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2011年7月14日 星期四

人類視力和解析度的關係


上圖為標準的Snellen chart,相信大家一定都用過類似的視力量表,而台灣常見的有兩種,分別是開口在不同方向的C(Landolt C)或是E(Illiterate E):


第一個圖中的右側有20/20或20/200這種表示,其實就是一般所講的視力,20/20是1.0,20/200是0.1,很簡單吧?其中分子的20就是視力量測距離,受測者和這張視力量表距離為20英呎(大約六公尺,所以也有以6/6表示的),而分母的20則是字母的大小,正確的定義是人類標準可以在20英呎外辨識大約一弧分(Arc minute,1度等於60弧分)的物體,或是分辨間隔1.75mm的線。也就是說,20/20是人類標準視力,那麼20/200的200是什麼意思呢?200只的就是如果你的視力是20/200(0.1),那麼你在20英呎外可以看得清楚的東西,擁有標準視力(20/20或1.0)的人可以在200英呎外看得清楚。或是換個角度來看,視力0.1的人只能看清楚視力1.0的人在相同距離可以看清楚的物體十倍大的物體。


當然,所有人的視力不會都一樣,因此1.0或20/20只是一個平均「標準」,而目前大多數的人視力應該都在1.0-1.2之間。沒錯,不要懷疑,因為大多數的人都戴眼鏡,而視力校正的目標就是1.0-1.2。

附帶一提的是,視力和眼鏡度數的換算其實有點複雜,所謂的眼鏡度數,指的是眼鏡的焦距,如果焦距為10 cm,則以10 D屈光度表示,也就是所謂的1000度。一般裸視0.8以下才需要校正,換算的近視度數約50-75度(沒錯,視力測量不是很精確,但近視度數的量測比較精確,所以會是一個範圍)。而視力0.5的話,度數約為100-150,視力0.3度數為150-200,視力0.2度數為200-225,視力0.1度數為225-300,視力0.05度數為450-500,視力如果低於0.02的話,度數就超過900了!

好了,我們都已經知道了看得清不清楚,關鍵因素有視力和距離,大家也一定有經驗遠看好像很細緻的一張大幅海報,如果貼近到面前看,網點或缺陷就一清二楚了!所以除了視力,距離也很關鍵。

接下來就談解析度吧!以目前最知名的iPhone 4來說,當初發表的時候賈伯斯就宣稱iPhone 4的解析度可以稱為視網膜體驗,因為已經是人類視力分辨解析度的極限了。iPhone 4的螢幕規格為長寬3:2的3.5"螢幕,一般人使用手機的距離為10",要設計出視網膜體驗的解析度應該要多少呢?網路上有計算器可以幫我們算:


看來要達到1000 × 667以上的解析度才夠,不過iPhone 4的960 × 640其實也差不多了。注意看一下PPI為343.8,也就是每一英吋有大約344個點,這樣的解析度其實是夠細膩的了。而賈伯斯在發表會上宣稱的是Size為3.54",Resolution為960 × 640,以上面的計算器算出來的PPI為326,最佳使用距離為10.55",如果你把iPhone拿近到少於27cm,那其實就算太近了。當然這中間變因很多,包括你看的東西、你的視力和觀賞的距離。目前科技可以做出更高規格的螢幕,以下是Wiki所看到的:
  • In April 2007, Sony released the Cyber-shot DSC-G1 digital camera with a 3.5″ LCD dubbed “Xtra Fine”; with 921K pixels (註:應該是640H × 3 × 480V?)displayed, making it a 395 PPI display, with each pixel approximately 64.2 μm.
  • In January 2008, Kopin Corp. announced a 0.44″ (1.12 cm) SVGA LCD with an astonishing pixel density of 2272 PPI (each pixel only 11¼  μm).[3][4] According to the manufacturer, the LCD was designed to be optically magnified to yield a vivid image and therefore expected to find use in high-resolution eye-wear devices.
  • In June 2010, Apple Inc. announced and launched the iPhone 4, with its “Retina” LCD boasting 326 PPI (960×640, 3½″ diagonal, each pixel only 78 μm).
所以如果搞到2272PPI,那就是可以在4"的螢幕上看8K解析度的影片了。8192 × 4320,實際算出來的PPI為2315,而且可以近到1.5"的距離看!

為什麼要談這個呢?很簡單,如果你今天手上的相機是3000 × 2000,六百萬像素的老機,要洗出一張給人在30 cm以外看的照片,夠用嗎?其實這時候只要286.5 PPI的解析度就夠了,也就是你可以印出一張10.5"  × 7"的照片。所以你說六百萬像素拿來拍婚紗照不夠嗎?那要看你的視力到底有多好了!

以目前最高像素的Phase One IQ180有八千萬像素(10328 x 7760),要洗出傳統婚紗大照(60" x  40",約150 cm x 100 cm或對角72"),則可以有179 PPI,觀看距離在19"左右,這相當足夠了吧!

而不論是什麼印刷,現在超過千萬像素的數位相機,其實大多都已經足夠應付市場上的需求了,再多其實未必真的有什麼意義。下回來談談螢幕!

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