Разрешение изображения
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2023 г. ) |
Разрешение изображения — это уровень детализации изображения . Этот термин применяется к цифровым изображениям, пленочным изображениям и другим типам изображений. «Более высокое разрешение» означает больше деталей изображения.Разрешение изображения можно измерить различными способами. Разрешение количественно определяет, насколько близки линии могут быть друг к другу и при этом оставаться видимыми . Единицы разрешения могут быть привязаны к физическим размерам (например, строк на мм, строк на дюйм), к общему размеру изображения (строки на высоту изображения, также известные как линии, ТВ-линии или ТВЛ) или к угловому стягиванию. Вместо одиночных линий пары линий часто используются , состоящие из темной линии и соседней светлой линии; например, разрешение 10 линий на миллиметр означает 5 темных линий, чередующихся с 5 светлыми линиями, или 5 пар линий на миллиметр (5 LP/мм). Фотообъективы чаще всего указываются в парах линий на миллиметр.
Типы
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Май 2021 г. ) |
Разрешение цифровых камер можно описать по-разному.
Количество пикселей
[ редактировать ]Термин «разрешение» часто считается эквивалентом количества пикселей в цифровых изображениях , хотя международные стандарты в области цифровых камер указывают, что вместо этого его следует называть «Количество общих пикселей» по отношению к датчикам изображения и как «Количество записанных пикселей» для чего. полностью захвачен. Следовательно, CIPA DCG-001 требует использования таких обозначений, как «Количество записанных пикселей 1000 × 1500». [1] [2] Согласно тем же стандартам, «Количество эффективных пикселей», которое имеет датчик изображения или цифровая камера, представляет собой количество датчиков пикселей , которые вносят вклад в окончательное изображение (включая пиксели, которых нет в указанном изображении, но, тем не менее, поддерживают процесс фильтрации изображения), поскольку в отличие от общего числа пикселей , которое включает в себя неиспользуемые или светоэкранированные пиксели по краям.
Изображение высотой N пикселей и шириной M пикселей может иметь любое разрешение менее N строк на высоту изображения или N ТВ-строк. Но когда количество пикселей называется «разрешением», принято описывать разрешение пикселей набором двух положительных целых чисел, где первое число — это количество столбцов пикселей (ширина), а второе — количество строки пикселей (высота), например, как 7680×6876 . Еще одним популярным соглашением является определение разрешения как общего количества пикселей в изображении, обычно выражаемого в количестве мегапикселей , которое можно рассчитать путем умножения столбцов пикселей на строки пикселей и деления на один миллион. Другие соглашения включают описание пикселей на единицу длины или пикселей на единицу площади, например пикселей на дюйм или на квадратный дюйм. Ни одно из этих разрешений пикселей не является истинным разрешением. [ нужны разъяснения ] , но их широко называют таковыми; они служат верхней границей разрешения изображения.
Ниже приведена иллюстрация того, как одно и то же изображение может выглядеть при разном разрешении пикселей, если пиксели плохо визуализируются в виде резких квадратов (обычно предпочтительнее плавная реконструкция изображения из пикселей, но для иллюстрации пикселей важны четкие квадраты). лучше).
Изображение шириной 2048 пикселей и высотой 1536 пикселей имеет общее разрешение 2048×1536 = 3 145 728 пикселей или 3,1 мегапикселя. Его можно было бы назвать 2048 на 1536 или 3,1-мегапиксельным изображением. Изображение будет очень низкого качества (72 пикселей на дюйм), если оно будет напечатано шириной около 28,5 дюймов, но изображением очень хорошего качества (300 пикселей на дюйм), если оно будет напечатано шириной около 7 дюймов.
Количество фотодиодов в датчике изображения цветной цифровой камеры часто кратно количеству пикселей в изображении, которое он создает, поскольку информация от массива датчиков цветного изображения используется для восстановления цвета одного пикселя. Изображение необходимо интерполировать или демозаизировать , чтобы получить все три цвета для каждого выходного пикселя.
Пространственное разрешение
[ редактировать ]Термины «размытость» и «резкость» используются для цифровых изображений, но другие дескрипторы используются для обозначения оборудования, захватывающего и отображающего изображения.
Пространственное разрешение в радиологии — это способность метода визуализации различать два объекта. Методы низкого пространственного разрешения не смогут различить два объекта, которые расположены относительно близко друг к другу.
Мера того, насколько точно линии могут быть разрешены в изображении, называется пространственным разрешением и зависит от свойств системы, создающей изображение, а не только от разрешения пикселей в пикселях на дюйм (ppi). В практических целях четкость изображения определяется его пространственным разрешением, а не количеством пикселей в изображении. По сути, пространственное разрешение — это количество независимых значений пикселей на единицу длины.
Пространственное разрешение потребительских дисплеев колеблется от 50 до 800 пикселей на дюйм. В сканерах оптическое разрешение иногда используется, чтобы отличить пространственное разрешение от количества пикселей на дюйм.
В дистанционном зондировании пространственное разрешение обычно ограничено дифракцией , а также аберрациями, несовершенной фокусировкой и атмосферными искажениями. Расстояние до наземного образца (GSD) изображения, расстояние между пикселями на поверхности Земли, обычно значительно меньше разрешаемого размера пятна.
В астрономии пространственное разрешение часто измеряется в точках данных на угловую секунду в точке наблюдения, поскольку физическое расстояние между объектами на изображении зависит от их расстояния, и оно широко варьируется в зависимости от интересующего объекта. С другой стороны, в электронной микроскопии разрешение линий или полос — это минимальное расстояние, обнаруживаемое между соседними параллельными линиями (например, между плоскостями атомов), тогда как точечное разрешение — это минимальное расстояние между соседними точками, которое можно как обнаружить , так и интерпретировать , например, как например, соседние столбцы атомов. Первое часто помогает обнаружить периодичность в образцах, тогда как второе (хотя и более труднодостижимое) является ключом к визуализации взаимодействия отдельных атомов.
В стереоскопических 3D-изображениях пространственное разрешение можно определить как пространственную информацию, записанную или захваченную двумя точками обзора стереокамеры ( левой и правой камерой).
Спектральное разрешение
[ редактировать ]Кодирование пикселей ограничивает информацию, хранящуюся в цифровом изображении, и термин «цветовой профиль» используется для цифровых изображений, но другие дескрипторы используются для обозначения оборудования, захватывающего и отображающего изображения.
Спектральное разрешение — это способность разделять спектральные характеристики и полосы на отдельные компоненты. Цветные изображения различают свет разных спектров . Мультиспектральные изображения могут разрешать еще более мелкие различия спектра или длины волны , измеряя и сохраняя больше, чем традиционные три обычных цветных изображения RGB.
Временное разрешение
[ редактировать ]Временное разрешение (TR) — это точность измерения по времени.
Кинокамеры и высокоскоростные камеры могут фиксировать события в разные моменты времени. Временное разрешение, используемое для фильмов, обычно составляет от 24 до 48 кадров в секунду (кадров/с), тогда как высокоскоростные камеры могут разрешать от 50 до 300 кадров/с или даже больше.
Принцип неопределенности Гейзенберга описывает фундаментальный предел максимального пространственного разрешения информации о координатах частицы, налагаемый измерением или существованием информации о ее импульсе с любой степенью точности.
Это фундаментальное ограничение, в свою очередь, может стать фактором максимального разрешения изображений на субатомных масштабах, с чем можно столкнуться при использовании сканирующих электронных микроскопов .
Радиометрическое разрешение
[ редактировать ]Радиометрическое разрешение определяет, насколько точно система может отображать или различать различия в интенсивности , и обычно выражается в количестве уровней или количестве битов , например 8 бит или 256 уровней, что типично для файлов компьютерных изображений. Чем выше радиометрическое разрешение, тем лучше могут быть представлены тонкие различия интенсивности или отражательной способности , по крайней мере теоретически. На практике эффективное радиометрическое разрешение обычно ограничивается уровнем шума, а не количеством бит представления.
Разрешение в различных СМИ
[ редактировать ]Это список традиционных аналоговых горизонтальных разрешений для различных носителей. В список включены только популярные форматы, а не редкие форматы, и все значения являются приблизительными, поскольку фактическое качество может варьироваться от машины к машине или от ленты к ленте. Для удобства сравнения все значения указаны для системы NTSC. (Для систем PAL замените 480 на 576.) Аналоговые форматы обычно имеют меньшее разрешение цветности.
- Аналоговый и ранний цифровой [3]
Многие камеры и дисплеи смещают цветовые компоненты относительно друг друга или смешивают временное и пространственное разрешение:
цифровая камера ( матрица цветных фильтров Байера )
ЖК-дисплей (треугольная геометрия пикселей )
ЭЛТ (теневая маска)
- узкоэкранного компьютерного дисплея 4:3 Разрешение
- Аналоговый
- 320×200: ЭЛТ-мониторы
- 352×240: Видео компакт-диск
- 333×480: VHS , Video8 , Umatic
- 350×480: Бетамакс
- 420×480: Супер Бетамакс, Бетакам
- 460×480: Betacam SP, Umatic SP, NTSC (эфирное телевидение)
- 580×480: Super VHS , Hi8 , LaserDisc
- 700×480: бетамакс расширенного разрешения, ограничение аналогового вещания ( NTSC )
- 768×576: ограничение аналогового вещания ( PAL , SECAM )
- Цифровой
- 500×480: Цифровой8
- 720×480: D-VHS , DVD , miniDV , цифровая бета-камера (NTSC)
- 720×480: Широкоэкранный DVD (анаморфотный) (NTSC)
- 854×480: EDTV (телевидение повышенной четкости)
- 720×576: D-VHS , DVD , miniDV , Digital8 , Digital Betacam (PAL/SECAM)
- 720×576 или 1024 x 576: Широкоэкранный DVD (анаморфотный) (PAL/SECAM)
- 1280×720: D-VHS, HD DVD , Blu-ray , HDV (miniDV)
- 1440×1080: HDV (миниDV)
- 1920×1080: HDV (miniDV), AVCHD, HD DVD, Blu-ray, HDCAM SR
- 1998×1080: 2K Flat (1,85:1)
- 2048×1080: Цифровое кино 2K
- 3840×2160: 4K UHDTV , Ultra HD Blu-ray
- 4096×2160: 4K Digital Cinema
- 7680×4320: 8K UHDTV
- 15360×8640: Цифровое кино 16K
- 30720x17280: 32К
- Последовательности из новых фильмов сканируются по 2000, 4000 или даже 8000 столбцов, называемых 2K, 4K и 8K , для качественного редактирования визуальных эффектов на компьютерах.
- IMAX , включая IMAX HD и OMNIMAX: разрешение примерно 10 000×7 000 (7 000 строк). Это около 70 МП, что на данный момент является показателем цифровой кинокамеры с одним сенсором с самым высоким разрешением (по состоянию на январь 2012 г.). [ нужна ссылка ]
- Фильм
- По состоянию на 2005 год 35-миллиметровая пленка сканируется для выпуска на DVD с разрешением 1080 или 2000 строк.
- Фактическое разрешение оригинальных 35-миллиметровых негативов является предметом многочисленных споров. Измеренное разрешение негативной пленки варьировалось от 25–200 пл/мм, что соответствует диапазону от 325 строк для съемки с 2 перфорациями , до (теоретически) более 2300 строк для съемки с 4 перфорациями на T-Max 100. [4] [5] [6] Kodak утверждает, что 35-миллиметровая пленка имеет разрешение, эквивалентное 6K по горизонтали, по словам старшего вице-президента IMAX. [7]
- Распечатать
| ИЦП | Пиксели | мм |
|---|---|---|
| 800 | 1000 | 31.8 |
| 300 | 1000 | 84.7 |
| 200 | 1000 | 127 |
| 72 | 1000 | 352.8 |
| ИЦП | Пиксели | мм |
|---|---|---|
| 800 | 3150 | 100 |
| 300 | 1181 | 100 |
| 200 | 787 | 100 |
| 72 | 283 | 100 |
| ИЦП | Пиксели | мм | Размер бумаги |
|---|---|---|---|
| 300 | 9921×14008 | 840×1186 | А0 |
| 300 | 7016×9921 | 594×840 | А1 |
| 300 | 4961×7016 | 420×594 | А2 |
| 300 | 3508×4961 | 297×420 | А3 |
| 300 | 2480×3508 | 210×297 | A4 |
| 300 | 1748×2480 | 148×210 | А5 |
| 300 | 1240×1748 | 105×148 | А6 |
| 300 | 874×1240 | 74×105 | A7 |
| 300 | 614×874 | 52×74 | А8 |
- Современные разрешения цифровых камер
- Цифровая камера среднего формата – одинарная, не совмещенная с одним большим цифровым сенсором – 80 МП (с 2011 года, актуальна на 2013 год) – 10320×7752 или 10380×7816 (81,1 МП). [8] [9] [10] [11]
- Мобильный телефон — Nokia 808 PureView — 41 МП (7728×5368), Nokia Lumia 1020 — тоже 41 МП (7712×5360)
- Цифровая фотокамера – Canon EOS 5DS – 51 МП (8688 × 5792)
См. также
[ редактировать ]- Разрешение дисплея
- Точек на дюйм
- Съемка HDR с мультиэкспозицией
- Передача изображения высокого разрешения
- Масштабирование изображения
- Сканер изображений
- Коэффициент Келла , который обычно ограничивает количество видимых линий до 0,7x разрешения устройства.
- Плотность пикселей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ [1] Архивировано 2 февраля 2017 г. в Руководстве Wayback Machine по указанию характеристик цифровых камер в каталогах. «Термин «Разрешение» не должен использоваться для обозначения количества записанных пикселей»
- ^ ANSI/I3A IT10.7000–2004 Фотография – Цифровые фотоаппараты – Рекомендации по составлению отчетов о характеристиках пикселей
- ^ «Сравнительная таблица разрешений видео» .
- ^ «Цветная негативная пленка Kodak VISION3 500T 5219/7219/SO-219» (PDF) . Июль 2015.
- ^ [2] Анализ разрешения пленки .
- ^ Понимание резкости изображения, часть 1A: кривые разрешения и MTF в пленке и объективах , Норман Корен.
- ^ «/Интервью в фильме: Руководители IMAX рассказывают о «Голодных играх: и вспыхнет пламя» и заблуждениях IMAX» . Слэш фильм. 2 декабря 2013 года . Проверено 17 декабря 2013 г.
- ^ «Фазон» . Архивировано из оригинала 18 марта 2012 г.
- ^ «Цифровые задники среднего формата Leaf Aptus» . www.mamiyaleaf.com . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 6 ноября 2013 г.
- ^ ДхО. «Цифровой задник Phase One IQ180: тесты и обзоры – DxOMark» . www.dxomark.com .
- ^ Форрет, Питер. «Мегапиксельный калькулятор –toolstudio» . web.forret.com .