你或许听说过“视错觉”实验:两个一样大的小球,看起来却一大一小;明明静止的图像,看起来却在在动。这些现象都在证明,想骗过眼睛和大脑,还挺简单的。
但在“分辨率”这件事上,想糊弄人眼,恐怕就没那么容易了。
作为人眼最敏锐的视觉参数之一,分辨率一直都是科技公司关注的焦点。2010年,乔布斯在苹果发布会上发布了搭载 “视网膜屏”(Retina Display)的iPhone 4,宣称其像素密度之高,已超出人眼识别极限。但这场发布会并没有终结“分辨率比赛”。十几年后的今天,从手机到平板,从电脑到电视,数码设备的分辨率依然在不断被刷新。而最近的一项研究发现:在分辨率这条赛道上,手机厂商可以接着“卷”,但电视厂商或许可以准备躺平了。
326ppi的视网膜屏,拿近点再看看呢?当年的iPhone 4,搭载的是一块326ppi的屏幕,也就是每英寸包含326个像素点。苹果之所以有勇气称其为“视网膜屏”,是因为人眼能够识别的极限像素密度为300ppi,而326ppi显然超过了这一数值。
但这有一个前提,乔布斯在发布会上也提到了这一点:你需要把屏幕拿到距离眼睛10到12英寸(约25~30厘米)远的地方。
这是因为当距离变化时,这一极限数字会随之发生变化。你把手机贴在眼前看和拿远看,对清晰度的感受完全不同。距离拉近,人眼的极限分辨率会提高。比如当你使用“老人地铁手机.jpg”方式近距离观看手机屏幕时,原本清晰无比的屏幕,可能就不再那么“无瑕”了。
真正决定人眼 “能不能看清” 的核心指标,是ppd——人眼每看到1度视角范围内,能分辨的像素数量。简单点讲,就是把距离也纳入了考量。
过去广泛使用的视觉标准认为,人眼的极限分辨率为60ppd,这也是“视网膜屏”300ppi的理论基础。

iPhone 4在12英尺距离下达到了69.4ppd,超过60ppd|phrogz.net
但根据剑桥大学与Meta团队发表在《自然·通讯》上的这项新研究,人眼的分辨能力远不止于此。
人眼极限,远不止60ppd研究人员邀请了18位视力正常的受试者,在黑白、红-绿、黄-紫三种色彩模式下测量了他们的视觉分辨率。实验采用一套研究者自行设计的、可前后滑动的 4K 显示装置,屏幕上会出现一些细微的图案,通过调整屏幕与观察者的距离,可以实现ppd数值的改变。

实验装置丨参考资料1
你可能会问:既然要改分辨率,为什么不直接在显示器里调整图像?这是因为仅仅依靠调整图像,无法完美地实现分辨率的连续变化。直接调整显示器中图像的分辨率,用的方法类似于“缩放”:比如将1000x1000像素的图像调整成500x500像素,只需要去掉一半的像素。但如果想调整成700x700的图像,就需要对图像进行重新计算处理,这个处理的过程会让图像出现失真。而使用物理轨道,可在不改变图像本身的前提下,连续、无缝地调整视角内像素的数量,这正是这套装置的优势所在。
实验结果发现,人眼中心凹(注视中心)的黑白图案分辨率极限高达94ppd,红绿图案达到89ppd,而黄紫图案达到53ppd。除了黄紫图案的分辨率,其他两项实验的数值都超出了以往认知的视觉分辨率极限。
但这一结果并不意味着“所有显示屏都得继续卷分辨率”。通过计算研究进一步指出,不同设备对分辨率的需求并不相同,与实际观测距离有关。
比如对于电视来说,8K真的有点没必要了。观看8K电视时,只有在距离屏幕小于等于1.3倍屏幕高度的时候,才有一定的视觉效果优势。以55英寸8K电视为例,只有在观看距离小于等于0.8米时,才能感知到8K带来的清晰度优势。但如果你真的这样看电视,可能没一会儿家长就会来蛐蛐你了。

不同设备对分辨率的需求并不相同,与实际观测距离有关丨图虫创意
但对于手机和平板来说,由于使用时距离眼睛更近,想要达到视觉极限,还是有一段路要走的。比如研究者指出,以2024年发布的13 英寸iPad Pro为例,在35厘米(最短舒适观看距离)处使用时,其有效分辨率为65ppd,距离人眼极限仍有差距。
当然,这样说可能有点太“严格”了,毕竟越接近人眼的分辨率极限,提升的效果在观感上就越有限。不过,随着VR、AR设备的不断发展,屏幕正在离人眼越来越近,这类屏幕的分辨率还是有很大的提升空间。
比如让人惊艳的Vision Pro的像素密度达到了3386ppi,但在实际使用距离下,其有效分辨率只有34ppd,远低于人眼极限。
其实相比于接着卷像素,论文还给出了另外的方向。
能“糊弄”,还是“糊弄”一下有时候买盒装的草莓,会遇到一些坑:表面一层又大又红,拿开之后下面都是小草莓。而对于提升分辨率而言,也可以用这个逻辑:眼睛看不清楚的地方,糊弄糊弄得了。
人眼的分辨率不是均匀的。中心凹(注视区)分辨率最敏锐,一旦偏离中心,分辨率会急剧下降。在中心凹视觉和10°偏心率之间,黑白模式分辨率极限下降了2.3倍,而红绿色模式下降了4.9倍,黄紫色模式下降了4.8倍。
这意味着,屏幕中心可以保留高分辨率,而边缘区域适当“降质”,人眼也难以察觉。因此,电子设备可以参考不同色彩的数据变化,采用 “偏心渲染” 技术:保持屏幕中心的高分辨率,适量降低周边区域分辨率,从而减少处理器负载和带宽消耗。从2010年iPhone 4的视网膜屏,到如今的8K电视,数码产品的像素竞赛并没有结束的意思。不过厂商卷厂商的,对于消费者来说,我们在选购设备时也不必迷信 “越高越好”。结合自己的使用场景,选择适合的分辨率就好。
毕竟,买完显示器还得考虑是不是得充视频网站的SVIP、铂金会员、超级会员……(要不然还是自己搭NAS看杜比吧。)
参考文献
[1] Ashraf, M., Chapiro, A. & Mantiuk, R.K. Resolution limit of the eye — how many pixels can we see?. Nat Commun 16, 9086 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-64679-2
作者:普拉斯G
编辑:黎小球
封面图来源:图虫创意
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