Upplösning (datorgrafik)

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 mars 2022; kontroller kräver 8 redigeringar .

Upplösning  är ett värde som bestämmer antalet punkter ( bitmappselement ) per enhetsarea (eller enhetslängd). Termen används vanligtvis för bilder i digital form, även om den kan användas för att till exempel beskriva graden av granulering av fotografisk film, fotografiskt papper eller andra fysiska medier. Högre upplösning (fler element ) ger vanligtvis mer exakta representationer av originalet. En annan viktig egenskap hos en bild är färgpalettens bitdjup .

Som regel är upplösningen i olika riktningar densamma, vilket ger en kvadratisk pixel. Men detta är inte nödvändigt - till exempel kan den horisontella upplösningen skilja sig från den vertikala, medan bildelementet (pixel) inte kommer att vara kvadratiskt utan rektangulärt. Dessutom är inte ett kvadratiskt gitter av bildelement möjligt, utan till exempel ett hexagonalt (hexagonalt) eller inte regelbundet alls ( stokastiskt ), vilket inte hindrar oss från att prata om det maximala antalet punkter eller kontrollerbara bildelement per enhet längd eller område.

Bildupplösning

Rastergrafik

Upplösning förstås felaktigt som storleken på ett foto, skärm eller bild i pixlar . . Rasterbildstorlekar uttrycks som antalet pixlar horisontellt och vertikalt, till exempel: 1600×1200. I det här fallet betyder det att bildens bredd är 1600 och höjden är 1200 pixlar (en sådan bild består av 1 920 000 pixlar , det vill säga ungefär 2 megapixlar ). Antalet horisontella och vertikala punkter kan vara olika för olika bilder. Bilder lagras som regel i en form som är mest lämpad för visning på monitorskärmar - de lagrar färgen på pixlar i form av den erforderliga ljusstyrkan för glöden från de emitterande elementen på skärmen ( RGB ), och är utformad för att bildpixlarna ska visas av skärmpixlar en till en. Detta gör det enkelt att visa bilden på skärmen.

När en bild visas på en skärm eller pappersyta upptar den en rektangel av en viss storlek. För optimal placering av bilden på skärmen är det nödvändigt att koordinera antalet punkter i bilden, proportionerna på bildens sidor med motsvarande parametrar för displayenheten. Om pixlarna i en bild renderas 1:1 av pixlarna på utenheten, kommer storleken endast att bestämmas av utenhetens upplösning. Följaktligen, ju högre skärmupplösning, desto fler punkter visas på samma område och desto mindre kornig och bättre kvalitet blir din bild . Med ett stort antal punkter placerade på ett litet område, märker ögat inte mosaikmönstret. Det omvända är också sant: en liten upplösning gör att ögat kan lägga märke till bildrastret ("steg"). En hög bildupplösning med en liten storlek på visningsenhetens plan tillåter inte visning av hela bilden på den, eller så kommer bilden att "passas" under utmatning, till exempel för varje visad pixel, färgerna på den del av originalet bild som faller in i det kommer att beräknas i genomsnitt. Om du behöver visa en liten bild stor på en enhet med hög upplösning måste du räkna ut färgerna på mellanpixlarna. Att ändra det faktiska antalet pixlar i en bild kallas resampling , och det finns ett antal algoritmer för det av varierande komplexitet.

Vid utmatning till papper omvandlas sådana bilder till skrivarens fysiska kapacitet: färgseparation , skalning och rastrering utförs för att visa bilden med färger med en fast färg och ljusstyrka som är tillgänglig för skrivaren. För att visa färger med olika ljusstyrka och nyanser måste skrivaren gruppera flera mindre punkter av den tillgängliga färgen, till exempel representeras en grå pixel av en sådan originalbild i utskriften av flera små svarta punkter på en vit bakgrund av papper. I icke-professionella prepress -applikationer utförs denna process med minimalt användaringripande, enligt skrivarinställningarna och önskad utskriftsstorlek. Bilder i prepress-format och designade för direkt utmatning av en utskriftsenhet måste konverteras tillbaka för att kunna visas helt på skärmen.

De flesta grafiska filformat låter dig lagra data om önskad skala vid utskrift, det vill säga önskad upplösning i dpi ( eng.  dots per inch  - detta värde indikerar antalet punkter per längdenhet: till exempel betyder 300 dpi 300 punkter per tum ). Detta är enbart ett referensvärde. För att få en utskrift av ett fotografi, som är avsett att ses på ett avstånd av cirka 40-45 centimeter, räcker det i regel med en upplösning på 300 dpi. Utifrån detta kan du räkna ut vilken storlek utskrift som kan erhållas från den befintliga bilden eller vilken storlek bilden behöver fås för att sedan göra ett tryck i önskad storlek.

Du vill till exempel skriva ut en bild med 300 dpi på 10×10 cm (3,9×3,9 tum) papper. Nu, multiplicerar vi 3,9 med 300, får vi bildens storlek i pixlar: 1170x1170. För att skriva ut en bild av acceptabel kvalitet med en storlek på 10x10 cm måste storleken på originalbilden vara minst 1170x1170 pixlar.

Följande termer används för att indikera upplösningen för olika bildkonverteringsprocesser (skanning, utskrift, rastrering, etc.):

Av historiska skäl tenderar värden att reduceras till dpi , även om ppi ur praktisk synvinkel mer entydigt karakteriserar utskrifts- eller skanningsprocesser för konsumenten. Mätning i lpi används i stor utsträckning inom den grafiska industrin . En dimension i spi används för att beskriva de interna processerna för enheter eller algoritmer.

Färgbitdjupsvärde

Färg är ibland viktigare än (hög) upplösning för att skapa en realistisk bild med hjälp av datorgrafik , eftersom det mänskliga ögat uppfattar en bild med fler färgnyanser som mer trovärdig. Typen av bild på skärmen beror direkt på det valda videoläget, vilket är baserat på tre egenskaper: förutom den faktiska upplösningen (antal punkter horisontellt och vertikalt), bildens uppdateringsfrekvens ( Hz ) och antalet visade färger (färgläge eller färgdjup ) skiljer sig. Den sista parametern (karakteristiken) kallas ofta också för färgupplösning eller färgens upplösningsfrekvens ( frekvens eller gammabitdjup ) .

Det finns ingen skillnad mellan 24-bitars och 32-bitars färg för ögat, eftersom i 32-bitars representationen 8 bitar helt enkelt inte används, vilket underlättar pixeladressering, men ökar minnet som upptas av bilden, och 16-bitars färg är märkbart "grövre". För professionella digitalkameror med skannrar (till exempel 48 eller 51 bitar per pixel) är ett högre bitdjup användbart vid efterföljande bearbetning av fotografier: färgkorrigering , retuschering , etc.

Vektorgrafik

För vektorbilder är begreppet upplösning inte tillämpligt på grund av principen om bildkonstruktion.

Enhetsupplösning

Enhetsupplösning ( inneboende upplösning ) beskriver den maximala upplösningen för en bild som produceras av en in- eller utenhet.

  • Skrivarupplösning , vanligtvis angiven i dpi .
  • Bildskannerns upplösning anges i ppi (pixlar per tum), inte dpi.
  • Skärmupplösningen på en bildskärm brukar betecknas som måtten på bilden som tas emot på skärmen i pixlar: 800x600, 1024x768, 1280x1024, vilket betyder att upplösningen är relativt till skärmens fysiska dimensioner, och inte till en referenslängdsenhet som t.ex. som 1 tum. För att få upplösning i ppi-enheter måste detta antal pixlar delas med skärmens fysiska mått, uttryckt i tum. Två andra viktiga skärmgeometriska egenskaper är dess diagonala storlek och bildförhållande.
  • Upplösningen för en digitalkameramatris , såväl som en bildskärm, kännetecknas av storleken (i pixlar) på de resulterande bilderna, men till skillnad från skärmar har det blivit populärt att inte använda ett par siffror utan ett avrundat antal pixlar, uttryckt i megapixlar , över hela arbetsområdet för matrisen. Att tala om den faktiska linjära upplösningen av matrisen är endast möjligt genom att känna till dess geometri. Vi kan prata om den faktiska linjära upplösningen för de resulterande bilderna antingen i förhållande till utmatningsenheten - skärmar och skrivare, eller i förhållande till fotograferade objekt, med hänsyn till deras perspektivförvrängningar under fotografering och objektivegenskaper.

Bildskärmsupplösning

För typiska upplösningar för monitorer , indikatorpaneler och enhetsskärmar ( inneboende upplösning ) finns det väletablerade bokstavsbeteckningar [1] :

Formatnamn Antal punkter som visas på monitorn Bildformat Bildstorlek
QVGA 320×240 4:3 76,8 kpix
SIF (MPEG1 SIF) 352×240 22:15 84,48 kpix
CIF (MPEG1 VideoCD) 352×288 11:9 101,37 kpix
WQVGA 400×240 5:3 96 kpix
[MPEG2 SV-CD] 480×576 5:6 276,48 kpix
HVGA 640×240 8:3 153,6 kpix
HVGA 320×480 2:3 153,6 kpix
nhd 640×360 16:9 230,4 kpix
VGA 640×480 4:3 307,2 kpix
WVGA 800×480 5:3 384 kpix
SVGA 800×600 4:3 480 kpix
FWVGA 848×480 16:9 409,92 kpix
qHD 960×540 16:9 518,4 kpix
WSVGA 1024×600 128:75 614,4 kpix
XGA 1024×768 4:3 786 432 kpix
XGA+ 1152×864 4:3 995,3 kpix
WXVGA 1200×600 2:1 720 kpix
HD 720p 1280×720 16:9 921,6 kpix
WXGA 1280×768 5:3 983,04 kpix
SXGA 1280×1024 5:4 1,31 MP
WXGA+ 1440×900 8:5 1.296 megapixlar
SXGA+ 1400×1050 4:3 1,47 MP
XJXGA 1536×960 8:5 1,475 megapixlar
WSXGA(?) 1536×1024 3:2 1,57 MP
WXGA++ 1600×900 16:9 1,44 MP
WSXGA 1600×1024 25:16 1,64 MP
UXGA 1600×1200 4:3 1,92 MP
WSXGA+ 1680×1050 16:10 1,76 MP
Full HD 1080p 1920×1080 16:9 2,07 MP
WUXGA 1920x1200 8:5 2,3 MP
2K 2048×1080 256:135 2,2 MP
QWXGA 2048×1152 16:9 2,36 MP
QXGA 2048×1536 4:3 3,15 MP
WQXGA / Quad HD 1440p 2560×1440 16:9 3,68 MP
WQXGA 2560×1600 8:5 4,09 MP
QSXGA 2560×2048 5:4 5,24 MP
3K 3072×1620 256:135 4,97 MP
WQXGA 3200×1800 16:9 5,76 MP
WQSXGA 3200×2048 25:16 6,55 MP
QUXGA 3200×2400 4:3 7,68 MP
QHD 3440×1440 43:18 4,95 megapixlar
WQUXGA 3840×2400 8:5 9,2 MP
4K UHD ( Ultra HD ) 2160p 3840×2160 16:9 8,3 MP
4K UHD 4096×2160 256:135 8,8 MP
DQHD 5120x1440 3,55 (32:9) 7,37 MP
5K UHD 5120×2700 256:135 13,82 MP
HSXGA 5120×4096 5:4 20,97 MP
6K UHD 6144×3240 256:135 19,90 MP
WHSXGA 6400×4096 25:16 26,2 MP
HUXGA 6400×4800 4:3 30,72 MP
7K UHD 7168×3780 256:135 27,09 MP
8K UHD ( Ultra HD ) 4320p / Super Hi-Vision 7680×4320 16:9 33,17 MP
WHUXGA 7680×4800 8:5 36,86 MP
8K UHD 8192×4320 256:135 35,2 MP
Datorstandard / enhetsnamn Tillstånd Skärmens bildförhållande Pixlar, totalt
VIC-II flerfärgad, IBM PCjr 16-färgad 160×200 0,80 (4:5) 32 000
TMS9918 , ZX Spectrum 256×192 1,33 (4:3) 49 152
CGA 4-färg (1981), Atari ST 16 färg, VIC-II HiRes, Amiga OCS NTSC LowRes 320×200 1,60 (8:5) 64 000
320×240 1,33 (4:3) 76 800
Acorn BBC i 40-radsläge, Amiga OCS PAL LowRes 320×256 1,25 (5:4) 81 920
WQVGA 400×240 1,67 (15:9) 96 000
CGD (grafisk display controller) DVK 400×288 1,39 (25:18) 115 200
Atari ST 4 färg, 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
Vector-06Ts , Elektronika BK 512×256 2,00 (2:1) 131 072
HVGA 480×320 1,50 (15:10) 153 600
Acorn BBC i 80-radsläge 640×256 2,50 (5:2) 163 840
Amiga OCS PAL HiRes 640×256 2,50 (5:2) 163 840
AVI - behållare ( MPEG-4 /MP3), avancerad enkel profilnivå 5 640×272 2,35 (127:54) (≈ 2,35:1) 174 080
Svartvit Macintosh (9") 512×342 1,50 (≈ 8:5) 175 104
Elektronik MS 0511 640×288 2,22 (20:9) 184 320
Macintosh LC (12")/Color Classic 512×384 1,33 (4:3) 196 608
EGA (1984) 640×350 1,83 (64:35) 224 000
HGC 720×348 2,07 (60:29) 250 560
MDA (1981) 720×350 2,06 (72:35) 252 000
Atari ST mono, Toshiba T3100/T3200, Amiga OCS , NTSC interlaced 640×400 1,60 (8:5) 256 000
Apple Lisa 720×360 2,00 (2:1) 259 200
VGA (1987) och MCGA 640×480 1,33 (4:3) 307 200
Amiga OCS , PAL interlaced 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
Pekskärm i Sharp Mebius netbooks 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
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
XGA (1990) 1024×768 1,33 (4:3) 786 432
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 eller 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
Sol 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
wXGA++ 1600×900 1,78 (16:9) 1 440 000
SXGA+ 1400×1050 1,33 (4:3) 1 470 000
AVCHD/"HDV 1080i" (anamorfisk 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 1,78 (16:9) 2073600
WUXGA 1920x1200 1,60 (8:5) 2 304 000
QWXGA 2048×1152 1,78 (16:9) 2 359 296
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
Apple MacBook Pro med 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
DQHD 5120×1440 3,55 (32:9) 7 372 800
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 (med Retina 5K-skärm)

Dell UltraSharp UP2715K-skärm (27-tums '5K')

5120×2880 1,78 (16:9) 14 745 600
IndigoVision Ultra 5K fast kamera 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

Digitalkamera matrisupplösning

Upplösningen av matrisen för en digitalkamera är enhetens förmåga att överföra små detaljer i bilden [3] . Fotomatrisen används i form av en specialiserad analog eller digital-analog integrerad krets, bestående av ljuskänsliga element. Den är utformad för att omvandla den optiska bilden som projiceras på den till en analog elektrisk signal eller till en digital dataström (om det finns en ADC direkt i matrisen).

Vi kan prata om den faktiska upplösningen av de resulterande bilderna antingen i förhållande till utmatningsenheten - skärmar, skrivare etc., eller i förhållande till fotograferade objekt, med hänsyn till deras perspektivförvrängningar under fotografering och objektivegenskaper. Bildupplösningen bestäms huvudsakligen av källan, det vill säga fotomatrisens upplösning, som i sin tur beror på deras typ, area, antal pixlar på den och tätheten av ljuskänsliga element per enhetsyta. Det kommer inte att vara möjligt att visa fler detaljer på monitorn (även om monitorn själv är kapabel till det) än vad kamerans matris har registrerat [4] .

Upplösningen av analoga och digitala fotomatriser kan beskrivas på olika sätt [5] [6] .

  • Pixelupplösning _ _  _ Bestäms av antalet effektiva pixlar i matrisen.
  • Upplösning i TV-linjer (TVL). Man skiljer på horisontell upplösning (TVLH) och vertikal upplösning (TVLV).
  • Optisk upplösning. (Engelsk rumslig upplösning.) Antalet pixlar per tum - ppi ( engelska  pixlar per tum ).
  • spektral upplösning. (eng. Spektral upplösning.) Den spektrala bredden av elektromagnetisk strålning i det synliga och nära infraröda området.
  • Tillfälligt tillstånd. (eng. Temporal resolution.) Ett mått på uppdateringshastigheten för bilder per sekund (frames/s) ( eng.  frames per second ).
  • radiometrisk upplösning. (eng. Radiometrisk upplösning.) Den uttrycks som en enhet av bitar per pixel  - bpp ( eng.  bitar per pixel ).
Upplösning i pixlar

Upplösningen hos en digitalkameramatris är fotosensorernas  förmåga att observera eller mäta det minsta objektet, med tydligt definierade gränser.

Det är skillnad på upplösning och pixel, en pixel är faktiskt en enhet av en digital bild. Eftersom matrisen består av diskreta pixlar, och därför består informationen för en TV-linje av diskreta värden som motsvarar varje pixel. Denna metod ger inte digital information, utan snarare ett diskret prov. Således är matrisen en optisk samplingsanordning. Upplösningen som matrisen ger beror på antalet pixlar och linsens upplösning [4] .

De tekniska specifikationerna för digitalkameror anger vanligtvis antalet effektiva (effektiva) megapixlar (Antal effektiva pixlar), det vill säga det totala antalet pixlar som faktiskt används för bildregistrering, och inte det totala antalet nominella megapixlar som fångas av bildsensorn .

Termen upplösning inom digital bildbehandling tolkas ofta som pixel , även om amerikanska, japanska och internationella standarder anger att det inte bör användas som sådant, åtminstone inom digitalkamerafältet [7] [8] .

Upplösning i matrisen "Bredd x Höjd" (pixlar)

En bild med N pixlar högt och M pixlar bred kan ha vilken upplösning som helst som är mindre än N linjer över bildens höjd, eller N TV-linjer. När en upplösning definieras av antalet pixlar beskrivs de med en uppsättning av två positiva heltal, där den första siffran är antalet pixelkolumner (bredd) och den andra är antalet pixelrader (höjd), till exempel , som 7680 x 6876.

Totalt antal pixlar (Mpix)

En annan populär konvention, Antal totala pixlar, definierar upplösning som det totala antalet pixlar i en bild, och ges som antalet megapixlar , som kan beräknas genom att multiplicera en kolumn med pixlar med radpixlar och dividera med 1 000 000 .

Antal effektiva pixlar (Effektiva pixlar)

Ingen av ovanstående pixelupplösningar är sanna upplösningar, men de kallas allmänt för som sådana och fungerar som en övre gräns för bildupplösning.

Enligt samma standarder är det antalet effektiva pixlar som anger sensorns faktiska upplösning, eftersom det är de som bidrar till den slutliga bilden, till skillnad från ett antal vanliga pixlar, som inkluderar oanvända, "trasiga" eller ljusskyddade pixlar längs kanterna.

Matrisernas upplösning beror på deras typ, area och täthet av fotokänsliga element per ytenhet.

Den är icke-linjär och beror på matrisens ljuskänslighet och på den brusnivå som specificeras av programmet .

Det är viktigt att den moderna utländska tolkningen av världens linjer betraktar ett par svarta och vita ränder  som 2 linjer, i motsats till inhemsk teori och praktik, där varje linje alltid anses vara separerad av intervaller med en kontrasterande bakgrund med en tjocklek som är lika med tjockleken på linjen.

Vissa företag - tillverkare av digitalkameror för reklamändamål försöker rotera matrisen i en vinkel på 45 °, vilket uppnår en viss formell ökning av upplösningen när du fotograferar de enklaste horisontella-vertikala världarna . Men om du använder en professionell värld, eller åtminstone roterar en enkel värld i samma vinkel, blir det uppenbart att upplösningsökningen är fiktiv.

Nedan är ett exempel på hur samma bild kan visas med olika pixelupplösningar.

En bild som är 2048 pixlar bred och 1536 pixlar hög har totalt 2048 x 1536 = 3145728 pixlar eller 3,1 megapixlar. Du kan referera till det som 2048 gånger 1536 eller 3,1 - en megapixelbild.

Tyvärr är antalet pixlar inte en riktig indikator på upplösningen hos en digitalkamera - såvida det inte är ett trematris 3CCD -system , i ett konventionellt CCD -system är färgbildsensorer vanligtvis byggda på alternativa färgfilter, där varje pixel av matrisen är bara ansvarig för en färg, som är mer ljuskänslig för en specifik färg. Digitala bilder kräver i slutändan röda, gröna och blå värden för varje pixel som ska visas, men en enda pixel i en fotosensor kommer bara att tillhandahålla en av dessa tre färger av information. Som ett resultat av färginterpolation erhålls en fullfärgsbild på en matris, där varje punkt redan har alla tre nödvändiga färgkomponenter.

Den faktiska upplösningen av den resulterande bilden (det vill säga graden av synlighet av detaljer), förutom sensorns pixelupplösning, beror dock på den optiska upplösningen hos linsen och sensoranordningen.

Upplösning i TV-linjer (TVL)

Upplösning i TV-linjer ( TVL )  - enhetens förmåga att överföra den maximala mängden bilddetaljer. För tvådimensionella enheter som en CCD skiljer man mellan horisontell och vertikal upplösning.

Vertikal upplösning TV-linjer

Vertikal upplösning bestäms av antalet vertikala element som kan fångas av kameran och reproduceras på skärmen. I CCIR-systemet - 625 linjer, i EIA - 525 linjer. Med hänsyn till längden på de vertikala (vertikala) synkroniserings- och utjämningspulserna, osynliga linjer etc. reduceras antalet aktiva linjer i CCIR till 575, och i EIA till 475. Vid beräkning av den "riktiga" vertikala upplösningen, en korrektionsfaktorn 0 bör tillämpas .7. Det är känt som Kell-koefficienten (eller Kell-faktor ) och är ett allmänt accepterat sätt att approximera verklig upplösning. Detta innebär att 575 måste korrigeras (multipliceras) med 0,7 för att få de praktiska gränserna för vertikal upplösning för PAL , vilket är cirka 400 TV-linjer med linjer [4] . För NTSC erhålls cirka 330 TV-linjer (linjer) med vertikal upplösning.

Horisontell upplösning TV-linjer

Horisontell upplösning (horisontell upplösning) bestäms av antalet horisontella element som kan fångas av kameran och återges på skärmen, eller hur många vertikala linjer som kan räknas. Eftersom bildförhållandet i TV med standardupplösning är 4:3, där bredden är större än höjden, för att bibehålla bildernas naturliga proportioner, betraktas endast vertikala linjer i bredd som motsvarar höjden, det vill säga 3/4 av bredden. För en kamera med 570 horisontella upplösningar TV-linjer, motsvarar det maximala cirka 570x4/3=760 linjer över skärmens bredd.

Om endast upplösning anges i dokumentationen ska detta förstås som horisontell upplösning. (Till exempel: 960H).

Många tillverkare föredrar att lita på resultaten av sina egna icke-certifierade tester, som använder speciella streak-mål . Källorna till fel i sådana tester är relaterade till användningen av icke-standardiserade mål, deras felaktiga positionering och felet vid bestämning av tillåtna slag. Det händer aldrig att t.ex. 380 rader kan urskiljas, men 390 är inte längre möjliga. Med en ökning av antalet linjer minskar kontrasten jämnt, och det skulle vara mer korrekt att tala om det begränsande antalet linjer, vid observation av vilket kontrasten minskar till en viss given nivå. Det som är viktigt här är hur slagen placeras i ramen (radiellt eller tangentiellt) och i vilken del av ramen de är placerade (i mitten eller på kanten). Kameratillverkarnas faktiska metoder för att bestämma upplösning är dock fortfarande okända för konsumenterna.

Rumslig upplösning

Rumslig upplösning är ett värde som kännetecknar storleken på de minsta objekt som syns i bilden. Och det beror på egenskaperna hos systemet som skapar bilden, och inte bara på antalet pixlar per tum - ppi ( engelska  pixlar per tum ).

Fotomatrisen digitaliserar (delar i bitar - <pixlar>) bilden som bildas av kameralinsen. Men om linsen, på grund av otillräckligt hög upplösning, sänder TVÅ lysande punkter av objektet, åtskilda av en tredje svart, som en lysande prick per TRE på varandra följande pixlar, så finns det ingen anledning att prata om bildens exakta upplösning vid kameran.

Inom fotografisk optik finns det ett ungefärligt samband [9] : om fotodetektorns upplösning uttrycks i linjer per millimeter (eller i antalet pixlar per tum - ppi ( engelska  pixels per inch ), betecknar vi det som M , och uttrycka också linsens upplösning (i dess fokalplan), beteckna den som N , sedan kan den resulterande upplösningen för linsen + fotodetektorsystemet, beteckna den som K , hittas med formeln:

eller .

Detta förhållande är maximalt vid , när upplösningen är lika med , så det är önskvärt att linsens upplösning motsvarar fotodetektorns upplösning.[ förtydliga ]

För moderna digitala fotomatriser bestäms upplösningen av antalet pixlar per tum - ppi ( engelska  pixlar per tum ), medan pixelstorleken varierar för olika fotomatriser i intervallet från 0,0025 mm till 0,0080 mm, och för de flesta moderna fotomatriser är det 0,006 mm.

Spektralupplösning

Spektralupplösning (spektral bredd) av elektromagnetisk strålning är förmågan att särskilja signaler nära i frekvens (våglängd). Multi-zon avbildning i olika delar av det elektromagnetiska spektrumet (till exempel infraröd och synlig region), har en högre spektral upplösning än en konventionell färgbild. Spektralupplösning är relevant för fotografering med infraröd belysning i läget "Dag & Natt". Från det synliga spektrumet (790THz / 380nm - 405THz / 740nm), till den så kallade nära infraröda strålningen (405THz / 740nm - 215THz / 1400nm), som används för videoinspelningssystem.

Tillfällig behörighet

Temporal resolution är ett mått på den hastighet med vilken bilder per sekund (frames/s) uppdateras.

Filmkamera och höghastighetskamera kan fånga händelser med olika tidsintervall. Den tidsmässiga upplösningen som används för att titta på film är vanligtvis 24 till 48 bilder per sekund , medan höghastighetskameror kan ge 50 till 300 bilder per sekund (frames/s), eller ännu mer.

Radiometrisk upplösning

Radiometrisk upplösning ( bitfärgdjup , färgkvalitet, bildbitdjup) är en term som betyder mängden minne i antalet bitar som används för att lagra och representera färg vid kodning av en pixel i en videobild. Anger hur fint systemet kan representera eller särskilja färgintensitetsskillnader , och uttrycks vanligtvis som nivåer eller bitar , till exempel 8 bitar eller 256 nivåer ( 8-bitars färg (2 8 = 256 färger).

Det uttrycks ofta som en enhet av bitar per pixel  - bpp ( engelska  bitar per pixel ).

Fotosensorer som används i digitalkameror

Bredd (px) Höjd (px) Sidförhållande Faktiskt antal pixlar Megapixlar Kameraexempel
100 100 1:1 10 000 0,01 Kodak (av Steven Sasson ) Prototyp (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 fyra Olympus Stylus 410 , Contax i4R (även om CCD faktiskt är kvadratisk 2.272?2.272)
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 åtta Canon EOS 350D
3,264 2,448 7,990,272 åtta 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 tio 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 HS1 EX Fine
3,872 2,592 10 036 224 tio 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 elva 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 Kx
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 RÖD Mysterium-X
7 920 (2 640 × 3) 1 760 13 939 200 13.9 Sigma SD14 , Sigma DP1 (3 lager pixlar, 4,7 MP per lager, i Foveon X3-sensor )
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 (X-Trans-sensor har ett annat mönster än en Bayer-sensor)
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? 850 , Sony? 900 , Sony Alpha 99 , Nikon D3X och 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 39,0 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 Fas ett IQ140
7,728 5,368 ~  10:7 41,483,904 41,5 Nokia 808 Pure View
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 (skannad)
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 Fas ett IQ180
9,372 9,372 1:1 87,834,384 87,8 Leica RC30 (punktskanner)
12 600 10 500 6:5 132 300 000 132,3 Phase One PowerPhase FX/FX+ (linjeskanner)
18 000 8 000 9:4 144 000 000 144 Better Light 6000-HS/6000E-HS (linjeskanner)
21.250 7 500 17:6 159 375 000 159,4 Seitz 6x17 Digital (linjeskanner)
16.352* 12.264* 200 540 928 200,5 Hasselblad H4D-200MS (*aktiverat multi (6x) skott)
18 000 12 000 216 000 000 216 Better Light Super 6K -HS (linjeskanner)
24 000 15 990 ~ 383 760 000 383,8 Better Light Super 8K -HS (linjeskanner)
30 600 13 600 9:4 416 160 000 416,2 Better Light Super 10K -HS (linjeskanner)
62,830 7 500 ~ 25:3 471 225 000 471,2 Seitz Roundshot D3 (80 mm objektiv) (skannad)
62,830 13 500 ~5:1 848 205 000 848,2 Seitz Roundshot D3 (110 mm objektiv) (linjeskanner)
38 000 38 000 1:1 1 444 000 000 1,444 Pan-STARRS PS1
157 000 18 000 ~ 26:3 2 826 000 000 2,826 Better Light 300 mm objektiv Digital (linjeskanner)

Se även

Anteckningar

  1. ↑ ComputerBild tidningen 10/2013, s.83
  2. ↑ 1 2 3 WXGA definierar ett upplösningsområde med en bredd på 1280 till 1366 pixlar och en höjd på 720 till 800 pixlar.
  3. ↑ GOST 21879-88 TV-sändning. Termer och definitioner.
  4. ↑ 1 2 3 Vlado Damianovski. CCTV. CCTV Bibeln. Digital och nätverksteknik./Trans. från engelska-M.: LLC "IS-ES Press", 2006, -480s.
  5. ↑ [1] Arkiverad 17 december 2013 på Wayback Machine JEITA-mätmetoden (TTR-4602B) - Japan Electronics and Information technology Industries Association.
  6. ↑ Bildupplösning - Wikipedia, den fria encyklopedin . Datum för åtkomst: 19 december 2013. Arkiverad från originalet 11 december 2013.
  7. ↑ CIPA DCG-001-Translation-2005 Arkiverad 14 december 2013 på Wayback Machine Guideline för att notera digitalkameraspecifikationer i kataloger. "Termen 'Upplösning' ska inte användas för antalet pixlar."
  8. ↑ ANSI/I3A IT10.7000-2004 Arkiverad 26 november 2005 på Wayback Machine Photography - Digitala stillbildskameror - Riktlinjer för rapportering av pixelrelaterade specifikationer
  9. ↑ Om upplösning . Hämtad 24 april 2014. Arkiverad från originalet 31 mars 2014.