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摘要：有關(guān)圖片的縮放及Retina屏幕介紹

圖片縮放

圖片是由一個個的像素點組成，屏幕也是一個個的像素點組成，如果屏幕的像素點和圖片的像素點能夠一一對應(yīng)，那么圖片就能夠正常顯示。

比方說有一個27英寸1920x1080的屏幕，圖片分辨率為900x600，圖片以點對點的形式顯示在屏幕中央；如果換成一個27英寸2560x1440的屏幕，那么每個像素點的面積就變小了，如果還以點對點的形式顯示，圖片也會變小，此時就需要通過縮放來顯示圖片。

縮放計算方式：

在 1080P 屏幕上，顯示比例為：水平方向：900 / 1920 ≈ 46.9%；垂直方向：600 / 1080 ≈ 55.6%

在 1440P 屏幕上，要保持相同的顯示比例，圖片大小為：水平方向：2560 × 46.9% ≈ 1200 像素；垂直方向：1440 × 55.6% ≈ 800 像素。

也就是從900x600放大到1200x800的尺寸。

一般系統(tǒng)采用的是雙線性插值算法來進(jìn)行拉伸填充，這樣就會使得圖片變得模糊。如果把屏幕換成3840x2160，就可以用屏幕的四個像素點替代圖片的一個像素點，這就是臨近像素采樣算法。

插值算法

正是插值算法，使得圖片失真。

雙線性插值基于周圍四個像素點的加權(quán)平均，提供了更平滑的結(jié)果，但是會導(dǎo)致圖片模糊。而臨近像素采樣直接復(fù)制最近的原始像素值，圖像不會模糊但是邊緣可能有明顯鋸齒。如假設(shè)下面2x2像素的圖片要放大到4x4像素(實際的值并不準(zhǔn)確，只是示意)：

Windows的DPI導(dǎo)致軟件圖片及字體模糊

在最早期的時候，屏幕的PPI和打印用的DPI是一致的。一個圖片在屏幕上有72個像素，打印機打印出來也是72個點。但是后來電腦屏幕比紙張要大不少，而且人與屏幕的距離也比人與紙張的距離要遠(yuǎn)，所以同樣的像素點在大屏幕上顯得就小了。于是Windows就把圖片進(jìn)行放大，一個72x72像素的圖片，Windows會放大成96x96。

經(jīng)過不斷的發(fā)展，Windows有了現(xiàn)在的幾個默認(rèn)放大倍數(shù)：100%、125%、150%、175%、200%，分別對應(yīng)96DPI、120DPI、144DPI、168DPI、192DPI。大部分應(yīng)用都默認(rèn)使用的96DPI，屏幕PPI與系統(tǒng)DPI的比值就是應(yīng)用UI的放大倍率，所以當(dāng)屏幕的PPI與系統(tǒng)的DPI比值越接近1，應(yīng)用UI顯示就越合適。但是使用非整數(shù)倍縮放，會導(dǎo)致因為線性插值算法導(dǎo)致的圖片或文字模糊失真。

比方說，屏幕尺寸23.8英寸，分辨率1920x1080，計算得出PPI為

那么放大倍率選擇100%就剛好合適。屏幕尺寸27英寸，分辨率3840*2160，計算得出PPI為

, 放大倍率選擇175%，此時DPI/PPI=168/163≈1.03，應(yīng)用UI就和開發(fā)者想讓你看到的大小差不多，但圖片和文本可能因為非整數(shù)縮放而模糊；如果選擇200%縮放，此時DPI/PPI=192/163≈1.18，界面元素比開發(fā)者想讓你看到的大18%，雖然圖片文字不會模糊，但應(yīng)用UI會顯示的更少。

不過，對于使用而言，UI大小合適應(yīng)該是優(yōu)先考慮的，所以縮放比例盡量還是讓PPI/DPI接近1更合適。

除了DPI縮放，Windows還有GDI。這種縮放會先以整數(shù)倍對矢量文本和圖片進(jìn)行縮放，然后再進(jìn)行DPI的縮放比。如設(shè)置了電腦縮放比例為175%，那么Windows會先以2倍縮放，再進(jìn)行1.75倍縮放。Windows上的磁盤管理界面、環(huán)境變量等界面都還是用的GDI縮放。但是不是所有內(nèi)容都能進(jìn)行GDI縮放，開啟后可能會讓元素錯位甚至消失。

PPI多少合適

由于人眼對屏幕清晰度的感知會有極限。在一定距離下，PPI超過某個值后人眼就感受不到屏幕的顆粒感。對于標(biāo)準(zhǔn)的5.0視力，可以在5m距離看清視力表第11行。

蘋果的Retina視網(wǎng)膜屏幕定義就是：當(dāng)設(shè)備距離人眼 10-12 英寸（約 25-30 厘米）時，像素密度達(dá)到 300 PPI 以上，人眼就無法分辨單個像素點。

Retina計算公式為: a = 2 × arctan(h/2d)。其中a為人眼所見單個像素的視角（以弧度表示），一般為1/60度 = 1/60 x π/180 = π/10800 弧度；h為像素間距，即相鄰像素中心之間的距離，單位英寸；d 人眼與屏幕的距離，單位英寸。

可以推出h = 2d × tan(a/2) ；而PPI = 1/h，也就是一英寸距離內(nèi)像素個數(shù)。

按照這個公式，30cm（約為30/2.54 = 11.81英寸）距離下，h = 2 x 11.81 x tan(π/21600) = 0.003435；屏幕PPI = 1 / h = 291.12。

所以iPhone4發(fā)布會上把iPhone4的屏幕

\[ppi =\sqrt{(640^2+960^2)/(3.5^2)} ≈ 329 \]

定義為Retina屏幕。

同樣顯示器觀看距離為60cm，PPI至少要達(dá)到 1 / (2 x 60 / 2.54 x tan (π/21600)) ≈ 146。常見的27英寸4K顯示器是能夠達(dá)到這個要求的。

另外，由于OLED像素點的排列方式，它的ppi是需要打折扣。方便起見可以按80%計算，比方如果宣傳的OELD屏幕ppi為300ppi，實際的為300x0.8=240ppi。

參考鏈接

【硬件科普】換了更高分辨率的顯示器，軟件界面反而模糊-Windows縮放詳解