Разрешение

Качество компьютерного изображения определяется многими факторами. Одним из ключевых является понятие разрешения.

Вне зависимости от того, сохраняете ли вы изображение на жестком диске, про­сматриваете на мониторе или выводите на печать, изображение формируется из крошечных элементов. Как вы уже знаете из предыдущих глав, они называются пикселами. Именно количество пикселов в изображении и обозначают термином разрешение (иногда под разрешением понимают расстояние между пикселами, что, впрочем, одно и то же).

Т ермин разрешение тесно связан с другим термином — размер изображения, кото­рый определяет физическую длину и ширину изображения. Преимущество использования пикселов в качестве единицы измерения размера изображения состоит в том, что в данном случае размер изображения получается как бы зафиксированным.

Например, когда мы говорим о фотографии размером 900 х 600 пикселов, вы мо­жете представить себе, насколько она велика. В случае использования других еди­ниц измерения реальный размер изображения будет зависеть от его разрешения. Так, если вам дадут цифровую фотографию размером 3x2 дюйма, то вы вынужде­ны будете уточнить: «При каком разрешении?»

Однако в реальной жизни связанная с разрешением терминология не так одно­значна, как может показаться на первый взгляд. В зависимости от устройства, на котором выводится изображение, возможно использование следующих единиц измерения разрешения:

•       spi (sample per inch) — элементов на дюйм;

•       dpi (dot per inch) — точек на дюйм;

•       ppi (pixel per inch) — пикселов на дюйм;

•       lpi (line per inch) — линий на дюйм.

И все же, несмотря на то, что пикселы, точки и элементы характеризуют разные аспекты изображения, между ними много общего. Пиксел является основным эле­ментом (кирпичиком) растровых изображений. Это единица измерения, приня­тая в компьютерной графике, аналогичная привычным для нас сантиметру или литру в повседневной жизни.

Время от времени вы встречаетесь с упоминанием других терминов компьютерной графики: точки и элементы. И пикселы, и точки, и элементы используются для измерения объема работы, выполняемой на различных этапах создания цифрово­го изображения. По этой причине, а также из-за некорректного использования их профессионалами пользователь часто воспринимает эти понятия как одно и то же.

Терминологическая путаница в этом вопросе усугубляется еще тем, что часто в ка­честве универсальной единицы измерения используется единица dpi. Результат — еще меньше определенности. Так, сочетание 300 dpi может характеризовать мо­дель сканера и лазерного принтера. Для одних величина 2400 dpi ассоциируется со сканером, а для других — с фотонаборным автоматом. Значение 72 dpi может быть связано с разрешением монитора, но может быть и частотой растра в газете.

Для устранения этих заблуждений мы попытаемся далее установить различие меж­ду пикселами, точками и элементами. Но прежде, чем это сделать, вначале коснем­ся основных этапов обработки изображения. Это необходимо прежде всего для понимания физических процессов, лежащих в основе формирования понятий раз­личных типов разрешения.

Два аспекта разрешения

Каждый из перечисленных этапов работы с изображением характеризуется своим типом разрешения. Но вместе с тем вне зависимости от стадии обработки само понятие разрешения включает два компонента:

•       пространственное разрешение;

•       яркостное разрешение.

Рассмотрим физическую сущность каждого из этих понятий.

Пространственное разрешение

Пространственное разрешение (или просто разрешение) характеризует количество мельчайших элементов информации, из которых состоит изображение. Часто все эти мелкие составные части имеют одинаковый размер, как, например, отдельные пикселы в файле растрового изображения. Однако на нецифровых эта­пах допечатного процесса эти части могут отличаться по размеру: например, зерно на фотопленке, которое, можно сказать, является ее разрешением, или полутоно­вые точки, образующие разрешение печатной машины.

В случае изображения с высоким разрешением отдельные пикселы очень малы, по­этому их можно увидеть только при большом увеличении. Для низкого разреше­ния отдельные пикселы достаточно велики, чтобы их можно было наблюдать даже невооруженным взглядом.

Чем выше разрешение, тем большее количество пикселов содержит изображение и тем, соответственно, меньше размер отдельного пиксела. В результате изображе­ние с более высоким пространственным разрешением характеризуется большим количеством деталей.

Яркостное (цветовое) разрешение

Яркостное разрешение характеризует количество уровней яркости, которые мо­жет принимать отдельный пиксел. В литературе его часто называют глубиной цве­та. Чем выше яркостное разрешение, тем большее число уровней яркости (или оттенков цвета) будет содержать файл изображения.

В черно-белых изображениях уровни яркости представляются в виде оттенков се­рого. В цветных изображениях уровни проявляются в виде специфических цвето­вых тонов. Как правило, для черно-белых изображений яркостное разрешение со­ставляет 8 бит, что соответствует 256 градациям яркости; для цветных — 24 бит (или 16,7 млн различных цветов)

Входное разрешение

На этапе ввода (или захвата) изображения осуществляется его преобразование в цифровую форму (оцифровка). В настоящее время для этой цели в основном используются два типа специальных устройств: сканеры и цифровые камеры (пер­вые сведения об этих устройствах вы уже получили ранее в главе 1.

В обоих случаях пространственное разрешение определяется типом используемо­го сенсорного устройства.

Сенсоры представляют собой интегральные микросхемы, в которых реализован набор фоточувствительных элементов, конструктивно выполненных в виде лине­ек (как в большинстве сканеров) или матриц (как в случае цифровых камер).

Большее количество элементарных фоточувствительных элементов в сенсоре обес­печивает большее разрешение.