальном модельном ряду оставались устройства без Retina-дисплея, пересаживаться с одного компьютера за другой было максимально удобно и комфортно.
Иконки, окна приложений, настройки, контекстные меню и диалоговые окна всегда имеют заданный размер, будь то экран 13-дюймового Macbook Pro или огромный 5K-дисплей iMac. Пропорции четко соблюдаются, при этом вы никогда не увидите вытянутую или сплющенную картинку, смазанные шрифты или мутный контур у элементов интерфейса.
Разработчики системы привязываются не к разрешению или диагонали матрицы, а к показателю PPI (pixels per inch).
Для всех Retina-матриц компьютеров Apple показатель PPI примерно равен 220, а для старых устройств значение ровно в два раза меньше – 110. Именно поэтому все элементы интерфейса имеют одинаковый масштаб на любом компьютере с яблочком на корпусе.
Как рассчитать значение PPI для монитора
Значение пикселей на дюйм для конкретной матрицы зависит исключительно от разрешения и диагонали дисплея.
Часто показатель PPI указывается в характеристиках монитора или на сайте производителя, но если такая информация отсутствует, ее можно узнать самостоятельно.
Вбиваем количество пикселей по вертикали и горизонтали для выбранного монитора и указываем его диагональ в дюймах.
Калькулятор автоматически просчитает показатель PPI для такого устройства.
Можно самостоятельно рассчитать значение по формуле:
Высота и ширина в пикселях, а диагональ в дюймах
Так можете сравнить полученное значение с эталонным показателем Apple для данной диагонали дисплея.
Можете сразу определиться с размером приобретаемого монитора, узнать подходящее значение PPI для такой диагонали, а дальше уже искать дисплей с нужным разрешением.
Зачем нужно подбирать PPI
Банальная проверка, которая займет считанные минуты, в дальнейшем избавить вас от ряда проблем и неудобств.
Во-первых, масштабирование интерфейса будет таким, каким его задумали разработчики из Купертино. При переходе с MacBook или другого компьютера Apple получите привычные размеры приложений и разных элементов системы.
Во-вторых, не будет проблем с читаемостью шрифтов. Увеличение или уменьшение масштаба интерфейса при отличном значении PPI от компьютеров Apple ведет к изменению размера шрифтов. Если PPI будет отличаться от 110 или 220 незначительно, разница не бросится в глаза, но если значение будет больше или меньше на 20-25%, шрифты на экране могут оказаться слишком мелкими или чересчур крупными.
В-третьих, интерфейс может стать мутным. Самая большая проблема, которая возникает при неверном выборе монитора.
Так, например, у 27-дюймового дисплея с разрешением 3840×2160 параметр PPI будет равен 163, это в полтора раза больше стандартного значения Apple. Значит, при прорисовке интерфейса стандартная точка будет занимать полтора пикселя.
Половину диода подсветить не получится, а значит система растянет элемент на два пикселя или просто закрасит соседний в оттенок основного.
Как нужно выбирать монитор для Mac
Разумеется, производители мониторов плевать хотели на Apple с ее значениями PPI, в мире Windows вообще никто не заморачивается с масштабированием и пропорциями.
Значит, при выборе конкретной модели придется самостоятельно подбирать подходящее значение пикселей на дюйм.
В таблице выше я собрал подходящие варианты разрешения для мониторов с популярными диагоналями экранов. Получились значения максимально близкие к “яблочным” 110 и 220 PPI.
На таких экранах все элементы интерфейса будут того же размера, как на компьютерах Apple, а главное, что вы не увидите смазанных шрифтов или мутную картинку на экране.
Будьте аккуратны с популярными 23- и 24-дюймовыми мониторами с разрешением 1920×1080, у них PPI будет на уровне 92-96. Откажитесь от 27-дюймовых мониторов с аналогичным разрешением – получите PPI 81. На таких экранах интерфейс будет слишком большим и крупным.
Популярные мониторы 24″ с разрешением 3840×2160 с PPI 170 или разрешением 2560×1440 с PPI 122 наоборот будут сильно уменьшать интерфейс и могут сделать текст плохо читаемым.
Теперь вы точно знаете, на какой параметр следует обращать внимание при покупке второго монитора для MacBook или основного экрана для Mac mini или Mac Pro.
