Все, що ви знаєте про дозвіл зображення, ймовірно, є неправильним

«Роздільна здатність» - це термін, який люди часто кидають навколо, іноді неправильно, коли говорять про зображення. Ця концепція не така чорно-біла, як «кількість пікселів у зображенні». Продовжуйте читати, щоб дізнатися, чого ви не знаєте.

Як і в більшості речей, коли ви розкриваєте популярний термін, подібний до "дозволу", до рівня ацемічного (або химерного) рівня, ви виявите, що це не так просто, як ви могли повірити. Сьогодні ми побачимо, наскільки далеко йде концепція «дозволу», коротко розповімо про наслідки цього терміну, і трохи про те, що означає більш високий дозвіл у графіці, друк та фотографіях.

Так, Duh, Зображення зроблені з пікселів, право?

Ось спосіб, який ви, напевно, мали розв'язання дозволу: зображення являють собою масив пікселів у рядках і стовпцях, а зображення мають певну кількість пікселів, а більші зображення з більшою кількістю пікселів мають кращу роздільну здатність ... правильно? Ось чому ви так спокушаєтеся цією 16-мегапіксельною цифровою камерою, тому що багато пікселів такі ж, як висока роздільна здатність, чи не так? Ну, не зовсім, тому що роздільна здатність трохи темніша. Коли ви розмовляєте про зображення, як про відро пікселів, ви ігноруєте всі інші речі, які в першу чергу роблять зображення краще. Але, без сумніву, одна частина того, що робить зображення з високою роздільною здатністю, має багато пікселів для створення розпізнаваного зображення.

Це може бути зручним (але іноді неправильним) викликом зображень з великою кількістю мегапікселів «з високою роздільною здатністю». Тому що роздільна здатність виходить за межі кількості пікселів у зображенні, то точніше було б називати це зображення високим. роздільна здатність пікселів, або високий щільність пікселів. Щільність пікселів вимірюється в пікселях на дюйм (PPI), а іноді точок на дюйм (DPI). Тому що щільність пікселів є мірою точок щодо дюйм, один дюйм може мати десять пікселів або мільйон. І зображення з більш високою щільністю пікселів зможуть краще вирішити деталь - принаймні до точки.

Дещо невірна ідея “високих мегапікселів = висока роздільна здатність” є свого роду перенесенням із днів, коли цифрові зображення просто не могли відобразити достатню деталізацію зображення, тому що не було достатньо маленьких будівельних блоків, щоб скласти гідне зображення. Так як цифрові дисплеї почали мати більше елементів зображення (також відомих як пікселі), ці зображення могли вирішувати більш детально і дати чітку картину того, що відбувається. У певний момент потреба в мільйонах і мільйонах елементів зображення перестає бути корисною, оскільки вона досягає верхньої межі інших способів вирішення деталізації зображення. Заінтригований? Давайте подивимося.

Оптика, деталі та розпізнавання даних зображення

Інша важлива частина роздільної здатності зображення безпосередньо стосується способу її захоплення. Деякі пристрої повинні аналізувати і записувати дані зображення з джерела. Саме так створюється більшість зображень. Це також стосується більшості цифрових пристроїв обробки зображень (цифрові дзеркальні фотокамери, сканери, веб-камери тощо), а також аналогові способи формування зображень (наприклад, на плівкових камерах). Не потрапляючи в занадто багато технічних поглядів про те, як працюють камери, ми можемо говорити про те, що називається «оптичним дозволом».

Простіше кажучи, резолюція щодо будь-якого виду зображення означає "здатність вирішувати деталі.Ось гіпотетична ситуація: ви купуєте фантазійні штани, супермігапіксельну камеру, але виникають проблеми з гострими знімками, тому що об'єктив страшний. Ви просто не можете зосередити його, і він приймає розмиті знімки, які не мають деталей. Чи можете ви назвати своє зображення високою роздільною здатністю? Ви можете спокуситися, але ви не можете. Ви можете думати про це як про те, що оптичне дозвіл засоби. Об'єктиви або інші засоби збору оптичних даних мають верхню межу до кількості деталей, які вони можуть захопити. Вони можуть захоплювати стільки світла на основі форм-фактора (ширококутний об'єктив у порівнянні з телефотооб'єктивом), оскільки фактор і стиль об'єктива дозволяють більш-менш світло.

Світло також має тенденцію до дифракція та / або створюють викривлення світлових хвиль аберації. Обидва створюють спотворення деталей зображення, зберігаючи світло від чіткого фокусування для створення чітких зображень. Найкращі лінзи формуються для обмеження дифракції і тому забезпечують більш високу верхню межу деталізації, чи має цільовий файл зображення мегапіксельну щільність для запису деталей або не. A Хроматична аберація, Проілюстровано вище, коли різні довжини хвиль світла (кольори) рухаються з різною швидкістю через лінзу для зближення в різних точках. Це означає, що кольори спотворені, деталі є можливо втрачені, а зображення записуються неточно на основі цих верхніх меж оптичного дозволу.

Цифрові фотосенсори також мають верхню межу здатності, хоча спокусливо припустити, що це стосується тільки мегапікселів і щільності пікселів. Насправді, це ще одна темна тема, повна складних ідей, які заслуговують на власну статтю. Важливо мати на увазі, що існують дивні компроміси для вирішення деталей з більш високими мегапіксельними датчиками, тому ми на мить підемо ще глибше. Ось ще одна гіпотетична ситуація - ви відкочуєте свою стару високомегапіксельну камеру для абсолютно нового з подвійною кількістю мегапікселів. На жаль, ви купуєте один за той самий фактор культури, що і ваша остання камера, і виникають проблеми при зйомці в умовах слабкого освітлення. Ви втрачаєте багато деталей в цьому середовищі і повинні знімати в надзвичайно швидких настройках ISO, роблячи ваші зображення зернистими і потворними. Компроміс - це ваш фотоапарат, маленькі рецептори, які захоплюють світло. Коли ви пакуєте більше фотографій на сенсор, щоб створити більш високу кількість мегапікселів, ви втратите більшу кількість фотографій, які здатні захопити більше фотонів, що допоможе зробити більш детальну інформацію в умовах слабкого освітлення..

Завдяки цій залежності від обмеженого світлового носія та обмеженої оптики збору світла, дозвіл деталей можна досягти за допомогою інших засобів. Ця фотографія є зображенням Анселя Адамса, відомого своїми досягненнями у створенні зображень високого динамічного діапазону, використовуючи ухилення та спалювання, а також звичайні фотопапери та фільми. Адамс був генієм, що використовував обмежені засоби масової інформації та використовував її для вирішення максимально можливої ​​кількості деталей, ефективно відхиляючи багато обмежень, про які ми говорили вище. Цей метод, а також тональне відображення - це спосіб збільшити роздільну здатність зображення, вивівши деталі, які в іншому випадку не можна було б побачити.

Вирішення деталей та покращення зображень і друку

Оскільки «дозвіл» є настільки широким терміном, він також впливає на поліграфічну промисловість. Ви, напевно, усвідомлюєте, що досягнення останніх кількох років зробили телевізори та монітори високого рівня (або, принаймні, зробили більш комерційну життєздатність моніторів з високою роздільною здатністю та телевізорів). Подібні революції в технології обробки зображень поліпшують якість зображень у друкованих виданнях і, так, це теж є «дозволом».

Коли ми не говоримо про ваш офісний струменевий принтер, ми зазвичай говоримо про процеси, які створюють напівтони, лінетони та тверді форми в певному проміжному матеріалі, який використовується для перенесення чорнила або тонера на певний папір або підкладку. Або, простіше кажучи, "форми на річ, яка ставить чорнило на іншу річ". Зображення, надруковане вище, швидше за все, було надруковано за допомогою якого-небудь офсетного процесу літографії, як і більшість кольорових зображень у книгах і журналах вашого будинку. Зображення зводяться до рядків точок і розміщуються на декількох різних поверхнях друку з декількома різними чорнилами, і вони створюються для створення друкованих зображень.

Друкарські поверхні, як правило, зображені з деяким фоточутливим матеріалом, який має власну роздільну здатність. Однією з причин того, що якість друку значно покращилася протягом останнього десятиліття, є збільшення роздільної здатності вдосконалених технологій. Сучасні офсетні преси збільшують роздільну здатність деталей, тому що вони використовують точні системи керування лазером, керовані комп'ютером, подібні до тих, які є у вашому офісному лазерному принтері. (Є й інші способи, але лазер - це, мабуть, найкраща якість зображення.) Ці лазери можуть створювати менші, точніші, більш стабільні крапки та фігури, які створюють кращі, багатші, більш безшовні, більш високоякісні відбитки на основі поверхні друку, здатні вирішувати більш детально. Знайдіть хвилинку, щоб подивитися на відбитки, зроблені нещодавно, як на початку 90-х років, і порівняйте їх із сучасними - стрибок у вирішенні та якості друку - приголомшливий.

Не плутайте моніторів і зображень

Досить легко розділити роздільну здатність зображень із роздільною здатністю монітора. Не піддавайтеся спокусі, тільки тому, що ви дивитеся на зображення на моніторі, і обидва пов'язані зі словом "піксель". пікселів на дюйм), тоді як монітори мають фіксовану кількість фізично провідних, контрольованих комп'ютером точок кольору, які використовуються для відображення даних зображення, коли комп'ютер просить. Дійсно, один піксель не пов'язаний з іншим. Але вони обидва можуть бути названі "елементами зображення", тому обидва вони називаються "пікселями". Просто сказано, що пікселі зображень є способом запису зображення, в той час як пікселі в моніторах є способами відображення ці дані.

Що це означає? Взагалі кажучи, коли ви говорите про дозвіл моніторів, ви говорите про набагато більш чіткий сценарій, ніж з роздільною здатністю зображення. Хоча є й інші технології (жодна з яких ми не обговоримо сьогодні) може покращити якість зображень - простіше кажучи, більше пікселів на дисплеї додають до здатності дисплея вирішувати деталі більш точно.

Зрештою, ви можете думати про створені вами образи як про кінцеву мету - про медію, на якій ви збираєтеся їх використовувати. Зображення з надзвичайно високою щільністю пікселів і роздільною здатністю пікселів (наприклад, зображення з високою мегапіксельною здатністю, отримані, наприклад, з фантастичних цифрових фотоапаратів) підходять для використання з дуже щільного (або «друкованого») щільного друкованого середовища, такого як струменевий або офсетний друк, оскільки є багато деталей для принтера з високою роздільною здатністю для вирішення. Але зображення, призначені для Інтернету, мають набагато нижчу щільність пікселів, оскільки монітори мають щільність пікселів приблизно 72 ppi, і майже всі вони мають точність близько 100 ppi. Так, на екрані можна переглядати лише таку велику роздільну здатність, але всі деталі, які вирішуються, можуть бути включені у фактичний файл зображення.

Прості кулі вказують на те, що "дозвіл" не так просто, як використання файлів з великою кількістю і великою кількістю пікселів, але зазвичай це функція вирішення деталей зображення. Маючи на увазі це просте визначення, просто пам'ятайте, що існує багато аспектів створення зображення з високою роздільною здатністю, з роздільною здатністю пікселів, яка є лише одним з них. Думки або питання про сьогоднішню статтю? Повідомте нам про них у коментарях або просто надішліть запитання на [email protected].

Зображення Кредити: Пустеля дівчина Бхагаткумар Бхагаваті, Creative Commons. Lego Pixel art від Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Lego Bricks від Бенджаміна Ешама, Creative Commons. D7000 / D5000 B&W від Cary і Kacey Jordan, Creative Commons. Хроматичні діаграми Аббертації Боб Мелліш і DrBob, GNU License через Вікіпедію. Сенсор Klear Loupe від Micheal Toyama, Creative Commons. Ансель Адамс зображення у відкритому доступі. Зсув Томаса Рота, Creative Commons. RGB LED від Tyler Nienhouse, Creative Commons.