双重标准？ Retina屏科学原理

第三代 iPad（New iPad）发布，不出意料的配置了 2048×1536 分辨率屏幕。发布会现场，Phil Schiller 仍称之为 Retina（视网膜）屏。

然而，联想到 iPhone4/4S 配置的 326ppi 分辨率的 Retina 屏幕，新 iPad 的屏幕究竟是不是“Retina 屏”引发了一些争议。

那 Retina 屏幕究竟是如何定义的？为何分辨率 264ppi 的新 iPad 屏幕也被称为 Retina 屏。接下来，我们做一个较深入的了解。

乔布斯为何提出300ppi？

有些朋友把“分辨率 300ppi”做为了判定 Retina 屏的标准，而 300ppi 与 Retina 屏的联系，始于 WSDC2010、iPhone4 的发布，当时乔布斯说“当手持设备距人眼 10－12 吋时，300ppi（教主提出的这个数据有待商榷，原因在下文会有详述）是人类视力的极限”。

这句话有一个“10－12吋”的前提，很明显乔布斯并没有给出 Retina 屏的定义是以“分辨率 300ppi”为标准。

但之后我们都记住了300ppi，部分朋友断章取义就把300ppi当作Retina屏的标准了。

于是，在新iPad发布时，Phil Schiller提出264ppi这个数子时，为了让我们不被“300ppi”这个数子迷惑，做了如下的解释，抛出了下图屏幕上的那个公式，给出了科学意义上的 “Retina 屏幕”的定义。

假设一下，换做乔布斯来做这个 Keynote 主题演讲的话，很有可能根本就不会向我们解释这个公式，而是直接告诉我们“新iPad用的就是Retina屏，你无需质疑”。

回到现实中来，Phil Schiller 显然没有乔布斯的魄力，而是很严谨的给出了这个公式：α＝2tan-1（h/2d）。

这个公式是如何得来的？

科学解析Retina屏的判定标准

α＝2tan-1（h/2d）

这个公式建立在对于人类视力的研究基础上，其中“α”代表视角，理论上认为人眼能辨识所视物的最小视角是 0.78 弧分度（1 弧分度＝1/60 度）。在理论数据的基础上，考虑到环境光线对成像质量的影响，数据上通常取人眼的最小视角为 1 弧分度（1/60 度）。

另外，需要说明的是，1 弧分度数据主要基于视力 20/20（等效于我们熟知的 1.0）的统计样本，视力超常的（如 2.0 的视力）个体无疑会有着更出色的视觉能力，能辨识外物的最小视角会更小。

基于以上的数据，在人类的最小视角（α）为定值的前提下，在某个视距（d，即设备离人眼的距离），简单说，当屏幕的像素间距小于此时（视距一定）的临界像素间距（可根据图中的公式来计算），或者说屏幕的分辨率（ppi）大于此时根据公式计算出的理论临界分辨率（ppi），即可认为该屏幕为视网膜屏。

也就是说，是否为 Retina 屏幕，不仅仅决定于 ppi（分辨率，或者说像素间距h；1英寸/像素间距h英寸＝ppi），还要看使用设备时与人眼的距离（d）

上图中，计算公式如下：

1） 10寸

h = tan(1/(2x60)) x (2x10) = tan(1/120) x 20 = tan(0.008333333) x 20 = 0.000145444 x 20 = 0.00290888

ppi = 1英寸/像素间距h英寸 = 1/h = 1/0.00290888 = 343.774923682 = 344

2） 12寸

h = tan(1/(2x60)) x (2x12) = tan(0.008333333) x 24 = 0.003490656

ppi = 1英寸/像素间距h英寸 = 1/h = 1/0.003490656 = 286.479103068 = 286

3） 15寸

h = tan(1/(2x60)) x (2x15) = tan(0.008333333) x 30 = 0.00436332

ppi = 1英寸/像素间距h英寸 = 1/h = 1/0.00436332 = 229.183282455 = 229

依上述理论/公式：

1） iPhone4/4S 如果在10 吋（25.4 厘米）的距离上使用，并不是 Retina 屏（分辨率至少要达到 344ppi 才是，对于乔布斯“在 10-12 吋，300ppi是人类视觉极限”的说法，Phil Schiller 这是在打脸啊）；在11 吋（28 厘米）的距离上使用，略超 Retina 屏的标准。

2）新 iPad 屏幕分辨率 264ppi，如果使用距离为 15 吋（约 38 厘米），超过了这个距离上 Retina 屏幕标准的 23％。

Apple 当前主要retina屏幕计算方式：

ppi = （w x w + h x h）^ （1/2） / size （其中， w是屏幕宽度， h是屏幕高度， size是屏幕对角线长度，单位都为英尺 inch ）

上图中，计算公式如下：

1） iphone 5

ppi = （w x w + h x h）^ （1/2） / size = （1136 x 1136 + 640 x 640） ^ (1/2) / 4 = 1700096 ^ (1/2) / 4 = 1303.87729484 / 4 = 325.96932371 = 326

2） iphone 4

ppi = （w x w + h x h）^ （1/2） / size = （960 x 960 + 640 x 640） ^ (1/2) / 3.5 = 1331200 ^ (1/2) / 3.5 = 1153.776408148 / 3.5 = 329.650402328 = 330 (官方326不准确)

3） iPad mini
ppi = （w x w + h x h）^ （1/2） / size = （1024 x 1024 + 768 x 768） ^ (1/2) / 7.9 = 1638400 ^ (1/2) / 7.9 = 1280 / 7.9 = 162.025316456 = 162

4） iPad 4 （Retina）
ppi = （w x w + h x h）^ （1/2） / size = （2048 x 2048 + 1536 x 1536） ^ (1/2) / 9.7 = 6553600 ^ (1/2) / 9.7 = 2560 / 9.7 = 263.917525773 = 264

注：一米三尺,一寸就是三分之十厘米

1米 = 3尺
1尺 = 10寸
所以1米 = 30寸
1米 = 100厘米
30寸 = 100厘米（=1米）
1寸 = 100/30=3.3333333厘米

10 寸 = 100/30x10=33.333333厘米

参考推荐：

双重标准？新iPad究竟是不是Retina屏

关于视网膜屏幕的非官方问答

Android的计量单位px,in,mm,pt,dp,dip,sp

Android 获取屏幕尺寸与密度

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