Гонка за ppi: новое безумие хайтека

Развязала новую гонку, как это принято в последнее десятилетие, компания Apple. Первый смартфон iPhone 4 с экраном повышенной чёткости представил в июне 2010 года ещё сам Стив Джобс. Это был довольно небольшой по нынешним меркам 3,5-дюймовый дисплей, получивший при этом аппаратное разрешение 960х640 точек. Ширина одного пикселя на таком экране составила всего 78 мкм, а плотность точек — 326 пикселей на дюйм (128 пикселей на см). Для сравнения: плотность пикселей в экране обычного смартфона — около 160 ppi, а в компьютерных мониторах и вовсе меньше сотни.

Экран был торжественно назван Retina display — от английского слова, означающего «сетчатка глаза», чему было дано красивое объяснение: некие исследования показали, что человек не способен различить невооружённым глазом отдельные точки при плотности выше 300 ppi на расстоянии 10-12 дюймов, то есть примерно 25-30 см. На таком расстоянии от глаз обычно держат мобильные телефоны, поэтому было выбрано именно это значение, чуть больше 300 ppi.

Разумеется, сразу же нашлись желающие оспорить результаты этих анонимных исследований. Так, известный американский популяризатор науки и астроном Филипп Плейт заявил, что если у вас острое зрение, то вы легко различите отдельные пиксели на таком экране и с 30 см, но при этом для обычного человека эти точки заметны не будут.
Между тем эксперт по качеству изображения и президент компании DisplayMate Technolоgies Реймонд Сонейра заметил, что реальное разрешение Retina display значительно ниже разрешающей способности сетчатки глаза. Дело в том, что разрешение в значительной степени зависит от того, под каким углом мы смотрим на объект. Для человека с идеальным зрением разрешающая способность глаза составляет около 0,6 угловой минуты, то есть 0,01 градуса. Это означает, что два отдельных объекта, находящиеся на расстоянии более 5730 футов, или 1,75 км, будут восприниматься как одна точка. Исходя из этого, Сонейра заключил, что если мы смотрим на смартфон на расстоянии 30 см, то разрешающая способность нашего глаза достигает 477 ppi, а если приближаем до 20 см, то и все 716 ppi. Чтобы получить 318 ppi, нужно отнести телефон на расстояние 45 см.
Сонейра не учёл одного: в реальности людей с идеальным зрением не так уж и много, и разрешающая способность сетчатки среднестатистического человека с нормальным зрением — порядка 1 угловой минуты. Сделав соответствующую поправку, мы и получим заветные 300 ppi — значение, которое можно вывести несложными подсчётами, а вовсе не какими-то мифическими исследованиями, о которых говорил Джобс.
Поскольку разрешающая способность глаз зависит от расстояния, на котором мы наблюдаем объект, чтобы добиться эффекта «безпиксельной» картинки в экранах разных устройств, требуется разная плотность точек. Поэтому 9,7-дюймовый Retina Display планшета iPad имеет меньшую плотность 264 ppi (105 пикселей на см), а 15- и 13-дюймовые экраны ноутбуков MacBook Pro — 220 ppi (87 пикселей на см) и 227 ppi (89 пикселей на см).
Джобс был прав в главном: для того чтобы перестать различать пиксели на экране самого близко подносимого к глазам гаджета — смартфона, достаточно плотности чуть большей, чем 300 ppi. Но курок уже был спущен, и масса компаний ввязалась в не имеющую даже теоретического смысла гонку за повышение плотности пикселей экрана. Главное — обогнать Apple, а есть в этом толк или нет, дело десятое.

В результате мы уже получили массу курьёзных изделий, при взгляде на которые не знаешь, плакать или смеяться. Японская Sharp одной из первых выпустила для внешних рынков смартфон с пятидюймовым экраном Full HD: при разрешении 1920х1080 плотность пикселей дисплея SH930W составляет 440 ppi. Аналогичный по характеристикам (а может, и попросту точно такой же) экран — у HTC J Butterfly. Цифры впечатляют, но, во-первых, малопонятно, зачем карманному устройству вообще разрешение Full HD на пятидюймовом экране, а во-вторых, портить глаза, вглядываясь в мельчайшие детали, можно и на менее высокотехнологичных устройствах.

Разрешение десятидюймового экрана нового планшета Google Nexus 10 ещё больше: 2560х1600 точек. То есть такое же, как у настольного монитора с диагональю 27-30 дюймов. Плотность точек при этом составляет 300 пикселей на дюйм. Означает ли это, что в Google предлагают смотреть в дисплей этого планшета с расстояния 25-30 дюймов? Вы когда-нибудь пробовали смотреть 50-дюймовый телевизор с полутора метров? Ощущения примерно те же.

Апогей безумия — прототип 9,6-дюймового экрана, разработанный японской компанией Ortus Technology. Его разрешение — 3840х2160 точек, что в точности соответствует перспективному телевизионному стандарту Ultra HD, или 4K, который предусматривает отображение в четыре раза больше точек, чем привычный Full HD. Плотность пикселей у этого экрана — 485 точек.
Избыточность уже стала самоцелью: никому не нужны экраны, пиксели на которых можно разглядеть только под микроскопом: они уже и так не видны — при традиционном использовании здоровыми вменяемыми людьми. Между тем экраны с повышенной плотностью пикселей сами по себе вызывают массу проблем, связанных как с аппаратной, так и с программной начинкой гаджетов, в которых они устанавливаются.
Прежде всего, экраны с повышенным разрешением и повышенной плотностью пикселей потребляют намного больше электроэнергии, чем такие же по размеру дисплеи меньшего разрешения. И это только при выводе статичной картинки! Поддержка сверхвысоких разрешений многократно ужесточает требования к графической подсистеме, да и в целом к вычислительным ресурсам устройства. А это означает не только гораздо более дорогую платформу, но и резкий рост энергопотребления. Современные смартфоны и с обычными-то экранами с трудом выдерживают без подзарядки рабочий день, а что будет, если их энергопотребление вырастет даже не в полтора раза, а хотя бы на десятки процентов?
Программная проблема напрямую связана с главным требованием к электронному устройству — удобством его использования. И если, как показывает практика, гаджеты под управлением Android без особого труда справляются с масштабированием пользовательского интерфейса и приложений под повышенное разрешение, то у техники на Windows, как ни странно, с этим возникают большие проблемы.

К примеру, у планшета Samsung Slate 7, оснащённого 11,6-дюймовым экраном с разрешением 1366х768 точек и довольно скромной плотностью пикселей 135 ppi, невозможно оптимальным образом настроить пользовательский интерфейс под управлением Windows 7: либо его элементы выглядят слишком мелкими, либо края окон скрываются за границами дисплея. И это штатный интерфейс операционной системы! Чего уж говорить о приложениях третьих фирм, разработчики которых не особенно задумываются над масштабированием под разные разрешения: многие из них рассчитаны на 96 ppi, и ни пикселем больше! И даже в Windows 8, где, как хвастались в Microsoft, проблема с интерфейсом практически решена, она всё так же актуальна, как и проблема с приложениями сторонних разработчиков, окна которых приходится разглядывать под увеличительным стеклом.
Так или иначе, старт дан, и мы становимся свидетелями очередной гонки за красивыми числами, смысла в которых не больше, чем в полётах со стерхами. Остаётся надеяться, что у ввязавшихся в это сомнительное мероприятие компаний появятся какие-то действительно полезные разработки и технологические прорывы. Иначе мы снова рискуем получить никому не нужные 20-мегапиксельные «мыльницы» с мутной пластмассовой оптикой.

Теперь ждем смартфоны с разрешением 4К...