С какого расстояния видны пиксели
Первое, на что вы обратите внимание, рассматривая покупку телевизора - это его разрешение. Разрешение часто указывается крупным шрифтом прямо на коробке или даже в названии модели. 4k телевизоры начали доминировать на рынке в середине 2010-х годов, и они очень быстро сместили ранее распространенные модели с разрешением 1080p. Сейчас почти каждый телевизор, выпускаемый крупными производителями имеет разрешение 4k, а 1080p-модели становится все труднее найти в продаже. Но в чем конкретно между ними разница?
В этой статье рассматриваются различия между телевизорами 4k и 1080p и то, как разрешение влияет на ощущения от просмотра.
2160 / 1080 = 2, или 2 x 2 = 4?
- Здесь и далее говорим о мониторах с соотношением сторон 16:9. Для мониторов с другими пропорциями ситуация аналогичная.
Просто, как «дважды два четыре»!
На подавляющем большинстве 4k мониторов и телевизоров FullHD сигнал масштабируется в два раза по какому-то более сложному алгоритму, чем простейший Nearest neighbor (при котором получился бы вывод “пиксель-в-2x2-пикселя”), при этом затрагиваются не только соседние пиксели в строке (это бы ещё можно было назвать «сглаживанием»), но и соседние строки (а вот это уже печально).
И в результате изображение получается замыленным, размытым.
Рассмотрим следующую картинку с примерами отображения надписи шрифтом Arial 10pt на трех разных экранах:
- В верхней строке FullHD монитор, нативное разрешение, масштаб 100%
- В нижней строке 4k монитор, нативное разрешение, масштаб 200%
- Между ними 4k монитор, FullHD подключение, масштаб 100%
Впрочем, можно попробовать сравнить и реальные мониторы.
Например, в обзоре Test Monitor LG 43UD79-B приведены макрофото шрифтов на рассматриваемом мониторе при нативном и 1/3 от нативного разрешении (картинки кликабельные):
vs
Farbsäume treten nicht auf (Цветной бахромы нет) — и на том спасибо.
Gif-ка для наглядности:
Несколько пар снимков оттуда: в каждой паре первый — при нативном разрешении, второй — при половинном (картинки кликабельные)
Ну а при желании каждый сможет сам убедиться, сделав подобную проверку на своем имеющемся мониторе.
Монитор необязательно должен быть 4k (хотя и 4k тоже подойдет ;-) ), главное, чтобы на нём была поддержка половинного разрешения.
Сначала включите нативное разрешение, и посмотрите, как выглядят шрифты (при желании сделайте макрофото), а потом включите половинное (540p для FullHD монитора, 720p для QHD, ну и т.д), и посмотрите, что при этом получится.
Эти, а также многие другие вопросы, связанные с целочисленным масштабированием при отображении на 4K-мониторах и 4K-телевизорах, подробно рассматриваются статье Марата Таналина MTonly
Целочисленное масштабирование без размытия (integer scaling)
(статья от 2017-04-17, постоянно обновляется, нынешняя редакция о 2021-12-02)
Картинки оттуда: — vs —
К этой статье мы еще будем возвращаться.
Ну а теперь традиционная рубрика, анонсированная пару веков классиками русской философии "Кто виноват?" и "Что делать?"
UltraWideHD, 2560x1080 (21:9)
Разница между пикселями и разрешением
Важно понимать, что существует разница между пикселями и разрешением. При просмотре телевизоров HD, 4K, а теперь и 8K, чем выше вы поднимаетесь, тем выше разрешение или общее количество пикселей. Пиксели — это отдельные точки света, которые составляют цифровое изображение. Например, телевизор 8K имеет 33 177 600 пикселей. Следует отметить, что термин 8K относится к количеству пикселей (около 8000), отображаемых по горизонтали в строке.
Однако в человеческом зрении глаза не содержат пикселей. Самым близким сравнением были бы палочки и колбочки в ваших глазах , которые помогают вам видеть. Более того, то, что вы решаете, — это картина, которую вы можете создать своими глазами и мозгом, а не то, что обязательно существует в реальности.
HDR
Технология HDR (или High Dynamic Range) начала набирать свою популярность примерно в то же время, что и 4k телевизоры. Хотя она часто встречается именно в 4k, она не имеет ничего общего с разрешением как таковым и на самом деле относится к яркости и передаче цвета. HDR позволяет создателям контента использовать более широкий диапазон цветов и высокий уровень яркости. Кроме того, она улучшает качество изображения и создает более насыщенные, красочные цвета. Существуют различные форматы HDR, и, как можно увидеть, некоторые компании рекламируют 4k HDR в своих устройствах, но тот факт, что телевизор поддерживает его, еще не означает, что изображение в HDR на нем выглядит хорошо. Важно знать, что подавляющее большинство телевизоров с разрешением 1080p не поддерживают технологию HDR, поэтому, если для вас необходимо ее наличие, выбирайте телевизор с разрешением 4k.
Победитель: 4k
Практическое применение
Попробуем применить теорию на практике: для выбора оптимального размера монитора.
В целях более удобной работы с данными требуется получить наглядное сравнение как изменяются размеры объектов на экране в зависимости от разрешения и диагонали.
Чтобы легко можно было проводить сравнение, на бытовом уровне, предлагается следующий способ.
За основу был взят лист формата А4 с текстом, написанным разными шрифтами и размером в от 10 до 14-16 пунктов. Другими словами, если распечаталь такой лист, то текст на экране без масштабирования будет сравнимо больше или меньше. Так что — распечатайте лист, написанный шрифтами разного размера и отодвиньте от себя на такое же расстояние, как и планируется установить монитор (здесь мы говорим о 60см). Если читать текст размером меньше 12 пунктов комфортно — можно смотреть меньшую диагональ/большее разрешение. Если и 12pt читать не комфортно — следует смотреть бОльшую диагональ или меньшее разрешение.
Для сравнения также даны изображения мониторов (по аналогии со значками Рабочего стола), слева направо: 32px, 64px, 128px. С незапамятных времён повелось, что размер иконки рабочего стола — 32х32 пикселя (конечно, я говорю про Windows до того момента, как иконки стали 64 и более пикселя).
Самое удивительное, что если взять изначальное обоснование, то «древние квадратные мониторы» практически идеальны. Их геометрические размеры или меньше 321мм или допустимо больше: 304х244мм — 15 дюймов, 345х276 — 17 дюймов, 386х309мм — 19 дюймов. Т.е. квадратные мониторы практически полностью охватывают человеческое поле зрения.
А теперь что у меня получилось для современных разрешений и размеров мониторов. Нажмите на изображение, чтобы открыть в оригинальном размере.
Вывод
Когда вы отправляетесь за покупкой телевизора, то скорее всего, вы приобретёте 4k модель. Разрешение телевизора может стать главным критерием при выборе, но все же оно является лишь одним из факторов, влияющих на качество изображения. Конечно, 4k является апгрейдом по сравнению с 1080p, но если вы сидите далеко от экрана или смотрите много контента в 1080p, разница может оказаться незначительной. Но, поскольку большинство телевизоров в продаже сейчас имеют разрешение 4k и трудно найти модели с 1080p, вы, скорее всего, и не будете стоять перед дилеммой, какое же устройство выбрать.
4К лучше, потому-что больше. На этой аксиоме заканчиваются все рассуждения по поводу разрешения экрана. Но всё-такии в этом блоге я хочу поставить под сомнение критичность разрешения в мониторах и телевизорах.
Начать хотелось бы с определения термина «Острота зрения». Википедия совершенно справедливо утверждает, что
Определение остроты зрения — численное выражение способности глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на определенном расстоянии.
Условно принято считать, что глаз с нормальной остротой зрения способен увидеть раздельно две далёкие точки, если угловое расстояние между ними равно одной угловой минуте. При расстоянии 5 метров это соответствует 1,45 миллиметра.
Соответственно сама острота зрения — это способности глаза воспринимать раздельно две точки. При этом (этот пункт будет иметь значение далее) эти точки должны быть резко контрастными — черной и белой.
Вспомните таблицы, по которым вас обследовали окулисты.
Они называются таблица Сивцева (слева) и Головина (справа). С определённого расстояния (указано слева от букв) лучи света, отражающиеся от промежутков между отростками букв и полукругов сходятся под углом в одну минуту. Для верхней строчки это расстояние 50 метров, для эталонной третьей снизу строки это расстояние 5 метров. Эталонный человек со 100% зрением (сферический, в вакууме и с отдохнувшими глазами. Кстати, все вычисления ниже будут идти именно для этого человека, так что если вы генетически модифицированы с целью улучшения зрения более 100%, прошу переделать их под себя) может различить все строки, кроме последних двух, они для него сливаются в одну жирную точку, и придётся либо подойти поближе, либо вооружиться биноклем или подзорной трубой (сюрреализм тот ещё, но всякое бывает). А ещё можно выучить всю таблицу.
Для пикселей монитора с некоторой натяжкой можно применить те-же правила. Между субпикселями ЖК монитора промежутки настолько малы, что даже сидя в упор к монитору разглядеть их невооруженным глазом очень трудно, но вот сами пиксели видны отчетливо. Маленькие квадратики, которые с определённого расстояния перестают быть квадратиками и становятся частью цельного изображения.
На старых мониторах, даже сидя в метре от оного, всё-равно были видны пиксели, на современных для этого эффекта приходится придвигаться ближе. С определённого расстояния пиксельность пропадает у любого монитора. Я не предлагаю сесть подальше от FullHD монитора и говорить, что он неотличим от 4К, нет, это глупость. Я только хочу посчитать, с какого расстояния человеческий глаз на пару с мозгом перестают отличать FullHD от 4К.
Взгляните на этот треугольник.
Несмотря на то, что здесь не выдержан масштаб, представьте, что сторона а — это расстояние между пикселями. Поскольку промежуток между ними настолько мал, что мы его не видим, за расстояние между ними возьмем расстояние от середины одного пикселя, до середины соседнего. В первую очередь сольются в один именно соседние пиксели, и на каком расстоянии от экрана это произойдет — зависит именно от данного параметра.
Сторона b — это расстояние до зрителя
Угол А нам уже известен, его величина составляет одна угловая минута (1/60 от градуса, не сотая, мои десятичные друзья). по хорошему стоило бы использовать равнобедренный треугольник, с вершиной в глазу, но поскольку всё-равно его пришлось бы делить на два прямоугольных треугольника, а результат тот же с небольшой погрешностью (этот вариант я тоже просчитал), то во имя простоты будем считать так, как тут написано
Чтобы найти необходимое расстояние до зрителя, нам нужно узнать, какое расстояние между серединами пикселей. Для начала, поскольку пиксели квадратные, то эта величина будет соответствовать ширине и высоте самого пикселя. Но как их найти?
Разумеется, на разных экранах их величина будет различной. В этом блоге мы рассмотрим 4 экрана: FullHD TV и 4K TV с диагоналями 65 дюймов (Фрэйд был бы доволен стремлением получить телевизор с Большой диагональю), FullHD монитор и 4К монитор с диагоналями по 27 дюймов.
Внимание! Здесь идёт немного математики!
Используя школьную теорему Пифагора (ну и кто говорил, что математика не нужна в жизни?) мы получаем следующие данные:
У телевизоров:
Ширина — 143,89 см
Высота — 80,94 см
Площадь экрана — 2009,6829 квадратных сантиметра
У мониторов:
Ширина — 59,77
Высота — 33,62
Площадь экрана — 11647,33 квадратных сантиметра
А теперь выясним количество пикселей на FullHD и 4К экранах
FullHD — 2073600 штук
4К — 8294400 штук
Если мы поделим площадь на количество пикселей, то получим площадь отдельно взятого пикселя, корень от которой будет являться шириной и высотой пикселя.
Ради экономии вашего времени — привожу сразу результаты
ширина пикселя Full HD монитора — 0,03 см
ширина пикселя 4К монитора — 0,01 см
ширина пикселя Full HD телевизора — 0,075 см
ширина пикселя 4К телевизора — 0,0375 см
С такими данными уже можно узнать то расстояние, с какого пиксели нельзя отделить друг от друга!
Воспользуемся обычной школьной формулой b=a\tg(A)
Получается, что с расстояния
100см для Full HD монитора
33,3 см для 4К монитора
249,82 см для Full HD телевизора
124,91 для 4К телевизора
пиксели сливаются друг с другом и изображение на этих мониторах и телевизорах теряет всякое различие в качестве. поскольку при вычислениях постоянно мелькали тысячные дроби, хоть я и пользовался калькулятором, небольшая погрешность может иметь место, если кому не лень, может пересчитать и выяснить, что его результат отличается на пару сантиметров, разумеется это полностью перечеркивает все результаты *сарказм* Разумеется, если диагональ телевизора меньше, то такое слияние наступит на ещё меньших расстояниях.
А если учесть, что глаз — не идеальный оптический прибор, и если пиксели не абсолютно контрастные, то изображение сгладится ещё раньше, но тут математически уже не посчитать.
Из всего этого я делаю вывод — если вы не пользуетесь (именно пользуетесь, а не пару раз взглянули в упор, чтобы оценить покупку) телевизорами и мониторами на очень большой диагонали и на очень близких расстояниях, то разницу между 4K и FullHD вы просто не сможете увидеть.
Разумеется, после того, как вы выложили ~150000рублей за 65 дюймовый 4к телевизор, вы увидите разницу. Точно так же, как аудиофилы слышат разницу между тёплым ламповым и холодным транзисторным звуками. Пока не проведут слепое тестирование.
Вот такая вот математика напополам с офтальмологией. если есть возражения, то с удовольствием (хотя кому я вру, конечно с неудовольствием) прочитаю их в комментариях.
Спасибо за внимание
В статье Простой способ получения ”Flicker-Off”: «отключение» ШИМ мерцания подсветки LCD мониторов и телевизоров я обозначил несколько смежных тем, заслуживающих на мой взгляд отдельного разговора, который мы сейчас продолжим.
В этой статья с провокативным названием рассмотрим возможность подключения 4k монитора к относительно старому компьютеру без поддержки (или с неполной поддержкой) такого разрешения, более подробно поговорим о масштабировании изображения с integer scaling (целочисленным коэффициентом масштабирования), а также затронем другие связанные с этим вопросы.
— vs —
Конечно это весьма специфический круг вопросов, поэтому статья вряд ли будет интересна обладателям современных компьютеров, способных полноценно работать с 4k мониторами. Ну, если только убедиться в правильности своего выбора, о чём они и так наверняка знают :-)
А вот владельцев относительно старого «железа», которые собираются приобретать новый монитора «на вырост», с расчетом заменить остальное через годик-другой, или (как в моем случае) использующих с одним монитором несколько системных блоков, один из которых довольно старый — добро пожаловать под кат
Сразу оговорюсь, что статья не содержит однозначных рекомендаций по выбору и настройке в духе «делай раз, делай два. » — только информация, которая для многих может оказаться неочевидной, и из которой нужно будет сделать правильные для себя выводы, желательно до приобретения нового монитора, «чтобы потом не было мучительно больно».
Еще одна предварительная оговорка:
Да, я знаю о существовании мониторов с разрешением QHD (иногда неверно называемых 2k), но в силу ряда причин, которые будут понятны по ходу, в статье рассматривается противостояние именно FullHD vs 4k. Ну а в конце выводы можно будет сделать и для других разрешений.
Full HD, 1920x1080 (16:9)
4k vs 8k
Несколько моделей 8k телевизоров уже появились на рынке (например, Samsung Q900TS 8k QLED). Разрешение 8k подразумевает, что на экране 7680 пикселей по горизонтали и 4320 по вертикали, что в общей сложности составляет более 33 миллионов пикселей, и это в четыре раза больше, чем у 4k. Это обеспечивает невероятную детализацию, но полностью оценить ее возможно только в том случае, если вы сидите очень близко. На сегодняшний день контента в 8k очень мало, и для него требуется наличие большой пропускной способности. Даже новый стандарт HDMI 2.1 может поддерживать только несжатый контент 8k с частотой до 30 кадров в секунду с цветовой субдискретизацией 4:4:4.
Помимо ограниченного количества доступного контента, 8k телевизоры также стоят очень дорого, поэтому в 2021 году более оправдана покупка телевизора с разрешением 4k. Однако, технологии развиваются быстро, и в ближайшие годы мы, возможно, увидим рост числа моделей 8k телевизоров, более доступных для покупателей. В конце концов, можно вспомнить времена, когда контент 4k был мало распространен, а сейчас ситуация сильно поменялась.
Победитель: 4k
Разрешение монитора
Как обычно, при выборе разрешения можно руководствоваться сравнением разрешений. В общем случае — чем больше разрешение, тем лучше. О том, почему не всегда это является аксиомой — ниже.
Но что нам говорит разрешение? Разрешение говорит только о размере рабочей области. Сколько виртуальных окон/кнопок/управляющих элементов/букв поместится на заданной рабочей области.
Однако, здесь есть некоторые особенности, которые стоит учитывать. Это касается интерфейсов подключения — в настоящее время следует всегда сверяться с имеющейся версией подключения/кабеля. Например, на английской версии википедии про HDMI есть таблица (внизу страницы) с весьма понятной зависимостью разрешения от пропускной способности канала. Из которой, например, следует, что любой монитор, обладающий характеристиками лучше, чем 1920х1080х60Гц — требует особо тщательного подбора кабеля, а также поддержки соответствующего стандарта со стороны видеоадаптера. В качестве примера — мои приключения про подключение UltraWideHD монитора к ноутбуку, который так и не смог заработать на частоте 75Гц из-за ограничений интерфейса.
А вот дальше начинается самое интересное. Рынок предлагает массу интерпретаций рабочей области. Я говорю об одном и том же разрешении и различных диагоналях мониторов.
С выбором подходящей диагонали и отношения сторон чуть сложнее. Использование неформализованного аппарата «это для фильмов, это для видео, это для игр» не является научно-обоснованным. Требуется не просто сравнить диагональ, высоту или ширину, а подойти к этому вопросу с точки зрения некоторой теории.
Подключение LCD монитора к компьютеру
Как известно, LCD дисплеи дают качественное изображение только при разрешении сигнала, совпадающим с нативным разрешением их матрицы. В этом их отличие от аналоговых CRT дисплеев, одновременно и сильная, и слабая их сторона.
- Здесь и далее рассматривается цифровое подключение
- Можно подключить 4k монитор по HDMI 1.4, или DisplayPort 1.0, но в этом случае частота кадров будет 30Hz, но об этом чуть ниже.
Например, некоторые видеокарты GeForce 900 Series имеют только HDMI 1.4, видеокарты AMD 2015 года тоже имеют лишь HDMI 1.4, да и на более новых высокоскоростной видеоинтерфейс не всегда распаян.
Возникает неприятная ситуация, когда не совсем старая видеокарта, вполне удовлетворяющая минимальным требованиям майнинга крипты современных игр, ну а тем более вполне пригодная для офисной работы, при приобретении 4k монитора требует замены на что-то более новое, пусть и даже более слабое в 3D, но с видеоинтерфейсом 4K@60.
Но «если нельзя, но очень хочется, то (может быть) можно»?
На этом остановимся подробнее.
Нативный 4k vs нативный 1080p
Фото выше показывают два идентичных изображения на экранах с разным разрешением, и можно сделать вывод, что разрешение изображения и разрешение телевизора — это одно и то же. На первом фото мы видим изображение в 4k на Hisense H9G, на втором - изображение в 1080p на TCL 3 Series 2019.
Изображение 4k будет более плавным и детализированным, чем 1080p. Если внимательно присмотреться, то можно увидеть, что края вокруг объектов на изображении с разрешением 1080p немного более размыты, а на 4к-телевизоре текст выглядит четче. За счет того, что на 4k-экране находится больше пикселей, получается более естественная и четкая картинка с множеством деталей. Однако, если вы будете смотреть на экран с достаточно большого расстояния, вам может быть очень трудно определить, изображение с каким разрешением вы видите, и разница даже между обычным HD (720р) и 4k не будет так сильно заметна.
Победитель: 4k
Какова разрешающая способность человеческого глаза?
Поскольку человеческий глаз вообще не видит в пикселях, их довольно сложно сравнить с цифровым дисплеем.
Но любопытные умы хотят знать, если бы вы могли сравнить эти два, сколько пикселей, вероятно, было бы у человеческого глаза ? Оказывается, кто-то умный использовал довольно сложную математику и (при условии видения 20/20) получил 576 мегапикселей. 576 мегапикселей — это примерно 576 000 000 отдельных пикселей, так что на первый взгляд может показаться, что мы можем видеть намного больше, чем может предложить телевизор 8K. Но все не так просто [ *] . Например, мы видим в разрешении 576 мегапикселей, когда наши глаза движутся, но один взгляд будет составлять всего около 5-15 мегапикселей.
Более того, ваши глаза, естественно, имеют множество недостатков, которых нет у камеры или цифрового экрана. Например, у вас есть встроенное слепое пятно, где ваш зрительный нерв встречается с сетчаткой. У вас также может быть аномалия рефракции, такая как близорукость или дальнозоркость. Возможно, вы также родились с (кажущимися) сверхспособными глазами, такими как тетрахроматы: люди с четырьмя колбочками в глазах вместо трех. Это означает, что они могут видеть гораздо больше цветовых оттенков и, следовательно, при просмотре телевизора потенциально могут различать гораздо больше, чем обычный человек.
Стоит ли вам покупать новый телевизор 8K или подождать?
Возможно, первый вопрос, который мы должны были задать: есть ли что-нибудь, что можно посмотреть в 8K? Ответ не так уж и велик. Голливудские режиссеры использовали камеры 8K, и даже было выпущено несколько фильмов 8K, которые можно было посмотреть в кинотеатрах, таких как Guardians of the Galaxy Vol.2. В Японии телевизионная сеть NHK иногда вещает в 8K [ * ], но их можно увидеть только в некоторых кинотеатрах по всей стране.
На выставке бытовой электроники 2018 года (CES) бренды с телевизорами 8K должны были отображать статические изображения или очень короткие циклические видеоролики, чтобы показать полный эффект 8K, поскольку готового контента для показа было не так много.
Что означают 4k и 1080p?
Обозначения "4k" и "1080p" указывают на разрешение экрана. Телевизор с разрешением 1080p имеет на экране 1920 пикселей по горизонтали и 1080 по вертикали, телевизор с разрешением 4k имеет 3840 пикселей по горизонтали и 2160 по вертикали. Это может немного сбить с толку, потому что значение 1080p относится к числу пикселей по вертикали (1080 штук), а 4k - к числу пикселей по горизонтали (3840 штук). И, хотя из названия можно сделать вывод, будто на дисплее с 4k в четыре раза больше пикселей в каждом вертикальном ряду, на самом деле их больше в два раза. Однако, если посчитать общее количество, то у телевизора с разрешением 4k будет в четыре раза больше пикселей, чем у телевизора с разрешением 1080p (вы можете увидеть это в таблице ниже).
4к и 1080р — это маркетинговые обозначения, и не обязательно 4k-телевизор окажется лучше, чем 1080p, ведь существует множество различных факторов, влияющих на качество изображения. Более высокое разрешение просто означает, что он сможет поддерживать больше видов контента и обеспечивать более четкое изображение.
Доступность и контент
Поскольку телевизоры 4k уже являются стандартом, контент для них также легко найти в большинстве стриминговых приложений, например, в Netflix и Amazon Prime Video. Физические источники, такие как проигрыватели Blu-ray и игровые консоли, также начинают все больше поддерживать 4k, хотя долгое время до этого они были ограничены разрешением 1080p. Появляется все больше дисков Blu-ray 4k Ultra HD, что является совершенно новым форматом, для которого необходимо приобрести новый проигрыватель. Изначально Xbox One и PS4 были ограничены разрешением 1080p, а затем PS4 Pro и Xbox One X/S, а также PS5 и Xbox Series X были выпущены уже с поддержкой 4k.
В 2020-х годах становится все труднее найти в продаже телевизоры с разрешением 1080p, и они обычно представлены как небольшие бюджетные модели. Если у вас ограниченное пространство в квартире и вам нужен небольшой телевизор, то обратите внимание на модель 1080p, так как 4k-телевизоры, которые вы найдете в магазинах, будут скорее всего представлены в больших диагоналях.
Можем ли мы видеть дальше 8 км?
Поэтому, если вам интересно, могут ли ваши потенциально экстремальные глаза с разрешением 576 мегапикселей высокой четкости видеть больше, чем может предложить телевизор 8K, рассмотрите этот эксперимент: подумайте о том, когда вы находитесь на пляже. Если вы посмотрите вниз на ближайший к вам песок, вы легко сможете сосчитать отдельные песчинки, верно? Но чем дальше вы смотрите, тем сложнее или невозможнее это становится. Это потому, что расстояние играет огромную роль в нашем разрешении.
Хотя впечатляет, что технологии продолжают совершенствоваться, есть много вещей, которые следует рассмотреть, прежде чем тратить деньги на этот новый телевизор, и, возможно, одним из них является высокая цена (более 15 000 долларов!)!
Что делать?
Но это всё в будущем, а что делать, если уже сейчас хочется приобрести 4k монитор, а имеющийся компьютер не имеет соответствующего видеоинтерфейса.
Попробуем рассмотреть несколько возможных сценариев действий (список открытый):
• Приобрести 4k монитор одновременно с новым компьютером (или после его приобретения)
Это конечно идеальный вариант, соответствующий эпиграфу статьи «Богатым и здоровым быть лучше, чем бедным и больным», но увы, не всегда реализуемый по экономическим причинам.
• Приобрести 4k монитор, одновременно поменяв видеокарту в имеющемся компьютере на современную (путь и не самую мощную)
Это безусловно дешевле, чем предыдущий сценарий, но при нынешних ценах стоимость средней игровой видеокарты может составлять как минимум треть, а то и половину стоимости нового домашнего компьютера, и вполне сопоставима с ценой 4k монитора (а то и существенно больше).
Так что единовременные затраты хоть и окажутся несколько меньше, чем в предыдущем сценарии, но всё равно весьма существенными, практически вдвое больше стоимости собственно самого 4k монитора.
Кроме того, новая видеокарта, которую хотелось бы иметь на будущем компьютере, в который она со временем могла бы перейти, может оказаться несовместимой с имеющимся системным блоком, и поэтому придется искать какое-то компромиссное решение, и этот компромисс потом перекочует в новый компьютер.
Конечно можно временно взять видеокарту-“затычку” для PCI-E, и какое-то время использовать её.
Но во-первых такая “затычка” тоже небесплатная (нам ведь нужна достаточно современная “затычка”, с 4k видеоинтерфейсом).
Во-вторых если имеющаяся старая видеокарта относительно мощная, то по сути такой ugrade в отношении 3D приложений получится downgrade-ом. А если перспектива приобретения нового компьютера ограничивается не несколькими месяцами, а годом/годами, то всё получается совсем печально…
Ну а в третьих, после приобретения нового компьютера эта “затычка” окажется не нужна, т.е. по сути это дополнительные расходы (да, я знаю о существовании Avito, но «это другая история»).
Словом, тут есть над чем подумать…
• Вместо 4k монитора приобрести QHD монитор, который сможет работать с имеющимся компьютером
Это наверное был бы оптимальный сценарий в данной ситуации, если исходить только из рациональности решения.
Но вот эмоционально… А что если все-таки хочется именно 4k монитор. Все-таки такие приобретения должны приносить и эмоциональное удовлетворение.
Кроме того, в некоторых случаях QHD монитор даст только количественное, но не качественное улучшение восприятия.
Например, как я уже цитировал себя в первой статье
(Картинка кликабельная, смотреть строго при 100% масштабе)
(впрочем, ее я тоже «вижу, но не замечаю»).
Но при приобретении нового монитора мне хотелось бы качественного изменения, чтобы и не видеть, и не замечать…
Но повторяю, это очень индивидуально, и то, что нравится/не-нравится мне (ну, или кому-то еще) совершенно необязательно должно нравиться/не-нравится всем.
То же и с усталостью глаз.
Для меня например более комфортны были неслаженные шрифты Windows XP, и я с трудом переходил на сглаженные, когда последние версии браузеров под Windows XP стали некорректно отображать свои шрифты при отключенных настройках сглаживания.
Но если уж сглаженные, то ClearType с субпиксельным рендерингом (тут я разницу замечаю).
- Отметим, что на 4k мониторах с integer scaling обычный субпиксельный рендеринг шрифтов ClearTupe работать не будет из-за «нестандартной» структуры суммарного “2x2-пикселя”
И тут мы переходим к четвертому сценарию:
• Приобрести 4k монитор, подключив его к старому компьютеру по FullHD интерфейсу
Ну что же, такой сценарий тоже имеет право на существование.
В этом случае главное — заранее убедиться, что Вы действительно «не замечаете» замыливание шрифтов (воспринимаете его, как сглаживание), и САМОЕ ГЛАВНОЕ — убедиться, что у Вас при этом не устают глаза.
У меня при работе на таком мониторе глаза начинают уставать буквально через полчаса-час (хотя тут может играет роль чужой монитор с чужими непривычными для меня настройками), но замыленные шрифты на нём я и вижу, и замечаю.
Проверять это конечно желательно до приобретения монитора, и не за 5 минут в демонстрационном зале магазина на неизвестно как настроенном мониторе. Я понимаю, что с этим могут быть проблемы, ведь не у каждого юзверя есть свободный доступ к 4k монитору, на котором он мог бы несколько часов свободно поработать, экспериментируя с настройками, разрешениями и т.п., но тут уже каждый должен искать сам.
Ну а если изображение на 4k мониторе при FullHD сигнале Вас не устраивает, и устают глаза, то не всё еще потеряно — есть пятый сценарий:
• Приобрести 4k монитор, подключить его к старому компьютеру по 4k видеоинтерфейсу с частотй кадров 30 FPS
Как мы уже говорили в самом начале, старые версии HDMI и DisplayPort в принципе официально поддерживают вывод 4k сигнала, но только с частотой кадров 24-25-30 Hz.
Главное, чтобы видеокарта компьютера согласилась отдать, а 4k монитор согласился работать с сигналом такой частоты. Хотя теоретически проблем с этим быть не должно, но…
Конечно 25 Hz или 30 Hz это уже может быть заметно даже при офисной работе или веб-сёрфинге (например, при скроллинге) — ощущение, что ваш компьютер резко постарел, но тут уже выбирать не приходится.*
- Однако существуют твики, о который следующий сценарий
• Приобрести 4k монитор, подключить его к старому компьютеру по 4k видеоинтерфейсу, и с помощью твиков увеличить частоту кадров более 30 FPS
Тут мы вступаем в область шаманства, усидчивости, прямизны рук, и везения.
Но результат может стоить того.
Например в статье Используем высокие разрешения на неподдерживающих их видеокартах ValdikSS подробно описывает, как ему удалось подключить 4k монитор Dell P2415Q к старому лаптопу Lenovo ThinkPad X220 в режиме 4k@44.1, что уже подходит для комфортной работы.
Но для этого и 4k монитор должен согласиться с такой частотой работать (хотя и не обязан).
В общем, тут много неизвестных…
Можно ли заранее рассчитывать на такой сценарий при покупке 4k монитора?
Если вы знаете, как работать с таймингами, и вы готовы попрактиковаться с этим на имеющемся мониторе, то может быть…
В конце концов в случае неудачи у вас останется предыдущий сценарий.
-
Есть ещё одно паллиативное решение, которое может позволить еще несколько поднять частоту кадров — попробовать переключить видеоинтерфейс из цветовой субдискретизации 4:4:4 в 4:2:2.
Конечно в обычных условиях это КРАЙНЕ НЕЖЕЛАТЕЛЬНО, поскольку при этом вдвое снижается цветовое разрешение по горизонтали, но зато это существенно снижает необходимую полосу пропускания видеоинтерфейса, и в сочетании с вышеописанным методом теоретически это может позволить еще несколько поднять частоту кадров.
Тестовая картинка оттуда
Если же ничего не получится, то обязательно нужно вернуть эту настройку назад, поэтому повторю еще раз, что в общем случае режим 4:2:2 крайне нежелательный, при этом вдвое снижается цветовое разрешение по горизонтали, и кроме того на цветных шрифтах/фонах могут возникнуть цветные ореолы, но на мониторах с очень мелким пикселем это может оказаться не очень заметным, зато может помочь несколько поднять частоту кадров.
• Отложить на какое-то время приобретение 4k монитора, и ждать
- Ждать, когда рано или поздно Вы поменяете свой компьютер на новый, с современным видеоинтерфейсом;
- Ждать, когда Вы в своем имеющемся системном блоке проведете плановую замену видеокарты на более современную;
- Ждать, когда у Вас отпадет необходимость использования одного из старых системных блоков, который пока сохраняется в Вашем (и в частности моём) зоопарке;
- Ждать, когда появится подходящий 4k монитор с Integer scaling, который вы сможете более-менее безболезненно подключить в FullHD режиме к вашему старому компьютеру.
Всё вышесказанное носит дискуссионный характер, надеюсь на конструктивное обсуждение…
Какой компьютер и монитор у Вас в настоящее время? [если их несколько с разными вариантами подключения, то можно выбрать несколько вариантов ответа]
Выбирая очередной монитор, решил «упростить» себе процесс выбора среди обилия мониторов на рынке. А получилось использовать некоторую, возможно даже научно-обоснованную, теорию, покрывающую многие области человеческой деятельности, в общем, и выбор монитора, в частности.
Надеюсь, мои изыскания кому-то также пригодятся, а также позволят сохранить зрение и нервы.
Всё нижеизложенное является моими личными соображениями, наблюдениями и выводами. Всё нижеописанное касается исключительно геометрических и габаритных вопросов. Вопросы типов матриц, частот и прочего в данном материале не рассматриваются.
Тем не менее, я не претендую на уникальность суждений или открытие чего-то совершенно нового: О размере экрана, пикселя и элемента; От адаптивного дизайна – обратно к «резиновому»; Размер символов на Вашем мониторе: маркетинг против зрения и т.д. В моём случае сначала была теория в применении к выбору монитора, а потом уже поиски единомышленников.
UltraHD, 3840x2160 (16:9)
ТВ-сигнал в 720p и в 1080i: в чем разница?
В современных HD TV каналах используется два стандартных разрешения: 720p и 1080i. Как и в обозначении 1080p, эти числа указывают на вертикальное разрешение экрана, 720 и 1080 пикселей. Буква «p» указывает на прогрессивную развертку, буква «i» - на чересстрочную. Все телевизоры на данный момент поддерживают прогрессивную развертку, но они также совместимы и с форматом сигнала 1080i.
В видеосигнале с чересстрочной разверткой изображение разделяется на четные и нечетные горизонтальные линии. Чередующиеся кадры показываются посредством четных и нечетных линий, то есть каждый отдельный кадр составляет только половину изображения, а остальная часть появляется в следующем кадре. Прогрессивная развертка отображает все изображение целиком.
И для 1080i и 720p необходима примерно одинаковая пропускная способность канала, даже учитывая то, что разрешение 1080i включает в себя в два раза больше пикселей. Неподвижные изображения будут выглядеть более четкими на 1080i. Как можно увидеть на фото выше, картинка на Samsung Q9F в720p выглядит намного четче в движении. По этой причине спортивные каналы используют разрешение 720p, так как быстро движущиеся объекты выглядят немного лучше.
Победитель: 720p — для спортивных передач, 1080i — для контента, где нет много движения (новостные канала, ток-шоу и пр.)
WQHD, 2560x1440 (16:9)
Теория
Давайте попробуем перевести рассуждение о том, что «чем больше — тем лучше» в теоретическую плоскость.
Возьмём за отправную точку таблицу Дмитрия Александровича Сивцева. Это та, что используется для проверки остроты зрения.
Вторая строчка снизу, которая считается показателем 100% зрения, имеет размер буквы 7мм. К сожалению, я не нашёл информации — речь идёт о строчных или прописных буквах. Предлагаю считать, что о прописных.
Угловой размер буквы с расстояния 5 метров равен 0 градусов 4 минуты 49 секунд (0º 4' 49''). Допустим, расстояние до монитора 60см, тогда минимальный размер буквы, которую можно прочесть будет порядка 0.84мм.
Но полученное значение — тот минимум, который может быть прочтён человеком со 100% зрением. И мы сейчас говорим о прописных буквах, размер которых в 1.5-2 раза больше строчных. Назвать этот уровень комфортным было бы не правильно, долгое время работать при такой нагрузке было бы не комфортно и не правильно. ГОСТ Р ИСО 9241-3-2003 также оперирует угловыми размерами и, например, говорит о минимальном размере в 20'-22'. А это примерно 3.69-3.84мм. Также в пункте 5.4 определяется минимальная высота знака в 16' или 2.79мм.
Увеличим размер букв в два раза. Т.е. строчная буква должна быть размером не менее 1.68мм или 9' 38'', прописная в 1.5-2 раза больше или 2.52-3.36мм или 14'26''-19'15'' (верхняя граница чуть меньше, чем нижняя граница из ГОСТ).
Рассмотрим на примере трёх шрифтов: Arial, Times New Roman, Segoe UI.
Как видно из рисунка — самыми мелкими являются буквы шрифта Times New Roman. При этом размер самых маленьких букв из представленных строчных (размеры получены с помощью векторного редактора Inkscape).
- 1.433х1.657мм для шрифта размером 10 пунктов;
- 1.576х1.823мм — 11pt;
- 1.72х1.989мм — 12pt, размер прописной буквы 2.977х2.867мм;
- 1.863х2.154мм — 13pt;
- 2.006х2.32мм — 14pt;
- 2.15x2.486мм — 15pt;
- 2.293x2.651мм — 16pt, размер прописной буквы 3.969х3.823мм.
Также следует понимать, что данный расчёт справедлив для отдельно стоящего монитора, если Вы работаете, например, с ноутбуком и экран находится ближе — то размер шрифта может быть уменьшен.
Если говорить о ширине и высоте экрана, то за основу можно взять понятие Визуального поля. В разделе «1.11. Эргономические основы безопасности труда» учебного пособия «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» (Н.А. Чулков, «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», 2011 год) — говорится, что оптимальные углы обзора составляют от -15º до 15º. Т.е. 30º. Исходя из расстояния 60см это порядка 321мм по высоте и ширине. Т.е. всё, что выше или шире — будет требовать или напряжения глазных мышц или поворота головы (к вопросу покупки телевизора 50 дюймов и установки его на расстоянии «вытянутой руки»).
Другими словами: вся информация, что не помещается в Визуальное поле — будет требовать принудительного напряжения глаз или поворота головы. Максимальный угол поворота глаз по горизонтали — порядка 40º, итого — 80º или порядка 1007мм. Но следует понимать, что эта цифра уже находится за пределами зоны комфорта.
Что означают 4k и 1080p?
Обозначения "4k" и "1080p" указывают на разрешение экрана. Телевизор с разрешением 1080p имеет на экране 1920 пикселей по горизонтали и 1080 по вертикали, телевизор с разрешением 4k имеет 3840 пикселей по горизонтали и 2160 по вертикали. Это может немного сбить с толку, потому что значение 1080p относится к числу пикселей по вертикали (1080 штук), а 4k - к числу пикселей по горизонтали (3840 штук). И, хотя из названия можно сделать вывод, будто на дисплее с 4k в четыре раза больше пикселей в каждом вертикальном ряду, на самом деле их больше в два раза. Однако, если посчитать общее количество, то у телевизора с разрешением 4k будет в четыре раза больше пикселей, чем у телевизора с разрешением 1080p (вы можете увидеть это в таблице ниже).
4к и 1080р — это маркетинговые обозначения, и не обязательно 4k-телевизор окажется лучше, чем 1080p, ведь существует множество различных факторов, влияющих на качество изображения. Более высокое разрешение просто означает, что он сможет поддерживать больше видов контента и обеспечивать более четкое изображение.
Доступность и контент
Поскольку телевизоры 4k уже являются стандартом, контент для них также легко найти в большинстве стриминговых приложений, например, в Netflix и Amazon Prime Video. Физические источники, такие как проигрыватели Blu-ray и игровые консоли, также начинают все больше поддерживать 4k, хотя долгое время до этого они были ограничены разрешением 1080p. Появляется все больше дисков Blu-ray 4k Ultra HD, что является совершенно новым форматом, для которого необходимо приобрести новый проигрыватель. Изначально Xbox One и PS4 были ограничены разрешением 1080p, а затем PS4 Pro и Xbox One X/S, а также PS5 и Xbox Series X были выпущены уже с поддержкой 4k.
В 2020-х годах становится все труднее найти в продаже телевизоры с разрешением 1080p, и они обычно представлены как небольшие бюджетные модели. Если у вас ограниченное пространство в квартире и вам нужен небольшой телевизор, то обратите внимание на модель 1080p, так как 4k-телевизоры, которые вы найдете в магазинах, будут скорее всего представлены в больших диагоналях.
Апскейлинг с 1080р в 4k vs нативный 1080p
Нативный контент в 4k сейчас очень популярен, особенно в стриминговых приложениях. Но все равно, какая то его часть может оказаться контентом более низкого разрешения, масштабированного до UHD, и по качеству он будет отличаться от настоящего 4k. Для того, чтобы воспроизвести контент с более низким разрешением на телевизоре 4k, телевизор должен выполнить процесс, называемый апскейлингом. Этот процесс увеличивает количество пикселей на изображении с низким разрешением, тем самым позволяя изображению, предназначенному для экрана с меньшим количеством пикселей, соответствовать экрану, на котором находится большее количество пикселей. Это не увеличивает детализацию изображения, так как изначальный сигнал содержит определенный объем информации и он не меняется. Выше вы можете увидеть разницу между разрешением 1080p на 4k-телевизоре Hisense и разрешением 1080p на Full HD экране телевизора TCL.
Эти два изображения выглядят очень похожими. Масштабированное изображение не настолько детальное, чем нативное, так что выглядит ли картинка лучше или нет - полностью субъективное ощущение. Есть телевизоры 4k, у которых возникают проблемы с масштабированием 1080p, но такое встречается редко. У большинства моделей этой проблемы нет, но если вам важен этот момент, перед покупкой конкретного телевизора лучше убедиться, что он корректно выполняет апскейлинг 1080p.
Победитель: ничья
Область применения теории
Всё вышеизложенное может быть применено в совершенно различных областях человеческой деятельности.
В случае веб-дизайна можно теоретически обосновать ширину страницы не больше 1000px, только это будет не совсем точная величина, т.к. правильнее было бы говорить о ширине визуального поля и ограничении в 32см (которое в настоящее время и соответствует значению, хоть и весьма грубому, не больше 1000px, если говорить о некоем сферическом мониторе в вакууме).
Также можно обосновать применение шрифтов 16px на сайтах — угловой размер такого шрифта будет стараться укладываться в обоснованный выше угловой размер, вне зависимости от монитора и разрешения.
Теорию можно использовать и при разработке программного обеспечения, учитывая размер визуального поля и минимальный размер шрифтов.
В случае мобильной разработки я бы рекомендовал уменьшить расстояние до 30см
Для меня было удивительно, что понятие угловых размеров и их соотношение с остротой зрения так скудно используется в повседневной жизни. А ведь используя угловые размеры можно, например:
- законодательно закрепить минимальный размер шрифта в договорах (исключить «мелкий шрифт»);
- размер шрифта на этикетках (чтобы состав можно было прочесть без увеличительного стекла);
- размер шрифта про употребление пива и прочие условия в рекламе;
- размер шрифта для бегущей строки в телевидении;
- проводить аттестацию рабочих мест на использование подходящих средств производства;
- определять размеры объектов в рекламе (любой объект на баннере должен быть не меньше… чтобы его было видно с расстояния . );
- и т.д. и т.п., фактически можно описать все случае, где сейчас используется неформализованное понятие «мелкий» или «крупный».
Кто виноват?
Во многом проблема похожа на имевшуюся 5-10 лет назад с FullHD телевизорами, которые при подключении к компьютеру умудрялись выводить изображение не “пиксель-в-пиксель” со всеми вытекающими из этого проблемами при попытке использовать их в качестве монитора.
Но если там это можно было объяснить конспирологическими заговорами изготовителей, производящих как мониторы, так и телевизоры («Зачем вам подключать телевизор к компьютеру, если мы вам можем предложить купить у нас еще и отдельный монитор?»), то в случае с 4k мониторами с подключением FullHD подобная логика не срабатывает. Скорее наоборот — многие потенциальные покупатели, готовые купить 4k монитор к своему старому компьютеру вынуждены ждать или апгрейда своего компьютера, или появления 4k мониторов с целочисленным масштабированием.
Возможно, что как и в случае с FullHD телевизорами, производители мониторов в один прекрасный момент зададутся вопросом как в анекдоте: «А что, так можно было?», и научат свои 4k мониторы integer scaling.
Впрочем, постепенно такие мониторы уже появляются. В статье Марата Таналина есть специальная рубрика Прогресс: Мониторы, которая постепенно начинает наполняться, пока к сожалению слишком медленно, но обычные пользователи могут попробовать это ускорить.
Выводы
Например, в случае разрешения UltraHD и 32 дюймов диагонали размер шрифта 12pt будет таким, как будто он напечатан размером около 8pt (практически на треть мельче). А при меньшей диагонали — ещё меньше. И если, в случае игрового контента, это не так важно, то для программ, которые не поддаются масштабированию — будет не комфортно.
Также, если у Вас сейчас монитор с разрешением 1920x1080 и размером диагонали 21 дюйм, то при переходе на бОльший монитор с разрешением 2560х1440 и размером диагонали 27 дюймов — всё останется примерно таких же размеров. А при 2560х1440 и диагональю больше 27 дюймов — объекты станут чуть крупнее.
Самый большой же UltraHD монитор будет отображать объекты мельче, чем 19 дюймовый с разрешением FullHD. И, по вышеописанной логике, при разрешении UltraHD и без масштабирования, комфортным будет размер от 42 дюймов.
Зачем это всё? Повторюсь, всё зависит от того, с какими приложениями приходится больше всего работать. Если это всё относительно старые приложения, которые не умеют масштабироваться средствами ОС — то лучше избегать высоких разрешений, будет слишком мелко.
Опять же, если операционная система вполне нормально осуществляет масштабирование — можно всегда подобрать подходящий масштаб и получить изображение «без лесенки».
Но, при этом, не стоит забывать о размере визуального поля. А если отодвигать монитор дальше, то его диагональ будет уменьшаться. Также из изображений выше можно видеть, что для некоторых размеров диагоналей размер визуального поля делит общую площать пополам, либо на четверти, либо любым другим способом. Это значит, что Вы сможете разбить этот экран на несколько рабочих зон. Но лично моя практика показывает, что работать с одним окном, в таком случае, становится не удобно. Хотя играть или смотреть кино — вполне нормально.
Также, специалистам определённых профессий, может быть наоборот крайне удобно освобождать визуальное поле от разного рода панелей управления и прочих окон, которые не требуют постоянного внимание. В таком случае будет лучше выбрать монитор, наиболее подходящий под Ваши нужды с дополнительным пространством вокруг визуального поля. Например, очень удобны UltraWideHD мониторы для работы в графических редакторах, т.к. позволяют освободить рабочую область от лишних окон.
Благодарю, что дочитали до конца.
А чем Вы руководствуетесь при выборе разрешение и размера монитора? Подходят ли Ваши личные ощущения под описанную теорию?
В наши дни технологии , похоже, развиваются с пугающей скоростью, и это, безусловно, верно, когда речь заходит о бытовой электронике. Когда было объявлено, что Ваша любимая спортивная игра игра этого года будет транслироваться в 8K, мы начали задаваться вопросом: могут ли наши глаза вообще видеть в 8K?
Итак, вот краткое описание того, что на самом деле означает 8K, и пришло ли вам время инвестировать в новый телевизор.
Расстояние при просмотре
Есть определенный предел того, что может воспринимать человеческий глаз, поэтому, если вы расположитесь слишком далеко от экрана, то не сможете увидеть все мельчайшие детали изображения. То есть, если вы сидите слишком далеко от телевизора с разрешением 4k, изображение может выглядеть для вас так же, как и на телевизоре с более низким разрешением.
Схема иллюстрирует предел возможностей среднестатистического нормального зрения. С помощью нее вы можете проверить как соотносится расстояние просмотра и диагональ вашего телевизора. Если значение находится выше линии, то при таких условиях вы, вероятно, не увидите существенной разницы между телевизором с разрешением 1080p и 4k. По сути, она будет заметна только в том случае, если вы сядете близко к телевизору с большим экраном.
Это не значит, что вы вообще не увидите никакой разницы, сидя далеко – просто она не будет значительной и бросаться в глаза.
Победитель: 4k. Хотя разрешение 4k тоже теряет свои преимущества при отдалении от экрана, с близкого расстояния оно всегда будет выглядеть качественней.
Читайте также: