从人眼的角度看分辨率和屏幕尺寸

从人眼的角度看分辨率和屏幕尺寸在天文学中，定义刚刚能被望远镜分开的天球上两个发光点之间的角距离，称为角分辨率（与摄影镜头的线分辨率的概念不同）人眼的理论分辨能力是20角秒，可是由于感光细胞的分布以及本身的缺陷，实际上对5000纳米黄绿光的分辨能力是1角分，宽度超过1角分的物体就和背景融在一起了。（摘自科教出版社《天文学简明教程》）那么，现在让我们计算一下人眼在1ｍ处能够看到的“点距极限”，你可以简单地理解为在１ｍ处，你的眼睛能够看到的最小点径（或最小的直线径）（小于以上的大小，那么它们将溶入背景），或者也可以理解为能够把两个小点（线径）能够分开的最小间距（小于以上的间距，那么它们将溶为一点或者一条直线）。弧度＝弧长／半径或（弧长＝弧度*半径）１度＝２Л／360弧度１角分＝1／60度＝（２Л／360）／60＝0.000291弧度所以，１ｍ处能够看到的最小点距（约等于弧长）：弧长＝弧度*半径＝0.000291*1000ｍｍ＝0.291ｍｍ哈哈，有了以上的数据，我们就可以计算出不同分辨率屏幕，不同距离处所需要的最小尺寸。为了方便计算和说明，以水平点距为标准来计算，并且允许垂直方向上进行压缩和拉伸，从而得到相应长宽比例的全屏画面。以下是本人所绘的关于如何计算屏幕尺寸的简单图例：下面来实际计算，主要以16:9和4:3的屏幕来说明：16:9之1920*1080：1M距离：屏幕宽度＝1920*0.291＝558.72mm＝21.997英寸屏幕对角线＝21.997英寸*1.1473＝25.237英寸所以，2M=50英寸，3M＝75英寸，4M＝100英寸，5M＝125英寸……16:9之1280*720：1M距离：屏幕宽度＝1280*0.291＝372.48mm＝14.66英寸屏幕对角线＝14.66英寸*1.1473＝16.82英寸所以，2M=33.64英寸，3M＝50.46英寸，4M＝67.28英寸，5M＝84.1英寸……4:3之640*480：1M距离：屏幕宽度＝640*0.291＝186.24mm＝7.33英寸屏幕对角线＝7.33英寸*1.25＝9.16英寸所以，2M=18.32英寸，3M＝27.48英寸，4M＝36.64英寸，5M＝45.8英寸……4:3之800*600：1M距离：屏幕宽度＝800*0.291＝232.8mm＝9.165英寸屏幕对角线＝9.165英寸*1.25＝11.46英寸所以，2M=22.92英寸，3M＝34.38英寸，4M＝45.84英寸，5M＝57.3英寸……4:3之1024*768：1M距离：屏幕宽度＝1024*0.291＝297.98mm＝11.73英寸屏幕对角线＝11.73英寸*1.25＝14.66英寸所以，2M=29.32英寸，3M＝43.98英寸，4M＝58.64英寸，5M＝73.3英寸……请注意，以上所说的人眼的分辨率１角分，是在十分理想的情况下--足够明亮的晴天，同时无反光，对于白纸上的黑条测试（这种目标被成为extendedobject，人眼对于这种目标有很强的分辨能力），并且是眼睛特别好的人得到的。实际上，一般人的眼睛没那么好，而在70年代的《天文爱好者手册》一书中，引用Pickering的研究成果，实际上白纸上的黑条测试是一种极端情况（并且这是白天照明条件好的时候做的，想想如果在昏暗的灯光下做这个实验结果会如何），人眼对这种图案的灵敏度高，会3到5倍于黑背景上的白点。另外，其他研究表明，人们对于昏暗中的点光源（点光源的亮度如果一样的话，比方说天文上的双星观测），分辨率最好的人能到2角分，一般人在3角分算是很不错的，通常更差，一般人眼这种情况下的分辨率是3-5角分。这可以理解为大多数人（包括我自己），在看ＶＣＤ（352*288），用29英寸的彩电在3Ｍ处还可以忍受甚至津津有味的原因。请看以下分析：VCD4:3之352*288：1M距离：屏幕宽度＝352*0.291＝102.43mm＝4.03英寸屏幕对角线＝4.03英寸*1.25＝5.04英寸所以，2M=10英寸，3M＝15英寸，4M＝20英寸，5M＝25英寸……（人眼的分辨率１角分）2M=20英寸，3M＝30英寸，4M＝40英寸，5M＝50英寸……（人眼的分辨率2角分）2M=30英寸，3M＝45英寸，4M＝60英寸，5M＝75英寸……（人眼的分辨率3角分）看到没有，3米处的尺寸居然需要30英寸！！！！现在，我们再来看一下DVD：DVD4:3之720*480：1M距离：屏幕宽度＝720*0.291＝209.52mm＝8.25英寸屏幕对角线＝8.25英寸*1.25＝10.31英寸所以，2M=20.62英寸，3M＝30.93英寸，4M＝41.24英寸，5M＝51.55英寸……（人眼的分辨率１角分）2M=41.24英寸，3M＝61.86英寸，4M＝82.48英寸，5M＝103.1英寸……（人眼的分辨率2角分）2M=61.86英寸，3M＝92.79英寸，4M＝123.72英寸，5M＝154.65英寸……（人眼的分辨率3角分）这同时也可以理解为，如果你的眼睛的分辨率是3角分的话，在3M处的距离，你需要用92.79英寸（约100英寸）的投影，而此时，你不会感觉到屏幕的颗粒感，因为已经达到你的眼睛的分辨率极限了，而如果你此时用一台50英寸的1920*1280高清的话，相信效果绝对不如用100英寸的投影放DVD来的震撼和真实。因为在3角分的情况下，1920*1280的高清在3M处需要75*3＝225英寸的屏幕才适合你的眼睛的分辨率。呵呵，在3M处看50英寸的高清，浪费分辨率啊！！！再次声明，以上的计算除非特别说明，是理想情况下人眼1角分分辨率的情况下的：屏幕分辨率、尺寸和观看距离的关系，如果你的眼睛是2角分或3角分等其它的话，请相应的加倍或者减倍。也就是，在以下3个参数固定2个参数的情况下，眼睛的分辨率的“数值”（注：数值越大，说明你的眼睛分辨率越低），和屏幕分辨率……反比屏幕尺寸……正比观看距离……反比以上就是本人从眼睛的角度出发，对于显示分辨率，画面尺寸，观看距离的关系的研究。我相信从眼睛的角度出发，具有比其它角度来说更具有现实的意义。一般情况下，我们的观看距离（一般是你的客厅的沙发和电视或者投影之间的距离）是不变的，所以就只要确定你要买的电视（投影）的尺寸，就可以确定你是要买高清还是标清或者其它分辨率的显示设备了。反过来，一旦你确定了你的分辨率，也就可以确定你需要买多少大尺寸的显示设备。在确定观看距离和分辨率的情况下，屏幕尺寸和眼睛的分辨率的数值大小成“正比”，所以上面我计算出的是１角分下所需要的最小尺寸，也就是一般情况下，我们的尺寸需要更大，需要乘以2～5倍，因为一般人的眼睛的分辨率大约是3-5角分！比1角分“大”得多！！！，这还没有考虑观看动态图像时的眼睛的分辨率的损失！！！