Objaśnienie rozdzielczości obrazu - spojrzenie w szerszej perspektywie

Spisie treści:

Anonim

Pierwszą rzeczą, którą musisz zrozumieć, jeśli chodzi o fotografię, jest to, że jest ona całkowicie oparta na iluzji; decydujesz się wierzyć w to, co postrzegasz. Ta koncepcja nie wywodzi się z pikseli i kropek fotografii; jest to podstawa ludzkiego wzroku. Twój mózg decyduje się wierzyć, że coś jest prawdą, znacznie wykraczającą poza to, co twoje oczy mogą zweryfikować lub rozpoznać jako prawdę. Samo słowo „rozdzielczość” wyjaśnia tę koncepcję. Zdolność rozdzielcza obiektywu polega na jego zdolności do rozróżniania małych elementów szczegółów. Ta sama kwestia dotyczy ludzkiego oka i jego postrzegania obrazów na ekranie komputera i wydrukowanej strony. Każda z tych „interpretacji” opiera się na mechanizmie realizacji iluzji. Mechanizm oka to pręciki i czopki, aparaty fotograficzne wykorzystują fotoreceptory, ekrany komputerowe wykorzystują piksele, a maszyny drukarskie wykorzystują punkty i punkty półtonowe. Stopień, w jakim każde urządzenie odniesie sukces w ich złudnych poszukiwaniach, zależy od rozdzielczości mechanizmu i zdolności rozdzielczej urządzenia.

Każdy system wymaga dwóch elementów - nadajnika i odbiornika. Tak jak magiczna sztuczka wymaga zarówno sprzedawcy (maga), jak i klienta (widza), tak każdy proces „wizualny” wymaga dobrego prezentera i chętnego obserwatora. Powszechne zwroty „widzieć znaczy wierzyć” i „percepcja jest rzeczywistością” prawie definiują punkt odniesienia dla sukcesu. Teraz wyjaśnijmy rozdzielczość obrazu i pokażemy, gdzie jest ona najskuteczniej używana.

Rozdzielczość obrazu

Podczas oglądania każdego obrazu istnieje skończona odległość, w której oko nie może już rozróżnić poszczególnych kolorów. Poza tym mózg musi sprzedawać ideę, że szczegół rzeczywiście istnieje poza tym punktem rozróżnienia. Szczegóły, które widzisz podczas oglądania obiektu z bliskiej odległości, są nadal postrzegane długo po tym, jak obiekt znajduje się zbyt daleko, aby zweryfikować ten szczegół. Istnieją ograniczenia co do normalnej zdolności rozdzielczej ludzkiego oka z „normalnym” zdefiniowanym jako widzenie 20-20.

W procesie reprodukcji obrazu dostarczenie obrazu z nadmierną rozdzielczością staje się bezużyteczne, gdy wynik takiej dodatkowej rozdzielczości nie ma sensu. Tak więc miernik całej rozdzielczości wizualnej musi ostatecznie zostać określony przez zdolności rozdzielcze ludzkiego oka. Wytworzenie większej rozdzielczości obrazu, niż może dostrzec oko, nie zwiększa szczegółów ani nie poprawia rozdzielczości, a jedynie tworzy większe pliki.

Chociaż czujesz się pewniej, gdy przekazujesz do drukarki ogromne ilości pikseli, Twoja drukarka nie docenia nadmiaru. Wyrzuca wszystkie te dodatkowe piksele. Więcej nie jest lepsze; to po prostu więcej.

Kropki, piksele, linie i plamy

Uważaj na grę liczbową, w którą grają producenci z branży obrazowania. Istnieje wiele dezinformacji i niewłaściwie używanej terminologii, co powoduje znaczne zamieszanie w kwestii rozdzielczości obrazu. Pozwólcie, że wyjaśnię trochę mglistego powietrza, zaczynając od terminologii.

DPI (punkty na cal)

Termin DPI jest prawdopodobnie najbardziej błędnie zinterpretowanym akronimem w świecie obrazowania cyfrowego, ponieważ jest luźno stosowany w obrazowaniu cyfrowym i stosowany do prawie każdego urządzenia. DPI lub punkty na cal to odniesienie do rozdzielczości urządzenia drukującego i opisuje kropki i plamy, których każda technologia używa w różnych kombinacjach do symulacji „tonów”. Kropki nie są pikselami ani kropkami półtonów. Byłoby trochę lepiej, gdybyśmy nie używali tego terminu, ponieważ ma on niewielkie praktyczne zastosowanie.

PPI (piksele na cal)

Podstawową strukturą każdego obrazu cyfrowego jest piksel. Piksele to kwadratowe bloki tonów i kolorów, które widzisz, gdy obrazy są powiększane na ekranach komputerów (patrz ilustracja Oko poniżej). Miara tych pikseli (zwykle w calach liniowych) określa rozdzielczość obrazu i zawsze powinna być traktowana jako PPI lub piksele na cal. Na to ustawienie ma wpływ okno dialogowe Rozmiar obrazu w oprogramowaniu do edycji. Im większa liczba pikseli w calu, tym wyższa rozdzielczość obrazu. Skanery, aparaty cyfrowe i programy do malowania używają terminologii PPI.

Ze wszystkich warunków rozwiązywania problemów w branży ten zasługuje na najwyższe rachunki. Podczas gdy pozostałe terminy muszą zostać rozpoznane, rzadko będą musieli brać udział w rozmowie.

Podczas przeglądania w oprogramowaniu do przetwarzania obrazu kwadraty te nazywane są pikselami i powinny być zdefiniowane w wartościach pikseli na cal (PPI). To konkretne okno dialogowe określa rozmiar obrazu „Oko” w tym artykule. Obrazy internetowe są definiowane przez liczbę pikseli i dotyczą liniowego pomiaru poziomych pikseli obrazu.

LPI (liczba linii na cal)

LPI odnosi się do struktury punktów rastrowych używanej w drukarkach laserowych i procesie druku offsetowego do symulacji ciągłych tonów obrazów fotograficznych. LPI odnosi się do liczby „linii” punktów półtonowych używanych w różnych procesach drukowania. „Linie” to nawiązanie do czasów, kiedy rzeczywiste linie wytrawiano na płytach szklanych w celu zinterpretowania tonów fotograficznych we wczesnych procesach drukowania.

Ten numer LPI jest specyficzny dla branży poligraficznej. Niższe liczby odnoszą się do większych, bardziej widocznych punktów półtonowych (gazety), podczas gdy wyższe liczby odnoszą się do znacznie mniejszych i mniej widocznych punktów (czasopisma i grafiki). Później przejdę do liczb.

Miejsca i SPI (liczba punktów na cal)

Plamka to rzadko używany termin, który odnosi się zarówno do procesów drukowania atramentowego, jak i naświetlarki. W przypadku druku atramentowego jest to miara mikrokropelek tuszu rozpylanych podczas procesu drukowania atramentowego. SPI lub liczba plam na cal to problem wybierany przez użytkownika, dotyczący wyboru rozdzielczości podczas korzystania z niektórych drukarek atramentowych. Wyższy SPI wpływa również na jakość procesu drukowania, spowalniając szybkość podawania papieru przez drukarkę. Rozmiar „znakowania” plamki zarówno na płytach, jak i na naświetlarkach określa jakość kształtu wytwarzanych punktów rastrowych i dotyczy tylko wysokiej klasy litografów i biur serwisowych.

Wymagania urządzenia w świecie rzeczywistym dla optymalnej rozdzielczości

Teraz przyjrzymy się rzeczywistym wymaganiom każdego urządzenia, aby uzyskać optymalną rozdzielczość. Ile to za mało, a ile to za dużo? Odpowiedzi wymagają nieco wyjaśnienia, ponieważ istnieją pewne zmienne związane z projektami i urządzeniami drukującymi. Najpierw wyjaśnię pewne błędne przekonania dotyczące plików z aparatów cyfrowych, a następnie omówię trzy konkretne technologie drukowania i podam kilka konkretnych przykładów.

Aparaty cyfrowe

Najczęstsze odniesienie do rozdzielczości aparatu odnosi się do przetwornika obrazu aparatu. Czujniki te zawierają siatkę komórek zwanych fotolitami, a każda komórka mierzy wartość światła (w lumenach) docierającą do niej podczas ekspozycji. Rzeczywista liczba komórek zawartych w przetworniku obrazu różni się w zależności od modelu aparatu. Kiedy liczba komórek poziomych zostanie pomnożona przez liczbę komórek pionowych na czujniku, definiowany jest „rozmiar” czujnika. Matryca Nikon D5000 mierzy 4288 x 2848 lub 12212224 pikseli, co czyni go aparatem o rozdzielczości 12,3 megapiksela (miliona) pikseli.

Poszczególne komórki w przetworniku obrazu są pokryte czerwonym, zielonym lub niebieskim filtrem zwanym macierzą Bayera. Każda komórka rejestruje przefiltrowane światło, konwertując połączone wartości na poszczególne kolory pikseli.

Te piksele mogą generować dowolną liczbę obrazów o różnych rozmiarach do różnych celów. Każdy proces drukowania wymaga innej liczby pikseli na cal (PPI), aby zapewnić optymalną jakość wydruków w danym rozmiarze. Dzieje się tak, ponieważ technologia stosowana do każdego rodzaju druku jest inna. Na przykład wysokiej jakości drukarki atramentowe rozpylają ciekłe tusze na papier przy użyciu bardzo małych dysz (zwykle 1440 punktów na cal).

Drukarki laserowe

Większość drukarek laserowych to urządzenia o rozdzielczości 600 lub 1200 dpi, co oznacza, że ​​linia ciągła wydrukowana poziomo będzie składać się z 600 lub 1200 punktów. Typ jest drukowany przy użyciu wszystkich tych punktów, podczas gdy obrazy rastrowe mogą być efektywnie reprodukowane z obrazów o rozdzielczości 220-300 pikseli na cal (PPI).

Wewnątrz tych drukarek laserowych znajduje się procesor obrazu rastrowego (RIP), który generuje kropki półtonów z kwadratowych pikseli. Wartość każdego piksela obrazu jest transponowana do komórki rastrowej. Wzór zamiany tej siatki kwadratowych pikseli na ukośny wzór kropek o zmiennej wielkości wykracza daleko poza wyjaśnienia w tym artykule, ale to trochę jak magia.

Drukarki laserowe symulują odcienie szarości przy użyciu procesu półtonowania zapewnianego przez oprogramowanie RIP drukarki.

Drukarki atramentowe

Drukarki atramentowe wykorzystują zupełnie inną technologię do przekształcania kolorowych pikseli na drukowane obrazy. Malutkie dysze rozpylające rozprowadzają atrament na określone części obrazu, aby zapewnić ich wersję iluzji obrazowania. Rozdzielczość (PPI) wymagana do dostarczenia dokładnych obrazów atramentowych różni się od rozdzielczości w drukarkach laserowych. Dzieje się tak, ponieważ nie wykorzystują one mechanizmu geometrycznego komórek rastrowych, ale zamiast tego rozpylają mikroskopijne ilości każdego atramentu w precyzyjne lokalizacje określone przez wartości pikseli.

Drukarki atramentowe wymagają znacznie mniej pikseli na cal (PPI) niż drukarki laserowe, aby przenieść iluzję. Zazwyczaj wystarczające jest 150-200 PPI.

Druk litograficzny

Druk offsetowy obejmuje gazety, czasopisma i broszury. Każda z nich wymaga nieco innego wzoru linii na cal (LPI) kropek. Gazety mają zazwyczaj 85 LPI, czasopisma 150 LPI, a wysokiej klasy broszury i inne materiały dodatkowe wymagają rozdzielczości do 200 LPI.

Każda wartość ekranu liniowego jest tworzona przez inną formułę PPI. Chociaż wszystkie te rodzaje wydruków można wyprodukować z 300 plików PPI, cała ta rozdzielczość z pewnością nie jest wymagana i jest technicznie przesadzona. Nawet te broszury o wysokiej jakości technicznie nie wymagają tak dużej rozdzielczości, ale wcześnie przyjęty mit 2xLPI utrzymuje się do dziś. Rzeczywisty wymóg dla wszystkich wysokiej jakości wydruków to tylko 1,4xLPI. Każda większa rozdzielczość zostanie po prostu odrzucona przez procesor RIP naświetlarki.

W tym obliczeniu gazety (85LPI) potrzebują tylko 120 PPI, czasopisma tylko 212 PPI, a nawet druk najlepszej jakości jest idealnie produkowany przy zaledwie 283 PPI.

Jeśli myślisz, że to rozszczepianie włosów i nie ma to znaczenia, zastanów się nad tym… zastosowanie reguły 1.4 całkowicie spełnia wymagania matematyczne i pozwala zaoszczędzić aż 50% rozmiaru pliku na powierzchni magazynowej i czasie transferu.

W pełni spodziewam się, że usłyszę sprzeciw dotyczący tych liczb, ale nauka i matematyka nie kłamią. Fobie dotyczące rozwiązania są od dawna zakorzenione, szanowane i oczekiwane. Jednak ostatecznie nie ma to większego znaczenia.

No-nos

Przygotowywanie zdjęć do odpowiedniej rozdzielczości wiąże się z dwoma niewybaczalnymi grzechami. Niska i wyższa rozdzielczość.

Niska rozdzielczość

Największym grzechem jest wysyłanie plików do drukarki / wydawcy ze zbyt małą rozdzielczością.

Jest to pewna formuła słabych wyników i objawia się w postaci miękkich szczegółów i bitmapowych krawędzi spowodowanych normalnym wyostrzeniem.

Każda forma technologii druku wymaga minimalnej liczby pikseli, aby uzyskać w pełni szczegółowe i ostre obrazy. Więc nie skracaj swojego projektu pod tym względem.

Pamiętaj, dopasuj swoje obrazy do ostatecznego wyglądu i przypisz PPI do tego ostatecznego rozmiaru. Jeśli chcesz zobaczyć wydrukowany obraz o wymiarach 8 ”x10”, upewnij się, że rozwiązałeś problem PPI w oknie dialogowym Rozmiar obrazu, a przed zapisaniem pliku.

Po wprowadzeniu zmian uważnie obserwuj okno dialogowe Rozmiar obrazu. Ponownie próbkuj obraz, obserwując wartość Rozmiar obrazu u góry okna dialogowego. Staraj się nigdy nie dopuścić do wzrostu. Możesz uciec z niewielkim wzrostem, ale zrób to tylko wtedy, gdy jest to konieczne.

Up-res

Postaraj się nigdy nie zwiększać rozmiaru obrazu, ponieważ jest to pewna recepta na katastrofę. Nie możesz tworzyć szczegółów; możesz go tylko zniszczyć. Bez względu na rozmiar pliku (liczba pikseli), od którego zaczniesz, jest największa liczba pikseli, którą powinieneś wydrukować, chyba że nie masz nic przeciwko nietrwałym obrazom.

Piksele nie są gumowe i nie można ich rozciągnąć do większego rozmiaru bez utraty ostrości obrazu. Twój aparat cyfrowy najprawdopodobniej zapewnia wystarczającą ilość oryginalnych pikseli do wydrukowania większości projektów, staraj się zachować pierwotne proporcje.

Możesz zwiększyć rozmiar obrazu, ale nie możesz zwiększyć jego szczegółowości. Za każdym razem, gdy powiększasz obraz, zniekształcasz piksele. Jeśli więc chcesz wydrukować ostre obrazy, nie powiększaj ich!

Główną zaletą zachowania plików o wyższej rozdzielczości w archiwum jest to, że jeśli obraz kiedykolwiek będzie musiał zostać przycięty lub powiększony, ta dodatkowa rozdzielczość z pewnością się przyda.

Standardową procedurą w branży poligraficznej pozostaje wysyłanie wszystkich plików do drukarki o rozdzielczości 300 ppi. Usługi w chmurze, systemy tworzenia kopii zapasowych i sprzedawcy nośników danych z pewnością chcą, abyś kontynuował trend 300 PPI i wynajmował więcej miejsca parkingowego w ich witrynach.

Końcowa myśl

Postaw sobie za cel maksymalne wykorzystanie tej wizualnej iluzji zwanej fotografią. Twój aparat, komputer i drukarka zapewniają wszystkie narzędzia potrzebne do wykonywania magii z wielkim sukcesem. Cieszyć się.