Почему плотность пикселей не так важна, как может показаться

Давным-давно я работал в сфере производства LCD-мониторов и телевизоров. И однажды участвовал в разговоре с инженерами из ведущих компаний, разрабатывающих схемы управления дисплеями. Они обвиняли всех нас, кто проектировал и создавал экраны, в «носодисплейной инженерии» («nose on glass engineering» — N.O.G.E.).

По их мнению, мы сосредоточились на улучшениях, которые можно заметить, лишь уткнувшись носом в экран. Мы наращивали показатели, которые в повседневном использовании не играют роли. И они были абсолютно правы.

Сегодня мобильная индустрия занимается тем же. Обратите внимание на то, что называют основными характеристиками экрана в планшете и смартфоне. По большому счёту это только количество пикселей да ещё, пожалуй, определённая технология дисплея (IPS, OLED или другая). Но действительно ли это единственные детали, на которые нужно обращать внимание? И вообще, являются ли они самыми важными?

Вернёмся на семь лет назад, к моменту, когда был представлен iPhone 4 с Retina-дисплеем. Apple выбрала такое название, поскольку этот экран имел плотность 326 пикселей на дюйм, что соответствовало разрешающей способности человеческого глаза (retina — сетчатка).

Некоторые специалисты, включая доктора Рэя Сонейру (Ray Soneira) из компании DisplayMate Technologies, оспаривали это утверждение. Но даже критики согласились, что такой показатель подобрался очень близко к пределу, который имеет смысл для практического применения. 300 точек на дюйм — плотность фотографий в глянцевых журналах. И на их качество ещё никто не жаловался.

А теперь о настоящем. Максимальная плотность экрана в доступном на рынке смартфоне составляет 806 пикселей на дюйм. Речь идёт о Sony Xperia Z5 Premium, 5,5-дюймовый дисплей которого вмещает полное 4K-изображение (2 160 на 3 840 пикселей). Есть несколько телефонов с разрешением около 1 440 на 2 960 точек и размерами экранов от 5,5 до 6 дюймов, плотность которых превышает 550 точек на дюйм.

Даже Apple, которая первой заверила нас, что 326 пикселей на дюйм будет предостаточно, увеличила этот показатель до 458 единиц в дисплее Super Retina для iPhone X.

Без сомнения, вы можете замечать крохотные различия вплоть до уровня плотности 500 пикселей на дюйм. При условии, что у вас идеальное зрение и вы держите телефон не дальше чем 30 см от глаз. Но всё равно, если сегодня есть возможности создавать такие продукты, это не значит, что их нужно создавать. Это также не значит, что эти дисплеи в целом работают лучше остальных.

Для обеспечения работы всех этих пикселей требуется больше вычислительной мощности и энергии аккумулятора. Чем больше точек на экране, тем меньше остаётся места для «открытой области» — части, которая излучает свет — в каждой из них. Таким образом, страдают яркость и энергоэффективность подсветки — или то и другое вместе.

На какие же параметры стоит обращать внимание?

Сегодня дисплеи больше не страдают от проблем вроде дисторсии и нарушений линейности изображения. Мы не сталкивались с ними с тех пор, как производители перестали использовать ЭЛТ-экраны более десяти лет назад. Так разве наши современные дисплеи не идеальны? Ответ — конечно же, нет. Я могу перечислить по меньшей мере три свойства дисплея, которые нуждаются в улучшениях гораздо больше, чем количество пикселей.

Качество изображения в условиях яркого света

Первое — это качество изображения при солнечном свете. Улучшить его можно за счёт повышения яркости и различимой пользователем контрастности. Чтобы нам было комфортно смотреть на эмиссионный дисплей (излучающий свет), он должен отображать белый цвет таким же ярким, как и его окружение.

Помимо яркости (которая расходует энергию), экран должен обеспечивать контрастность, достаточную для работы в условиях хорошего освещения. В характеристиках OLED-дисплеев обычно указывают показатель контрастности на уровне 100 000 : 1 или даже 1 000 000 : 1. Но это тоже чепуха. Такие цифры вы получаете лишь в абсолютно тёмном помещении между чёрным и белым цветами дисплея.

В реальных условиях работы контрастность снижается под действием окружающего света. И это проблема для современных дисплеев. Редкий экран способен обеспечить показатель, превышающий 50 : 1 в типичном помещении, а в более ярких условиях освещения это значение ещё ниже. Нам бы хотелось увидеть полноцветную отражающую технологию отображения, но пока ничего такого на рынке нет.

Точность цветопередачи

Следующее свойство, которое должно нас интересовать, — это точность цветопередачи. Но не путайте его с показателями цветовой палитры. Значение последней определяет спектр цветов, которые способен отображать дисплей. Дисплеи OLED, а теперь и QLED навязывают широкую палитру цветов, но они не обеспечивают высокую точность цветопередачи.

Широкая цветовая палитра была бы идеальной при наличии исходного материала, потенциал которого она могла бы раскрыть. Но типичный дисплей с широкой цветовой палитрой лишь делает изображение слишком ярким и мультяшным.

Вместо этого, нам нужны экраны, которые точно передают цвета из палитры создателя контента (sRGB или Rec. 709). Точность передачи выражается метрикой ΔE*, которая показывает разницу между двумя цветами. Если её значение достигает 1, погрешность становится заметной. Покажите мне параметр дисплея, который гарантирует низкую разницу в расчёте ΔE* по итогам нескольких тестов, и тогда у нас будет хоть что-то.

Воспроизведение тона

Точность цветопередачи и общее качество изображения во многом зависят от воспроизведения тона — свойства, более известного как правильная гамма. Большинство ошибок в отображении цветов на LCD- и OLED-дисплеях связаны с неправильным воспроизведением тона в рамках трёх основных цветов.

Заключение

Хватит считать пиксели. Вместо этого, давайте требовать улучшения тех характеристик, которые действительно могут повысить качество картинки. Есть ещё много способов сделать хороший экран, помимо того, чтобы просто мериться количеством точек.