Что такое экран retina
Само название Retina display было представлено Apple в релизе iPhone 4. Экран называется Retina, потому что PPI устройства было таким высоким, что сетчатка человеческого глаза (на английском retina) не должна была различать пиксели на экранах.
Это утверждение справедливо для некоторых размеров экрана, но так как экраны постоянно улучшаются, наши глаза теперь натренированы достаточно, чтобы различать пиксели, особенно на закругленных элементах интерфейса.
Технически, такие экраны отображают вдвое больше пикселей в высоту и в ширину на таком же физическом размере. iPhone 3GS имел диагональ в 3,5 дюйма и разрешение 480 * 320 px, что соответствует 163PPI. Phone 4S также имел диагональ в 3,5 дюйма и разрешение 960 * 640 px, что соответствует 326PPI.
Точно в два раза. Простой множитель. Так что, вместо того, чтобы быть меньше, элементы на экране в два раза резче, так как в них вдвое больше пикселей, и такой же физический размер. 1 нормальный пиксель = 4 пикселя Retina, в четыре раза больше пикселей.
Используйте пример ниже по прямому назначению при разработке сложных дизайнов.
Примечание: довольно сложно симулировать разное качество изображения с двух устройств на третьем, то есть на которое вы сейчас смотрите. Музыкальный плеер на Retina, даже занимая такое же физическое пространство, будет смотреться вдвое четче и качественнее на iPhone 4.
Название «Retina» принадлежит Apple, так что другие компании используют вместо него «HI-DPI» или совсем никакого названия.
Продукты Apple — это отличный способ познакомиться с конвертацией DPI, чтобы понять различия между разрешением, PPI и соотношением с физическим размером, потому что вам придется использовать всего 1 множитель.
: особенности при работе с форматом 4k
Формат видео 4K, который также имеет название Ultra High Definition (UHD), обеспечивает высочайшее качество и яркие цвета изображения, что особенно важно для систем digital signage и при профессиональной работе с видео. Но, как и все инновации, этот формат установил и новые требования, которые необходимо учитывать.
Для передачи видеосигнала в формате 4K потребуется большая пропускная способность, до 10 Гбит/сек. А вслед за этим появляются и новые требования ко всей инфраструктуре. Для успешного применения технологии в реальных условиях, вся система должна быть спроектирована с учетом следующих особенностей:
- Несоответствие разрешений
- Требования к частоте кадров
- Поддержка формата различными аудио/видео интерфейсами
- Новые требования к длине кабелей
Производители 4K оборудования должны иметь серьезный подход к тестированию оборудования, для гарантии того, что устройства будут соответствовать всем требованиям для их интеграции в системы 4K, тем самым освобождая интеграторов от необходимости делать такие проверки самостоятельно.
Почему стоит обратить внимание на формат 4K?
Специалисты в сфере профессионального аудио/видео всегда должны быть в курсе последних разработок, и даже если формат 4K пока не сильно распространен, большой рынок уже не за горами.
Технологии развиваются, и многие производители дисплеев и медиалееров уже предлагают свою продукцию с поддержкой 4K. Разрешение и качество изображения увеличивается огромными скачками, а если принять во внимание, что цены снижаются, эта технология становится очень привлекательной для рынка.
Обзор технологии 4K
Термин «4K» используется для обозначения видеосигналов с горизонтальным разрешением до 4,000 пикселей (как правило, 3840 пикселей). Предыдущее поколение разрешений видеосигнала определялось по вертикальному разрешению (например, 1080p — это сигнал с 1080 вертикальными линиями). Разница между предыдущим 1080p и новым 4K просто огромная.
В профессиональных сферах, термины 4K и Ultra HD (UHD) стали практически синонимами, но все-таки важен тот факт, что они не являются взаимозаменяемыми. Существует практическое различие между ними, которое стоит учитывать. Проще говоря, 4K – это стандарт для видеопроизводства и сферы кино. UHD – это стандарт для потребительских дисплеев и сферы телевещания.
Далее мы рассмотрим особенности использования формата 4K.
Особенность первая. Несоответствие разрешений
Все видеосигналы с разрешением 720p, 1080i, и 1080p имеют одинаковое соотношение сторон, равное 1.78:1 (16:9). Так как практически все дисплеи и источники сигнала использовали именно это соотношение сторон, все было достаточно просто. Несколько лет не возникало никаких необходимостей подстраиваться под разные соотношения сторон. С приходом 4K все изменилось, так как появилось два стандарта соотношения сторон.
Разрешение, которое принято называть UHD (3840×2160), превосходит разрешение 1080p в четыре раза и получается путем увеличения количества горизонтальных и вертикальных пикселей от изначального разрешения 1920×1080. При этом, соотношение сторон UHD такое же, как и у HD видео, 16:9. Большинство 4K дисплеев имеют разрешение 3840×2160.
Другое разрешение формата 4K — 4096×2160, с соотношением сторон 19:10. Его также называют как 4K DCI, и используется он при производстве фильмов и в системах кинотеатров. Таким образом, существуют дисплеи с разрешением 4096×2160, так и с чаще встречающимся- 3840×2160.
Многие камеры и источники сигналов могут работать с двумя этими разрешениями. Ветераны сферы профессионального аудио/видео могут вспомнить разрешение SXGA 1280×1024, имеющее нестандартное соотношение сторон 5:4, в то время как остальные имели соотношение 4:3. И этот случай очень напоминает ситуацию с 4K, когда необходимо тщательно подбирать дисплеи и источники сигнала и настраивать их, чтобы избежать ненужных растягиваний и обрезки изображения. Понимание различий между всем известными разрешениями и 4K помогут решить трудности в распространении новой технологии.
Особенность вторая. Требования к частоте кадров
Для передачи видеосигнала с разрешением 1920×1080 и частотой 60 кадров в секунду, потребуется пропускная способность 4.46 Гбит/сек. Таким образом, увеличение количества пикселей в 4 раза, увеличит также и требование к пропускной способности. К примеру, HDMI поддерживает максимальную пропускную способность 10.2 Гбит/сек. Поэтому большинство 4K устройств имеют ограничения в 30 кадров в секунду или даже меньше. Конечно, это не существенно для фильмов, так как исходный материал имеет частоту 24 кадра в секунду. Но важно понимать, что для видео и компьютерных приложений частота кадров понижается в два раза. В итоге появляется необходимость в системе, которая сможет работать с контентом, имеющим частоту 24, 25, 30, 50 и 60 кадров в секунду.
Технология кодирования изображения, известная как цветовая субдискретизация, обеспечивает передачу видео в формате 4K с частотой 60 кадров в секунду, при пропускной способности в 9 Гбит/сек, используя сжатие цветовой информации до 4:2:0 – формат, используемый для кодирования Blu-ray. Цветовая субдискретизация передает информацию о яркости изображения в полном разрешении, а информацию о цвете в меньшем разрешении (в этом случае 1920×1080). Так как глаз человека в меньшей мере чувствителен к цвету, чем к яркости, эта технология обеспечивает восприятие информации в наилучшем виде при доступной полосе пропускания.
Особенность третья. Поддержка формата различными аудио/видео интерфейсами
HDMI не единственный способ передачи контента в формате 4K. Рассмотрим другие интерфейсы и частоту кадров, которую они поддерживают.
DVI
Интерфейс DVI используется в компьютерной среде и в сфере профессионального аудио/видео. Стандарт DVI основан на технологии TMDS и бывает двух типов: single-link и dual-link. Single-link DVI позволяет передавать видео с разрешением 1920×1200, dual-link DVI передает видео с разрешением 2560×1600 (2048×2048). В общей сложности, single-link используется в дисплеях с размером 23/24″, для простоты называемые Full HD панели. Разрешения dual-link требуют большего размера дисплея, 27″ для 2560×1440, 30″ для 2560×1600, или квадратные дисплеи с разрешением 2048×2048.
Передача полного разрешения 4K — 3840×2160 или выше через dual-link DVI возможна, но только с частотой не более 30Hz, в связи с ограничениями пропускной способности. Для single link требуемая пропускная способность составляет до 4.95 Гбит/сек (165 Mhz), и 9.9 Гбит/сек (2x 165 Mhz)– для dual link.
HDMI
По существу, HDMI является таким же форматом, как и DVI, но поддерживает более высокую частоту пикселизации, а также получает большую пропускную способность и глубину цвета. Эти данные зависят и от версии HDMI. До версии 1.2, HDMI имел схожие технические характеристики DVI версии 1.3. Более того, HDMI 1.4 превосходит характеристики dual-link DVI, хотя сам является по сути single link. Пропускная способность HDMI 1.3/1.4 — 10.2 Гбит/сек (single link 340 Mhz).
На сегодняшний день все оборудование и дисплеи HDMI 4K на рынке ограничены частотой 30Hz. Версия HDMI 2.0, выпущенная совсем недавно, получила увеличение пропускной способности до 18 Гбит/сек (600 Mhz), успешно конкурируя с DisplayPort, поддерживающим 4K при частоте 60 кадров в секунду. На данный момент не было представлено дисплеев с компонентами, отвечающими полным требованиям. HDMI остается самым используемым стандартом практически во всем потребительском и профессиональном аудио/видео оборудовании.
DisplayPort 1.2
DisplayPort по-своему уникальный стандарт. Он имеет пропускную способность около 17 Гбит/сек и таким образом, на сегодняшний момент DisplayPort является единственным подходящим интерфейсом для полноценного разрешения full UHD 3840 x 2160 с частотой 60 кадров в секунду. DisplayPort в основном используется на графических картах персональных компьютеров. Стоит отметить, все современные графические карты с DisplayPort поддерживают полные характеристики DisplayPort 1.2,а при пропускной способности 5.3 Гбит/сек на шину, и в связи с этим некоторые карты поддерживают только 30 кадров в секунду.
Thunderbolt
Thunderbolt 1.0 — это интерфейс, используемый только устройствами компании Apple. Используется он для различных целей, включая передачу видео. Он также совместим с DP 1.1 и способен выступать в качестве выхода для сигналов DisplayPort. Для поддержки формата 4K при частоте 60кадров в секунду, требуется Thunderbolt версии 2.0 и совместимость в DisplayPort 1.2.
Особенность четвертая. Новые требования к длине кабелей
Даже с пониженной частотой кадров и использованием цветовой субдескритизации, передача видео в формате 4K требует большой пропускной способности. И тут появляется новое требование для системных интеграторов, так как максимальная длина витой пары (CATx STP) намного меньше, чем используемая длина кабеля для передачи HD видео.
В аналоговых системах, передача по длинным кабелям приводила к ухудшению качества изображения. В цифровых системах при передаче на большие расстояния изображение может пропасть вообще. Кроме этого, несовместимость между источниками сигнала и дисплеями становиться еще более проблематичной, при использовании длинных кабелей. Только потому, что некоторые устройства прошли проверку с длинными кабелями, еще не значит, что все остальные устройства, которые могут быть интегрированы в систему, будут также исправно работать. На практике, длина кабеля HDMI может быть ограничена в большей полосе пропускания, которая необходима для 4K.
С целью борьбы с такими негативными эффектами, при передаче видео в формате 4K рекомендуется использовать высокоскоростные кабели HDMI. Для больших расстояний необходимо использовать удлинители. Стандарт HDBaseT™ является основным для формата 4K.
Заключение
Компании, работающие над производством 4K устройств сталкиваются с проблемой проведения тестирования работоспособности, ввиду того, что последние не представлены широко на рынке. Телевизионным приемникам необходим контент в формате 4K, а контент будет в широком доступе только когда будут доступны 4K дисплеи. Именно поэтому эти устройства часто имеют неполную совместимость. Тем не менее, компании делают все возможное для преодоления этих трудностей.
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
Разрешение uhd и 4к: в чем разница?
В простых разговорах и даже в специализированных статьях понятия UHD и 4К часто смешиваются. Однако в публикациях Института Радиотехники, а также в «Рекомендациях и Стандартах Международного союза электросвязи» вы можете найти четкие определения и разграничения. Итак, вот что говорят специалисты о SD, HD, UHD, 4К и 8К.
Standard Definition (SD) — 720х576 пикселей. В большинстве случаев применяется в DVD. При этом соотношение сторон, как правило, составляет 16:9.
Под High Definition (HD) подразумевается по меньшей мере Full HD с разрешением 1920х1080 пикселей. Иногда HD обозначается как 2К. Это ровно в пять раз больше пикселей, чем в случае с SD. Соотношение сторон тоже составляет 16:9.
Ultra-HD (UHD) вмещает в себя разрешение 3840х2160 пикселей. Это в 4 раза больше, чем HD, и в 20 раз больше, чем SD. Соотношение сторон — также 16:9.
Термин 4К используется цифровым кино (DCI) и, как правило, соответствует разрешению 4096х2160 пикселей. Соотношение сторон несколько больше, чем 17:9 и с помощью «cropping», то есть обрезки пикселей, оно приводится к типичному для сегодняшних устройств 21:9. В обиходе под 4К понимают все разрешения, близкие к 4000 пикселей по горизонтали, то есть как UHD, так и DCI-разрешение.
HDTV было введено вместе с кодеком H.264. Типичными кодеками для UHD- и 4К-видео являются High Efficiency Video Codec (HEVC), как H.265-кодек.
Разрешение 8К обозначает Super Hi-Vision System (SHV). Уже есть 8К-телевизоры, но впервые разрешение использовали на общественных телевизионных станциях в Японии (NHK). Там 8К должно стать отраслевым стандартом к 2020 году. SHV вмещает в себя 7680х4320 пикселей, то есть 80-кратное SD-разрешение с соотношением сторон 16:9. Такое же разрешение предусмотрено для обозначения UHD2.
Однако тренд на повышение сменился стремлением повысить качество изображения — обеспечить более широкий охват цветового пространства, лучшую динамику (диапазон контрастности) и высокую скорость обновления кадров.
Несмотря на наличие стандартов и рекомендаций ни в профессиональных кругах, ни в разговорной речи эти обозначения не используются единообразно. При покупке телевизора вы должны проверить, не ограничивается ли рекламируемый как «4К-TV»- аппарат на самом деле разрешением UHD.
Как выбрать хороший телевизор, мы рассказывали в этой статье.
Читайте также:
Разрешение экрана (и родное разрешение)
Разрешение экрана может существенно влиять на то, как пользователь воспринимает ваш дизайн. Так как на смену CRT-мониторам пришли LCD, пользователи теперь имеют родное разрешение, которое гарантирует хорошее соотношение размера и PPI.
Разрешение определяет количество пикселей, отображаемых на экране (например, 2560 * 1440 px для дисплея Cinema в 27 дюймов) — 2560 по ширине и 1440 по высоте. Конечно, теперь, когда вы знаете, что означает PPI, вы понимаете, что это не может быть единицей измерения физического размера. Изображение с таким разрешением можно растянуть как на всю стену, так и на очень небольшой экран.
Сегодня LCD-мониторы идут с предустановленным или родным разрешением, отражающим количество пикселей, которое может отобразить экран. Оно немного отличалось от старых CRT-мониторов, но так как они остались в прошлом, не будем вдаваться в детали (так я смогу скрыть и свой частичный недостаток знаний в области старых-добрых телевизоров).
Возьмем наш 27-дюймовый Cinema Display, который может отобразить 190 PPI на родном разрешении в 2560 * 1440 px. Если вы сократите разрешение, элементы будут больше. Но фактически у вас будет 23,5 дюймов по горизонтали, чтобы заполнить их пикселями, правда меньшим их количеством.
«Фактически», потому что в этом случае так и будет. Экран располагает родным разрешением в 2560 * 1440 px. Если разрешение снизится, пиксели останутся на месте, отображая 109 PPI. Чтобы заполнить разрыв между этими параметрами, ваша ОС попросту начнет все растягивать. Ваш графический процессор возьмет каждый пиксель и высчитает новую пропорцию для его отображения.
Если вы зададите разрешение в 1280 * 720 (половину прошлой ширины, половину высоты), ваш GPU будет симулировать пиксель, вдвое больший по сравнению с прежним, чтобы заполнить экран. Какой будет результат? Ну, графика может стать размытой. Если половинчатая пропорция будет выглядеть более-менее хорошо, потому что это простой делитель, то если задать пропорцию ⅓ или ¾, вы придете к дробным значениям, а пиксель делить нельзя. Вот пример:
Посмотрите на пример ниже. Возьмите линию толщиной в один пиксель на экране с родным разрешением. А теперь примените разрешение на 150% меньше. Чтобы заполнить экран графикой, процессору придется генерировать графику на 150%, умножая все на 1,5. 1 * 1,5 = 1,5, но у нас нет половинчатых пикселей. В итоге крайние пиксели зальются дробным оттенком цвета, что и создаст эффект размытости.
Поэтому, если у вас есть Retina Macbook Pro, и вам нужно измерить разрешение, вам отобразится окно, показанное ниже, уведомляя вас, что выбранное разрешение будет «выглядеть, как» 1280 * 800 px. Так система выражает пропорции размера через разрешение пользователя.
Это очень субъективное представление, потому что используется пиксельное разрешение в качестве меры физического размера, но это и не ложь, как минимум, с их точки зрения.
Если вы хотите всегда видеть дизайн в качестве pixel-perfect, никогда не используйте разрешение, отличное от вашего родного. Да, вам может быть комфортнее с меньшей пропорцией, но когда речь заходит о пикселях, желательно быть максимально точным. К сожалению, некоторые люди используют разрешение как способ лучше видеть то, что на экране (особенно на компьютерном экране). Тут ваш дизайн тоже может выглядеть плохо, но тут пользователям важнее удобочитаемость, чем аутентичность дизайна.
