Hvorfor 4k ≠ 5k

May 4, 2022 🇬🇧

Og hva Apple mener med begrepet "Retina"

Jeg er ganske sikker på at Apples Studio Display er overprisa. Likevel, samtalen om skjermen har vært plaga av at folk ikke ordentlig forstår forskjellen mellom 4k og 5k på en 27-tommers skjerm. Det er jo bare én kå, så hvorfor kan man ikke bare kjøpe en 4k-skjerm som er billigere, har høyere lysstyrke og/eller høyere oppdateringsfrekvens? Hvorfor er denne ene kåen så viktig for enkelte Apple-fans?

Marc Edwards, fra Bjango, skreiv en god artikkel om dette. Jeg liker spesielt de visuelle eksemplene på 5k vs 4k på macOS. Som mattelærer, synes denne problemstillinga er interessant, og i denne artikkelen ønsker jeg å belyse dette på samme måte som jeg ville gjort med en ungdomsskoleklasse. Kanskje gjør dette det enklere å forstå hvorfor problemene Edwards viste fram oppstår.

En kå her og en kå der

For å snevre inn, vil jeg i første omgang kun se på 27-tommers skjermer i forholdet 16:9. La oss sammenligne de tre vanligste oppløsningene i denne størrelsen: 1440p, 4k og 5k.

Mennesker er notorisk dårlige til å sammenligne tall. Hver dag er det en ny tweet som prøver å hjelpe oss forstå forskjellen mellom en million og en milliard ved å minne os på at:
Én million sekunder ≈ 12 dager
Én milliard sekunder ≈ 31 år

Så, det er forståelig at mange tror 4k og 5k er nesten det samme - men en 5k-skjerm har mange flere piksler.

5k har 78 % flere piksler enn 4k.

1440p = 2 560 ⋅ 1 440 ≈ 3,7 millioner piksler

4k = 3 840 ⋅ 2160 ≈ 8,3 millioner piksler

5k = 5 120 ⋅ 2 880 ≈ 14,7 millioner piksler

Dette forklarer også hvorfor Apple ikke bare kunne legge til høy bildefrekvens (Thunderbolt 4 er ikke raskt nok) eller mini-LED (ingen produserer så store paneler). Nå skal selvfølgelig alle få lov til å ønske seg, og drømme om, en 5k-skjerm med mini-LED og ProMotion. Men å kritisere årets skjerm for å ikke ha dette, henger ikke på greip.

Skalering

Ta en titt på disse to skjermene. De har de fantastiske oppløsningene 6 × 4 piksler (totalt 24 piksler) og 12 × 8 piksler (totalt 96 piksler) ✨.

8p-skjermen har dobbelt så mange piksler i både høyden og bredden, som gjør at den totalt sett har fire ganger så mange piksler (samme forhold som mellom 1440p og 5k). Siden skjermene er like store, har 8p-skjermen mindre piksler. Faktisk så er de nøyaktig en fjerdedel av størrelsen.

La oss videre si at vi har følgenede element på 4p-skjermen:

Now, the 8p has double the number of pixels in height and width, making the total number of pixels four times higher (the same ratio as 1440p and 5k). Since the screens have the same size, the pixels on the 8p are smaller – in fact, exactly one fourth the size.

Now let’s say we have the following element on the 4p screen:

Hvordan kan vi tegne det samme elementet på en 8p-skjerm? Én måte vil være å beholde det samme piksel-mønsteret:

Men dette gjør elementet veldig lite. Det er derfor man kan ønske å skalere en skjerm. Dersom vi vil at elementene skal ha samme størrelse, kan vi få 8p-skjermen til å "late som" den er en 4p-skjerm. Vi skalerer til 4p:

Legg merke til at de ser helt like ut. Dette går fordi hver piksel på 4k-skjermen kan tegnes med fire piksler på 8p-skjermen. Men vi det kan bli enda bedre! Siden vi har flere piksler å jobbe med på 8p-skjermen, kan vi farge inn et par til, for å gjøre elementet skarpere:

Here you can see that they look identical, since every pixel on the 4p is four pixels on the 8p. But we can do even better! Since we have more pixels on the 8p, we can fill in some pixels, and make the element smoother/sharper:

8p-skjermen er altså skalert til 4p, men bildet er skarpere - selv om proporsjonene og margene er perfekte. Det er dette Apple kaller "Retina": I stedet for å gjøre elementene små, "later" skjermene som om de har en fjerdedel så mange piksler, men gjør alt skarpere. Og dette er de er så opptatt å ha 5k på 27-tommers skjermer (mer om dette seinere).

Men la oss i stedet se på et skjerm-par på 6×4 og 9×6 piksler. 6p-skjermen har 1,5 ganger så mange piskler i høyden og bredden. Hvorfor? Fordi dette er samme forhold som mellom 1440p og 4k-skjermer.

Hvordan skal vi tegne elementet vårt på 6p-skjermen? Legg merke til at elementet går helt til kanten øverst og til venstre, men har en marg på bunnen og venstresida.

Igjen, vi kunne gjort elementet veldig lite - men dersom vi vil unngå dét, får vi trøbbel. Hadde jeg vært på en ungdomsskole nå, hadde jeg delt ut ark så alle kunne prøve selv! Men siden dette er en blogpost, viser jeg bare mitt beste forslag:

Legg merke til at det er skarpt og fint, men det er ikke nøyaktig. Margene er smalere, og spissen i midten er ikke lik som nederst til høyre og venstre. Selv om det blir tydeligere her, når det er så få piksler, får 4k-skjermer samme type problemer når den prøver å skalere til 1440p. Det er disse unøyaktighetene som forårsaker feilene Edwards viser.  

Dette er grunnen til at Mac-folk har hatt så lyst på en god 5k-skjerm, og hvorfor 4k-skjermer er uaktuelt for noen - selv om det jo er "nok piksler". Faktisk er dette også grunnen til at noe heller vil ha 1440p enn 4k. Selv sitter jeg på en 4k-skjerm nå, og dette er nok grunnen til at jeg aldri har vært imponert over den, etter at jeg "oppgraderte" fra en 1440p-skjerm.

Piksler per tomme (pixels per inch)

Husk at vi fremdeles utelukkende snakker om 27-tommers skjermer. Oppløsning skalert til 1440p ser bra ut på slike, og det er derfor man vil ha 5k til denne størrelsen. Det som er viktig er piksler per tomme/pixels per inch (PPI). Det beste er enten 100-120 PPI, og ikke skalere, eller det dobbelte, 200-240 PPI og skalere ned (retina).

Tabell fra artikkelen til Edwards. Legg merke til at når Apple lager 32-tommers skjerm, vil de ha 6k, og når de lager 24-tommers skjerm vil de ha 4,5k.

4k skalerer også fint, men da til 1080p. Så dersom du har en skjerm som passer 1080p, for eksempel på en laptop, så er 4k ypperlig. Men ikke på en 27-tommers skjerm, ved mindre du vil forstørre bildet.

Nå lurer du kanskje, lagde jeg denne posten utelukkende fordi det er et interessant, matematisk problem, eller også for å rettferdiggjøre for meg selv å bruke alt for mye penger på et Studio Display? Umulig å vite!

Klikk under her for mer:
Great! You've successfully subscribed.
Great! You've successfully subscribed.
Welcome back! You've successfully signed in.
Success! Your account is fully activated, you now have access to all content.