Hustota pixelů - Pixel density

Pixely na palec ( ppi ) a pixely na centimetr ( ppcm nebo pixelů / cm ) jsou měření na hustotě pixelů elektronického obrazu zařízení, jako je monitor počítače nebo televizní displej, nebo obrázek digitalizační zařízení, jako je fotoaparát nebo skener . Horizontální a vertikální hustota jsou obvykle stejné, protože většina zařízení má čtvercové pixely , ale liší se u zařízení, která mají jiné než čtvercové pixely. Všimněte si, že hustota pixelů není stejný jako řešení , kdy první popisuje množství detailů na fyzickém povrchu nebo zařízení, druhý popisuje množství obrazové informace, bez ohledu na jeho rozsahu. Uvažováno jiným způsobem, pixel nemá žádnou vlastní velikost nebo jednotku (pixel je ve skutečnosti vzorek), ale když je vytištěn, zobrazen nebo naskenován, má pixel fyzickou velikost (rozměr) i hustotu pixelu (ppi ).

Základní principy

Protože většina digitálních hardwarových zařízení používá body nebo pixely, velikost média (v palcích) a počet pixelů (nebo bodů) jsou přímo závislé na ‚pixelech na palec‘. Následující vzorec udává počet pixelů, vodorovně nebo svisle, s ohledem na fyzickou velikost formátu a pixely na palec výstupu:

${\ displaystyle {\ text {Počet pixelů}} = {\ text {Velikost v palcích}}*{\ text {PPI}}}$

Pixely na palec (nebo pixely na centimetr) popisují detail souboru obrázku, když je známa velikost tisku. Například obrázek 100 × 100 pixelů vytištěný na 2palcovém čtverci má rozlišení 50 pixelů na palec. Tímto způsobem má měření smysl při tisku obrázku. V mnoha aplikacích, jako je například Adobe Photoshop, je program navržen tak, že se vytvoří nové obrázky zadáním výstupního zařízení a PPI (pixely na palec). Proto je výstupní cíl často definován při vytváření obrazu.

Výstup na jiné zařízení

Při přesouvání obrázků mezi zařízeními, například při tisku obrázku, který byl vytvořen na monitoru, je důležité porozumět hustotě pixelů obou zařízení. Zvažte 24 ″ HD monitor (20 ″ široký), který má známé, nativní rozlišení 1920 pixelů (horizontální). Předpokládejme, že umělec vytvořil nový obrázek v tomto rozlišení monitoru 1920 pixelů, pravděpodobně určeného pro web bez ohledu na tisk. Přepsání výše uvedeného vzorce nám může sdělit hustotu pixelů (PPI) obrázku na monitoru:

${\ Displaystyle {\ text {PPI (monitor)}} = {\ frac {\ text {Počet pixelů}} {\ text {Velikost v palcích}}}} = {\ frac {1920} {20}} = 96 { \ text {ppi}}}$

Nyní si představme, že by si umělec přál vytisknout větší banner o šířce 48 palců. Známe počet pixelů v obrázku a velikost výstupu, ze kterého můžeme znovu použít stejný vzorec pro zadání PPI tištěného plakátu:

${\ displaystyle {\ text {PPI (poster)}} = {\ frac {\ text {Number of Pixels}} {\ text {Size in Inches}}} = = \ \ frac {1920} {48}} = 40 { \ text {ppi}}}$

To ukazuje, že výstupní banner bude mít pouze 40 pixelů na palec. Vzhledem k tomu, že tiskové zařízení dokáže tisknout rychlostí 300 ppi, je rozlišení původního obrázku výrazně nižší, než by bylo zapotřebí k vytvoření banneru slušné kvality, i když na monitoru pro web vypadal dobře. Příměji bychom řekli, že obrázek s rozlišením 1920 × 1080 pixelů nemá dostatek pixelů pro tisk ve velkém formátu.

Tisk na papír

Tisk na papír se provádí různými technologiemi. Noviny a časopisy se tradičně tiskly pomocí obrazovky zvané půltónová obrazovka, která by tiskla body na dané frekvenci nazývané frekvence obrazovky v řádcích na palec (LPI) pomocí čistě analogického postupu, při kterém je fotografický tisk převeden na body s proměnnou velikostí prostřednictvím interferenčních obrazců procházejících obrazovkou. Moderní inkoustové tiskárny mohou tisknout mikroskopické body na libovolném místě a nevyžadují mřížku obrazovky, proto používají metriku nazývanou body na palec (DPI). Oba se liší od hustoty pixelů nebo pixelů na palec (PPI), protože pixel je jediný vzorek jakékoli barvy, zatímco inkoustový tisk může vytisknout pouze bod konkrétní barvy, ať už zapnutý nebo vypnutý. Tiskárna tedy převádí pixely na řadu bodů pomocí procesu nazývaného dithering . Rozteč bodů, nejmenší velikost každého bodu, je také určena typem papíru, na který je obrázek vytištěn. Absorpční povrch papíru, například nepotahovaný recyklovaný papír, umožňuje šíření kapiček inkoustu - takže má větší rozteč bodů.

Často si člověk přeje znát kvalitu obrazu v pixelech na palec (PPI), která by byla vhodná pro dané výstupní zařízení. Pokud je výběr příliš nízký, pak bude kvalita pod úrovní toho, čeho je zařízení schopné - ztráta kvality - a pokud je výběr příliš vysoký, budou pixely ukládány zbytečně - zbytečné místo na disku. Ideální hustota pixelů (PPI) závisí na výstupním formátu, výstupním zařízení, zamýšleném použití a umělecké volbě. U inkoustových tiskáren měřených v bodech na palec je obecně dobrým zvykem použít k určení PPI polovinu nebo méně než DPI. Například obrázek určený pro tiskárnu s rozlišením 600 dpi lze vytvořit při 300 ppi. Při použití jiných technologií, jako je sítotisk AM nebo FM, jsou často publikovány screeningové grafy, které udávají ideální PPI pro tiskovou metodu.

Používání DPI nebo LPI tiskárny zůstává užitečné pro stanovení PPI, dokud člověk nedosáhne větších formátů, například 36 "nebo vyšších, protože faktor zrakové ostrosti se pak stává důležitějším. Pokud lze tisk zobrazit zblízka, pak jeden může zvolit limity zařízení tiskárny. Pokud však bude plakát, banner nebo billboard prohlížen z velké dálky, je možné použít mnohem nižší PPI.

Vnější část čtverce zobrazeného výše je 200 pixelů na 200 pixelů. Chcete -li určit ppi monitoru, nastavte měřítko OS DPI na 100% a přiblížení prohlížeče na 100%, poté změřte šířku a výšku čtverce v palcích, jak je zobrazena na daném monitoru. Vydělením 200 měřenou šířkou nebo výškou získáte monitoru horizontální nebo vertikální ppi při aktuálním rozlišení obrazovky.

Počítač zobrazí

PPI / PPCM displeje počítače souvisí s velikostí displeje v palcích / centimetrech a celkovým počtem pixelů v horizontálním a vertikálním směru. Toto měření je často označováno jako body na palec , ačkoli toto měření přesněji odkazuje na rozlišení počítačové tiskárny .

Například 15palcový (38 cm) displej, jehož rozměry dosahují šířky 30 palců (30,48 cm) a výšky 22 palců (9 palců), s maximálním rozlišením 1024 × 768 (nebo XGA ) pixelů, dokáže zobrazit přibližně 85 PPI nebo 33,46  PPCM v horizontálním i vertikálním směru. Tento údaj je určen vydělením šířky (nebo výšky) oblasti zobrazení v pixelech šířkou (nebo výškou) oblasti zobrazení v palcích. Je možné, že displej má různá vodorovná a svislá měření PPI (např. Typický CRT monitor s poměrem stran 4: 3 zobrazující počítačový displej v režimu 1280 × 1024 v maximální velikosti, což je poměr 5: 4, ne úplně stejný jako 4: 3). Zjevný PPI monitoru závisí na rozlišení obrazovky (tj. Počtu pixelů) a velikosti používané obrazovky; monitor v režimu 800 × 600 má nižší PPI než stejný monitor v režimu 1024 × 768 nebo 1280 × 960.

Rozteč bodů na obrazovce počítače určuje absolutní limit možné hustoty pixelů. Typické katodové trubice nebo LCD počítačové displeje s průměrem přibližně 2000 katetrů se pohybují od 67 do 130 PPI, ačkoli stolní monitory překročily 200 PPI a současná mobilní zařízení s malou obrazovkou často překračují 300 PPI, někdy s velkým náskokem.

V lednu 2008 společnost Kopin Corporation oznámila 0,44 palcový (1,12 cm) SVGA LCD s hustotou pixelů 2272 PPI (každý pixel pouze 11,25  μm). V roce 2011 na to navázali barevným VGA displejem s rozlišením 3760 DPI a 0,21 palcovou úhlopříčkou. Výrobce říká, že navrhli LCD tak, aby bylo opticky zvětšeno, jako u brýlí s vysokým rozlišením.

Holografické aplikace vyžadují ještě větší hustotu pixelů, protože vyšší hustota pixelů vytváří větší velikost obrazu a širší pozorovací úhel. Modulátory prostorového světla mohou snížit rozteč pixelů na 2,5  μm , což dává hustotu pixelů 10 160 PPI.

Některá pozorování naznačují, že člověk bez pomoci obecně nedokáže rozlišit detaily nad 300 PPI. Tento údaj však závisí jak na vzdálenosti mezi divákem a obrazem, tak na zrakové ostrosti diváka . Lidské oko také reaguje odlišným způsobem na jasný, rovnoměrně osvětlený interaktivní displej od toho, jak funguje při tisku na papír.

Technologie zobrazení s vysokou hustotou pixelů by zastarala supersampled antialiasing , umožnila skutečnou grafiku WYSIWYG a potenciálně umožnila praktickou éru „ bezpapírové kanceláře “. Pro představu, takové zařízení při velikosti obrazovky 15 palců (38 cm) by muselo zobrazit více než čtyři obrazovky Full HD (nebo rozlišení WQUXGA ).

Vývoj displeje s ≈900 ppi umožňuje, aby tři pixely se 16bitovou barvou fungovaly jako subpixely a vytvářely tak pixelový klastr . Tyto klastry pixelů fungují jako běžné pixely při ≈300 ppi a vytvářejí 48bitový barevný displej.

Specifikace hustoty pixelů PPI displeje je také užitečná pro kalibraci monitoru pomocí tiskárny. Software může použít měření PPI k zobrazení dokumentu v „skutečné velikosti“ na obrazovce.

Výpočet PPI monitoru

PPI lze vypočítat ze znalosti úhlopříčky obrazovky v palcích a rozlišení v pixelech (šířka a výška). To lze provést ve dvou krocích:

1. Vypočítejte úhlopříčné rozlišení v pixelech pomocí Pythagorovy věty , poté skutečného PPI:

${\ Displaystyle PPI = {\ frac {\ sqrt {w_ {p}^{2}+h_ {p}^{2}}} {d_ {i}}}}$

kde

1. ${\ displaystyle w_ {p}}$ je rozlišení šířky v pixelech
2. ${\ displaystyle h_ {p}}$ je výškové rozlišení v pixelech
3. ${\ displaystyle d_ {i}}$ je úhlopříčka v palcích (toto je číslo inzerované jako velikost displeje).

Například:

1. Za 15,6palcovou obrazovku s rozlišením 5120 × 2880 získáte = 376,57 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {5120^{2}+2880^{2}}} {15.6}}}$
2. Za 50palcovou obrazovku s rozlišením 8192 × 4608 získáte = 188 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {8192^{2}+4608^{2}}} {50}}}$
3. Za 27palcovou obrazovku s rozlišením 3840 × 2160 získáte = 163 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {3840^{2}+2160^{2}}} {27}}}$
4. Za 32palcovou obrazovku s rozlišením 3840 × 2160 získáte = 138 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {3840^{2}+2160^{2}}} {32}}}$
5. Za 10,1palcovou obrazovku netbooku staré školy s rozlišením 1024 × 600 získáte = 117,5 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {1024^{2}+600^{2}}} {10.1}}}$
6. Za 27palcovou obrazovku s rozlišením 2560 × 1440 získáte = 108,8 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {2560^{2}+1440^{2}}} {27}}}$
7. Za obrazovku 21,5 palce (546,1 mm) s rozlišením 1920 × 1080 získáte = 102,46 PPI;${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {1920^{2}+1080^{2}}} {21,5}}}$

Tyto výpočty nemusí být příliš přesné. U obrazovek inzerovaných jako „X palcová obrazovka“ se často mohou jejich skutečné fyzické rozměry viditelné oblasti lišit, například:

• Společnost Apple Inc. inzerovala svůj iMac z poloviny roku 2011 jako „21,5palcový (viditelný) [...] displej“, ale jeho skutečná viditelná plocha je 545,22 mm nebo 21,465 palce. Přesnější údaj zvyšuje vypočítaný PPI z 102,46 (pomocí 21,5) na 102,63.
• HP LP2065 20 palců (50,8 cm), monitor má skutečný zobrazitelného prostoru 20,1 palce (51 cm).
• Ve významnějším případě jsou některé monitory, jako je Dell UltraSharp UP3216Q (3840 × 2160 px), inzerovány jako 32palcový monitor „třídy“ (137,68 PPI), ale skutečná úhlopříčka zobrazovací oblasti je 31,5 palce, což činí skutečných PPI 139,87 .

Výpočet PPI obrazovek zobrazení kamery

Výrobci fotoaparátů často citují obrazovky zobrazení v „počtu bodů“. To není totéž jako počet pixelů, protože na pixel jsou 3 „body“ - červená, zelená a modrá. Například Canon 50D je citován s 920 000 body. To znamená 307 200 pixelů (× 3 = 921 600 bodů). Obrazovka má tedy 640 × 480 pixelů.

To je třeba vzít v úvahu při zpracování PPI. „Tečky“ a „pixely“ jsou často zaměňovány v recenzích a specifikacích při konkrétním prohlížení informací o digitálních fotoaparátech.

Skenery a fotoaparáty

„PPI“ nebo „hustota pixelů“ může také popisovat rozlišení skeneru obrázků . V této souvislosti je PPI synonymem pro vzorky na palec . V digitální fotografii je hustota pixelů počet pixelů dělený oblastí snímače. Typická digitální zrcadlovka , kolem roku 2013, má 1–6,2 MP/cm ² ; typický kompakt má 20–70 MP/cm ² .

Například Sony Alpha SLT-A58 má 20,1 megapixelů na senzoru APS-C s 6,2 MP/cm ^2, protože kompaktní fotoaparát, jako je Sony Cyber-shot DSC-HX50V, má 20,4 megapixelů na 1/2,3 "senzoru se 70 MP/cm ^2. Profesionální kamera má nižší PPI než kompaktní kamera, protože má větší fotodiody, protože má mnohem větší senzory.

Chytré telefony

Chytré telefony používají malé displeje, ale moderní displeje pro smartphony mají větší hodnocení PPI, například Samsung Galaxy S7 s quad HD displejem s 577 PPI, Fujitsu F-02G s quad HD displejem s 564 PPI, LG G6 s quad HD displejem na 564 PPI nebo - XHDPI nebo Oppo najít 7 s 534 PPI o 5,5" displej - XXHDPI (viz odstavec níže). Sony ‚s Xperia XZ Premium má 4K displej s hustotou pixelů 807 PPI, nejvyšší ze všech smartphone ode dne 2017.

Pojmenované hustoty pixelů

Na Google Android developer dokumentace skupiny zobrazeny podle jejich přibližné hustoty pixelů do následujících kategorií:

Metrilace

Průmysl digitálního publikování primárně používá pixely na palec, ale někdy se používá pixelů na centimetr nebo je uveden převodní faktor.

Formát souboru obrázku PNG umožňuje pouze metr jako jednotku hustoty pixelů.

Podpora formátu obrazového souboru

Následující tabulka ukazuje, jak je hustota pixelů podporována oblíbenými formáty obrazových souborů. Použité barvy buněk neindikují, jak je určitý formát souboru obrázku bohatý na funkce, ale jakou podporu hustoty lze očekávat od určitého formátu souboru obrázku.

Přestože software pro manipulaci s obrázky může volitelně nastavit hustotu u některých formátů obrazových souborů, mnoho jiných softwarů používá při zobrazení obrázků informace o hustotě. Webové prohlížeče například ignorují všechny informace o hustotě. Jak ukazuje tabulka, podpora informací o hustotě ve formátech obrazových souborů se velmi liší a měla by být používána s velkou opatrností v kontrolovaném kontextu.

Viz také

• Bodů na palec
• Standardy DPI monitoru počítače - počátky 96 DPI/PPI jako standard Microsoft/Windows a 72 DPI/PPI jako (dříve) standard Apple/Macintosh
• Rozteč bodů
• Rozlišení nezávislost
• Retina displej Apple
• Samsung PenTile

Reference

externí odkazy

• Kalkulačka PPI - Vypočítejte hustotu pixelů
• [1] - 4 způsoby, jak změnit hustotu PPI systému Android