视觉分辨力与 Retina Display

现有 iPhone 荧幕与 Regina Display 荧幕使用次像素抗锯齿渲染对比示意

更正：感谢 Apple4us 的 Rio 指正本文，实际上在 iPhone OS 之中，次像素渲染技术并未启用（甚至在 Mac OS X 上面，次像素渲染也并非会在所有 LCD 显示器上默认开启）。终究，也许是考量到荧幕旋转后次像素排列的方向变化会导致渲染结果不佳（但是在 iPad 上模拟的效果看来并无显著区别），或者苹果认为启用次像素渲染所带来的收益不能抵消其能耗。以下文字中关于次像素渲染的部分烦请忽略。

如果不考虑盲文和有声书，阅读的基础是“看”。视觉是阅读的最基本条件，优秀的字体与排印产品也主要是通过视觉来取悦读者。但是，就像人耳不能区分音高差异极小¹的两个声音，视觉也有其分辨极限。十九世纪末人们就通过研究²发现，想要在一定条件下将两条明暗相间的细线区分开来，它们之间需要有 0.59 角分（arcminute）的差距。0.59 角分在 10 英寸的距离上大致相当于 0.0017 英寸，取其倒数 583，再考虑到两条细线各自需要至少一明一暗两个点，我们可以合理地推论，当印刷品的墨点密度达到每英寸 1200 点（1200 Drops Per Inch, DPI）以上，就可以满足相当挑剔的阅读要求。所以目前比较优秀的家用打印机，都标称能够达到 1200 乃至 2400 DPI 的分辨率，这样的印刷品质量已经与传统的、墨点密度可以视作无限的凸版印刷相媲美。当然，如同黑胶唱片，凸版印刷自有另一番独特的趣味，不过这已经超出了本文的范围。

眼睛分辨能力的极限是 0.59 角分

十几年前的数码印刷便可以达到 300 DPI 的墨点密度，这一数值虽然并不理想，但对于细节反差相对较小的非文本类图像来说，它基本上达到了要求。这也就是为什么在 Photoshop 等程序中创建用于印刷用的文档时，默认分辨率会被设定为 300 Pixels/inch，这个数值告诉打印机：请在一英寸长度上印刷 300 个像素。作为事实上的日常读物印刷起步标准，300 DPI 这一数值是如此普遍，以至于会有人误认为它就是人眼能够辨识的极限。问题是，如果将像素和墨点一一对应起来，那么 300 个像素在荧幕上有多长呢？以现今 1920 × 1080 的所谓 HD 标准而言，如果显示器的对角线尺寸是 22 英寸，每英寸大约有 100 个像素（100 Pixels Per Inch, PPI），做为参照，Kindle 2 有 167 PPI，iPhone 3G 有 164 PPI，Kindle DX 有 150 PPI，iPad 则有 132 PPI，或者说，即便是在 Kindle 2 上面，图像显示在荧幕上的大小也将接近最普通印刷结果的四倍，这意味着阅读者会更容易地辨识出反差较高的边界，也就是所谓的“锯齿”。锯齿现象在将字体由矢量格式转为点阵显示的栅格化（rasterized）过程中是个严重的问题，为了减少锯齿，人们试着采用在字符的边缘显示灰色像素的“抗锯齿”（anti-aliasing）技术，乃至只使用像素块的一部分彩色分量来代替纯黑色，从而降低字符与周遭空白之间的反差，也即“次像素渲染”（Subpixel Rendering）的技术。抗锯齿与次像素渲染有效地提高了文本显示的质量，但是荧幕出版的细节效果仍旧无法与打印机相提并论。像素密度是限制显示质量的硬性限界、不同的显示设备界限有所不同、乃至次像素渲染在不同平台上的实现不同等等事实，都要求从传统纸张排版迁移到数码排版的设计师们必须再次考量介质的实体界限，以便重新确定字体的尺寸，从而确保文本的可辨识性（legibility）。所幸在昨天的苹果开发者大会上，我们已看到在新一代 iPhone 上所使用的 Retina Display³。验证了此前泄漏的原型机显微镜观察结果，它的分辨率为 960 × 640 像素，对角线尺寸 3.5 英尺，也就意味着它的像素密度达到了史无前例的 326 PPI，略高于印刷品的起始水平。对于平面设计师和出版界来说，这应该是一个具有标志性意义的事件，它意味着电子阅读物的显示质量从此可以在硬性指标上与纸质媒体比肩，排版时应用字体及控制文本也有了更多可行的选择。使用 Retina Display 的 iPad 应该也已经距离我们不远，假设荧幕尺寸保持不变，而像素数量与 iPhone 4 一样变为原来四倍的话，其像素密度应该会达到至少 260 PPI。不应忘记的是，次像素渲染在 Retina Display 之上仍旧可以发挥作用，假设每个像素在横向上分割为红绿蓝三个分量，那么理论上像素密度或许可以再提升一倍左右⁴。我们无疑正在经历另一场印刷业的革命，或许更确切来说，我们正在目睹印刷的消失：它诞生于雕版，然后由铅与火转向光与电，最终将被精密、便捷的显示技术所取代。然而，作为艺术的 Typography 无疑会传承下去，过渡到新的载体，适应于新的技术，衍生出新的理论，演绎出新的审美。

音程在5-6音分（cent）以下 《视力对于照明强度的依赖》，Die Abhängigkeit der Sehschärfe von der Beleuchtungsintensität, 1897, http://www.clarkvision.com/imagedetail/eye-resolution.html 将其译为“视网膜显示技术”似乎并不妥当，一来它与视网膜毫无关联，二来世界上尚有用于头戴显示器的、货真价实的 Virtual Retinal Display。假设三原色像素沿 iPhone 4 的短边排列，则像素密度会升至 sqrt(960^2+(640*3)^2)/3.5 = 613；若沿长边排列，则像素密度为 843。请注意因为不能显示完整的颜色，这个数字只具有参考价值，并无太多实际意义。