研究显示人眼最高可辨像素 94 ppd，多数情况下8K显示器感知不强

IT之家 11 月 2 日消息，随着显示器分辨率不断提升，何时再进一步刷新数值实际上已难以被人眼察觉？

剑桥大学与 Meta 联合开展了一项研究，测定了人类视觉系统在中心（中心凹）与不同视偏角（10°、20°）条件下，对黑白（无色）与双色调（红-绿、黄-紫）图案所能辨识的极限。相关成果已于 10 月 27 日发表于《自然-通讯》。

过去，显示器和视觉系统设计领域普遍假设人眼识别细节的“视网膜分辨率”大致为每度视角约 60 像素（ppd，pixels per degree，指人眼在 1° 视场内能分辨的像素数）左右。随着手机、增强现实、虚拟现实设备分辨率日益提升，了解人眼的实际极限就显得尤为关键。

主要研究方法

研究团队设计了一种机械装置，将一台 27 英寸 4K 显示器安装在可移动轨道上，通过调整显示器与观察者的距离，来精确控制刺激的分辨率。

这台 4K 显示器可在 1.6 米轨道上沿前后移动，以改变观察者距屏幕的距离，同时保持影像大小一定。

其实验在暗室（亮度为 100 cd / m²）中进行，双目观看。参与者包括 18 位视力正常或矫正正常、色觉正常的观察者（13–46 岁 6 女 12 男，平均年龄 25.5 岁）参与格栅图案刺激测试；另有 12 位参与文字辨识测试。每个参与者需完成 30 至 50 次试验，使用 Quest 自适应程序调整分辨率阈值，停止标准为阈值标准差达 0.07。

刺激分为三类：无色（即黑白）、红-绿色调、黄-紫色调，在三个不同视网膜偏离角度（0°、10°、20°）下测量其能被可靠识别的 ppd 像素阈值。

关键结果

在中心视角（即偏离 0° 处），黑白格栅的分辨率极限达 94 ppd，红-绿格栅约 89 ppd，黄-紫格栅约 53 ppd。

在非中心视角（如偏离 10°、20°）处，分辨率下降明显。就黑白格栅而言，从中心至 10° 偏离，下降约 2.3 倍；而红-绿下降约 4.9 倍、黄-紫下降约 4.8 倍。

研究还通过模型拟合与群体分布推算：例如，在 20° 偏离处，中位观察者可见约 22 ppd，而样本中 95 百分位可达约 35 ppd。

结合显示器规格与视距进行分析，研究指出按照现行标准（如 ITU‑R BT.2100‑2）推荐的视距与分辨率的相关建议，“过于保守”：在某些视距下，即使用户坐得比建议远，8K 显示器提升也几乎察觉不到。

应用意义及展望

本研究为显示器制造、AR／VR／XR 设备、视频压缩编码等技术领域提供了更贴近人眼实际能力的“视觉分辨率”基准。

例如，若开发者了解在特定视距与视角下人眼已无法再识别更高像素密度，那么在设计中就可降低硬件成本或渲染成本、优化功耗等。研究指出：一些技术如“中心注视渲染”（foveated rendering）或“中心注视流（foveated streaming）”通常主要考虑黑白（无色）视觉，但本研究显示对于色彩通道（尤其红-绿通道）衰减也必须考虑。

另外，研究团队还提供了一个在线工具用于计算显示器规格与人眼可视分辨率之间的对应关系。

总而言之，这项研究表明，人眼在理想条件下的可分辨像素密度可能远高于传统假定的 60 ppd，且随着视角偏离，衰减幅度与色彩通道有关。对显示器以及未来沉浸式视觉设备而言，这是一个重要的校准尺度，有助于在“看不出差别”之前停止无谓的硬件升级，从而更聪明地做设计与配置取舍。

IT之家附论文地址：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64679-2