Alles, was Sie über die Bildauflösung wissen, ist wahrscheinlich falsch

„Auflösung“ ist ein Begriff, den Leute oft werfen, manchmal falsch, wenn sie über Bilder sprechen. Dieses Konzept ist nicht so schwarz und weiß wie die Anzahl der Pixel in einem Bild. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, was Sie nicht wissen.

Wie bei den meisten Dingen stellen Sie fest, dass Sie, wenn Sie einen populären Begriff wie „Auflösung“ in eine Acedemie (oder Geeky) zerlegen, nicht so einfach finden, wie Sie vielleicht glauben. Heute werden wir sehen, wie weit das Konzept der „Auflösung“ geht, kurz über die Auswirkungen des Begriffs sprechen und ein wenig darüber, was eine höhere Auflösung in den Bereichen Grafik, Druck und Fotografie bedeutet.

Also, duh, Bilder bestehen aus Pixeln, richtig?

So haben Sie wahrscheinlich die Auflösung erklärt: Bilder sind ein Array von Pixeln in Zeilen und Spalten, und Bilder haben eine vordefinierte Pixelanzahl, und größere Bilder mit einer größeren Pixelanzahl haben eine bessere Auflösung… oder? Deshalb sind Sie von dieser 16-Megapixel-Digitalkamera so sehr in Versuchung geraten, weil viele Pixel mit hoher Auflösung identisch sind, oder? Nun, nicht genau, denn die Auflösung ist etwas düsterer. Wenn Sie über ein Bild sprechen, als ob es nur ein Eimer Pixel wäre, ignorieren Sie alle anderen Dinge, die dazu beitragen, ein Bild überhaupt zu verbessern. Zweifellos besteht ein Teil dessen, was ein Bild zu einer „hohen Auflösung“ macht, darin, viele Pixel zu haben, um ein erkennbares Bild zu erzeugen.

Es kann praktisch (aber manchmal auch falsch) sein, Bilder mit vielen Megapixeln als „hohe Auflösung“ zu bezeichnen. Da die Auflösung über die Anzahl der Pixel in einem Bild hinausgeht, ist es genauer, ein Bild mit einem hohen Wert zu nennen Pixelauflösung, oder hoch Pixeldichte. Die Pixeldichte wird in Pixel pro Zoll (PPI) oder manchmal in Punkten pro Zoll (DPI) gemessen. Weil die Pixeldichte ein Maß für Punkte ist relativ zu ein Zoll, ein Zoll kann zehn Pixel oder eine Million haben. Und die Bilder mit höherer Pixeldichte können Details besser auflösen, zumindest bis zu einem bestimmten Punkt.

Die etwas missverständliche Idee von „High Megapixel = High Resolution“ ist eine Art Verschleppung aus den Tagen, als digitale Bilder einfach nicht genug Bilddetails anzeigen konnten, da nicht genügend kleine Bausteine ​​vorhanden waren, um ein anständiges Bild zu erzeugen. Als digitale Anzeigen nun mehr Bildelemente (auch Pixel genannt) enthielten, waren diese Bilder in der Lage Entschlossenheit detaillierter und geben ein klareres Bild von dem, was los war. An einem bestimmten Punkt ist der Bedarf an Millionen und Millionen von weiteren Bildelementen nicht mehr hilfreich, da er die Obergrenze der anderen Möglichkeiten erreicht, mit denen das Detail in einem Bild aufgelöst wird. Fasziniert? Lass uns einen Blick darauf werfen.

Optik, Details und Auflösen von Bilddaten

Ein weiterer wichtiger Teil der Auflösung eines Bildes hängt direkt von der Art der Aufnahme ab. Ein Gerät muss Bilddaten von einer Quelle analysieren und aufzeichnen. Auf diese Weise werden die meisten Arten von Bildern erstellt. Sie gilt auch für die meisten digitalen Bildverarbeitungsgeräte (digitale Spiegelreflexkameras, Scanner, Webcams usw.) sowie für analoge Bildgebungsverfahren (z. B. Filmkameras). Ohne sich zu sehr mit technischen Aspekten über die Funktionsweise von Kameras zu beschäftigen, können wir über so genannte optische Auflösung sprechen.

Einfach ausgedrückt, bedeutet Auflösung in Bezug auf jede Art von Bildgebung:Fähigkeit, Details aufzulösen.Hier ist eine hypothetische Situation: Sie kaufen eine extravagante Hose mit extrem hoher Megapixel-Auflösung, haben aber Schwierigkeiten, scharfe Bilder zu machen, weil das Objektiv schrecklich ist. Sie können es einfach nicht fokussieren und es sind unscharfe Aufnahmen ohne Details. Kannst du dein Bild hochauflösend nennen? Sie könnten versucht sein, aber Sie können nicht. Sie können sich das als was vorstellen optische Auflösung meint. Objektive oder andere Mittel zur Erfassung optischer Daten haben Obergrenzen für die Menge an Details, die sie erfassen können. Sie können nur so viel Licht einfangen, je nach Formfaktor (ein Weitwinkelobjektiv gegenüber einem Telephotoobjektiv), da der Faktor und der Stil des Objektivs mehr oder weniger Licht zulässt.

Licht neigt auch dazu beugen und / oder erzeugen Verzerrungen der genannten Lichtwellen Abweichungen. Beide erzeugen Verzerrungen von Bilddetails, indem das Licht nicht scharf gestellt wird, um scharfe Bilder zu erzeugen. Die besten Linsen werden gebildet, um die Beugung zu begrenzen und bieten daher eine höhere obere Detailgrenze, unabhängig davon, ob die Zielbilddatei die Megapixeldichte hat, um das Detail aufzuzeichnen oder nicht. EIN Chromatische Abweichung, Wie oben dargestellt, bewegen sich unterschiedliche Lichtwellenlängen (Farben) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch eine Linse, um an verschiedenen Punkten zusammenzulaufen. Dies bedeutet, dass Farben verzerrt sind, Details jedoch möglicherweise verloren, und Bilder werden aufgrund dieser oberen Grenzen der optischen Auflösung ungenau aufgenommen.

Digitale Photosensoren haben auch obere Grenzen der Möglichkeiten, obwohl anzunehmen ist, dass dies nur mit Megapixel und Pixeldichte zu tun hat. In Wirklichkeit ist dies ein weiteres trübes Thema, voll von komplexen Ideen, die einen eigenen Artikel verdienen. Es ist wichtig zu wissen, dass es kompromisslose Kompromisse bei der Auflösung von Details mit Sensoren für höhere Megapixel gibt. Wir gehen also einen Moment tiefer in die Tiefe. Hier ist eine weitere hypothetische Situation - Sie haben Ihre ältere High-Megapixel-Kamera für eine brandneue Kamera mit doppelt so vielen Megapixel entwickelt. Unglücklicherweise kaufen Sie eine Kamera mit dem gleichen Erntefaktor wie Ihre letzte Kamera und haben Probleme, wenn Sie in Umgebungen mit wenig Licht fotografieren. Sie verlieren in dieser Umgebung viele Details und müssen in extrem schnellen ISO-Einstellungen fotografieren, wodurch Ihre Bilder körnig und hässlich werden. Der Nachteil ist Folgendes: Ihr Sensor verfügt über Fotoseiten und kleine, winzige Rezeptoren, die Licht einfangen. Wenn Sie mehr und mehr Photosites auf einen Sensor packen, um eine höhere Megapixel-Zahl zu erhalten, verlieren Sie die schärferen, größeren Photosites, die mehr Photonen aufnehmen können, was in Umgebungen mit schwachem Licht mehr Details liefert.

Aufgrund dieser Abhängigkeit von begrenzten Lichtaufzeichnungsmedien und begrenzter Lichtsammeloptik kann die Auflösung von Details auf andere Weise erreicht werden. Dieses Foto ist ein Bild von Ansel Adams, das für seine Leistungen bei der Erstellung von High Dynamic Range-Bildern mit Ausweich- und Brenntechniken sowie gewöhnlichen Fotopapieren und Filmen bekannt ist. Adams war ein Genie, wenn es darum ging, begrenzte Medien zu nutzen, um so viele Details wie möglich zu lösen und viele der Einschränkungen, die wir oben besprochen haben, effektiv umgehen. Mit dieser Methode kann neben der Tonwertzuordnung die Auflösung eines Bildes erhöht werden, indem Details hervorgehoben werden, die anderenfalls nicht zu sehen wären.

Auflösen von Details und Verbessern von Imaging und Drucken

Da „Auflösung“ ein so weitreichender Begriff ist, hat dies auch Auswirkungen auf die Druckindustrie. Sie wissen wahrscheinlich, dass Fortschritte in den letzten Jahren zu Fernsehern und Monitoren mit höherer Auflösung geführt haben (oder zumindest Monitoren und Fernsehgeräten mit höherer Auflösung kommerziell machbar gemacht haben). Ähnliche Revolutionen der Bildtechnologie haben die Bildqualität im Druckbereich verbessert - und das ist auch "Auflösung".

Wenn wir nicht über Ihren Büro-Tintenstrahldrucker sprechen, handelt es sich in der Regel um Prozesse, bei denen Halbtonbilder, Linetone und feste Formen in einem Zwischenmaterial entstehen, das zum Übertragen von Tinte oder Toner auf ein Papier oder ein Substrat verwendet wird. Oder einfacher gesagt: „Formen auf einem Gegenstand, der Tinte auf ein anderes Ding bringt“. Das oben gedruckte Bild wurde höchstwahrscheinlich mit einem Offset-Lithografieprozess gedruckt, ebenso wie die meisten Farbbilder in Büchern und Zeitschriften in Ihrem Zuhause. Die Bilder werden auf Punktreihen reduziert und mit ein paar unterschiedlichen Tinten auf einige verschiedene Druckoberflächen gelegt und zu Druckbildern zusammengefügt.

Die Druckoberflächen werden normalerweise mit einer Art lichtempfindlichem Material abgebildet, das eine eigene Auflösung hat. Einer der Gründe, warum sich die Druckqualität im letzten Jahrzehnt so drastisch verbessert hat, ist die erhöhte Auflösung verbesserter Techniken. Moderne Offsetdruckmaschinen bieten eine höhere Detailauflösung, da sie präzise computergesteuerte Laser-Imaging-Systeme verwenden, die denen Ihres Laserdruckers ähneln. (Es gibt auch andere Methoden, aber der Laser ist wohl die beste Bildqualität.) Diese Laser können kleinere, genauere, stabilere Punkte und Formen erzeugen, die basierend auf Druckbildern bessere, reichhaltigere, nahtlosere und höher auflösende Drucke erzeugen Druckflächen, die mehr Details auflösen können. Nehmen Sie sich einen Moment Zeit und sehen Sie sich die Druckaufträge aus den frühen 90er Jahren an und vergleichen Sie sie mit denen der modernen. Der Sprung in Bezug auf Auflösung und Druckqualität ist erstaunlich.

Verwechseln Sie keine Monitore und Bilder

Es kann ziemlich einfach sein, die Auflösung von Bildern mit der Auflösung Ihres Monitors zusammenzufassen. Seien Sie nicht versucht, nur weil Sie Bilder auf Ihrem Monitor betrachten, und beide sind mit dem Wort „Pixel“ verbunden. Dies kann verwirrend sein, aber Pixel in Bildern haben eine variable Pixeltiefe (DPI oder PPI), was bedeutet, dass sie variabel sein können Pixel pro Zoll), während Monitore über eine feste Anzahl von physisch verdrahteten, computergesteuerten Farbpunkten verfügen, die zur Anzeige der Bilddaten verwendet werden, wenn Sie vom Computer dazu aufgefordert werden. Ein Pixel hat wirklich keinen Bezug zu einem anderen. Sie können jedoch beide als "Bildelemente" bezeichnet werden, daher werden sie auch als "Pixel" bezeichnet. Einfach gesagt, die Pixel in Bildern sind ein Weg Aufzeichnung Bilddaten, während die Pixel in Monitoren Möglichkeiten dazu sind Anzeige diese Daten.

Was bedeutet das? Wenn Sie über die Auflösung von Monitoren sprechen, sprechen Sie generell von einem deutlich klareren Szenario als mit der Bildauflösung. Es gibt zwar andere Technologien (von denen wir heute keine diskutieren werden) können Bildqualität verbessern - einfach mehr Pixel auf einer Anzeige erhöhen die Genauigkeit der Anzeige.

Am Ende können Sie sich vorstellen, dass die von Ihnen erstellten Bilder ein ultimatives Ziel haben - das Medium, auf dem Sie sie verwenden werden. Bilder mit extrem hoher Pixeldichte und Pixelauflösung (Bilder mit hoher Megapixel-Auflösung, die beispielsweise von Digitalkameras aufgenommen werden) sind für die Verwendung mit einem sehr pixeldichten (oder "druckpunkt" dichten) Druckmedium geeignet, wie z Es gibt viele Details, die der Drucker mit hoher Auflösung auflösen kann. Für das Internet vorgesehene Bilder haben jedoch eine viel niedrigere Pixeldichte, da Monitore eine Pixeldichte von ungefähr 72 ppi haben und fast alle um 100 ppi ragen. Es kann also nur so viel "Auflösung" auf dem Bildschirm angezeigt werden, aber alle aufgelösten Details können in die eigentliche Bilddatei aufgenommen werden.

Der einfache Punkt ist, dass "Auflösung" nicht so einfach ist wie das Verwenden von Dateien mit vielen, vielen Pixeln, sondern normalerweise eine Funktion von Auflösen von Bilddetails. Wenn Sie diese einfache Definition im Auge behalten, denken Sie einfach daran, dass die Erzeugung eines hochauflösenden Bildes viele Aspekte hat, wobei die Pixelauflösung nur einer von ihnen ist. Gedanken oder Fragen zum heutigen Artikel? Teilen Sie uns dies in den Kommentaren mit oder senden Sie Ihre Fragen einfach an [email protected].

Bildnachweise: Desert Girl von Bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Lego-Pixel-Kunst von Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Lego Bricks von Benjamin Esham, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W von Cary und Kacey Jordan, Creative Commons. Chromatische Abbertationsdiagramme von Bob Mellish und DrBob, GNU-Lizenz über Wikipedia. Sensor-Klear-Lupe von Micheal Toyama, Creative Commons. Ansel Adams Bild im öffentlichen Bereich. Offset von Thomas Roth, Creative Commons. RGB-LED von Tyler Nienhouse, Creative Commons.