Jak to możliwe, że malutki ekranik smartfonu ma rozdzielczość 4K i taką samą może mieć wielki telewizor wiszący na ścianie w salonie? Czy na 6-calowym ekranie tak duża dokładność wyświetlanego obrazu ma jakikolwiek sens? Zobaczmy, co mówią na ten temat rynkowe mity, naukowe badania oraz, co sugerują wnioski płynące z codziennego użytkowania smartfonów.

Rozdzielczość ekranu i gęstość pikseli

W specyfikacjach smartfonów podawana jest zwykle przekątna oraz rozdzielczość zastosowanego ekranu. Spotkamy w nich jednak ekrany 5-cio, 6-cio, a nawet 7-calowe mające tę samą rozdzielczość, na przykład klasy Full HD. Łatwo domyślić się, że wielkość pojedynczego piksela obrazu będzie we wszystkich tych wypadkach nieco inna. Na mniejszym ekranie okaże się ona oczywiście mniejsza, pojedynczy piksel będzie trudniej zauważalny i tym samym obraz wyda nam się odrobinę dokładniejszy. Chcąc uniknąć tego typu nieporozumień, w określaniu szczegółowości ekranów zamiast rozdzielczości stosuje się zwykle miarę zwaną gęstością pikseli (PPI – piksel per inch). Opisuje ona liczbę pikseli mieszczących się na długości jednego cala ekranu. Gęstość pikseli pozwala zatem łatwo porównywać ze sobą szczegółowość ekranów w sposób obiektywny, a więc niezależny od ich wielkości (przekątnej). Dla przykładu: 6,15-calowy ekran Full HD+ smartfonu Huawei P30 lite ma gęstość pikseli 415 ppi, a nieco większy, 6,4-calowy ekran Full HD+ Samsunga Galaxy A50 już 403 ppi. Natomiast 6,1-calowy ekran Liquid Retina HD z iPhone’a XR (1792 x 828 pikseli) ma zaledwie 326 ppi. Niekwestionowanymi liderami parametru ppi są obecnie na rynku smartfony Sony. W Xperii XZ Premium wynosi on 807 ppi, a w Xperii XZ2 Premium – 806 ppi. Tak ogromna różnica wynika z faktu, iż producent wyposażył je w ekrany o relatywnie niewielkiej przekątnej (około 5,5 cala) i bardzo wysokiej rozdzielczości Ultra HD (3840 x 2160 pikseli).

Możliwości ludzkiego oka kontra mitologia Apple’a i ekranu Retina

W czasie porównywania telefonów z ekranami klasy QHD (1440 pikseli na krótszym boku) do tych mających jedynie wyświetlacze klasy Full HD (1080 pikseli) często słyszę bardzo skrajne opinie... od "ja nie widzę tu różnicy", "po co komu ekran o tak dużej rozdzielczości", "może pod lupą coś będzie widać" aż po "od dziś nie kupię telefonu bez ekranu QHD" lub "ale super jest ten ekran 4K". Jak możliwe, że pojawiają się tak skrajne opinie? Oczywiście, w dużej mierze odpowiadają za nie różnice indywidualne. Jedni z nas mają lepszy wzrok i są bardziej wrażliwi na różnice w jakości widzianego obrazu (szczegółowość, kolorystyka, kontrast). Inni zaś widzą gorzej lub zwyczajnie nie przywiązują dużej uwagi do takich detali. Różnice indywidualne okazują się być zatem parametrem istotnym i wygodnym w tłumaczeniu odmiennego postrzegania jakości ekranów, ale powstało także nieco mniej lub bardziej naukowych teorii dotyczących możliwości naszego wzroku oraz wzorca ekranu idealnego.

Na rynku druku przyjmowało się, że komfortowy obraz fotorealistyczny uzyskamy przy zachowaniu dokładności 300 dpi (punktów druku na cal). Bardzo zbliżoną teorię w temacie ekranów zaprezentowała w czasie premiery iPhone’a 4 mistrzyni marketingu, czyli firma Apple. Steve Jobs ogłosił wówczas, że ludzkie oko (jego siatkówka) ograniczone jest pod względem możliwości ostrego widzenia obrazu do gęstości około 300 ppi i z dumą ogłosił pojawienie się wyczerpujących ten wymóg ekranów Retina (w tłumaczeniu nazwa ta oznacza siatkówkę oka) mających gęstość pikseli 330 ppi. Mit ideału ekranów Retina trwa do dziś, podczas gdy smartfonowa konkurencja już dawno wyprzedziła Apple’a pod względem dokładności stosowanych ekranów.

Sprawa jest jednak nieco bardziej złożona. Okazuje się bowiem, że nasz wzrok, choć jest analogowy, to ma oczywiście ograniczoną precyzję widzenia. Prowadzone badania uzależniają ją dość silnie od odległości obserwowanego obiektu, w tym wypadku od powierzchni smartfonowego ekranu. Uznaje się, że przy niewielkim dystansie, około 20 centymetrów, możemy dostrzec różnice nawet przy gęstości pikseli na poziomie 700 ppi. Po zwiększeniu odległości do 30 centymetrów (z takiej najczęściej patrzymy na ekran) nasza percepcja pogarsza się do około 400 ppi. “Idealny” ekran iPhone’a 4 (330 ppi) może być zatem w świetle tych danych potraktowany jako idealny, ale dopiero z odległości około 46 centymetrów - oczywiście dla osób o dobrym wzroku. 

Powyższe wyniki dobrze pokazują, dlaczego spora część ludzi nie widzi różnicy i nie potrzebuje ekranów o rozdzielczości wyższej niż klasy Full HD, a czasami wystarczają im nawet ekran klasy HD. Trzymając telefon w odpowiedniej do czytania odległości około 30 centymetrów i zakładając gęstość typowych, smartfonowych ekranów klasy Full HD (6 do 6,5 cala) wynoszącą około 400 ppi normalny użytkownik powinien być już całkowicie zadowolony i dalsze zwiększanie rozdzielczości ekranu nie będzie miało dla niego większego sensu.

Technika OLED, czyli nieco inne ppi

Dość ciekawym aspektem w temacie dokładności obrazu prezentowanego przez smartfonowe ekrany jest technika AMOLED. Burzy ona bowiem nieco porządek parametru gęstość pikseli. Większość paneli AMOLED ma niestandardowy układ subpikseli obrazu, tak zwany PenTile (RGBG). W wypadku ekranów firmy Samsung jest to jeszcze nieco inny układ o nazwie Diamond Pixel PenTile.

W ekranie AMOLED typu PenTile zamiast klasycznych, ułożonych obok siebie trzech subpikseli z kolorami podstawowymi (R, G, B - czerwony, zielony i niebieski) stosuje się dla każdego piksela obrazu układ zawierający tylko dwa subpiksele – naprzemiennie są to subpiksele R + G (zielony i czerwony) lub B + G (zielony i niebieski). Oznacza to zaś, że do wyświetlenia bieli (choć nie tylko) wymagana jest aktywacja brakującego subpiksela, który należy... już do sąsiedniego piksela. Realna gęstość pikseli w wypadku ekranów AMOLED jest zatem nieco mniejsza niż w tradycyjnym ekranie LCD z subpikselami RGB.

Co z tego wynika w praktyce? Osoby o wrażliwym wzroku są w stanie zauważyć nierówną strukturę subpikseli ekranu PenTile nawet w wypadku ekranów o rozdzielczości klasy Full HD. Jeżeli należycie do takich użytkowników i wybieracie smartfon z ekranem AMOLED, to powinniście postawić na wyświetlacz o wyższej rozdzielczości - klasy QHD. Mniej wymagający użytkownik będzie natomiast bardzo zadowolony z jakości obrazu (intensywność kolorów, szeroki zakres wyświetlanych barw, doskonały kontrast) prezentowanego na typowym ekranie AMOLED o rozdzielczości klasy Full HD. Jest ona dużo lepsza niż na ekranie typu LCD.

Wyższa rozdzielczość ekranu obowiązkowa do zastosowań VR

Po ekrany o możliwie najwyższej rozdzielczości powinny natomiast sięgać osoby planujące korzystać z zalet techniki VR. W tym zastosowaniu na ekranie smartfonu musi wyświetlić się informacja zarówno dla lewego, jak i prawego oka, a ponadto w okularach VR patrzymy na obraz z odległości zaledwie kilku-, maksymalnie kilkunastu centymetrów. Do sensownego jakościowo wyświetlenia treści VR potrzebny jest zatem smartfon z ekranem klasy QHD, a ideałem byłby model wyposażony w ekran 4K.

Idealny ekran... czyli w końcu jaki?

Jako podsumowanie tych wszystkich ekranowych rozważań idealnie pasuje znane hasło reklamowe pewnego proszku do prania - jeśli nie widać różnicy, to po co przepłacać.

Dla mnie, jakość ekranu ma znaczenie i chętnie sięgam po smartfony z ekranami OLED o rozdzielczości klasy QHD. Dlaczego? Wyższa rozdzielczość sprawia, że drobne czcionki, na przykład na stronach internetowych, mają gładsze krawędzie i czytanie tego typu dokumentów jest bardziej przyjemne. Z pewnością, nie upierałbym się tak bardzo przy wysokiej rozdzielczości obrazu będąc przede wszystkim mobilnym graczem lub miłośnikiem oglądania filmów w drodze. W takich sytuacjach (dynamiczny obraz) dużo większe znaczenie niż rozdzielczość będą miały: wysoki kontrast obrazu, atrakcyjność i wierność wyświetlanych kolorów, szerokie kąty widzenia, dobra czytelność ekranu w jasny dzień na zewnątrz, a w oczach graczy również sama wydajność smartfonu. Natomiast w wypadku ekranów klasy HD o przekątnej 6 cali i większej, piksele ekranu są już wyraźnie zauważalne, a krawędzie wyświetlanych czcionek dostrzegalnie poszarpane. Dlatego, o ile to finansowo możliwe, takie smartfonowe konstrukcje warto omijać sporym łukiem.

Pamiętając o różnicach indywidualnych, każdy z nas musi zatem samemu zdecydować, czy zalicza się do smartfonowych wzrokowców, czy nie oraz, jakie będzie najczęstsze zastosowanie wybieranego telefonu. Przy nieograniczonym budżecie sięgajmy oczywiście po to co najlepsze, czyli po ekrany OLED o rozdzielczości klasy QHD. W innych wypadkach starajmy się wybierać panele klasy Full HD.