Rozlišení obrazu - Image resolution

Rozlišení obrázku je detail, který obrázek obsahuje. Tento termín se vztahuje na digitální obrázky , filmové obrázky a další typy obrázků. Vyšší rozlišení znamená více detailů obrazu.

Rozlišení obrazu lze měřit různými způsoby. Rozlišení kvantifikuje, jak blízko si mohou být čáry k sobě navzájem a přesto budou viditelně vyřešeny . Jednotky rozlišení lze svázat s fyzickými velikostmi (např. Řádky na mm, řádky na palec), na celkovou velikost obrazu (řádky na výšku obrazu, známé také jednoduše jako řádky, televizní řádky nebo TVL), nebo na úhlové subtenze. Místo čar se často používají dvojice řádků; dvojice čar obsahuje tmavou čáru a přilehlou světlou čáru. Čára je buď tmavá čára, nebo světlá čára. Rozlišení 10 řádků na milimetr znamená 5 tmavých čar střídajících se s 5 světlými čarami nebo 5 párů čar na milimetr (5 LP/mm). Rozlišení fotografických čoček a filmu se nejčastěji uvádí v párech řádků na milimetr.

Typy

Rozlišení digitálních fotoaparátů lze popsat mnoha různými způsoby.

Počet pixelů

Termín rozlišení je často považován za ekvivalent počtu obrazových bodů v digitálním zobrazování, ačkoli mezinárodní standardy v oblasti digitálních fotoaparátů uvádějí, že by se místo toho mělo ve vztahu k obrazovým snímačům nazývat „celkový počet pixelů“ a jako „počet zaznamenaných pixelů“ je plně zachycen. Z tohoto důvodu, CIPA DCG-001 vyzývá k zápisu, jako je „Počet zaznamenaných pixelů 1000 × 1500“. Podle stejných standardů je „počet efektivních pixelů“, který má obrazový snímač nebo digitální fotoaparát, počet pixelových snímačů, které přispívají k výslednému obrazu (včetně pixelů, které v uvedeném obrázku nejsou, ale přesto podporují proces filtrování obrazu), protože na rozdíl od celkového počtu pixelů , který zahrnuje nepoužité nebo světelně stíněné pixely kolem okrajů.

Obrázek o výšce N pixelů na šířku M pixelů může mít jakékoli rozlišení menší než N řádků na výšku obrázku nebo N TV řádků. Pokud se však počet pixelů označuje jako „rozlišení“, je zvykem popsat rozlišení pixelu pomocí sady dvou kladných celých čísel, kde první číslo je počet sloupců pixelu (šířka) a druhé číslo řádky pixelů (výška), například 7680 × 6876 . Další populární konvencí je citovat rozlišení jako celkový počet pixelů v obrázku, obvykle udávaný jako počet megapixelů , který lze vypočítat vynásobením sloupců pixelů řádky pixelů a dělením jednoho milionu. Mezi další konvence patří popis pixelů na jednotku délky nebo pixelů na jednotku plochy, například pixely na palec nebo na čtvereční palec. Žádná z těchto rozlišení pixelů nejsou skutečná rozlišení, ale jsou jako taková široce označována; slouží jako horní hranice rozlišení obrazu.

Níže je ukázka toho, jak by se stejný obrázek mohl zobrazovat při různých rozlišeních pixelů, pokud by pixely byly špatně vykresleny jako ostré čtverce (normálně by byla preferována plynulá rekonstrukce obrazu z pixelů, ale pro ilustraci pixelů jsou bodem ostré čtverečky lepší).

Rozlišení obrázku.png

Obrázek, který má šířku 2048 pixelů a výšku 1536 pixelů, má celkem 2048 × 1536 = 3 145 728 pixelů nebo 3,1 megapixelu. Dalo by se to označit jako 2048 x 1536 nebo 3,1 megapixelový obrázek. Pokud by byl obrázek vytištěn na šířku přibližně 28,5 palce, byl by velmi nekvalitním obrazem (72 ppi), pokud by však byl vytištěn na šířku přibližně 7 palců, byl by velmi kvalitním (300 ppi) obrazem.

Počet fotodiod v obrazovém snímači barevných digitálních fotoaparátů je často násobkem počtu pixelů v obrazu, který vytváří, protože informace z řady snímačů barevného obrazu se používají k rekonstrukci barvy jednoho pixelu. Obraz musí být interpolován nebo demosaikován, aby byly vytvořeny všechny tři barvy pro každý výstupní pixel.

Prostorové rozlišení

Termíny rozmazání a ostrost se používají pro digitální obrázky, ale pro popis hardwaru zachycujícího a zobrazujícího obrázky se používají jiné deskriptory.

Prostorové rozlišení v radiologii se týká schopnosti zobrazovací modality rozlišovat dva objekty. Techniky s nízkým prostorovým rozlišením nebudou schopny rozlišovat mezi dvěma objekty, které jsou relativně blízko sebe.

Obrázek vlevo má vyšší počet pixelů než ten napravo, ale stále má horší prostorové rozlišení.

Míra toho, jak těsně lze čáry v obrázku rozlišit, se nazývá prostorové rozlišení a závisí na vlastnostech systému, který obraz vytváří, nikoli pouze na rozlišení pixelů v pixelech na palec (ppi). Z praktických důvodů o jasnosti obrazu rozhoduje jeho prostorové rozlišení, nikoli počet pixelů v obrázku. Prostorové rozlišení ve skutečnosti odkazuje na počet nezávislých hodnot pixelů na jednotku délky.

Prostorové rozlišení spotřebitelských displejů se pohybuje od 50 do 800 pixelů na palec. U skenerů se někdy používá optické rozlišení k rozlišení prostorového rozlišení od počtu pixelů na palec.

Při dálkovém průzkumu je prostorové rozlišení typicky omezeno difrakcí , stejně jako aberacemi, nedokonalým zaostřením a zkreslením atmosféry. Vzdálenost pozemního vzorku (GSD) obrázku, rozteč pixelů na zemském povrchu, je obvykle podstatně menší než velikost rozlišitelného bodu.

V astronomii se často měří prostorové rozlišení v datových bodech za obloukovou sekundu, které jsou pozorovány v bodě pozorování, protože fyzická vzdálenost mezi objekty v obraze závisí na jejich vzdálenosti a to se velmi liší podle předmětu zájmu. Na druhou stranu, v elektronové mikroskopii , rozlišení čar nebo okrajů odkazuje na minimální separaci detekovatelnou mezi sousedními rovnoběžnými čarami (např. Mezi rovinami atomů), zatímco rozlišení bodů místo toho odkazuje na minimální separaci mezi sousedními body, které lze detekovat a interpretovat například jako sousední sloupce atomů. První z nich často pomáhá detekovat periodicitu ve vzorcích, zatímco druhý (i když je obtížnější dosáhnout) je klíčem k vizualizaci interakce jednotlivých atomů.

U stereoskopických 3D obrazů lze prostorové rozlišení definovat jako prostorové informace zaznamenané nebo zachycené dvěma hledisky stereokamery (levou a pravou kamerou).

Spektrální rozlišení

Kódování pixelů omezuje informace uložené v digitálním obrázku a pro digitální obrázky se používá termín barevný profil, ale k popisu hardwaru zachycujícího a zobrazujícího obrázky se používají jiné deskriptory.

Spektrální rozlišení je schopnost rozdělit spektrální vlastnosti a pásma do jejich samostatných složek. Barevné obrázky rozlišují světlo různých spekter . Multispektrální obrazy mohou vyřešit ještě jemnější rozdíly spektra nebo vlnové délky měřením a ukládáním více než tradiční 3 běžné barevné obrazy RGB.

Časové rozlišení

Časové rozlišení (TR) označuje přesnost měření s ohledem na čas.

Filmové kamery a vysokorychlostní kamery mohou řešit události v různých časových bodech. Časové rozlišení používané pro filmy je obvykle 24 až 48 snímků za sekundu (snímky/s), zatímco vysokorychlostní kamery mohou rozlišit 50 až 300 snímků/s nebo dokonce více.

Princip Heisenberg nejistotu popisuje základní limit maximální prostorové rozlišení informací o souřadnicích částici v uložených měření nebo existence informací týkajících se jeho hybnosti k nějakým stupněm přesnosti.

Toto zásadní omezení může být zase faktorem maximálního rozlišení obrazu v subatomárních měřítcích, jak je možné pozorovat pomocí rastrovacích elektronových mikroskopů .

Radiometrické rozlišení

Radiometrické rozlišení určuje, jak jemně může systém reprezentovat nebo rozlišovat rozdíly v intenzitě , a je obvykle vyjádřeno jako počet úrovní nebo počet bitů , například 8 bitů nebo 256 úrovní, které jsou typické pro počítačové obrazové soubory. Čím vyšší je radiometrické rozlišení, tím lepší rozdíly v intenzitě nebo odrazivosti mohou být zastoupeny, alespoň teoreticky. V praxi je efektivní radiometrické rozlišení obvykle omezeno úrovní šumu, nikoli počtem bitů reprezentace.

Rozlišení v různých médiích

Toto je seznam tradičních, analogových horizontálních rozlišení pro různá média. Seznam obsahuje pouze populární formáty, nikoli vzácné formáty, a všechny hodnoty jsou přibližné, protože skutečná kvalita se může lišit stroj od stroje nebo páska na pásku. Pro snadné srovnání jsou všechny hodnoty pro systém NTSC. (U systémů PAL nahraďte 480 za 576.) Analogové formáty obvykle měly menší rozlišení chroma.

  • Analogový a raný digitální

Mnoho kamer a displejů vzájemně kompenzuje barevné složky nebo se mísí v časovém a prostorovém rozlišení:

  • Úzké rozlišení obrazovky počítače 4: 3
    • 320 × 200: MCGA
    • 320 × 240: QVGA
    • 640 × 480: VGA
    • 800 × 600: Super VGA
    • 1024 × 768: XGA / EVGA
    • 1280 × 1024: SXGA / UVGA
    • 1600x1200: UXGA
  • Analogový
  • Digitální
    • 500 × 480: digitální 8
    • 720 × 480: D-VHS , DVD , miniDV , digitální beta kamera (NTSC)
    • 720 × 480: širokoúhlý disk DVD (anamorfní) (NTSC)
    • 854 × 480: EDTV (televize s vylepšeným rozlišením)
    • 720 × 576: D-VHS , DVD , miniDV , Digital8 , Digital Betacam (PAL/SECAM)
    • 720 × 576: Širokoúhlý disk DVD (anamorfní) (PAL/SECAM)
    • 1280 × 720: D-VHS, HD DVD , Blu-ray , HDV (miniDV)
    • 1440 × 1080: HDV (miniDV)
    • 1920 × 1080: HDV (miniDV), AVCHD, HD DVD, Blu-ray, HDCAM SR
    • 1998 × 1080: 2K plochý (1,85: 1)
    • 2048 × 1080: 2K digitální kino
    • 3840 × 2160: 4K UHDTV , Ultra HD Blu-ray
    • 4096 × 2160: Digitální kino 4K
    • 7680 × 4320: 8K UHDTV
    • 15360 × 8640: 16K digitální kino
    • 61440 × 34560: 64K digitální kino
    • Sekvence z novějších filmů jsou skenovány na 2 000, 4 000 nebo dokonce 8 000 sloupcích, nazývaných 2K, 4K a 8K , pro kvalitní úpravy vizuálních efektů na počítačích.
    • IMAX , včetně IMAX HD a OMNIMAX: rozlišení přibližně 10 000 × 7 000 (7 000 řádků). Je to asi 70 MP, což je v současnosti jednosenzorová digitální kinematografická kamera s nejvyšším rozlišením (k lednu 2012).
  • Film
    • 35 mm film je naskenován pro vydání na DVD v 1080 nebo 2000 řádcích od roku 2005.
    • Skutečné rozlišení původních negativů 35 mm fotoaparátu je předmětem mnoha debat. Naměřená rozlišení negativního filmu se pohybovala v rozmezí od 25 do 200 LP/mm, což odpovídá rozsahu 325 řádků pro 2-perf , až (teoreticky) přes 2300 řádků pro 4-perf výstřel na T-Max 100. Kodak uvádí, že 35 mm film má podle vysokého viceprezidenta IMAX horizontálně ekvivalent 6K rozlišení.
  • Tisk
PPI Pixely mm
800 1000 31.8
300 1000 84,7
200 1000 127
72 1000 352,8
PPI Pixely mm
800 3150 100
300 1181 100
200 787 100
72 283 100
PPI Pixely mm Velikost papíru
300 9921 × 14008 840 × 1186 A0
300 7016 × 9921 594 × 840 A1
300 4961 × 7016 420 × 594 A2
300 3508 × 4961 297 × 420 A3
300 2480 × 3508 210 × 297 A4
300 1748 × 2480 148 × 210 A5
300 1240 × 1748 105 × 148 A6
300 874 × 1240 74 × 105 A7
300 614 × 874 52 × 74 A8
  • Moderní rozlišení digitálních fotoaparátů
    • Digitální středoformátový fotoaparát - jeden, nekombinovaný jeden velký digitální snímač - 80 MP (od roku 2011, aktuální od roku 2013) - 10320 × 7752 nebo 10380 × 7816 (81,1 MP).
    • Mobilní telefon - Nokia 808 PureView - 41 MP (7728 × 5368), Nokia Lumia 1020 - také 41 MP (7712 × 5360)
    • Digitální fotoaparát - Canon EOS 5DS - 51 MP (8688 × 5792)

Viz také

Reference