Открыть главное меню

Разрешение (компьютерная графика)

(перенаправлено с «Разрешение экрана»)
Данная схема изображает стандартные разрешения экрана, причём цвет каждого типа разрешения указывает соотношение сторон экрана (например, красный цвет обозначает соотношение, равное 4:3)

Разреше́ние — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Термин обычно применяется к изображениям в цифровой форме, хотя его можно применить, например, для описания уровня грануляции фотоплёнки, фотобумаги или иного физического носителя. Более высокое разрешение (больше элементов) типично обеспечивает более точные представления оригинала. Другой важной характеристикой изображения является разрядность цветовой палитры.

Как правило, разрешение в разных направлениях одинаково, что даёт пиксель квадратной формы. Но это не обязательно — например, горизонтальное разрешение может отличаться от вертикального, при этом элемент изображения (пиксель) будет не квадратным, а прямоугольным. Более того, возможна не квадратная решётка элементов изображения, а например шестигранная (гексагональная) или вовсе не регулярная (стохастическая), что не мешает говорить о максимальном количестве точек или управляемых элементов изображения на единицу длины или площади.

Разрешение изображенияПравить

Растровая графикаПравить

Основная статья: Растровая графика

Размеры растровых изображений выражают в виде количества пикселей по горизонтали и вертикали, например: 1600×1200. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1600, а высота — 1200 точек (такое изображение состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно 2 мегапиксела). Количество точек по горизонтали и вертикали может быть разным для разных изображений. Изображения, как правило, хранятся в виде, максимально пригодном для отображения экранами мониторов — они хранят цвет пикселей в виде требуемой яркости свечения излучающих элементов экрана (RGB), и рассчитаны на то, что пикселы изображения будут отображаться пикселами экрана один к одному. Это обеспечивает простоту вывода изображения на экран.

При выводе изображения на поверхность экрана или бумаги, оно занимает прямоугольник определённого размера. Для оптимального размещения изображения на экране необходимо согласовывать количество точек в изображении, пропорции сторон изображения с соответствующими параметрами устройства отображения. Если пиксели изображения выводятся пикселами устройства вывода один к одному, размер будет определяться только разрешением устройства вывода. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем больше точек отображается на той же площади и тем менее зернистой и более качественной будет ваша картинка. При большом количестве точек, размещённом на маленькой площади, глаз не замечает мозаичности рисунка. Справедливо и обратное: малое разрешение позволит глазу заметить растр изображения («ступеньки»). Высокое разрешение изображения при малом размере плоскости отображающего устройства не позволит вывести на него всё изображение, либо при выводе изображение будет «подгоняться», например для каждого отображаемого пиксела будут усредняться цвета попадающей в него части исходного изображения. При необходимости крупно отобразить изображение небольшого размера на устройстве с высоким разрешением приходится вычислять цвета промежуточных пикселей. Изменение фактического количества пикселей изображения называется передискретизация, и для неё существуют целый ряд алгоритмов разной сложности.

При выводе на бумагу такие изображения преобразуются под физические возможности принтера: проводится цветоделение, масштабирование и растеризация для вывода изображения красками фиксированного цвета и яркости, доступными принтеру. Принтеру для отображения цвета разной яркости и оттенка приходится группировать несколько меньшего размера точек доступного ему цвета, например один серый пиксел такого исходного изображения, как правило, на печати представляется несколькими маленькими чёрными точками на белом фоне бумаги. В случаях, не касающихся профессиональной допечатной подготовки, этот процесс производится с минимальным вмешательством пользователя, в соответствии с настройками принтера и желаемым размером отпечатка. Изображения в форматах, получаемых при допечатной подготовке и рассчитанные на непосредственный вывод печатающим устройством, для полноценного отображения на экране нуждаются в обратном преобразовании.

Большинство форматов графических файлов позволяют хранить данные о желаемом масштабе при выводе на печать, то есть о желаемом разрешении в dpi (англ. dots per inch — эта величина говорит о количестве точек на единицу длины: например 300 dpi означает 300 точек на один дюйм). Это исключительно справочная величина. Как правило, для получения распечатка фотографии, который предназначен для рассматривания с расстояния порядка 40 — 45 сантиметров, достаточно разрешения 300 dpi. Исходя из этого можно рассчитать, какого размера отпечаток можно получить из имеющегося изображения или какого размера изображение надо получить, чтоб затем сделать отпечаток нужного размера.

Например, надо напечатать с разрешением в 300 dpi изображение на бумаге размером 10×10 см (3,9×3,9 дюймов). Теперь, умножив 3,9 на 300 и получаем размер фотографии в пикселях: 1170×1170. Таким образом, для печати изображения приемлемого качества размером 10×10 см, размер исходного изображения должен быть не менее 1170×1170 пикселей.

Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:

  • dpi (англ. dots per inch) — количество точек на дюйм.
  • ppi (англ. pixels per inch) — количество пикселей на дюйм.
  • lpi (англ. lines per inch) — количество линий на дюйм, разрешающая способность графических планшетов (дигитайзеров).
  • spi (англ. samples per inch) — количество семплов на дюйм; плотность дискретизации (англ. sampling density), в том числе разрешение сканеров изображений.

По историческим причинам величины стараются приводить к dpi, хотя с практической точки зрения ppi более однозначно характеризует для потребителя процессы печати или сканирования. Измерение в lpi широко используется в полиграфии. Измерение в spi используется для описания внутренних процессов устройств или алгоритмов.

Значение разрядности цветаПравить

Для создания реалистичного изображения средствами компьютерной графики цвет иногда оказывается важнее (высокого) разрешения, поскольку человеческий глаз воспринимает картинку с большим количеством цветовых оттенков как более правдоподобную. Вид изображения на экране напрямую зависит от выбранного видеорежима, основу которого составляют три характеристики: кроме собственно разрешения (кол-ва точек по горизонтали и вертикали), отличаются частота обновления изображения (Гц) и количество отображаемых цветов (цветорежим или разрядность цвета)). Последний параметр (характеристику) часто также называют разрешение цвета, или частота разрешения (частотность или разрядность гаммы) цвета.

Разница между 24- и 32-разрядным цветом на глаз отсутствует, потому как в 32-разрядном представлении 8 разрядов просто не используются, облегчая адресацию пикселов, но увеличивая занимаемую изображением память, а 16-разрядный цвет заметно «грубее». У профессиональных цифровых фотокамер у сканеров (например, 48 или 51 бит на пиксел) более высокая разрядность оказывается полезна при последующей обработке фотографий: цветокоррекции, ретушировании и т. п.

Векторная графикаПравить

Для векторных изображений, в силу принципа построения изображения, понятие разрешения неприменимо.

Разрешение устройстваПравить

Разрешение устройства (inherent resolution) описывает максимальное разрешение изображения, получаемого с помощью устройства ввода или вывода:

  • разрешение принтера обычно указывают в dpi;
  • разрешение сканера изображений указывается в ppi (количество пикселей на один дюйм), а не в dpi;
  • разрешением экрана монитора обычно называют размеры получаемого на экране изображения в пикселах: 800×600, 1024×768, 1280×1024, подразумевая разрешение относительно физических размеров экрана, а не эталонной единицы измерения длины, такой как 1 дюйм. Для получения разрешения в единицах ppi данное количество пикселов необходимо поделить на физические размеры экрана, выраженные в дюймах. Двумя другими важными геометрическими характеристиками экрана являются размер его диагонали и соотношение сторон;
  • разрешение матрицы цифровой фотокамеры, так же как экрана монитора, характеризуется размером (в пикселах) получаемых изображений, но в отличие от экранов, популярным стало использование не пары чисел, а округлённого количества пикселов, выражаемое в мегапикселах, на всей рабочей площади матрицы. Говорить о фактическом линейном разрешении матрицы можно лишь зная её геометрию. Говорить о фактическом линейном разрешении получаемых изображений можно либо в отношении устройство вывода — экранов и принтеров, либо в отношении сфотографированных предметов, с учётом их перспективных искажений при съёмке и характеристик объектива.

Разрешение экрана монитораПравить

Для типичных разрешений мониторов, индикаторных панелей и экранов устройств (inherent resolution) существуют устоявшиеся буквенные обозначения[1]:

Название формата Количество отображаемых на мониторе точек Пропорции изображения Размер изображения
QVGA 320×240 4:3 76,8 кпикс
SIF (MPEG1 SIF) 352×240 22:15 84,48 кпикс
CIF (MPEG1 VideoCD) 352×288 11:9 101,37 кпикс
WQVGA 400×240 5:3 96 кпикс
[MPEG2 SV-CD] 480×576 5:6 276,48 кпикс
HVGA 640×240 8:3 153,6 кпикс
HVGA 320×480 2:3 153,6 кпикс
nHD 640×360 16:9 230,4 кпикс
VGA 640×480 4:3 307,2 кпикс
WVGA 800×480 5:3 384 кпикс
SVGA 800×600 4:3 480 кпикс
FWVGA 848×480 16:9 409,92 кпикс
qHD 960×540 16:9 518,4 кпикс
WSVGA 1024×600 128:75 614,4 кпикс
XGA 1024×768 4:3 786,432 кпикс
XGA+ 1152×864 4:3 995,3 кпикс
WXVGA 1200×600 2:1 720 кпикс
HD 720p 1280×720 16:9 921,6 кпикс
WXGA 1280×768 5:3 983,04 кпикс
SXGA 1280×1024 5:4 1,31 Мпикс
WXGA+ 1440×900 8:5 1,296 Мпикс
SXGA+ 1400×1050 4:3 1,47 Мпикс
XJXGA 1536×960 8:5 1,475 Мпикс
WSXGA (?) 1536×1024 3:2 1,57 Мпикс
WXGA++ 1600×900 16:9 1,44 Мпикс
WSXGA 1600×1024 25:16 1,64 Мпикс
UXGA 1600×1200 4:3 1,92 Мпикс
WSXGA+ 1680×1050 8:5 1,76 Мпикс
Full HD 1080p 1920×1080 16:9 2,07 Мпикс
WUXGA 1920×1200 8:5 2,3 Мпикс
2K 2048×1080 256:135 2,2 Мпикс
QWXGA 2048×1152 16:9 2,36 Мпикс
QXGA 2048×1536 4:3 3,15 Мпикс
WQXGA / Quad HD 1440p 2560×1440 16:9 3,68 Мпикс
WQXGA 2560×1600 8:5 4,09 Мпикс
2560×1700 3:2 4,35 Мпикс
QSXGA 2560×2048 5:4 5,24 Мпикс
3K 3072×1620 256:135 4,97 Мпикс
WQXGA 3200×1800 16:9 5,76 Мпикс
WQSXGA 3200×2048 25:16 6,55 Мпикс
QUXGA 3200×2400 4:3 7,68 Мпикс
QHD 3440×1440 43:18 4.95 Мпикс
WQUXGA 3840×2400 8:5 9,2 Мпикс
4K UHD (Ultra HD) 2160p 3840×2160 16:9 8,3 Мпикс
4K UHD 4096×2160 256:135 8,8 Мпикс
4128×2322 16:9 9,6 Мпикс
4128×3096 4:3 12,78 Мпикс
5120×2160 21:9 11,05 Мпикс
5K UHD 5120×2700 256:135 13,82 Мпикс
5120×2880 16:9 14,74 Мпикс
5120×3840 4:3 19,66 Мпикс
HSXGA 5120×4096 5:4 20,97 Мпикс
6K UHD 6144×3240 256:135 19,90 Мпикс
WHSXGA 6400×4096 25:16 26,2 Мпикс
HUXGA 6400×4800 4:3 30,72 Мпикс
7K UHD 7168×3780 256:135 27,09 Мпикс
8K UHD (Ultra HD) 4320p / Super Hi-Vision 7680×4320 16:9 33,17 Мпикс
WHUXGA 7680×4800 8:5 36,86 Мпикс
8K UHD 8192×4320 256:135 35,2 Мпикс
Компьютерный стандарт / название устройства Разрешение Соотношение сторон экрана Пиксели, суммарно
VIC-II multicolor, IBM PCjr 16-color 160×200 0,80 (4:5) 32 000
TMS9918, ZX Spectrum 256×192 1,33 (4:3) 49 152
CGA 4-color (1981), Atari ST 16 color, VIC-II HiRes, Amiga OCS NTSC LowRes 320×200 1,60 (8:5) 64 000
QVGA 320×240 1,33 (4:3) 76 800
Acorn BBC в 40-строчном режиме, Amiga OCS PAL LowRes 320×256 1,25 (5:4) 81 920
WQVGA 400×240 1.67 (15:9) 96 000
КГД (контроллер графического дисплея) ДВК 400×288 1.39 (25:18) 115 200
Atari ST 4 color, CGA mono, Amiga OCS NTSC HiRes 640×200 3,20 (16:5) 128 000
VGWQA Sony PSP Go 480×272 1,78 (16:9) 129 600
Вектор-06Ц, Электроника БК 512×256 2,00 (2:1) 131 072
466×288 1,62 (≈ 8:5) 134 208
HVGA 480×320 1,50 (15:10) 153 600
Acorn BBC в 80-строчном режиме 640×256 2,50 (5:2) 163 840
Amiga OCS PAL HiRes 640×256 2,50 (5:2) 163 840
Контейнер AVI (MPEG-4 / MP3), профиль Advanced Simple Profile Level 5 640×272 2,35 (127:54) (≈ 2,35:1) 174 080
Black & white Macintosh (9") 512×342 1,50 (≈ 8:5) 175 104
Электроника МС 0511 640×288 2,22 (20:9) 184 320
Macintosh LC (12")/Color Classic 512×384 1,33 (4:3) 196 608
EGA (в 1984) 640×350 1,83 (64:35) 224 000
HGC 720×348 2,07 (60:29) 250 560
MDA (в 1981) 720×350 2,06 (72:35) 252 000
Atari ST mono, Toshiba T3100/T3200, Amiga OCS, NTSC чересстрочный 640×400 1,60 (8:5) 256 000
Apple Lisa 720×360 2,00 (2:1) 259 200
VGA (в 1987) и MCGA 640×480 1,33 (4:3) 307 200
Amiga OCS, PAL чересстрочный 640×512 1,25 (5:4) 327 680
480i / 480p (SDTV / EDTV) 720×480 1,33 (4:3) 345 600
WGA, WVGA 800×480 1,67 (5:3) 384 000
TouchScreen в нетбуках Sharp Mebius 854×466 1,83 (11:6) 397 964
FWVGA / 480p (EDTV) 854×480 1,78 (16:9) 409 920
576i / 576p (SDTV / EDTV) 720×576 1,33 (4:3) 414 720
SVGA 800×600 1,33 (4:3) 480 000
Apple Lisa+ 784×640 1,23 (49:40) 501 760
800×640 1,25 (5:4) 512 000
SONY XEL-1 960×540 1,78 (16:9) 518 400
Dell Latitude 2100 1024×576 1,78 (16:9) 589 824
Apple iPhone 4 960×640 1,50 (3:2) 614 400
WSVGA 1024×600 1,71 (128:75) 614 400
1152×648 1,78 (16:9) 746 496
XGA (в 1990) 1024×768 1,33 (4:3) 786 432
1152×720 1,60 (8:5) 829 440
1200×720 1,67 (5:3) 864 000
1152×768 1,50 (3:2) 884 736
WXGA[2] / HD Ready / HD 720p (EDTV / HDTV) 1280×720 1,78 (16:9) 921 600
NeXTcube 1120×832 1,35 (35:26) 931 840
HD или wXGA+ 1280×768 1,67 (5:3) 983 040
XGA+ 1152×864 1,33 (4:3) 995 328
WXGA[2] 1280×800 1,60 (8:5) 1 024 000
Sun 1152×900 1,28 (32:25) 1 036 800
WXGA[2] / HD Ready (HDTV) 1366×768 1,78 (≈ 16:9) 1 048 576
wXGA++ 1280×854 1,50 (≈ 3:2) 1 093 120
SXGA 1280×960 1,33 (4:3) 1 228 800
UWXGA 1600×768 (750) 2,08 (25:12) 1 228 800
WSXGA, WXGA+ 1440×900 1,60 (8:5) 1 296 000
SXGA 1280×1024 1,25 (5:4) 1 310 720
1536×864 1,78 (16:9) 1 327 104
1440×960 1,50 (3:2) 1 382 400
wXGA++ 1600×900 1,78 (16:9) 1 440 000
SXGA+ 1400×1050 1,33 (4:3) 1 470 000
AVCHD/«HDV 1080i» (anamorphic widescreen HD) 1440×1080 1,33 (4:3) 1 555 200
WSXGA 1600×1024 1,56 (25:16) 1 638 400
WSXGA+ 1680×1050 1,60 (8:5) 1 764 000
UXGA 1600×1200 1,33 (4:3) 1 920 000
Full HD 1080p (HDTV) 1920×1080 1,77 (16:9) 2 073 600
WUXGA 1920×1200 1,60 (8:5) 2 304 000
QWXGA 2048×1152 1,78 (16:9) 2 359 296
1920×1280 1,50 (3:2) 2 457 600
1920×1440 1,33 (4:3) 2 764 800
QXGA 2048×1536 1,33 (4:3) 3 145 728
WQXGA / Quad HD 1440p 2560×1440 1,78 (16:9) 3 686 400
WQXGA 2560×1600 1,60 (8:5) 4 096 000
Chromebook Pixel 2560×1700 1,50 (3:2) 4 352 000
Apple MacBook Pro with Retina 2880×1800 1,60 (8:5) 5 148 000
QSXGA 2560×2048 1,25 (5:4) 5 242 880
WQSXGA 3200×2048 1,56 (25:16) 6 553 600
WQSXGA 3280×2048 1,60 (205:128) ≈ 8:5 6 717 440
QUXGA 3200×2400 1,33 (4:3) 7 680 000
4K UHD (Ultra HD) 2160p (UHDTV-1) 3840×2160 1,78 (16:9) 8 294 400
4K UHD 4096×2160 1,896 (256:135) 8 847 360
WQUXGA (QSXGA-W) 3840×2400 1,60 (8:5) 9 216 000
Toshiba 5K Extra Wide Ultra HD 5120×2160 2,33 (21:9) 11 059 200
5K UHD 5120×2700 1,896 (256:135) 13 824 000
Apple iMac (with Retina 5K display)

Dell UltraSharp UP2715K Monitor (27-inch ‘5K’)

5120×2880 1,78 (16:9) 14 745 600
IndigoVision Ultra 5K Fixed Camera 5120×3840 1,33 (4:3) 19 660 800
HSXGA 5120×4096 1,25 (5:4) 20 971 520
WHSXGA 6400×4096 1,56 (25:16) 26 214 400
HUXGA 6400×4800 1,33 (4:3) 30 720 000
8K UHD (Ultra HD) 4320p (UHDTV-2) / Super Hi-Vision 7680×4320 1,78 (16:9) 33 177 600
8K UHD 8192×4320 1,896 (256:135) 35 389 440
WHUXGA 7680×4800 1,60 (8:5) 36 864 000

Разрешение матрицы цифровой фотокамерыПравить

Разрешающая способность матрицы цифровой фотокамеры — способность устройства передавать мелкие детали изображения[3]. Фотоматрица применяется в виде специализированной аналоговой или цифро-аналоговой интегральной микросхемы, состоящей из светочувствительных элементов. Она предназначена для преобразования проецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы).

Говорить о фактическом разрешении получаемых изображений можно либо в отношении устройства вывода — экранов, принтеров и т. п., либо в отношении сфотографированных предметов, с учётом их перспективных искажений при съёмке и характеристик объектива. Разрешение изображения в основном определяется источником, то есть разрешением фотоматрицы, что в свою очередь зависит от их типа, площади, количества пикселов на ней и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности. Не удастся отобразить на мониторе больше деталей (даже если сам монитор способен на это), чем зафиксировала матрица фотокамеры[4].

Разрешение аналоговых и цифровых фотоматриц может быть описано по-разному[5]:

  • разрешение в пикселях (англ. Pixel resolution) определяется числом эффективных пикселей (effective pixels) матрицы;
  • разрешение в телевизионных линиях: различают разрешающую возможность по горизонтали (TVLH) и вертикали (TVLV);
  • пространственное разрешение (англ. Spatial resolution): количество пикселей на дюйм — ppi (англ. pixels per inch);
  • спектральное разрешение (англ. Spectral resolution) — спектральная ширина электромагнитного излучения в видимой и ближней зоне инфракрасной области;
  • временное разрешение (англ. Temporal resolution) — мера скорости обновления кадров в секунду (англ. frames per second);
  • радиометрическое разрешение англ. Radiometric resolution) выражается единицей бит на пиксель (англ. bits per pixel).

Разрешение в пикселяхПравить

Разрешение матрицы цифровой фотокамеры — возможность фотосенсоров, наблюдать или измерять наименьший объект, с явно чёткими границами.

Существует разница между разрешением и пикселем, пиксель на самом деле является единицей цифрового изображения. Так как матрица состоит из дискретных пикселов, и поэтому информация одной ТВ-линии состоит из дискретных значений, соответствующих каждому пикселу. Этот метод дает не цифровую информацию, а скорее дискретную выборку. Таким образом матрица — это оптическое устройство дискретизации. Разрешающая способность, даваемая матрицей, зависит от числа пикселов и разрешающей способности объектива[4].

В технических характеристиках цифровых камер обычно указывается число действующих (эффективных) пикселей (Number of Effective Pixel), то есть общее число пикселей, фактически используемых для регистрации изображения, а не общее число номинальных мегапикселей, фиксируемых датчиком изображения.

Термин «разрешение» в области цифровых изображений часто интерпретируется как количество пикселей, хотя американские, японские, и международные стандарты определяют, что оно не должна использоваться так в сфере использования цифровых камер[6][7].

Разрешение в матрице «Width × Height»Править

Изображение из N пикселей в высоту на M пикселей в ширину может иметь любое разрешение меньше, чем n линий по высоте изображения, или n телевизионных линий. Когда количеством пикселей определяют разрешение, то их описывают с набором двух положительных целых чисел, где первая цифра является числом пиксельных столбцов (ширина), а вторая является числом пиксельных строк (высота), например, в виде 7680×6876.

Общее количество пикселейПравить

Параметр «общее число пикселов» (Number of Total Pixel) определяет разрешение, как общее количество пикселей в изображении, и задается в мегапикселях, вычисленных путём умножения число пикселей в строке на число пикселей в колонке и деления на один миллион.

Число эффективных пикселейПравить

Ни одно из вышеуказанных разрешений в пикселях не явлются истинным разрешением, но широко упоминаются в таком качестве и служат верхней границей разрешения изображения. Согласно тем же стандартам, именно число эффективных пикселей указывает на фактическое разрешение матрицы, так как именно они вносят вклад в окончательное изображение, в отличие от ряда общих пикселей, которые включают в себя неиспользуемые, «битые» или светозащищённые пиксели по краям.

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности светочувствительных элементов на единицу поверхности. Оно нелинейно и зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Современная иностранная трактовка линий миры считает пару чёрная и белая полоса за две линии в отличие от советской и российской теории и практики, где каждая линия всегда считается разделённой промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

Некоторые фирмы — производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения — фиктивное.

Ниже приведен пример того, как одно и то же изображение может отображаться при различных разрешениях в пикселях.

 

Изображение, которое составляет 2048 пикселей в ширину и 1536 пикселей в высоту имеет в общей сложности 2048×1536 = 3 145 728 пикселей, или 3,1 мегапикселя.

Количество пикселей не является реальным показателем разрешения цифровой фотокамеры, если это не трёхматричная система 3CCD, а в обычной системе CCD датчики цветного изображения, как правило, построены на альтернативных цветных фильтрах, где каждый пиксель матрицы отвечает только за один цвет, который более светочувствителен к конкретному цвету. Цифровые изображения, в конечном счёте, требуют красного, зелёного и синего значений для каждого пикселя, которые будет отображаться в дальнейшем, но один пиксель в фотосенсоре будет поставлять только один из этих трёх цветов информации. В результате цветовой интерполяции получается полноцветная картина на одной матрице, где каждая точка уже имеет все три необходимые цветовые компоненты.

Однако реальное разрешение получаемого изображения (то есть степень различимости деталей), кроме пиксельного разрешения сенсора, зависит от оптического разрешения объектива и устройства сенсора.

Разрешение в телевизионных линияхПравить

Разрешение в телевизионных линиях (твл) — способность устройства передавать максимальное количество деталей изображения. Для двумерных устройств таких как ПЗС-матрица, различают разрешающую возможность по горизонтали и вертикали.

Вертикальное разрешениеПравить

Вертикальное разрешение определяется числом вертикальных элементов, которые можно фиксировать камерой и воспроизвести на экране монитора. В система CCIR — 625 линий, в EIA — 525 линий. Принимая во внимание длительность кадровой (вертикальной) синхронизации и импульсов выравнивания, невидимые строки и т. д., число активных строк снижается в CCIR до 575, а в EIA до 475. При вычислении «реального» вертикального разрешения следует применять поправочный коэффициент, равный 0,7. Он известен как коэффициент Келла (или Келл-фактор) и является общепринятым способом аппроксимации реального разрешения. Это означает, что 575 следует скорректировать (умножить) на 0,7, чтобы получить практические границы вертикального разрешения для PAL, которое равняется примерно 400 ТВ-линиям строк[4]. Для NTSC, соответственно получается приблизительно 330 ТВ-линий (строк) вертикального разрешения.

Горизонтальное разрешениеПравить

Разрешающая способность по горизонтали (горизонтальное разрешение) определяется числом горизонтальных элементов, которые можно зафиксировать камерой и воспроизвести на экране монитора или сколько вертикальных линий можно подсчитать. Поскольку соотношение сторон в телевидении стандартной чёткости составляет 4:3, где ширина больше высоты, то чтобы сохранить естественные пропорции изображений, считают только вертикальные линии по ширине, эквивалентной высоте, то есть 3/4 от ширины. Для камеры с 570 ТВ-линиями горизонтального разрешения, максимум соответствует приблизительно в 570×(4/3) = 760 линий по ширине экрана.

Если в документации указана только разрешающая способность, то это надо понимать, как разрешающую способность по горизонтали (например, 960H).

Многие производители предпочитают опираться на результаты собственных не сертифицированных тестов, в которых применяются специальные штриховые миры. Источники погрешностей таких тестов связаны с применением нестандартных мир, с неточным их позиционированием и с погрешностью определения разрешаемых штрихов. Не бывает так, чтобы 380 линий различить было можно, а 390 нельзя. При увеличении числа линий контраст падает плавно, и корректней было бы говорить о предельном числе линий, при наблюдении которых контраст снижается до некоторого заданного уровня. При этом важно то, как размещаются штрихи в кадре (радиально или тангенциально) и в какой части кадра они находятся (в центре или с краю). Однако реальные методики определения разрешающей способности производителями камер остаются для потребителей неизвестными.

Пространственное разрешениеПравить

Пространственное разрешение — величина, характеризующая размер наименьших объектов, различимых на изображении. Она зависит от свойств системы, создающей изображение, а не только от количества пикселей на дюйм — ppi (англ. pixels per inch).

Низкое пространственное разрешение
Высокое пространственное разрешение
Изображение слева содержит большее количество пикселей, чем правое, но при этом хуже в пространственном разрешении.

Фотоматрица оцифровывает изображение, которое формируется объективом фотоаппарата. Если объектив в силу недостаточно высокой разрешающей способности передаёт две светящиеся точки объекта, разделённые третьей чёрной, как одну светящуюся точку на три подряд расположенных пиксела, то говорить о точном разрешении изображения фотоаппаратом нельзя.

 
«1951 USAF resolution test chart (англ.)» — классический пробник для определения пространственного разрешения оптических систем.

В фотографической оптике существует приблизительное соотношение[8]: если разрешающую способность фотоприёмника выразить в линиях на миллиметр (или же в количестве пикселей на дюйм — ppi (англ. pixels per inch), обозначим её как M, и так же выразить разрешающую способность объектива (в его фокальной плоскости), обозначим её как N, то результирующее разрешение системы объектив+фотоприёмник, обозначим его как K, можно найти по формуле:

  или  .

Это соотношение максимально при  , когда разрешение равно  , поэтому желательно, чтобы разрешающая способность объектива соответствовала разрешающей способности фотоприёмника.[уточнить]

У современных цифровых фотоматриц разрешающая способность определяется количеством пикселей на дюйм — ppi (англ. pixels per inch), при этом размер пикселя варьируется у разных фотоматриц в пределах от 0,0025 мм до 0,0080 мм, а у большинства современных фотоматриц он равен 0,006 мм.

Спектральное разрешениеПравить

Спектральное разрешение (спектральная ширина) электромагнитного излучения — способность различать близкие по частоте (длине волны) сигналы.

Многозональная съёмка изображения в разных участках электромагнитного спектра (например инфракрасной и видимой области), имеет более высокое спектральное разрешение, чем обычное цветное изображение.

Спектральное разрешение актуально для съёмки с инфракрасной подсветкой в режиме "Day & Night: от видимого спектра (790 ТГц, 380 нм — 405 ТГц, 740 нм) до ближней области инфракрасного излучения (405 ТГц, 740 нм — 215 ТГц, 1400 нм), применяемого для систем видеофиксации.

Временное разрешениеПравить

Временное разрешение — мера скорости обновления кадров в секунду.

Кинокамера и высокоскоростная камера могут фиксировать события в разных временных интервалах. Временное разрешение используется для съемки и просмотра фильмов, как правило, от 24 до 48 кадров в секунду; высокоскоростные камеры могут обеспечить от 50 до 300 кадров в секунду и более.

Радиометрическое разрешениеПравить

Радиометрическое разрешение (битовая Глубина цвета, качество цветопередачи, битность изображения) — термин, означающий объём памяти в количестве бит, используемых для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя видеоизображения. Определяет, насколько тонко система может представлять или отличать различия интенсивности цвета, и, как правило, выражается в виде уровней или bits, например 8 бит или 256 уровней (8-битный цвет (28 = 256 цветов).

Часто выражается единицей бит на пиксель — bpp (англ. bits per pixel).

Фотосенсоры, применяемые в цифровых камерахПравить

Ширина, пикс. Высота, пикс. Соотношение сторон Фактическое количество пикселей Количество мегапикселей Примеры камер
100 100 1:1 10 000 0,01 Kodak (by Steven Sasson) Prototype (1975)
640 480   307 200 0,3 Apple QuickTake 100 (1994)
832 608   505 856 0,5 Canon Powershot 600 (1996)
1 024 768   786 432 0,8 Olympus D-300L (1996)
1 024 1 024 1:1 1 048 576 1,0 Nikon NASA F4 (1991)
1 280 960   1 228 800 1,3 Fujifilm DS-300 (1997)
1 280 1 024 5:4 1 310 720 1,3 Fujifilm MX-700, Fujifilm MX-1700 (1999), Leica Digilux (1998), Leica Digilux Zoom (2000)
1 600 1 200   1 920 000 2 Nikon Coolpix 950, Samsung GT-S3500
2 012 1 324   2 663 888 2,74 Nikon D1
2 048 1 536   3 145 728 3 Canon PowerShot A75, Nikon Coolpix 995
2 272 1 704   3 871 488 4 Olympus Stylus 410, Contax i4R
2 464 1 648   4 060 672 4,1 Canon 1D
2 560 1 920   4 915 200 5 Olympus E-1, Sony Cyber-shot DSC-F707, Sony Cyber-shot DSC-F717
2 816 2 112   5 947 392 5,9 Olympus Stylus 600 Digital
3 008 2 000   6 016 000 6 D100,Nikon D40, D50, D70, D70s, Pentax K100D, Konica Minolta Maxxum 7D, Konica Minolta Maxxum 5D, Epson R-D1
3 072 2 048   6 291 456 6,3 Canon EOS 10D, Canon EOS 300D
3 072 2 304   7 077 888 7 Olympus FE-210, Canon PowerShot A620
3 456 2 304   7 962 624 8 Canon EOS 350D
3 264 2 448   7 990 272 8 Olympus E-500, Olympus SP-350, Canon PowerShot A720 IS, Nokia 701, HTC Desire HD, Apple iPhone 4S, LG G2 mini D618
3 504 2 336   8 185 344 8,2 Canon EOS 30D, Canon EOS-1D Mark II, Canon EOS-1D Mark II N
3 520 2 344   8 250 880 8,25 Canon EOS 20D
3 648 2 736   9 980 928 10 Canon PowerShot G11, Canon PowerShot G12, Canon PowerShot S90, Canon PowerShot S95, Nikon CoolPix P7000, Nikon CoolPix P7100, Olympus E-410, Olympus E-510, Panasonic FZ50, Fujifilm FinePix HS10, Samsung EX1
3 872 2 592   10 036 224 10 Nikon D40x, Nikon D60, Nikon D3000, Nikon D200, Nikon D80, Pentax K10D, Pentax K200D, Sony Alpha A100
3 888 2 592   10 077 696 10,1 Canon EOS 40D, Canon EOS 400D, Canon EOS 1000D
4 064 2 704   10 989 056 11 Canon EOS-1Ds
4 000 3 000   12 000 000 12 Canon Powershot G9, Fujifilm FinePix S200EXR, Nikon Coolpix L110, Kodak Easyshare Max Z990
4 256 2 832   12 052 992 12,1 Nikon D3, Nikon D3S, Nikon D700, Fujifilm FinePix S5 Pro
4 272 2 848   12 166 656 12,2 Canon EOS 450D
4 032 3 024   12 192 768 12,2 Olympus PEN E-P1
4 288 2 848   12 212 224 12,2 Nikon D2Xs/D2X, Nikon D300, Nikon D300S, Nikon D90, Nikon D5000, Pentax K-x
4 900 2 580   12 642 000 12,6 RED ONE Mysterium
4 368 2 912   12 719 616 12,7 Canon EOS 5D
5 120 2 700   13 824 000 13,8 RED Mysterium-X
7 920 (2 640×3) 1 760   13 939 200 13,9 Sigma SD14, Sigma DP1 (3-слойный сенсор в Foveon X3)
4 672 3 104   14 501 888 14,5 Pentax K20D, Pentax K-7
4 752 3 168   15 054 336 15,1 Canon EOS 50D, Canon EOS 500D, Sigma SD1
4 896 3 264   15 980 544 16,0 Fujifilm X-Pro1, Fujifilm X-E1 (сенсор X-Trans имеет другую схему расположения пикселей по сравнению с фильтром Байера)
4 928 3 262   16 075 136 16,1 Nikon D7000, Nikon D5100, Pentax K-5
4 992 3 328   16 613 376 16,6 Canon EOS-1Ds Mark II, Canon EOS-1D Mark IV
5 184 3 456   17 915 904 17,9 Canon EOS 7D, Canon EOS 60D, Canon EOS 600D, Canon EOS 550D, Canon EOS 650D, Canon EOS 700D
5 270 3 516   18 529 320 18,5 Leica M9
5 616 3 744   21 026 304 21,0 Canon EOS-1Ds Mark III, Canon EOS-5D Mark II
6 048 4 032   24 385 536 24,4 Sony Alpha 850, Sony Alpha 900, Sony Alpha 99, Nikon D3X and Nikon D600
7 360 4 912   36 152 320 36,2 Nikon D800
7 500 5 000   37 500 000 37,5 Leica S2
7 212 5 142   39 031 344 39 Hasselblad H3DII-39
7 216 5 412   39 052 992 39,1 Leica RCD100
7 264 5 440   39 516 160 39,5 Pentax 645D
7 320 5 484   40 142 880 40,1 Phase One IQ140
7 728 5 368 ~ 10:7 41 483 904 41,5 Nokia 808 PureView
8 176 6 132   50 135 232 50,1 Hasselblad H3DII-50, Hasselblad H4D-50
11 250 5 000 9:4 56 250 000 56,3 Better Light 4000E-HS (scanned)
8 956 6 708   60 076 848 60,1 Hasselblad H4D-60
8 984 6 732   60 480 288 60,5 Phase One IQ160 Phase One P65+
10 320 7 752   80 000 640 80 Leaf Aptus-II 12, Leaf Aptus-II 12R
10 328 7 760   80 145 280 80,1 Phase One IQ180
9 372 9 372 1:1 87 834 384 87,8 Leica RC30 (камера для аэрофотосъемки)
12 600 10 500 6:5 132 300 000 132,3 Phase One PowerPhase FX/FX+ (цифровой задник)
18 000 8 000 9:4 144 000 000 144 Better Light 6000-HS/6000E-HS (цифровой задник)
21 250 7 500 17:6 159 375 000 159,4 Seitz 6x17 Digital (цифровой задник)
16 352* 12 264*   200 540 928 200,5 Hasselblad H4D-200MS
18 000 12 000   216 000 000 216 Better Light Super 6K-HS (цифровой задник)
24 000 15 990 ~   383 760 000 383,8 Better Light Super 8K-HS (цифровой задник)
30 600 13 600 9:4 416 160 000 416,2 Better Light Super 10K-HS (цифровой задник)
62 830 7 500 ~ 25:3 471 225 000 471,2 Seitz Roundshot D3 (панорамная камера, оптика 80 мм)
62 830 13 500 ~ 5:1 848 205 000 848,2 Seitz Roundshot D3 (цифровой задник, оптика 110 мм)
38 000 38 000 1:1 1 444 000 000 1444 Pan-STARRS PS1

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. ComputerBild. — 2013. — № 10. — С. 83.
  2. 1 2 3 WXGA определяет диапазон разрешений с шириной от 1280 до 1366 пикселей и высотой от 720 до 800 пикселей.
  3. ГОСТ 21879-88 Телевидение вещательное. Термины и определения.
  4. 1 2 3 В. Дамьяновски. CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии. Пер. с англ. — М.: «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006. — 480 с.
  5. [1] Метод измерения JEITA (TTR-4602B) — Japan Electronics and Information technology Industries Association.
  6. CIPA DCG-001-Translation-2005 // Guideline for Noting Digital Camera Specifications in Catalogs. «The term 'Resolution' shall not be used for the number of recorded pixels»
  7. ANSI/I3A IT10.7000-2004. Photography — Digital Still Cameras — Guidelines for Reporting Pixel-Related Specifications
  8. О разрешающей способности