رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر و رزولوشن کافی برای ابعاد مختلف نمایشگر را بشناسیم

مفهوم تراکم پیکسلی را قبلاً در دانش‌نامه‌ی اینتوتک توضیح دادیم. تعداد پیکسل در یک اینچ یا تراکم پیکسل‌ها با توجه به فاصله‌ی کاربر از نمایشگر گوشی، تبلت، مانیتور، تلویزیون و ... خوب یا معمولی و کم است. تراکم پیکسلی بدون در نظر گرفتن فاصله از نمایشگر، مفهوم کاربردی ندارد و در حقیقت اگر فاصله زیاد باشد، هر نمایشگری خوب محسوب می‌شود. در ادامه با رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر و چشم آشنا می‌شویم.

با توضیحی که در ابتدا دادیم، روشن است که توانایی چشم انسان در تفکیک عناصر کوچک، بسته به فاصله متفاوت است. به عنوان مثال یک پیکسل سوخته روی نمایشگر 1080p گوشی، از فاصله‌ی یک متری شناسایی نمی‌شود اما از فاصله‌ی 20 یا 15 سانتی‌متری، احتمالاً همه‌ی کاربران آن را می‌بینند.

بنابراین برای مشخص کردن رزولوشن مناسب چهار کمیت لازم است:

• رزولوشن نمایشگر
• تراکم پیکسلی
• فاصله تا نمایشگر
• صحت بینایی یا رزولوشن زاویه‌ای چشم کاربر

در حقیقت برای بیان حداکثر رزولوشن مناسب نمایشگرهای مختلف، باید ابتدا به مفهوم رزولوشن زاویه‌ای چشم انسان اشاره کنیم و سپس رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر را تعریف و محاسبه کنیم.

رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر به این معنی است که طول و عرض پیکسل‌های نمایشگر، با چه زاویه‌ای دیده می‌شوند. در کنار رزولوشن زاویه‌ای، نوع کاربری هم مهم است. مثلاً در نمایشگرهایی که برای واقعیت مجازی به کار می‌روند، لنز جلوی چشم قرار گرفته و بزرگ‌نمایی صورت می‌گیرد. لذا تراکم پیکسلی بالاتری نیاز است. در ضمن فاصله‌ی نمایشگر از چشم کاربر هم در حد چند سانتی‌متر است و به مراتب کمتر از حد معمول است.

رزولوشن زاویه‌ای یا توانایی تفکیک زاویه‌ای چشم انسان

چشم انسان زاویه‌ی بین عناصر را تخمین می‌زند و نه طول و عرضشان را، البته با وجود دو چشم، می‌توان محیط را اسکن سه‌بعدی کرد و تخمینی از فواصل به دست آورد اما در نمایشگرها، همه‌ی پیکسل‌ها فاصله‌ی نسبتاً مساوی از چشم دارند و این روش کاربرد ندارد. در واقع اگر یک چشم داشته باشیم، تنها با مراجعه به سوابق ذهنی خود از ابعاد هواپیما و پرندگان، می‌توانیم آنها را بزرگ یا کوچک بدانیم، در غیر این صورت تشخیص ابعاد کاملاً غیرممکن است.

بنابراین به جای استفاده از رزولوشن طولی و عرضی که معادل فارسی آن، تفکیک‌پذیری طولی و عرضی است، باید از رزولوشن زاویه‌ای استفاده کرد. چشم انسان مثل یک نقاله و خط‌کش، درجه‌بندی مشخصی دارد و به عنوان مثال، نمی‌تواند فواصل را با رزولوشن 0.1 میلی‌متر، شناسایی کند. در مورد زوایا هم رزولوشن زاویه‌ای چشمی با بینایی خوب، حدود 0.017 درجه است. در ادامه زاویه‌ی دیده شدن یک پیکسل بر حسب رادیان محاسبه می‌شود، بنابراین به خاطر داشته باشید که چشمی با صحت بینایی خوب، رزولوشن زاویه‌ای 0.0003 رادیان دارد. هر رادیان معادل تقریباً 57 درجه است.

با توجه به اینکه چشم زاویه‌ها را درک می‌کند، به جای تراکم پیکسلی معمولی، از رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر استفاده می‌کنیم.

قبل از هر چیز بهتر است نگاهی دقیق به تفاوت دقت و رزولوشن داشته باشیم که شاید شبیه به نظر برسند اما کاملاً متفاوت هستند.

دقت کنید که خطا یا دقت، با رزولوشن کاملاً متفاوت است. در وب پارسی گاهی رزولوشن را دقت ترجمه می‌کنند. با یک مثال ساده تفاوت روشن می‌شود: یک کاربر بی‌دقت، خط‌کش را با بی‌دقتی روی اجسام می‌گذارد و عددی که قرائت می‌کند، ممکن است 3 میلی‌متر بیشتر یا کمتر از مقدار واقعی باشد. رزولوشن خط‌کش 1 میلی‌متر است، بنابراین اگر کاربر دقت بالایی داشته باشد، نمی‌تواند عددی مثل 1.5 میلی‌متر را قرائت کند چرا که درجه‌بندی فقط میلی‌مترها را مشخص کرده است. درست مثل یک ابزار دیجیتال برای سنجش مقاومت، ولتاژ یا جریان. دقت ممکن است 0.1 ولت باشد و خطای احتمالی، توسط سازنده اعلام می‌شود و ممکن است 0.2 ولت یا 0.02 ولت باشد.

صحت بینایی و ارتباط آن با رزولوشن زاویه‌ای چشم

صحت بینایی با توجه به جدولی به اسم جدول اسنلن، با دو عدد بیان می‌شود. معمولاً فاصله برای سنجش بینایی، 6 متر معادل 20 فوت در نظر گرفته شده و اگر بینایی شخص، 20/20 باشد به این معنی است که شخص حروف خط قرمز را شناسایی کرده و می‌خواند.

طبعاً اگر همان شخص در فاصله‌ی 40 فوت معادل 12 متر ایستاده باشد، حروف خط 20/40 را شناسایی می‌کند چرا که هم فاصله دو برابر شده و هم ابعاد حروف و در نتیجه اندازه‌ی زاویه‌ای تغییری نکرده است.

شخصی با صحت بینایی 20/40 ، نیمی از بینایی خوب را ندارد و شخصی با بینایی بسیار عالی 10/20، حروف خط 9 را شناسایی می‌کند. بنابراین رزولوشن زاویه‌ای چشم و صحت بینایی چشم اشخاص مختلف، رابطه‌ای به صورت زیر دارد:

برای تبدیل درجه به رادیان، عدد به دست آمده را بر 57 تقسیم کنید. مثلاً چشم فردی با صحت بینایی 20/15، رزولوشن زاویه‌ای کمتری در حد 0.00022 رادیان دارد:

رابطه‌ی تراکم پیکسلی و فاصله با رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر

تراکم پیکسلی حاصل تقسیم تعداد پیکسل‌های فرضی روی قطر نمایشگر، بر قطر آن است، دقت کنید که قطر بر حسب اینچ است و نه سانتی‌متر یا میلی‌متر و منظور از پیکسل فرضی این است که روی قطر نمایشگر که یک خط زاویه‌دار است، پیکسل‌ها مرتب چیده نشده‌اند بلکه به صورت دندانه‌ای، قطر را می‌پوشانند.

با رابطه‌ی معروف فیثاغورس می‌توان تعداد پیکسل‌های فرضی روی قطر نمایشگر را محاسبه کرد:

بنابراین تراکم پیکسلی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

همان‌طور که قبلاً اشاره شد، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر به این معنی است که طول و عرض پیکسل‌های نمایشگر، با چه زاویه‌ای دیده می‌شوند. تراکم پیکسلی زاویه‌ای نمایشگر از نگاه کاربر با یک فرض ساده محاسبه می‌شود، فرض این است که زاویه دیده شدن پیکسل‌ها، بسیار کوچک است و در زوایای کم، تانژانت و سینوس، هر دو برابر با طول ضلع روبرو تقسیم بر وتر و همین‌طور برابر با طول کمان دایره تقسیم بر شعاع هستند. تصویر زیر را یک بار دیگر بررسی کنید:

بنابراین به رابطه‌ی ساده زیر می‌رسیم، دقت کنید که فاصله‌ی چشم تا نمایشگر، بر حسب اینچ است. هر اینچ 2.54 سانتی‌متر است و باید سانتی‌متر را بر 2.54 تقسیم کنید:

بدیهی است که رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر باید از رزولوشن زاویه‌ای چشم کاربر بیشتر باشد تا پیکسل‌ها تشخیص داده نشوند و حالتی پیوسته برقرار شود.

رزولوشن مناسب برای وسایل مختلف و چشمی با بینایی 20/20

از نمایشگر گوشی‌ها شروع کنیم، قطر 5.2 اینچ و فاصله‌ی مطلوب کاربری، 20 سانتی‌متر یا حدود 8 اینچ است. تراکم پیکسلی و رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر به صورت زیر است:

رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر به دست آمده، 0.000295 است و به این ترتیب شخصی با بینایی 20/20 از نمایشگر گوشی خود کاملاً راضی خواهد بود و به رزولوشن بالاتر نیاز نیست.

گوشی به قطر 3.5 اینچ با نمایشگر 720p هم رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر حداقلی را دارد و به نمایشگر بهتر نیاز نیست. یک گوشی 6 اینچی با نمایشگر QHD هم اگر در فاصله‌ی 20 سانتی‌متری قرار بگیرد، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر 0.000255 به دست می‌آید که بیش از رزولوشن بینایی چشم 20/20 است.

تبلت 7.9 اینچی در فاصله‌ی 30 سانتی‌متر (حدود 12 اینچ) هم حداقل رزولوشن 1920 در 1080 پیکسلی را نیازمند است تا پیکسل‌های آن، پیوسته به نظر برسد.

تبلت 10.1 اینچ با نمایشگر QHD یا 2560 در 1440 پیکسل، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر 0.000286 دارد که تقریباً ایده‌آل است.

لپ‌تاپ 14 با رزولوشن 1366 در 768 که نمایشگر آن در فاصله‌ی 40 سانتی‌متر قرار گرفته، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر 0.00055 دارد که نیمی از مقدار ایده‌آل است. مقدار ایده‌آل تقریباً QHD است.

در مدل‌های 17.3 اینچی (اصطلاحاً 17 اینچی) که معمولاً کاربر در فاصله‌ی 45 سانتی‌متری قرار می‌گیرد، رزولوشن 2K به رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر در حد 0.00033 منتهی می‌شود که کافی است ولیکن اگر نمایشگر 4K باشد، حتی اگر فاصله به 50 سانتی‌متر برسد هم رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر حدود 0.00019 است که برای چشمی با صحت بینایی عالی مثل 20/15 نیز کفایت می‌کند.

مانیتور 22 اینچی QHD که در فاصله‌ی معمولی 24 اینچ (60 سانتی‌متر) از چشم قرار گرفته، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر 0.00031 دارد که در حد ایده‌آل است. مانیتور 32 اینچی در فاصله‌ی 60 سانتی‌متری با رزولوشن 4K نیز تراکم پیکسلی مطلوبی در حدود 0.0003 دارد.

در مورد تلویزیون‌ها اگر فاصله‌ی کاربر حدود 2 متر باشد، تلویزیون 55 اینچی فول اچ‌دی هم انتخاب ایده‌آلی است چرا که رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر آن، حدود 0.00032 است. به این ترتیب تلویزیون‌های 4K با قطر 8 اینچ هم حتی از فاصله‌ی 1.5 متری! رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر عالی دارند.

و در نهایت به یک جدول کلی برای ارزیابی خوب یا بد بودن رزولوشن می‌رسیم:

تلویزیون‌های خمیده

در مورد تلویزیون‌های خمیده، با توجه به اینکه شعاع انحنای نمایشگر چندان بالا نیست و معمولاً در حد 2 الی 4 متر است، (نوشتار به صورت 2000R الی 4000R)، رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر چندان متفاوت نیست و می‌توان از همان رابطه‌ی اصلی استفاده کرد. خمیده بودن نمایشگر به این معنی است که کاربر قطر آن را بیش از مقدار واقعی می‌بیند، هر چه نزدیک‌تر باشد، تفاوت بیشتر است و در نتیجه رزولوشن زاویه‌ای نمایشگر، افزایش پیدا می‌کند.

فاصله‌ی بهینه برای استفاده از تلویزیون‌ها و مانیتورها

نمودار زیر راهنمایی برای استفاده از نمایشگر است. فاصله بسته به قطر نمایشگر و رزولوشن آن تخمین زده می‌شود. به عنوان مثال اگر نمایشگر 50 اینچی با رزولوشن 720 داشته باشید، فاصله‌ی بهینه برای رسیدن به رزولوشن زاویه‌ای مطلوب، حداقل 10 متر و حداکثر 18 متر است.

در مورد UHDها هم اگر قطر 80 اینچ باشد، فاصله‌ی 1.5 الی 3.3 متر، پیشنهاد می‌شود. کافی است خطوط عمودی (عدد 80 اینچ) را با رنگ آبی تلاقی دهید و سپس از محور عمودی، فاصله را قرائت کنید.

اینتوتک