Retina顯示螢幕

Retina顯示器（Retina Display）是一種由蘋果公司設計和委託製造的顯示螢幕幕，具備足夠高像素密度而使得人體肉眼無法分辨其中單獨像素點的液晶螢幕，最初採用該種螢幕的產品iPhone 4由執行長史蒂夫·喬布斯於WWDC2010發佈，其螢幕解析度為640×960（每英吋像素數326ppi）。這種解析度在正常觀看距離下足以使人肉眼無法分辨其中的單獨像素。如今蘋果正逐步將其推廣到全線產品之上，同時隨著技術的提升，蘋果也推出了Retina HD與Super Retina等不同規格的Retina高解析度螢幕。

## 特點及規格

這種螢幕通常帶有IPS技術，具備視野大、漏光少、色域廣、色彩還原準確的特點，具有極佳的觀賞效果。它現在被應用在以下產品上：

設備｜螢幕類型｜螢幕尺寸（英寸）｜解析度｜每英寸像素數（PPI）｜長寬比

Apple Watch 38mm｜AMOLED｜1.496｜272×340｜290｜4:5

Apple Watch 42mm｜1.654｜312×390｜302

iPhone 4, 4S, iPod touch(4th-Gen)｜多點觸控 IPS (LTPS)｜3.5｜960x640｜326｜3:2

iPhone 5, 5c, 5s,iPod touch(5th-Gen), iPod touch(6th-Gen), iPhone SE｜多點觸控 IPS (LTPS, in-cell)｜4.0｜1136x640｜7.1:4

iPhone 6, iPhone 6S, iPhone 7, iPhone 8,IPhone SE (第二代)｜LTPS IPS on-cell｜4.7｜1334x750｜667:375

iPhone 6 Plus, iPhone 6S Plus, iPhone 7 Plus, iPhone 8 Plus｜5.5｜1920x1080｜401｜16:9

iPhone X｜OLED｜5.8｜2436x1125｜458｜812:375

iPhone XS, iPhone 11 Pro

iPhone XS Max, iPhone 11 Pro Max｜6.5｜2688x1242

iPhone XR, iPhone 11｜Liquid Retina IPS LCD｜6.06｜1792x828｜326｜19.5:9

iPad mini 2, 3, 4｜多點觸控a-Si IPS｜7.9｜2048x1536｜4:3

IPad 3, IPad 4, Air, Air 2, iPad Pro, iPad (2017) iPad(2018)｜多點觸控IGZO IPS｜9.7｜2048x1536｜264

iPad Pro｜12.9｜2732×2048｜683:512

iPad Air 3｜10.5｜2224×1668

MacBook (Retina顯示器)｜IPS｜12｜2304×1440｜226｜16:10

Macbook Pro (3rd-Gen;4th-Gen) (13")｜13.3｜2560x1600｜227

MacBook Air (Retina) (13")｜2560 ×1600

Macbook Pro (3rd-Gen;4th-Gen) (15")｜15.4｜2880x1800｜220

iMac with Retina 4K display (21.5")｜Oxide TFT, IPS｜21.5｜4096×2304｜219｜16:9

iMac with Retina 5K display (27")｜27｜5120x2880｜218

Pro Display XDR｜IPS(TFT)｜32｜6016 x 3384

## 理論依據

第三代iPad發布會上，蘋果給出了Retina設計標準的公式:

$$a=2\arctan\left(\frac h{2d}\right)$$

其中 $a$ 代表人眼視角，$h$ 代表像素間距，$d$ 代表肉眼與螢幕的距離。符合以上條件的螢幕可以使肉眼看不見單個物理像素點。這樣的IPS螢幕就可被蘋果稱作「Retina顯示螢幕」。將通常使用距離及正常眼能區分螢幕上兩點的最小視角約為1』代入上公式可知：行動電話顯示器的像素密度達到或高於300ppi就不會再出現顆粒感；手持平板類電器顯示器的像素密度達到或高於260ppi就不會再出現顆粒感，而蘋果筆記型電腦的Retina顯示器像素密度只要超過200ppi就無法區分出單獨的像素。

## 工作方式

以MacBook Pro with Retina Display為例，工作時顯卡渲染出2880x1800個像素，其中每四個像素一組，輸出原來螢幕的一個像素顯示的大小區域內的圖像。這樣一來，使用者所看到的圖標與文字的大小與原來的1440x900解析度顯示螢幕相同，但精細度是原來的4倍，但對於特殊元素，如影片與圖像，則以一個圖片像素對應一個螢幕像素的方式顯示。故不會產生Windows中解析度提升使螢幕文字與圖像變小，造成閱讀困難的問題。這樣在設計軟體時只需將所有的UI元素的精細度都提高到原來的4倍就可以既保持了觀看舒適度，又提高了顯示效果。關於iOS設備，也由四個像素代替原來一個像素，透過下圖對比就可以較明顯地觀察到這種關係。

- iPhone 3GS
- iPhone 4

## 缺陷分析

### 軟體技術

在iPhone的Retina顯示螢幕剛問世時，支持Retina顯示螢幕的軟體技術還沒有完全成熟。2010年剛發布iPhone 4時，儘管App Store中並沒有大量支持Retina的應用，但由於iPhone的螢幕寬高比並沒有改變，僅需將圖像文件增加到原有的4倍大小即可。因此大多數軟體開發者迅速更新了自己的軟體來支持iPhone 4，軟體技術日漸成熟。但當時因為還有普通螢幕的iPhone在販售，所以一款軟體要同時支持兩種螢幕，導致軟體包較大。而目前，隨著iPhone 3GS的退市，市面上所有在售的iPhone均配備了Retina顯示螢幕，App Store中大部分應用均只支持Retina顯示螢幕，軟體包的大小較之前小了一些。對於iPhone 5，因為Xcode中具備了應用自動排版的功能，所以儘管iPhone 5的螢幕變大了（僅高度由115.2毫米變為123.8毫米，寬度不變），但App Store上的軟體都能很容易地重新編排來適應iPhone 5。iPad with Retina Display問世以後。Macbook Pro With Retina Display也如此，第三方軟體公司推出軟體更新只是時間問題。

### 硬體技術

在2012年推出15英寸MacBook Pro with Retina Display後，由於個別面版的缺陷，一些使用者反映電腦的顯示螢幕出現了殘影和抖動，使得使用受到影響。理論上所有的液晶螢幕或多或少都會有殘影現象發生，不過有個別使用者指出他們的電腦需要五分鐘才能讓螢幕殘影消失，對於一台專業產品來說，那些使用者無法接受。蘋果亦會為這些使用者提供產品更換服務。

## 使用者體驗

蘋果在一些開發者文檔中提到，線寬對於使用者界面設計尤其的重要，因為線寬定義了圖形物體的邊緣。如果使用者界面的邊緣變得模糊，那麼整個使用者界面設計就會非常失敗。這樣當螢幕的解析度改變時，系統會自動讀取相應的數值，確保使用者界面元素在任何解析度下看起來都很完美。蘋果的作業系統可以根據解析度的不同自動為圖形界面元素計算出最佳的數值。例如當顯示器的解析度介於界面設計師支持的兩種解析度之間，那麼作業系統的渲染引擎會根據這兩種數值自動計算出最適合的數值。