Mọi thứ bạn biết về độ phân giải hình ảnh có thể sai

2024 Tác giả: Geoffrey Carr | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 11:02

“Độ phân giải” là thuật ngữ mà mọi người thường xuyên ném xung quanh - đôi khi không chính xác - khi nói về hình ảnh. Khái niệm này không phải là màu đen và trắng là "số lượng pixel trong một hình ảnh". Hãy đọc để tìm hiểu những gì bạn không biết.

Như với hầu hết mọi thứ, khi bạn mổ xẻ một thuật ngữ phổ biến như "độ phân giải" thành cấp độ đại dịch (hoặc geeky), bạn thấy rằng nó không đơn giản như bạn có thể đã được tin tưởng. Hôm nay chúng ta sẽ thấy khái niệm “độ phân giải” đi xa như thế nào, nói ngắn gọn về ý nghĩa của thuật ngữ và một chút về độ phân giải cao hơn có nghĩa là đồ họa, in ấn và chụp ảnh.

Vì vậy, Duh, hình ảnh được làm bằng điểm ảnh, phải không?

Dưới đây là cách bạn có thể giải thích cho bạn: hình ảnh là một mảng pixel theo hàng và cột và hình ảnh có số lượng pixel được xác định trước và hình ảnh lớn hơn với số pixel lớn hơn có độ phân giải tốt hơn… phải không? Đó là lý do tại sao bạn bị cám dỗ bởi máy ảnh kỹ thuật số 16 megapixel đó, bởi vì rất nhiều pixel giống với độ phân giải cao, phải không? Vâng, không chính xác, bởi vì độ phân giải là một chút murkier hơn thế. Khi bạn nói về một hình ảnh giống như hình ảnh chỉ là một nhóm pixel, bạn bỏ qua tất cả những thứ khác để làm cho hình ảnh tốt hơn ngay từ đầu. Nhưng, không nghi ngờ gì nữa, một phần của những gì làm cho một hình ảnh "độ phân giải cao" là có rất nhiều điểm ảnh để tạo ra một hình ảnh dễ nhận biết.

Nó có thể thuận tiện (nhưng đôi khi sai) để gọi hình ảnh với nhiều megapixel "độ phân giải cao". Do độ phân giải vượt quá số lượng pixel trong một hình ảnh, sẽ chính xác hơn khi gọi nó là hình ảnh có độ phân giải cao độ phân giải pixel, hoặc cao mật độ điểm ảnh. Mật độ điểm ảnh được đo bằng pixel trên inch (PPI) hoặc đôi khi chấm trên mỗi inch (DPI). Bởi vì mật độ điểm ảnh là thước đo các chấm liên quan đên một inch, một inch có thể có mười điểm ảnh trong đó hoặc một triệu. Và những hình ảnh có mật độ điểm ảnh cao hơn sẽ có thể giải quyết chi tiết tốt hơn - ít nhất đến một điểm.

Ý tưởng hơi sai lầm về “độ phân giải cao = độ phân giải cao” là một loại chuyển đổi từ những ngày mà hình ảnh kỹ thuật số không thể hiển thị đủ chi tiết hình ảnh vì không có đủ khối xây dựng nhỏ để tạo nên một hình ảnh đẹp. Vì vậy, khi màn hình kỹ thuật số bắt đầu có nhiều yếu tố hình ảnh hơn (còn được gọi là pixel), những hình ảnh này có thể giải quyết chi tiết hơn và đưa ra một bức tranh rõ ràng hơn về những gì đang diễn ra. Tại một thời điểm nhất định, nhu cầu hàng triệu và hàng triệu yếu tố hình ảnh trở nên hữu ích, vì nó đạt đến giới hạn trên của các cách khác mà chi tiết trong hình ảnh được giải quyết. Hấp dẫn? Chúng ta hãy xem.

Quang học, chi tiết và giải quyết dữ liệu hình ảnh

Một phần quan trọng khác của độ phân giải của hình ảnh liên quan trực tiếp đến cách nó được chụp. Một số thiết bị phải phân tích và ghi lại dữ liệu hình ảnh từ một nguồn. Đây là cách hầu hết các loại hình ảnh được tạo ra. Nó cũng áp dụng cho hầu hết các thiết bị hình ảnh kỹ thuật số (máy ảnh SLR kỹ thuật số, máy quét, webcam, vv) cũng như các phương pháp hình ảnh tương tự (như máy ảnh dựa trên phim). Nếu không tham gia vào quá nhiều kỹ thuật gobbledygook về cách camera hoạt động, chúng ta có thể nói về một thứ gọi là “độ phân giải quang học”.

Nói đơn giản, độ phân giải, đối với bất kỳ loại hình ảnh nào, có nghĩa là “khả năng giải quyết chi tiếtĐây là một tình huống giả định: bạn mua một chiếc máy ảnh siêu mỏng, siêu mỏng, nhưng lại gặp khó khăn khi chụp ảnh sắc nét vì ống kính khủng khiếp. Bạn chỉ không thể tập trung vào nó, và phải mất những bức ảnh mờ mà thiếu chi tiết. Bạn có thể gọi cho hình ảnh của bạn có độ phân giải cao không? Bạn có thể bị cám dỗ, nhưng bạn không thể. Bạn có thể nghĩ về điều này như những gì độ phân giải quang học có nghĩa. Thấu kính hoặc các phương tiện thu thập dữ liệu quang học khác có giới hạn trên cho số lượng chi tiết mà chúng có thể chụp. Chúng chỉ có thể chụp rất nhiều ánh sáng dựa trên yếu tố hình thức (ống kính góc rộng so với ống kính tele), vì yếu tố và kiểu ống kính cho phép nhiều ánh sáng hơn.

Ánh sáng cũng có xu hướng nhiễu xạ và / hoặc tạo ra những biến dạng của sóng ánh sáng được gọi là quang sai. Cả hai tạo ra sự biến dạng của các chi tiết hình ảnh bằng cách giữ cho ánh sáng không tập trung chính xác để tạo ra những bức ảnh sắc nét. Các ống kính tốt nhất được hình thành để hạn chế nhiễu xạ và do đó cung cấp giới hạn trên cao hơn về chi tiết, cho dù tệp hình ảnh đích có mật độ megapixel để ghi lại chi tiết hay không. A Chromatic Aberration, minh họa ở trên, là khi các bước sóng khác nhau của ánh sáng (màu sắc) di chuyển với tốc độ khác nhau thông qua một thấu kính để hội tụ trên các điểm khác nhau. Điều này có nghĩa là màu sắc bị bóp méo, chi tiết là có thể bị mất và hình ảnh được ghi không chính xác dựa trên các giới hạn trên của độ phân giải quang học.

Những người chụp ảnh kỹ thuật số cũng có giới hạn về khả năng cao hơn, mặc dù rất hấp dẫn khi chỉ giả định rằng điều này chỉ liên quan đến megapixel và mật độ điểm ảnh. Trong thực tế, đây là một chủ đề âm u, đầy những ý tưởng phức tạp xứng đáng với một bài báo của riêng nó.Điều quan trọng cần lưu ý là có những giao dịch kỳ lạ để giải quyết chi tiết với các cảm biến megapixel cao hơn, vì vậy chúng tôi sẽ tiếp tục đi sâu hơn trong giây lát. Dưới đây là một tình huống giả định khác - bạn chĩa máy ảnh có độ phân giải cao hơn cũ của bạn cho một chiếc máy ảnh hoàn toàn mới với gấp đôi megapixel. Thật không may, bạn mua một cái ở cùng một yếu tố cây trồng như máy ảnh cuối cùng của bạn và gặp rắc rối khi chụp trong môi trường ánh sáng yếu. Bạn mất rất nhiều chi tiết trong môi trường đó và phải quay trong cài đặt ISO siêu nhanh, làm cho hình ảnh của bạn bị nhiễu hạt và xấu xí. Thương mại là điều này - cảm biến của bạn có photosites, các thụ thể nhỏ bé nắm bắt ánh sáng. Khi bạn đóng gói nhiều hơn và nhiều hơn nữa photosites vào một cảm biến để tạo ra một số megapixel cao hơn, bạn mất beefier, lớn hơn photosites có khả năng chụp nhiều photon, mà sẽ giúp để làm cho chi tiết hơn trong những môi trường ánh sáng thấp.

Do sự phụ thuộc vào phương tiện ghi ánh sáng hạn chế và quang học thu thập ánh sáng hạn chế, việc giải quyết chi tiết có thể đạt được thông qua các phương tiện khác. Bức ảnh này là một hình ảnh của Ansel Adams, nổi tiếng với những thành tựu của ông trong việc tạo ra hình ảnh High Dynamic Range bằng cách sử dụng các kỹ thuật dodging và đốt và các giấy tờ ảnh và phim ảnh thông thường. Adams là một thiên tài dùng phương tiện truyền thông hạn chế và sử dụng nó để giải quyết tối đa chi tiết có thể, có hiệu quả sidestepping nhiều hạn chế chúng tôi nói chuyện ở trên. Phương pháp này, cũng như ánh xạ giai điệu, là một cách để tăng độ phân giải của hình ảnh bằng cách đưa ra các chi tiết có thể không được nhìn thấy.

Giải quyết chi tiết và cải thiện hình ảnh và in ấn

Bởi vì "độ phân giải" là một thuật ngữ rộng lớn, nó cũng có tác động trong ngành in ấn. Bạn có thể nhận thức được rằng những tiến bộ trong vài năm qua đã làm cho truyền hình và màn hình có độ nét cao hơn (hoặc ít nhất là các màn hình và TV có độ phân giải cao hơn khả thi về mặt thương mại). Các cuộc cách mạng công nghệ hình ảnh tương tự đã cải thiện chất lượng hình ảnh trong in ấn - và vâng, đây cũng là "độ phân giải".

Khi chúng ta không nói về máy in phun văn phòng của mình, chúng ta thường nói về các quá trình tạo ra halfton, linetones và hình dạng rắn trong một số loại vật liệu trung gian được sử dụng để chuyển mực hoặc mực cho một số loại giấy hoặc chất nền. Hoặc, đơn giản hơn, "hình dạng trên một thứ đặt mực trên một thứ khác." Hình ảnh được in ở trên có nhiều khả năng được in bằng một số loại quá trình in thạch bản, cũng như hầu hết các hình ảnh màu trong sách và tạp chí trong nhà bạn. Hình ảnh được giảm xuống các hàng chấm và đặt lên một vài bề mặt in khác nhau với một vài loại mực khác nhau và được kết hợp lại để tạo ra các hình ảnh được in.

Các bề mặt in thường được chụp bằng một loại vật liệu cảm quang có độ phân giải riêng. Và một trong những lý do mà chất lượng in đã được cải thiện đáng kể trong thập kỷ qua là tăng độ phân giải của các kỹ thuật cải tiến. Máy in offset hiện đại đã tăng độ phân giải chi tiết bởi vì chúng sử dụng các hệ thống hình ảnh bằng laser được điều khiển bằng máy tính chính xác, tương tự như các máy in laser đa văn phòng của bạn. (Có nhiều phương pháp khác, nhưng laser được cho là chất lượng hình ảnh tốt nhất.) Những laser này có thể tạo ra các chấm và hình dạng nhỏ hơn, chính xác hơn, ổn định hơn, tạo ra các bản in có độ phân giải cao hơn, phong phú hơn, liền mạch hơn in các bề mặt có khả năng giải quyết chi tiết hơn. Hãy dành một chút thời gian để xem các bản in được thực hiện gần đây như những từ đầu những năm 90 và so sánh chúng với những cái hiện đại - bước nhảy vọt về độ phân giải và chất lượng in khá đáng kinh ngạc.

Đừng nhầm lẫn giữa màn hình và hình ảnh

Nó có thể được khá dễ dàng để gộp độ phân giải của hình ảnh với độ phân giải của màn hình của bạn. Đừng bị cám dỗ, chỉ vì bạn nhìn vào hình ảnh trên màn hình của bạn, và cả hai đều liên quan đến từ "pixel". Có thể gây nhầm lẫn, nhưng pixel trong hình ảnh có độ sâu pixel thay đổi (DPI hoặc PPI, nghĩa là chúng có thể có biến pixel trên inch) trong khi màn hình có số điểm cố định bằng máy tính, được điều khiển bằng máy tính được sử dụng để hiển thị dữ liệu hình ảnh khi máy tính của bạn yêu cầu. Thực sự, một pixel không liên quan đến pixel khác. Nhưng cả hai có thể được gọi là "yếu tố hình ảnh", vì vậy cả hai đều được gọi là "pixel". Nói một cách đơn giản, các pixel trong hình ảnh là một cách ghi âm dữ liệu hình ảnh, trong khi các pixel trong màn hình là cách để trưng bày dữ liệu đó.

Điều đó có nghĩa là gì? Nói chung, khi bạn đang nói về độ phân giải của màn hình, bạn đang nói về một viễn cảnh rõ ràng hơn nhiều so với độ phân giải hình ảnh. Mặc dù có những công nghệ khác (không có công nghệ nào trong số chúng ta sẽ thảo luận hôm nay) rằng có thể cải thiện chất lượng hình ảnh - chỉ cần đặt, nhiều pixel hơn trên màn hình sẽ thêm khả năng hiển thị chi tiết chính xác hơn của màn hình.

Cuối cùng, bạn có thể nghĩ về những hình ảnh bạn tạo ra khi có mục tiêu cuối cùng - phương tiện bạn sẽ sử dụng chúng. Các hình ảnh có độ phân giải pixel và mật độ điểm ảnh cực cao (ví dụ như các máy ảnh kỹ thuật số ưa thích) thích hợp để sử dụng từ môi trường in dày đặc (hoặc in), như máy in phun hoặc máy in offset có rất nhiều chi tiết cho máy in độ phân giải cao để giải quyết. Nhưng hình ảnh dành cho web có mật độ điểm ảnh thấp hơn nhiều vì màn hình có mật độ điểm ảnh khoảng 72 ppi và hầu như tất cả chúng đều chiếm khoảng 100 ppi. Ergo, chỉ có rất nhiều "độ phân giải" có thể được xem trên màn hình, nhưng tất cả các chi tiết được giải quyết có thể được bao gồm trong tệp hình ảnh thực tế.

Các dấu đầu dòng đơn giản để lấy đi từ điều này là "độ phân giải" không đơn giản như việc sử dụng các tệp có nhiều và nhiều pixel, nhưng thường là một hàm giải quyết chi tiết hình ảnh. Giữ nguyên định nghĩa đơn giản đó, chỉ cần nhớ rằng có nhiều khía cạnh để tạo hình ảnh có độ phân giải cao, với độ phân giải pixel chỉ là một trong số chúng. Suy nghĩ hoặc câu hỏi về bài viết hôm nay? Hãy cho chúng tôi biết về họ trong phần bình luận, hoặc đơn giản là gửi câu hỏi của bạn đến [email protected].

Tín dụng hình ảnh: Desert Girl của bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Nghệ thuật Lego Pixel của Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Gạch Lego của Benjamin Esham, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W của Cary và Kacey Jordan, Creative Commons. Các biểu đồ bẻ khóa Chromatic của Bob Mellish và DrBob, Giấy phép GNU qua Wikipedia.Cảm biến Klear Loupe của Micheal Toyama, Creative Commons.Ansel Adams hình ảnh trong phạm vi công cộng. Bù đắp bởi Thomas Roth, Creative Commons. RGB LED của Tyler Nienhouse, Creative Commons.