自从触摸屏智能手机、平板电视等显示设备问世以来,我们始终致力于追求大尺寸、高分辨率的视觉体验,从而获得更加震撼和细腻的观看感受。如果我们能够完全不考虑能耗消耗、生产成本、设备性能以及便携性等外部因素的制约,那么屏幕的分辨率越高、尺寸越大,无疑会带来更佳的视觉享受。
然而,在现实世界中,分辨率和屏幕尺寸这两个关键指标之间存在着相互制约的关系。为了建立一套能够准确衡量屏幕显示细腻程度的标准,我们需要引入“像素密度 PPI”这一概念,将其作为连接分辨率和屏幕尺寸的桥梁。
什么是 PPI?
像素密度 PPI——这个概念对于许多用户来说并不陌生,但对其背后的原理可能并非所有人都完全了解。下面,我们将对这一概念进行详细的解释。
PPI,全称为 Pixel Per Inch(每英寸像素数),其基本含义是指每英寸长度内所包含的像素数量。简单来说,像素数量越多,画面就会显得越加细腻。
在衡量屏幕尺寸时,我们通常以对角线的英寸长度作为标准单位。因此,像素密度的计算也需要基于对角线进行。只要我们知道了屏幕的尺寸和分辨率,通过勾股定理计算出对角线上的像素数量,就能得出像素密度 PPI 的具体数值。
PPI 的计算公式如下:
让我们通过一个实例来理解 PPI 的计算方法。假设有一块 6.67 英寸的屏幕,其分辨率为 2400 × 1080。通过计算,我们可以得出该屏幕的 PPI 为 395。而如果将分辨率提升至 3216 × 1440,那么在同一尺寸下,计算所得的 PPI 将会增加到 528。显然,后者的显示细腻程度要优于前者。
然而,PPI 真的能够完美地反映屏幕显示的细腻度吗?
如果将这个问题放在几年前,答案几乎是肯定的。但随着技术的不断发展,今天的答案可能已经发生了变化。
PPI 遇到的挑战:OLED 屏幕的崛起
我们知道,显示面板上的每个像素都是由多个原色的子像素(也称为“次像素”)组成的,通常包括红、绿、蓝三种原色。特别是在液晶面板中,每个像素都严格遵循着相同的子像素排列方式(通常是 RGB 标准排列)。
然而,随着主动发光的 OLED 屏幕的普及,情况发生了变化。OLED 屏幕的一个致命问题是,其自发光的子像素寿命相对较短,这导致屏幕在长时间使用后容易出现烧屏现象,尤其是蓝色子像素的寿命比红色和绿色子像素要短得多。
为了解决这一问题,三星研发了著名的钻石 PenTile 排列,并申请了相关专利。这种排列方式不仅提高了画面的通透性,还能在更低的能耗下实现相同的亮度。然而,仔细观察这种排列方式,我们会发现各个颜色子像素的数量并不相等,甚至存在子像素共用的情况。
在“像素密度”这一概念提出时,手机屏幕主要以 LCD 面板为主。如果按照 LCD 的像素密度计算方法来衡量 OLED 屏幕,结果将无法准确反映实际表现。例如,两块尺寸和分辨率相同的 LCD 和 OLED 屏幕,即使计算出的 PPI 值相同,实际显示效果也会有所不同——OLED 屏幕的像素细腻度实际上要低于标准 RGB 排列的 LCD 屏幕。
因此,为了更准确地反映 OLED 屏幕的显示细腻度,我们需要在标准 RGB 排列的算法基础上,再乘以一个转换系数,得到等效 PPI 值。不过,有些厂商在产品参数页上仍然使用未经转换的 PPI 值来标示 OLED 面板的像素密度,这在一定程度上是不够严谨的。
通常认为,钻石 PenTile 排列的转换系数大约为 0.8。以一块 6.67 英寸、分辨率为 2400 × 1080 的 OLED 屏幕为例,其等效 PPI 值约为 395 × 0.8 = 316。
▲ 左侧为 RGB 排列,中间为 PenTile 排列,右侧为 Delta 排列的显微照片
当然,OLED 屏幕的子像素排列方式并不仅限于钻石 PenTile 排列,还有 Delta 排列(俗称周冬雨排列)等多种方式。不同的排列方式对应着不同的转换系数,这里不再详细展开。
近年来,越来越少的企业和媒体提及“像素密度”这一概念。除了 OLED 面板转换系数的复杂性之外,更重要的是,如今手机屏幕的尺寸趋于一致,只需对比分辨率就能大致了解画面的细腻程度,因此 PPI 这一概念的重要性已经有所下降。