Все, что вы знаете о разрешении изображения, вероятно, неверно

2023 Автор: Geoffrey Carr | [email protected]. Последнее изменение: 2023-08-25 10:55

«Разрешение» - это термин, который люди часто бросают - иногда неправильно - когда речь идет о изображениях. Эта концепция не такая черная и белая, как «количество пикселей в изображении». Продолжайте читать, чтобы узнать, чего не знаете.

Как и в большинстве случаев, когда вы анализируете популярный термин, такой как «разрешение», на уровень acedemic (или geeky), вы обнаружите, что это не так просто, как вы могли бы поверить. Сегодня мы увидим, насколько далеко продвинулась концепция «разрешения», кратко расскажу о последствиях этого термина и немного о том, что означает более высокое разрешение в графике, печати и фотографии.

Итак, Дух, изображения сделаны из пикселей, правильно?

Вот как вы, вероятно, объяснили вам разрешение: изображения представляют собой массив пикселей в строках и столбцах, а изображения имеют предопределенное количество пикселей, а большие изображения с большим количеством пикселей имеют лучшее разрешение … правильно? Вот почему вы так искушаетесь этой 16-мегапиксельной цифровой камерой, потому что много пикселей - это то же самое, что и высокое разрешение, не так ли? Ну, не совсем так, потому что разрешение немного мутнее, чем это. Когда вы говорите об изображении, например, это всего лишь ведро пикселей, вы игнорируете все другие вещи, которые в первую очередь улучшают изображение. Но, без сомнения, одна часть того, что делает изображение «с высоким разрешением», имеет много пикселей для создания узнаваемого изображения.

Это может быть удобно (но иногда и неправильно) для вызова изображений с большим количеством мегапикселей «с высоким разрешением». Поскольку разрешение выходит за рамки количества пикселей на изображении, было бы более точным назвать его изображением с высоким разрешение пикселей, или высокий плотность пикселей, Плотность пикселей измеряется в пикселях на дюйм (PPI) или иногда в точках на дюйм (DPI). Поскольку плотность пикселей является мерой точек относительно дюйм, один дюйм может иметь десять пикселей в нем или миллион. И изображения с более высокой плотностью пикселей смогут лучше разрешать детали - по крайней мере, до точки.

Несколько ошибочная идея «high megapixel = high resolution» - это своего рода перенос с тех пор, когда цифровые изображения просто не могли отображать достаточную детализацию изображения, потому что не было достаточного количества небольших блоков для создания достойного изображения. Так как на цифровых дисплеях появилось больше элементов изображения (также называемых пикселями), эти изображения были способны разрешить более подробно и дать более четкое представление о том, что происходит. В определенный момент потребность в миллионах и миллионах элементов изображения перестает быть полезной, так как она достигает верхнего предела других способов разрешения деталей в изображении. Заинтригованный? Давайте взглянем.

Оптика, детализация и разрешение данных изображения

Другая важная часть резолюции изображения напрямую связана с тем, как она захватывается. Некоторое устройство должно анализировать и записывать данные изображения из источника. Так создается большинство видов изображений. Это также относится к большинству цифровых устройств обработки изображений (цифровые зеркальные камеры, сканеры, веб-камеры и т. Д.), А также к аналоговым методам визуализации (например, к фильмам). Не вдаваясь в слишком много технических проблем, как работают камеры, мы можем говорить о чем-то, называемом «оптическое разрешение».

Проще говоря, резолюция в отношении любого вида изображений означает способность решать детали. «Вот гипотетическая ситуация: вы покупаете необычные штаны, супер-мегапиксельную камеру, но у вас проблемы с резкими снимками, потому что объектив ужасен. Вы просто не можете сфокусировать его, и ему нужны размытые снимки, в которых нет деталей. Можете ли вы назвать свое высокое разрешение изображения? У вас может возникнуть соблазн, но вы не можете. Вы можете думать об этом как о том, что оптическое разрешение средства. Объективы или другие средства сбора оптических данных имеют верхние пределы количества деталей, которые они могут захватывать. Они могут захватывать столько света на основе форм-фактора (широкоугольный объектив по сравнению с объективом телеобъектива), поскольку коэффициент и стиль объектива позволяют в более или менее легком свете.

Свет также имеет тенденцию преломлять и / или создавать искажения световых волн, называемых аберраций. Оба создают искажения деталей изображения, сохраняя свет от точной фокусировки для создания резких снимков. Лучшие линзы формируются для ограничения дифракции и, следовательно, обеспечивают более высокий верхний предел детализации, независимо от того, имеет ли файл целевого изображения мегапиксельную плотность для записи детали или нет. Хроматическая аберрация, как показано выше, это когда разные длины волн света (цвета) движутся с разной скоростью через линзу, чтобы сходиться в разных точках. Это означает, что цвета искажены, детализация возможно и изображения записываются неточно на основе этих верхних пределов оптического разрешения.

Цифровые фотодатчики также имеют верхние пределы возможностей, хотя соблазн просто предположить, что это связано только с мегапикселями и плотностью пикселей. На самом деле это еще одна мутная тема, полная сложных идей, достойных собственной статьи.Важно иметь в виду, что есть странные компромиссы для решения деталей с более высокими мегапиксельными датчиками, поэтому мы продолжим углубляться на мгновение. Вот еще одна гипотетическая ситуация: вы вырезаете свою старую высокомегапиксельную камеру для совершенно новой, с двумя мегапикселями. К сожалению, вы покупаете тот же коэффициент урожая, что и ваша последняя камера, и сталкиваетесь с проблемами при съемке в условиях низкой освещенности. Вы теряете много деталей в этой среде и должны снимать в супер быстрых настройках ISO, делая ваши изображения зернистыми и уродливыми. Компромисс заключается в том, что у вашего сенсора есть фотоизы, маленькие крошечные рецепторы, которые захватывают свет. Когда вы собираете все больше и больше фотографий на сенсор для создания более высокого мегапикселя, вы теряете более крупные, более крупные фотоситы, способные захватывать больше фотонов, что поможет сделать более детализированными в этих условиях низкой освещенности.

Из-за этой зависимости от ограниченных носителей записи и ограниченной оптики сбора света разрешение детализации может быть достигнуто с помощью других средств. Эта фотография представляет собой изображение Ансела Адамса, известного своими достижениями в создании изображений с высоким динамическим диапазоном, используя методы уклонения и обжига, а также обычные фотобумаги и фильмы. Адамс был гением при использовании ограниченных носителей и использовал его для разрешения максимального количества возможных деталей, эффективно обойдя многие из ограничений, о которых мы говорили выше. Этот метод, а также тональное сопоставление - способ увеличить разрешение изображения, выведя детали, которые в противном случае не были бы видны.

Разрешение деталей и улучшение обработки изображений и печати

Поскольку «разрешение» является таким широко распространенным термином, оно также оказывает влияние на полиграфическую промышленность. Вероятно, вам известно, что за последние несколько лет продвижение телевизоров и мониторов привело к более высокому определению (или, по крайней мере, более высокоэффективным мониторам и телевизорам, более коммерчески жизнеспособным). Подобные технологии обработки изображений улучшают качество изображений в печати - и да, это тоже «разрешение».

Когда мы говорим не о вашем офисном струйном принтере, мы обычно говорим о процессах, которые создают полутоны, линетоны и твердые формы в каком-то промежуточном материале, используемом для переноса чернил или тонера на какую-то бумагу или подложку. Или, проще говоря, «фигуры на вещи, которая чернила на другой вещи». Изображение, напечатанное выше, скорее всего, было напечатано с каким-то процессом офсетной литографии, как и большинство цветных изображений в книгах и журналах в вашем доме. Изображения сводятся к строкам точек и наносятся на несколько разных поверхностей печати несколькими красками и рекомбинируются для создания печатных изображений.

На поверхностях печати обычно изображается какой-то светочувствительный материал, который имеет собственное разрешение. И одна из причин того, что качество печати значительно улучшилось за последнее десятилетие или около того, - это увеличение разрешения улучшенных методов. Современные офсетные прессы увеличили разрешение деталей, поскольку они используют точные компьютерные лазерные системы визуализации, аналогичные тем, которые используются в лазерном принтере для вашего офиса. (Есть и другие методы, но лазер, возможно, является лучшим качеством изображения.) Эти лазеры могут создавать более мелкие, более точные, более стабильные точки и формы, которые создают лучшие, более насыщенные, более бесшовные, более высокоэффективные отпечатки на основе печатные поверхности, способные решать более подробно. Потратьте немного времени, чтобы посмотреть на принты, выполненные совсем недавно, как и в начале 90-х годов, и сравнить их с современными - скачок в разрешении и качество печати довольно ошеломляют.

Не путайте мониторы и изображения

С разрешением монитора можно легко объединить разрешение изображений. Не поддавайтесь соблазнам, просто потому, что вы смотрите на изображения на своем мониторе, и оба связаны со словом «пиксель». Это может сбивать с толку, но пиксели в изображениях имеют переменную глубину пикселей (DPI или PPI, что означает, что они могут иметь переменную пикселей на дюйм), в то время как мониторы имеют фиксированное количество физически проводных, управляемых компьютером точек цвета, которые используются для отображения данных изображения, когда компьютер запрашивает его. Действительно, один пиксель не связан с другим. Но их можно назвать «элементами изображения», поэтому оба они называются «пикселями». Говорят просто, пиксели в изображениях являются способом запись изображения, а пиксели в мониторах - это способы дисплей это данные.

Что это значит? Вообще говоря, когда вы говорите о разрешении мониторов, вы говорите о гораздо более четком сценарии, чем о разрешении изображения. Хотя есть и другие технологии (ни один из которых мы не обсудим сегодня), Можно улучшить качество изображения - просто поставить, больше пикселей на дисплее добавить к способности дисплея более точно разрешить детали.

В конце концов, вы можете думать о том, какие изображения вы создаете как имеющие конечную цель - среду, на которой вы собираетесь их использовать. Изображения с чрезвычайно высокой плотностью пикселей и разрешением пикселей (например, изображения с высоким разрешением в мегапикселях, взятые из причудливых цифровых камер) подходят для использования с плотной (или «плотной») печатной средой с плотной плотностью (например, струйной или офсетной печатью) есть много деталей для принтера с высоким разрешением. Но изображения, предназначенные для Интернета, имеют значительно меньшую плотность пикселей, поскольку мониторы имеют плотность пикселей примерно 72 пикселя в пикселях, а почти все они составляют около 100 точек на дюйм. Ergo, на экране может отображаться только такое «разрешение», но все детали, которые разрешены, могут быть включены в фактический файл изображения.

Простые маркеры указывают на то, что «разрешение» не так просто, как использование файлов с большим количеством пикселей, но обычно это функция разрешение детали изображения, Помня это простое определение, просто помните, что существует много аспектов создания изображения с высоким разрешением, причем разрешение пикселей является лишь одним из них. Мысли или вопросы о сегодняшней статье? Сообщите нам о них в комментариях или просто отправьте свои вопросы на адрес [email protected].

Image Credits: Desert Girl by bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Искусство Lego Pixel от Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Lego Bricks от Benjamin Esham, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W от Cary and Kacey Jordan, Creative Commons. Графические диаграммы Abbertation Боба Меллиша и DrBob, Лицензия GNU через Википедию.Sensor Klear Loupe от Micheal Toyama, Creative Commons.Изображение Анселя Адамса в общественном достоянии. Смещение Томаса Рота, Creative Commons. RGB LED от Tyler Nienhouse, Creative Commons.