在当今的智能手机市场竞争中，除了多核处理器之外，屏幕分辨率也成为了各大厂商竞相追逐的技术焦点。然而，屏幕分辨率是否越高就一定越好呢？对于”ppi”这一衡量标准，它究竟代表什么含义呢？许多用户可能和我一样，对这些问题只是停留在表面了解，缺乏深入的理解。最近，我利用空闲时间，参考了网络上的大量资料并结合个人的研究，试图深入探讨各种屏幕分辨率究竟应该达到何种程度才算得上是适宜。
首先需要明确的是，人眼本身并没有”分辨率”这一概念，更准确的描述应该是用”视觉张角”来衡量人眼的分辨能力。在天文学领域，将刚刚能够被望远镜区分开的天球上两个发光点之间的角距离定义为角分辨率。理论上，人眼的分辨能力可以达到20角秒（1度等于60分，1分等于60秒），但由于感光细胞的分布不均以及视觉系统的固有缺陷，人眼的实际分辨能力远低于理论值。视力最好的人，在观察5000纳米波长左右的黄绿光时，其分辨能力可以达到1角分；而对于普通人群来说，这一数值通常在3-5角分之间。如果眼睛存在散光问题，情况会更加糟糕。
以下的分析将基于3角分的分辨能力进行计算，我们不妨来推算一下人眼在1米距离处能够识别的”点距极限”是多少。简单来说，这可以理解为在1米处，人眼能够看见的最小点径（小于这个尺寸的点会融入背景）；或者也可以理解为能够区分开两个小点或线条的最小间距（小于这个距离，两点会合并成一点或一条线）。
根据几何学原理，弧度等于弧长除以半径。而1度等于2π/360弧度，1角分等于1/60度，即（2π/360）/60=0.000291弧度。因此，在1米处能够看见的最小点距（约等于弧长）为：0.000291×1000毫米=0.291毫米，即：在1米处能够看见的最小点距约为0.3毫米；相应地，如果在1米处放置一个屏幕，其分辨率达到1英寸/0.3毫米=25.4/0.3=85ppi，就应该能够满足人眼的分辨需求。
需要注意的是，以上所说的3角分分辨能力是在非常理想的情况下获得的——在足够明亮的晴天，屏幕表面没有反光，观察的是白纸上的黑条（这种目标被称为extended object，人眼对这类目标的分辨能力非常强），并且观察者拥有极佳的视力。这种极端的测试条件在现实生活中并不常见，实际上在普通环境下，人眼的分辨率能达到3角分就已经非常优秀了。
当然，我们并非总是将屏幕放置在1米远的位置：如果屏幕离得近，所需的分辨率相应提高；如果屏幕离得远，分辨率可以适当降低，观看体验依然不会有明显差异。
那么，在各种屏幕的典型使用距离下，分辨率应该达到怎样的水平才算合适呢？以下是具体的计算结果：
对于手机：一般的使用距离在25厘米到30厘米之间，因此分辨率应该达到85×（1米/30厘米～1米/25厘米）=283ppi～340ppi；
对于平板电脑（Pad）：一般的使用距离在40厘米到50厘米之间，因此分辨率应该达到85×（1米/50厘米～1米/40厘米）=170ppi～213ppi；
对于电视：一般的使用距离在2米到4米之间，因此分辨率应该达到85×（1米/4米～1米/2米）=21ppi～43ppi；
在考虑当前的设备使用情况时，除了iPad按照4:3的纵横比计算外，其他设备我们按照16:9的纵横比进行计算；
在4:3的情况下，屏幕（对角线）尺寸的比例为：长度：宽度=5:4:3=1:0.8:0.6；
在16:9的情况下，屏幕（对角线）尺寸的比例为：长度：宽度=18.4:16:9=1:0.87:0.49；
首先来看手机屏幕的像素要求：
3.5寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（3.5×0.87）=862～1035
宽度=283ppi～340ppi×（3.5×0.49）=485～583
因此，3.5寸屏的像素数在800×480基本可以满足要求，最大可以达到1024×640。
4寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（4×0.87）=985～1183
宽度=283ppi～340ppi×（4×0.49）=554～666
因此，4寸屏的像素数在960×540基本可以满足要求，最大可以达到1152×640（百度一下，iPhone5S的屏幕分辨率为1136×640）。
4.5寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（4.5×0.87）=1108～1331
宽度=283ppi～340ppi×（4.5×0.49）=624～750
因此，4.5寸屏的像素数在1152×640基本可以满足要求，最大可以达到1280×720。
5寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（5×0.87）=1231～1479
宽度=283ppi～340ppi×（5×0.49）=693～833
因此，5寸屏的像素数在1280×720基本可以满足要求。目前主流的5寸屏旗舰机型大多配备了1920×1080的屏幕分辨率，从分析结果来看，这样的配置似乎有些浪费。
6.1寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（6.1×0.87）=1502～1804
宽度=283ppi～340ppi×（6.1×0.49）=845～1016
因此，6.1寸屏的像素数应该在1920×1080这个级别。
6.8寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（6.8×0.87）=1674～2011
宽度=283ppi～340ppi×（6.8×0.49）=943～1133
因此，6.8寸屏的像素数在1920×1080完全可以满足要求，最大可以达到1920×1200。
7寸屏像素要求：
长度=283ppi～340ppi×（7×0.87）=1723～2071
宽度=283ppi～340ppi×（7×0.49）=971～1166
因此，7寸屏和6.8寸屏的像素数区别不大，在1920×1080完全可以满足要求，最大可以达到1920×1200。
通过以上分析，我们可以得出以下结论：在手机中，配置2K分辨率（2560×1440）和4K分辨率（4096×2160）目前确实没有必要，因为它们与1080p屏幕在用户体验上几乎没有差别，厂商的宣传更多是出于硬件堆砌的目的，而实际视觉效果并没有显著提升，反而增加了GPU的负担和电池消耗。
接下来我们再来看平板电脑（Pad）的屏幕分辨率需求：
平板电脑的屏幕尺寸通常在10寸左右，日常使用距离大约在40厘米。以iPad为例（4:3比例）
长度=170ppi～213ppi×（10×0.8）=1360～1704
宽度=170ppi～213ppi×（10×0.6）=1020～1278
iPad2的屏幕分辨率为1024×768，显然略低一些；而iPad3及以后的型号分辨率为2048×1536，似乎又有些过高？
对于16:9比例的10寸平板电脑，计算方法与手机类似
长度=170ppi～213ppi×（10×0.87）=1479～1853
宽度=170ppi～213ppi×（10×0.49）=833～1044
由此可见，1920×1080的分辨率对于平板电脑来说是最为合适的。
最后我们再来看电视的屏幕分辨率需求：
考虑以下尺寸：40寸、46寸、50寸、60寸，观看距离在2米到4米之间：
40寸屏像素要求：
长度=21ppi～43ppi×（40×0.87）=731～1496
宽度=21ppi～43ppi×（40×0.49）=412～843
46寸屏像素要求：
长度=21ppi～43ppi×（46×0.87）=841～1720
宽度=21ppi～43ppi×（46×0.49）=474～969
50寸屏像素要求：
长度=21ppi～43ppi×（50×0.87）=914～1870
宽度=21ppi～43ppi×（50×0.49）=515～1054
60寸屏像素要求：
长度=21ppi～43ppi×（60×0.87）=1096～2245
宽度=21ppi～43ppi×（60×0.49）=617～1264
通过以上计算，我们可以得出以下结论：
1）40寸屏在2米以外观看时，即使节目源是1080p的，也无法感受到1080p的效果，720p已经足够；因此，购买40寸液晶电视时，不必追求1080p。
2）46寸屏在3米观看距离下，720p是最佳观看模式。
3）50寸屏在2米观看距离下，1080p是最佳观看模式。
4）60寸屏在2米观看距离下，2K是最佳观看模式；如果观看距离是3米，1080p的节目源仍然能够提供良好的观看体验；再远一些的话，可能就需要考虑更大尺寸的电视了。