(以下正文內容轉自果殼網 guokr.com)
史前時代,人們最常看到的東西是洞穴巖壁。中古時代,人們最常看到的東西依照工作而定:農夫是翠綠的稻田,鐵匠是發紅的鋼鐵,官員則是鈔票。現代,人們每天最常看到的都是屏幕,各式各樣的屏幕,計算機屏幕、手機屏幕、捷運站的數字廣告屏幕。除了官員可能還是看到鈔票。
如今主流的屏幕比例是16:9。根據數據顯示,人類眼睛向上與向下的視角各是60度與75度,水平向外的視角則高達95度。因此屏幕才進化成符合視覺的寬屏幕設計。此外,重要的信息大多在同個水平面,比起上下左右等比例加大,增加左右寬度,更能有效率地提升單位面積的信息量。
不過,關于寬屏幕的由來,還有另一種比較偏陰謀論的說法。所謂的屏幕尺寸是指屏幕的對角線長度。要計算4:3的21寸屏幕面積,可以假設三邊邊長各是4x、3x,剛好是學校課本里最受歡迎的(3,4,5)直角三角形,對角線即是5x=21寸,x=4.2寸,可求得面積12x2=211.7平方英寸。用一樣的方式可以求得16:9的21寸屏幕面積是188.4平方英寸。同樣標示21寸的屏幕,卻因為換了個比例,頓時少了11%的面積!
如果是某些特定媒體報導,可能會出現“面板廠商借變更長寬比例偷工減料”這樣的標題。要是三立八點檔(臺灣電視劇黃金檔)則可能是以下的臺詞:
“嗚,你怎么可以這樣欺騙我,你說這樣更符合人的視角范圍,景象可以更自然呈現。說得這么好聽,結果你竟然背地里偷工減料,阿哩機咧謀良心的。”
從4:3變成16:9究竟是視覺考慮還是成本考慮,亦或兩者皆是,兩者皆非,我們無法從中得知。但可以確定的是,如今4:3已經消失,16:9的寬屏幕尺寸即將一統江湖。
寬屏幕很合理,但如果各種“比例”有知覺,他們一定忿忿不平,畢竟在比例的國度里,有更多知名的前輩,好比希臘建筑最愛的1.618黃金比例,伊斯蘭建筑最常用的2.414白銀比例。怎么說都輪不到16:9這個趨近1.78:1的怪比例登場。
這一切,都要從屏幕比例的大戰說起。
1930年初,好萊塢拍攝電影時采用了偉大發明家愛迪生團隊所制定的4:3比例,我們并不知道他當初為何使用這個比例,或許是技術上,或許是愛迪生的數學課本里也有很多(3,4,5)正三角形,讓他愛上這個比例。
4:3比例問世后,不管是家里的電視,或電影院的大屏幕都采用這個比例。然而,電影院的老板發現他們必須提供一些特別的體驗,才能讓觀眾付錢進戲院。他們將腦筋動到寬屏幕上,推出各式各樣的寬屏幕比例,帶給觀眾不同于電視的視覺饗宴,其中最成功的比例是2.35:1。于是,很長一段時間這4:3與2.35:1并存,各自有各自的一片發展空間。
直到我們生活中又多了計算機,電視里多了專門撥放電影的有線電影臺,問題開始浮出水面。如果各位跟我差不多年紀,應該會有印象,小時候轉到影片臺,偶爾會看到那種讓你以為屏幕壞掉,上下兩大片黑色,只有中間小小一塊有畫面,那就是用4:3電視看2.35:1比例電影的下場。
這時,16:9的屏幕躍上了屏幕比例的舞臺,因為它能最有效率地顯示4:3與2.35:1這兩種不同比例的影片。用數學術語來說就是:16:9是能包含等面積的4:3與2.35:1的兩個長方形下,最小長方形的長寬比。
以下圖為例,能包住8公分x6公分(4:3)與10.6公分x4.5公分(2.35:1)這兩個等面積長方形的長方形,他的長寬比是10.6/6=1.76,剛好趨近于16:9。
(制圖/賴以威)用更嚴謹的數學證明。假設4:3長方形的長為1.33x、寬為x;假設2.35:1長方形的長是2.35y、寬是y。因為面積相等,可以得到等式1.33x2=2.35y2,化簡可得x/y=根號(2.35/1.33)。
如此一來,能包住4:3長方形與2.35:1長方形的最小長方形,它的長是2.35y,寬是x(因為x>y),可求得長寬比2.35y/x=2.35x根號(1.33/2.35)=根號(1.33x2.35)=1.77,近似16:9。根號(ab)是幾何平均數,對這名稱有點模糊的人可以想想高中考試會出現的算數-幾何不等式:算術平均數大于等于幾何平均數。就是這個幾何平均數。
我們可以驗證看看是否16:9真的可以有效地降低屏幕的浪費。使用16:9的屏幕看2.35:1的影片時,浪費的黑色部分與屏幕的比例是(屏幕面積-影片面積)/(屏幕面積),化簡后可得是1-y/x=24.8%。但要是用4:3的屏幕來看2.35:1的影片,這時候因為要讓兩邊的長度相等,我們得到2.35y=1.33x的等式,化簡后可得y/x比值為1.33/2.35,浪費的面積是上下兩條,有高達1-y/x=43.4%的屏幕比例都是黑的。
反過來,要是用16:9屏幕看4:3影片,浪費的部分是1-1.33/2.35x根號(x/y)=24.8%,和看2.35:1的影片時一樣。如果是用2.35:1屏幕看4:3影片,因為得讓寬相等x=y,浪費的面積是左右兩條,浪費比例高達1-1.33/2.35=43.4%。剛好和用4:3屏幕看2.35:1影片相同。
原本是4:3與2.35:1的屏幕比例戰爭,最后卻不是由其中一方獲勝,而是一開始默默無名的16:9統一了屏幕比例。這則故事告訴我們,成功的關鍵,有時不在于誰最優秀、誰先發制人,而在于誰最懂得兼容并蓄,讓每個人都有發揮的機會,就能把握住時機,趁勢而起。
作者:賴以威
臺灣大學電子工程博士 中研院博士后研究員
作為一個與科技同時代的人,我知道它的來由,是當年日本在探索高清領域的時候,最開始是走模擬的,許多相關的參數都要固化到電路上,可變的參數意味著電路成倍的復雜性,完全不象數碼科技這么靈活地改變許多參數那么容易,比例必須固定下來才能安全地往下發展。于是用幾種比例方案做優選,經過幾次國際觀摩討論,最后大家覺得16:9最為推薦,于是就這么定了。
有考證精神的同學,請查找87年前后關于日本制定高清電視方面的資料就知道我說得沒錯。
至于比例不對的問題,實際上是個二次問題。我的意思是說:4:3和16:9的差別是一個問題,如何切換、適應這個差別是第二個問題,這個問題是國人粗糙、無知、少識、貪婪、怪癖、懶惰等原因造成的。
因為16:9更符合黃金比例(其實更更符合的應該是16:10),所以16:9是電視的趨勢。至于為什么看起來胖了,是因為電視臺的信號還是4:3,和電視機不匹配,所以看到的畫面是變形了的!但現在16:9的頻道也已經有了,比如鳳凰衛視,比如cctv5,以及各大高清頻道。看這些臺畫面就是正常的,人也就不會胖了。
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