Allt du vet om bildresolution är troligen fel

"Upplösning" är en term som folk ofta kastar - ibland felaktigt - när man pratar om bilder. Detta koncept är inte lika svartvitt som "antalet pixlar i en bild." Fortsätt läsa för att ta reda på vad du inte vet.

Som med de flesta saker, när du dissekerar ett populärt begrepp som "upplösning" till en acedemisk (eller geeky) nivå, finner du att det inte är så enkelt som du kanske blivit ledd att tro. Idag ska vi se hur långt begreppet "resolution" går, kortfattat prata om begreppets betydelse och lite om vilken högre upplösning det innebär för grafik, tryckning och fotografering.

Så, Duh, bilder är gjorda av pixlar, höger?

Så här har du förmodligen fått en upplösning förklarad för dig: bilder är en rad pixlar i rader och kolumner, och bilderna har ett fördefinierat antal pixlar och större bilder med större antal pixlar har bättre upplösning ... eller hur? Det är därför du är så frestad av den 16 megapixel digitalkameran, eftersom många pixlar är samma som hög upplösning, eller hur? Tja, inte exakt, för att resolutionen är lite milderare än det. När du pratar om en bild som om det bara är en hink pixlar, ignorerar du alla andra saker som går in på att göra en bild bättre först. Men utan tvekan en del av det som gör en bild "hög upplösning" har många pixlar för att skapa en igenkännbar bild.

Det kan vara bekvämt (men ibland fel) att ringa upp bilder med massor av megapixlar "högupplöst". Eftersom upplösning går utöver antalet pixlar i en bild skulle det vara mer korrekt att kalla det en bild med hög pixelupplösning, eller högt pixel densitet. Pixeldensitet mäts i pixlar per tum (PPI), eller ibland punkter per tum (DPI). Eftersom pixeldensitet är ett mått på punkter släkt med en tum, en tum kan ha tio pixlar i den eller en miljon. Och bilderna med högre pixeldensitet kommer att kunna lösa detaljer bättre, åtminstone till en punkt.

Den något felaktiga idén med "hög megapixel = hög upplösning" är en form av överföring från de dagar då digitala bilder helt enkelt inte kunde visa tillräckligt med bilddetaljer eftersom det inte fanns tillräckligt med de små byggstenarna för att göra en anständig bild. Så som digitala bildskärmar började ha fler bildelement (även kända som pixlar) kunde dessa bilder lösa mer detaljerad och ge en tydligare bild av vad som händer. Vid en viss punkt slutar behovet av miljoner och miljontals bildelement vara till hjälp, eftersom det når den övre gränsen för de andra sätt som detaljerna i en bild är löst. Fascinerad? Låt oss ta en titt.

Optik, detaljer och lösa bilddata

En annan viktig del av upplösningen av en bild beror direkt på det sätt det fångas. Vissa enheter måste analysera och spela in bilddata från en källa. Så här bildar man de flesta typer av bilder. Det gäller även för de flesta digitala bildhanteringsenheter (digitala SLR-kameror, skannrar, webbkameror etc.) samt analoga metoder för bildbehandling (som filmbaserade kameror). Utan att gå in på för mycket teknisk gobbledygook om hur kameror fungerar kan vi prata om något som kallas "optisk upplösning".

Enkelt sagt, resolution, med avseende på någon form av bildbehandling, betyder "förmåga att lösa detaljer."Här är en hypotetisk situation: du köper en snyggbyxa, super hög megapixelkamera, men har problem med att ta skarpa bilder eftersom linsen är hemsk. Du kan bara inte fokusera på det, och det tar suddiga bilder som saknar detalj. Kan du ringa din högupplösta bild? Du kan bli frestad att, men du kan inte. Du kan tänka på detta som vad optisk upplösning betyder. Objektiv eller andra sätt att samla optiska data har övre gränser för hur mycket detaljer de kan fånga. De kan bara fånga så mycket ljus baserat på formfaktorn (en vidvinkelobjektiv jämfört med en teleobjektiv), eftersom linsens faktor och stil tillåter i mer eller mindre ljus.

Ljus har också en tendens till diffraktera och / eller skapa förvrängningar av ljusvågor som kallas aberrationer. Båda skapar snedvridningar av bildinformationen genom att hålla ljuset från att fokusera noggrant för att skapa skarpa bilder. De bästa linserna formas för att begränsa diffraktion och ger därför en högre övre gräns för detaljer, huruvida målbildsfilen har en megapixeldensitet för att spela in detaljerna eller inte. en Kromatisk Aberration, illustreras ovan är när olika våglängder (färger) rör sig i olika hastigheter genom en lins för att konvergera på olika punkter. Detta innebär att färgerna är snedvridna, detalj är eventuellt förlorade, och bilder spelas in felaktigt baserat på dessa övre gränser för optisk upplösning.

Digitala fotosensorer har också övre gränser för förmåga, även om det är frestande att bara anta att detta bara har att göra med megapixlar och pixeldensitet. I själva verket är detta ett annat skumt ämne, fullt av komplexa idéer som är värd en egenartikel. Det är viktigt att komma ihåg att det finns konstiga kompromisser för att lösa detaljer med högre megapixelsensorer, så vi går vidare djupet för ett ögonblick. Här är en annan hypotetisk situation - du slår ut din äldre hög megapixelkamera för en helt ny med dubbelt så många megapixlar. Tyvärr köper du en med samma grödfaktor som din senaste kamera och stöter på problem när du fotograferar i svagt ljus. Du förlorar mycket detalj i den miljön och måste skjuta i super snabba ISO-inställningar, vilket gör dina bilder korniga och fula. Avhandlingen är här-din sensor har fotoniter, små lilla receptorer som tar ljus. När du packar fler och fler fotositer på en sensor för att skapa ett högre megapixelantal, förlorar du de biffigare, större fotositerna som kan ta fler fotoner, vilket hjälper till att göra mer detaljer i de svaga ljusmiljöerna.

På grund av detta beroende av begränsat ljusinspelningsmedium och begränsad ljusinsamlingsoptik kan upplösning av detaljer uppnås genom andra medel. Detta foto är en bild av Ansel Adams, känd för sina prestationer när det gäller att skapa högupplösta bilder med hjälp av dodging och brinnande tekniker och vanliga fotopapper och filmer. Adams var ett geni på att ta begränsat media och använda det för att lösa den maximala mängden detaljer som var möjligt, vilket effektivt stöttade många av de begränsningar vi pratade om ovan. Denna metod, såväl som ton-mapping, är ett sätt att öka upplösningen av en bild genom att ta fram detaljer som annars inte skulle ses.

Lösning av detaljer och förbättring av bild och utskrift

Eftersom "upplösning" är så omfattande, har det också inverkan på tryckindustrin. Du är nog medveten om att framsteg under de senaste åren har gjort tv-apparater och övervakar högre definition (eller åtminstone gjort högre def monitorer och tv-apparater mer kommersiellt bärkraftiga). Liknande bildteknikvarvtal har förbättrat kvaliteten på bilderna i tryck, och det här är också "upplösning".

När vi inte pratar om inkjet-skrivare, pratar vi vanligtvis om processer som skapar halvtoner, linetoner och solida former i någon form av mellanliggande material som används för att överföra bläck eller toner till någon form av papper eller substrat. Eller, mer enkelt, "formar på en sak som lägger bläck på en annan sak." Den ovan angivna bilden var sannolikt tryckt med någon form av offset-litografi, liksom de flesta färgbilderna i böcker och tidskrifter i ditt hem. Bilderna reduceras till rader med prickar och läggs på några olika utskriftsytor med några olika bläck och rekombineras för att skapa tryckta bilder.

Utskriftsytorna avbildas vanligtvis med något slags ljuskänsligt material som har en egen upplösning. Och en av anledningarna till att utskriftskvaliteten har förbättrats så drastiskt under det senaste decenniet eller så är den ökade upplösningen av förbättrade tekniker. Moderna offsetpressar har ökad upplösning av detaljer eftersom de använder exakta datorstyrda laserbildningssystem, som liknar dem i din kontorsvariationer. (Det finns också andra metoder, men laser är förmodligen den bästa bildkvaliteten.) Dessa lasrar kan skapa mindre, mer exakta och stabilare prickar och former, vilket skapar bättre, rikare och mer sömlösa, mer högupplösta utskrifter baserat på tryckytor som kan lösa mer detaljer. Ta en stund att titta på utskrifter som gjorts så nyligen som de från början av 90-talet och jämföra dem med moderna-språket i upplösning och utskriftskvaliteten är ganska svindlande.

Förvirra inte bildskärmar och bilder

Det kan vara ganska enkelt att klumpa upp bildens upplösning med upplösningen på din bildskärm. Låt dig inte frestas, bara för att du tittar på bilder på din bildskärm, och båda är associerade med ordet "pixel". Det kan vara förvirrande, men pixlar i bilder har variabelt pixeldjup (DPI eller PPI, vilket betyder att de kan ha variabel pixlar per tum) medan bildskärmar har ett fast antal fysiskt förbundna, datorstyrda färgpunkter som används för att visa bilddata när datorn frågar den. Egentligen är en pixel inte relaterad till någon annan. Men de kan båda kallas "bildelement", så de båda kallas "pixlar." Bara sagt, bildpunkterna i bilder är ett sätt att inspelning bilddata, medan pixlarna i bildskärmar är sätt att visa den data.

Vad betyder det här? Generellt sett när du pratar om upplösning av bildskärmar, pratar du om ett mycket tydligare scenario än med bildupplösning. Medan det finns annan teknik (ingen av vilka vi diskuterar idag) som kan Förbättra bildkvaliteten - helt enkelt, fler pixlar på en bildskärm lägger till bildskärmens förmåga att lösa detaljerna mer exakt.

Till sist kan du tänka på de bilder du skapar som ett ultimat mål - mediet du ska använda dem på. Bilder med extremt hög pixeldensitet och pixelupplösning (bilder med hög megapixel som fångats från fina digitalkameror, till exempel) är lämpliga för användning från ett mycket tjockt (eller "utskriftstryck" tätt) utskriftsmedium, som en bläckstråle eller en offsetpress, eftersom Det finns mycket detaljer för att högupplösta skrivaren ska lösa. Men bilder som är avsedda för webben har mycket lägre pixeldensitet eftersom skärmarna har ungefär 72 ppi pixeldensitet och nästan alla toppar runt 100 ppi. Ergo, bara så mycket "resolution" kan ses på skärmen, men all den detalj som är löst kan inkluderas i den faktiska bildfilen.

De enkla kulorna pekar på att ta bort från det här är att "upplösning" inte är så enkelt som att använda filer med massor av pixlar, men är vanligtvis en funktion av lösa bilddetalj. Håll den enkla definitionen i åtanke, kom ihåg bara att det finns många aspekter för att skapa en högupplöst bild, med pixelupplösning som bara en av dem. Tankar eller frågor om dagens artikel? Låt oss veta om dem i kommentarerna, eller skicka dina frågor till [email protected].

Bildkrediter: Desert Girl av bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Lego Pixel konst av Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Lego Tegelstenar av Benjamin Esham, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W av Cary och Kacey Jordan, Creative Commons. Kromatiska Abbertationsdiagram av Bob Mellish och DrBob, GNU License via Wikipedia. Sensor Klear Loupe av Micheal Toyama, Creative Commons. Ansel Adams bild i allmänhet. Offset av Thomas Roth, Creative Commons. RGB LED av Tyler Nienhouse, Creative Commons.