Всичко, което знаете за резолюцията на изображението, вероятно е неправилно

2024 Автор: Geoffrey Carr | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 11:00

"Резолюция" е термин, който хората често хвърлят наоколо - понякога неправилно - когато говорят за изображения. Тази концепция не е толкова черно-бяла, колкото "броя пиксели в изображението". Продължете да четете, за да разберете какво не знаете.

Както и при повечето неща, когато дисектирате популярен термин като "резолюция" на аудемично (или изгубено) ниво, ще откриете, че това не е толкова просто, колкото може да сте били принудени да вярвате. Днес ще видим до каква степен идеята за "резолюция" отива, накратко да се говори за последиците от термина и малко за това какво означава по-висока резолюция в графиката, печата и фотографията.

Така че, дух, изображенията са направени от пиксели, нали?

Това е начина, по който вероятно сте разяснявали резолюцията: изображенията са масив от пиксели в редове и колони и изображенията имат предварително определен брой пиксели, а по-големите изображения с по-голям брой пиксели имат по-добра разделителна способност … нали? Ето защо сте толкова изкушени от тази 16-мегапикселова цифрова камера, защото много пиксели са същите като с висока разделителна способност, нали? Е, не точно, защото резолюцията е малко по-мрачна от това. Когато говорим за изображение, като например кофа от пиксели, вие не обръщате внимание на всички други неща, които правят изображението по-добро. Но без съмнение част от това, което прави изображението "висока резолюция", има много пиксели, за да създаде разпознаваем образ.

Може да е удобно (но понякога погрешно) да се обаждат изображения с много мегапиксели "висока разделителна способност". Тъй като разделителната способност надхвърля броя на пикселите в изображението, би било по-точно да го наречем изображение с висока резолюция на пикселите, или висока плътност на пикселите, Плътността на пикселите се измерва в пиксели на инч (PPI), или понякога на точки на инч (DPI). Тъй като плътността на пикселите е мярка за точки свързано с един инч, един инч може да има десет пиксела в него или един милион. И изображенията с по-висока плътност на пикселите ще могат да решават подробностите по-добре - поне до точка.

Малко погрешната идея за "високи мегапиксели = висока разделителна способност" е нещо като пренасяне от дните, когато цифровите изображения просто не можаха да покажат достатъчно подробности за изображението, защото не бяха достатъчно малки строителни блокове, за да се направи приличен образ. Така че, тъй като цифровите дисплеи започват да имат повече елементи от картината (известни също като пиксели), тези изображения са в състояние решение повече подробности и да даде по-ясна представа за това, което се случва. В определен момент необходимостта от милиони и милиони повече елементи от картината спира да бъде полезна, тъй като достига до горната граница на другите начини, по които детайлът в изображението се решава. Заинтригуван? Нека да погледнем.

Оптика, Детайли и Разрешаване на данни за изображения

Друга важна част от резолюцията на изображението е свързана директно с начина, по който е заловен. Някои устройства трябва да анализират и записват данни от изображения от източник. Това е начинът, по който се създават повечето видове изображения. Той се отнася и за повечето цифрови устройства за изображения (цифрови SLR камери, скенери, уеб камери и т.н.), както и за аналогови методи за изображения (като филмови камери). Без да навлизаме в прекалено много техническа работа за камерите, можем да говорим за нещо, наречено "оптична резолюция".

Просто казано, резолюцията по отношение на всякакъв вид изображения означава "способност за разрешаване на детайлите"Ето една хипотетична ситуация: Вие купувате фантазия-панталони, супер мегапикселова камера, но имате проблеми да правите остри снимки, защото лещата е ужасна. Просто не можете да го съсредоточите и да имате размазани снимки, които нямат подробности. Можете ли да повикате изображението си с висока разделителна способност? Може да бъдете изкушени, но не можете. Можете да мислите за това като за какво оптична разделителна способност означава. Обективите или други средства за събиране на оптични данни имат горни граници за размера на детайлите, които могат да заснемат. Те могат да улавят толкова много светлина на базата на форм фактор (широкоъгълен обектив спрямо телеобектив), тъй като факторът и стилът на лещите позволяват повече или по-малко светлина.

Светлината също има тенденция към пречупвам и / или да предизвикат изкривявания на светлинни вълни, наречени аберации. И двете създават изкривявания на детайлите на изображението, като запазват светлината от точно фокусиране, за да създават ясни снимки. Най-добрите лещи са оформени за ограничаване на дифракцията и следователно осигуряват по-висока горна граница на детайлност, независимо дали целевият изображение има мегапикселова плътност, за да записва детайлите или не. А Хроматичната аберация, илюстрирано по-горе, е когато различни дължини на вълните на светлината (цветовете) се движат с различни скорости през лещата, за да се сближат по различни точки. Това означава, че цветовете са изкривени, детайлите са възможно изгубени и изображенията се записват неточно въз основа на тези горни граници на оптичната разделителна способност.

Цифрови фотосензори също имат горната граница на способностите, въпреки че е изкушаващо просто да се предположи, че това е свързано само с мегапиксели и плътност на пикселите. В действителност това е друга мрачна тема, пълна със сложни идеи, достойни за собствена статия.Важно е да имате предвид, че има странни компромиси за решаване на детайлите с по-високи мегапикселови сензори, затова ще продължим още по-задълбочено за момент. Ето още една хипотетична ситуация - извадихте старата си висока мегапикселова камера за чисто нова с два пъти повече мегапиксела. За съжаление купувате един в същата култура като последния си фотоапарат и се сблъсквате с проблеми при снимане в условия на слаба осветеност. Вие губите много детайли в тази среда и трябва да заснемате в супер бързи ISO настройки, правейки вашите изображения зърнести и грозни. Търговският разговор е този - вашият сензор има снимки, малки малки рецептори, които улавят светлина. Когато пакетирате все повече и повече фотографии върху даден сензор, за да създадете по-голям брой мегапиксели, губите по-големите снимки, които могат да заснемат повече фотони, което ще ви помогне да направите повече подробности в тези условия на слабо осветление.

Поради тази зависимост от ограничени средства за записване на светлина и ограничена оптика за събиране на светлина, разделителната способност може да бъде постигната чрез други средства. Тази снимка е изображение на Ansel Adams, известен със своите постижения в създаването на изображения с висока динамика, използвайки техники за избягване и изгаряне, обикновени фотохартии и филми. Адамс беше гений при вземането на ограничени медии и използването му, за да разреши възможно най-много подробности, като ефективно отклони много от ограниченията, за които говорихме по-горе. Този метод, както и тоналното картографиране, е начин да се увеличи разделителната способност на изображение, като се появят подробности, които иначе не биха могли да се видят.

Разрешаване на детайлите и подобряване на изображенията и отпечатването

Тъй като "резолюцията" е толкова широкообхватно, то има и въздействие върху печатарската индустрия. Вероятно сте наясно, че напредъкът през последните няколко години направи телевизори и монитори с по-висока дефиниция (или поне направи по-висока дефрагментираща монитори и телевизори по-търговски жизнеспособни). Подобни революции в технологиите за изображения подобряват качеството на изображенията в печат - и да, това също е "резолюция".

Когато не говорим за вашия офис мастилено-струен принтер, ние обикновено говорим за процеси, които създават полутонове, линеони и твърди форми в някакъв вид междинен материал, използван за прехвърляне на мастило или тонер върху някакъв вид хартия или субстрат. Или, по-просто казано, "оформя нещо, което поставя мастило върху друго нещо". Изображението, отпечатано по-горе, най-вероятно е отпечатано с някакъв офсетов литографски процес, както и повечето цветни изображения в книгите и списанията във вашия дом. Изображенията се свеждат до редици от точки и се поставят върху няколко различни повърхности за печат с няколко различни мастила и се рекомбинират, за да се създават отпечатани изображения.

Печатащите повърхности обикновено се изобразяват с някакъв вид фоточувствителен материал, който има собствена резолюция. И една от причините, поради които качеството на печат се е подобрило толкова драстично през последното десетилетие, е увеличената резолюция на подобрените техники. Модерните офсетови преси увеличават разделителната способност на детайлите, тъй като използват прецизни компютърно управлявани лазерни системи за изобразяване, подобни на тези, които се предлагат във Вашия лазерен принтер за офис. (Има и други методи, но лазерът може би е най-доброто качество на изображението.) Тези лазери могат да създават по-малки, по-точни, по-стабилни точки и форми, които създават по-добри, по-богати, по- печатни повърхности, които могат да отстранят повече подробности. Отделете малко време, за да разгледате отпечатъците, направени напоследък като тези от началото на 90-те, и ги сравнете с модерните - скокът в разделителната способност и качеството на печат е доста изумително.

Не обърквайте мониторите и изображенията

Възможно е лесно да се счупи разделителната способност на изображенията с разделителната способност на монитора ви. Не се изкушавайте само защото гледате изображения на монитора и двете са свързани с думата "пиксел". Може да е объркващо, но пикселите в изображенията имат променлива дълбочина на пикселите (DPI или PPI, което означава, че могат да имат променлива пиксели на инч), докато мониторите имат фиксиран брой физически жични, контролирани от компютъра цветни точки, които се използват за показване на изображенията, когато компютърът ви го поиска. Наистина един пиксел не е свързан с друг. Но те могат да се наричат "елементи на картината", така че и двата да се наричат "пиксели". Казано просто, пикселите в изображенията са начин за запис изображения, докато пикселите в мониторите са начини да показ тези данни.

Какво означава това? Като цяло, когато говорим за резолюцията на мониторите, става дума за много по-ясен сценарий, отколкото за резолюцията на изображението. Макар че има други технологии (за които няма да обсъждаме днес) мога подобряване на качеството на изображението - просто поставяйте, повече пиксели на екрана добавят към способността на дисплея да решава по-точно детайлите.

В крайна сметка можете да мислите за изображенията, които създавате като за крайна цел - средата, с която ще ги използвате. Изображенията с изключително висока плътност на пикселите и разделителна способност на пикселите (високи мегапикселови изображения, заснети от фантастични цифрови фотоапарати, например) са подходящи за използване от много пикселна плътна (или "плътна" печатна среда), като мастилено-струен или офсетов печат има много подробности за разрешаването на принтера с висока разделителна способност. Но изображенията, предназначени за мрежата, имат много по-ниска плътност на пикселите, тъй като мониторите имат приблизително 72 ppi плътност и почти всички от тях достигат около 100 ppi. Ерго, само толкова "резолюция" може да се види на екрана, но всички подробности, които са разрешени, могат да бъдат включени в действителния файл с изображения.

Простите куршуми сочат, че това е "резолюцията" не е толкова просто, колкото използването на файлове с много и много пиксели, но обикновено е функция на решаване на детайлите на изображението, Поддържайки тази проста дефиниция, не забравяйте, че има много аспекти за създаване на изображение с висока разделителна способност, като резолюцията на пикселите е само една от тях. Мисли или въпроси за днешната статия? Уведомете ни за тях в коментарите или просто изпратете вашите въпроси на [email protected].

Кредити за изображението: Desert Girl от bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Лего пикселско изкуство от Емануел Дигайро, Creative Commons. Лего тухли от Бенджамин Ешъм, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W от Cary и Kacey Jordan, Creative Commons. Диаграми на Chromatic Abbertation от Боб Мелиш и DrBob, GNU Лиценз чрез Уикипедия.Сензор Клеар Лупе от Мишел Тояма, Creative Commons.Ansel Adams изображение в публичен домейн. Отместване от Томас Рот, Creative Commons. RGB LED от Tyler Nienhouse, Creative Commons.