Display-Auflösung bei Smartphones – keine Grenzen in Sicht?

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Die Sehschärfe ist auch individuell sehr unterschiedlich. Immerhin herrscht Einigkeit darüber, was als gesundes Sehvermögen gilt, nämlich die sogenannte 20/20-Sehkraft.

20/20 bezeichnet die Fähigkeit, bei der Snellen-Sehprobentafel die achte Zeile aus einer Entfernung von 20 Fuß (6 Meter) lesen zu können. Das entspricht einer Detail-Trennschärfe von rund einer Winkelminute. Auch 300 ppi auf 30 cm Abstand kommen ungefähr auf eine Auflösung von einer Winkelminute heraus; dies ist somit ein valider Richtwert. Bei vielen Menschen ist die Sehschärfe jedoch höher als 20/20.

Und es gibt mehr Maße für die Sehkraft als nur das Auflösungsvermögen. Andere Messgrößen sind etwa das Vermögen, Kontrastunterschiede oder die Ausrichtung zweier Linien zueinander zu erkennen (Kontrastempfindlichkeit bzw. Noniussehschärfe).

Das gängigste Maß des Sehvermögens definiert jedoch Sehschärfe als die Fähigkeit, diskrete Einheiten als separate Sehobjekte zu erkennen. Dies ist ein wichtiger Punkt, denn das menschliche Auge ist durchaus in der Lage, Unterschiede in noch feineren Strukturen zu erkennen. So ergibt beispielsweise die Prüfung der Noniussehschärfe (zur Unterscheidung der Lage paralleler Linien zueinander), dass der Mensch Details erkennen kann, die fünf bis zehn Mal kleiner sind, als die Standard-Auflösungsmessung erwarten lässt.

Selbst wenn also Einzelne in der Lage sind, auch auf den ultra-hochauflösenden Smartphone-Displays der neuesten Generation einzelne Pixel zu erkennen, sind diese Bildschirme doch schon ziemlich gut. Die Frage ist: Wie viel besser können sie noch werden?

Wie man etwas untersucht, das es nicht gibt

Um herauszufinden, bis zu welcher Obergrenze man Unterschiede in der Bildschirmauflösung bemerkt, hätte man idealerweise echte Displays mit unterschiedlichen Auflösungen betrachten müssen. Das Problem dabei war nur: Es gibt schlicht keine Smartphone-Displays mit einer Pixeldichte von bis zu 1.000 ppi, wie wir sie in unserer Studie untersuchen wollten.

Daher haben wir Displays in unterschiedlichen Auflösungen simuliert. Mit einem Verfahren aus der Fotografie erstellten wir hinterleuchtete Folien von sechs verschiedenen Bildern. Diese Bilder wurden heruntergesampelt, um Displays mit folgenden Auflösungen zu simulieren: 960 × 540 (254 ppi), 1280 × 720 (339 ppi), 1920 × 1080 (508 ppi) und 3840 × 2160 (1016 ppi). Von jedem dieser sechsteiligen Bildsätze wurden dann Simulationen sowohl von Aliasing- als auch von Antialiasing-Digitalbildern (mit Gaußschem Weichzeichner) produziert.

Bei allen Auflösungsstufen außer der höchsten lag die Druckqualität der Bilder sehr nah bei der erwarteten Qualität des entsprechenden Digital-Displays. Die Auflösungseinbußen infolge optischer Unvollkommenheiten und Filmkorn waren für die Zwecke unserer Studie nicht statistisch signifikant.

Wir wählten nach dem Zufallsprinzip 50 Probanden für die Teilnahme an unserer Studie aus. Ihr durchschnittlicher Visus-Wert im Nahsicht-Snellen-Test betrug 20/16.

In unserer doppelt verblindeten Testanordnung wurden die Teilnehmer aufgefordert, in einer kontrollierten Umgebung die Auflösungsstufen der sechs Bildtypen (Nonius-Muster, Text, Webseite, Familienfoto, Videospiel, Küchenfoto) zu beurteilen. Der Abstand von den simulierten Displays wurde mit einer Kopfstütze konstant bei 300 mm gehalten. Den Probanden wurden drei Minuten Zeit gegeben, um die Bilder zu beurteilen.

Neue Horizonte: 1080p und darüber hinaus

Natürlich war der Unterschied zwischen den Bewertungen der beiden höchsten Auflösungsstufen nicht so groß wie bei den niedrigeren Pixeldichten. Doch die Stoßrichtung für die zukünftige Bildschirmentwicklung ist klar: Viele Verbraucher können Unterschiede zwischen Auflösungen wahrnehmen und verarbeiten, die weit über die der neuesten Smartphone-Displays mit 440 ppi und 1080p hinausgehen.

Um den Geräteherstellern einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen, der ins Auge fällt, arbeitet Sharp mit erheblichem Einsatz an bahnbrechenden neuen Bildschirm-technologien. Unsere neuen IGZO-Displays ermöglichen höhere Auflösungen bei nie dagewesener Effizienz und Brillanz. Diese Fortschritte ebnen den Herstellern den Weg zu längeren Akkulaufzeiten und einem noch intensiveren Benutzererlebnis zugleich.

Die Display-Technologien der nächsten Generation mit extrem hoher Auflösung haben bei den Konsumenten also beste Erfolgschancen. Auch dem Kurzsichtigsten dürfte somit klar sein: Ein Ende der Weiterentwicklung ist bei der mobilen Display-Technologie noch lange nicht in Sicht.

* Lee Spencer ist Senior Project Manager bei Sharp Devices Europe. Die menschliche Interaktion mit Displays ist eines seiner Interessensgebiete.

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