Foto positive

Цифровые изображения и их свойства

Давайте поговорим о разрешении изображений. А точнее - цифровых изображений. Термин "Разрешение" так часто и не всегда к месту используют, что создалась немалая путаница. Любит наука измерять, даже больше чем изучать. И разрешению придумали свою мерку. Да вот беда, мерок придумали далеко не одну. "Разрешением" называют настолько различные параметры изображений, что измеряют его теперь в dpi, ppi, lpi, и даже в MP (мегапикселах).

PPI

Для определенности начнем с PPI (Pixels Per Inch - пикселей на дюйм, англ.). Почему именно с него? Хотя бы потому что это понятие включает в себя термин pixel - который является основополагающим в цифровом изображении. Слово pixel является сокращением от picture element - элемент изображения. Растровые Цифровые изображения (бывают еще и векторные, но о них мы поговорим в другой раз) действительно состоят из таких цветных элементов-пикселей. Это хорошо видно если увеличить маленький фрагмент изображения:

На увеличенном в 10 раз фрагменте хорошо видны цветные квадратики, составляющие изображение - это и есть пикселы.
Если изображение слева выглядит вполне нормальным, то в правом лишь с трудом удается опознать телефон в руке девушки. Синий квадратик на изображении слева и изображение в правой части содержат абсолютно одинаковое количество пикселов, только слева они занимают крошечную площадь и различить отдельные пикселы глазом довольно трудно, тогда как справа каждый пиксел отчетливо виден. Размер увеличенного изображения больше, чем синего квадратика, но информации о цвете и деталях в нем ровно столько же. Вот для описания того, сколько пикселей (а значит и мелких деталей) содержится в изображении определенного размера и применяют термин PPI (Pixel Per Inch - количество пикселов на дюйм).

Изображение справа содержит 32 цветных пиксела по вертикали и столько же по горизонтали. Если все их разместить на 1 квадратный дюйм любой поверхности, мы получим изображение с разрешением 32 пиксела на дюйм. Если же площадка, будет размером 2х2 дюйма, то разрешение будет как нетрудно догадаться - 32/2=16 пикселов на дюйм. Чем больше размер пиксела, тем меньше их помещается на одну и ту же площадь. Растянув изображение до размера 4х4 дюйма, мы получим разрешение 8 ppi:

При этом содержимое изображения мы не меняли, а только подбирали размер квадрата, в котором его размещаем. В данном случае смысл термина разрешение заключается в количестве пикселов, которые размещены на единицу поверхности. Причем, если разрешение по горизонтали и вертикали будет различаться, то пикселы будут иметь неквадратную форму, а само изображение деформируется. Для таких случаев отдельно указывают разрешение по горизонтали и вертикали, то есть PPI - измеряет линейное разрешение.
Итак у цифрового изображения, пока его не вывели на экран, бумагу или любую другую поверхность, есть только только два основных параметра - размер по горизонтали и вертикали в пикселах (мы пока не будем касаться такого параметра как глубина цвета).

Megapixel

Если перемножить горизонтальный и вертикальный размеры изображения, то получим его "площадь" в пискселах. Поскольку цифровые изображения чаще всего получают с помощью светочувствительных площадок-матриц, каждая ячейка которых воспринимает один пиксель, то это очень удобная характеристика для описания таких устройств (но не для получаемых ими изображений!). К примеру наше изображение со стороной в 32 пиксела имеет размер в 1024 пиксела=1 килопиксел=0.001 мегапиксела (MP). Изображение, из которого мы выделили фрагмент имеет размер примерно в 0.07 мегапиксела. Таким образом в мегапискелах (MP) измеряют площадь изображения в пикселах, которое хранится цифровом виде.

Итак. любое изображение в памяти компьютера состоит из цветных пикселов посчитав которые мы получим разрешение в мегапикселах, и может быть "нарисовано" на прямоугольнике произвольного размера, выбирая размеры которого мы определяем разрешение в PPI. До тех пор, пока разрешение остается в памяти компьютера, у него есть только одно измерение - количество пикселов.

DPI

Для понимания термина dpi (Dots Per Inch) нам придется сделать небольшое отступление и рассмотреть как принтеры выводят изображение на печатный материал (бумагу, пленки и пр).

Рассматривая увеличенное изображение, мы видели разноцветные квадратики-пикселы. Собираясь напечатать изображение на бумаге, мы говорим принтеру какого размера у нас лист бумаги и выбираем, таким образом, разрешение в PPI с которым изображение будет напечатано. Все бы хорошо, но в распоряжении принтера нет чистых красок для каждого цвета пиксела! Чаще всего фотопринтер имеет от 6 до 12 разных красок, но смешать их просто так, он тоже не может, потому что чернила зачастую химически активны и при смешении к примеру желтого и голубого может получиться далеко не зеленый цвет! Как же он поступает? Мухлюет Принтер пользуется особенностью человеческого зрения, благодаря которой мелкие цветные точки находящиеся близко друг к другу сливаются и мы видим некоторый смешанный как на палитре художника цвет. Каждый цветной квадратик изображения принтер заполняет на бумаге большим количеством крошечных точек-капелек чернил имеющихся у него цветов, добиваясь того, что площадка, усеянная крошечными цветными капельками выглядит для нас как сплошной цветной квадратик. Каждая точка-капелька чернил называется dot, а их количество по горизонтали и вертикали описывается термином dpi (dots per inch - точек на дюйм).

Продолжение следует