Разрешение пиксельной графики
Данная глава является одной из центральных глав, она определяет действительно важнейший параметр — разрешение (resolution).
Для того чтобы установить единую меру дискретизации, было разработано понятие разрешения, которое однозначно связывает размер элемента дискретизации со стандартными единицами измерения, принятыми в науке и технике.
Разрешение представляет собой достаточно универсальное понятие, которое применяется в разных областях, имеющих дело с изображениями (например, в телевидении, полиграфии и компьютерной графике), оно хотя и имеет разные названия и разные формы единиц измерения, сохраняет единый смысл: количество дискретных элементов, приходящихся на стандартную единицу длины (фактически — на единицу площади).
При этом стоит обратить особое внимание на качественное содержание этого понятия, а именно уяснить, что качество, которое обеспечивается разрешением, необходимо понимать в узком метрологическом смысле: правильное разрешение должно всего лишь создать условия для передачи (отображения) минимальных элементов изображения. Это касается в первую очередь штриховых изображений, но может с оговорками распространяться и на тоновые изображения.
Отсюда возникает задача определения оптимального соотношения между размером минимального элемента оригинала и размером пиксела (критерий Котельникова—Найквиста). Неправильный выбор разрешения чреват многочисленными погрешностями, в частности неучет критерия создает условия для появления муара.
Единица разрешения — ppi
Теперь, когда было принято название элемента "пиксел", можно более точно определить понятие разрешения.
Для этого необходимо всего-навсего выбрать стандартную единицу длины, хотя в принципе, для внутреннего пользования, единица длины может быть любой: хоть пядь, хоть локоть. Однако для универсальности желательно выбрать в какой-то мере стандартную единицу.
В качестве такого стандарта принята британская мера длины — дюйм (inch), равный 25,4 мм, т. е. дюйм примерно в 2,5 раза длиннее сантиметра. Дюйм — это устаревшая, внесистемная единица измерения, однако в данной области принята в качестве стандарта и к ней уже все привыкли.
Таким образом, разрешение можно определить как количество пикселов в дюйме, обычно оно обозначается как ppi (читается "пи-пи-ай"), что является сокращением от словосочетания "pixels per inch" и переводится как "пикселов в каждом дюйме".
Определение
Единица измерения разрешения ppi — это количество пикселов в каждом дюйме изображения.
Смысл данного разрешения заключается в определении абсолютных значений. Вводя в систему дискретизации стандартные единицы, скажем, дюйм, хотя и представляющий для российского дизайнера некоторую экзотику, мы тем самым обеспечиваем возможность единого и абсолютного измерения как на этапе дискретизации (например, в процессе сканирования), так и на этапе визуализации (например, в процессе печати на лазерном принтере).
Разрешение экрана в пикселах
Изображение на черно-белом экране относится к пиксельной графике, потому что строится из маленьких ячеек (у телевизора эти ячейки крупнее, чем у монитора). Такая ячейка называется пиксел (pixel).
Другими словами, экран телевизора или монитора — это большая матрица, каждая ячейка которой, независимо от других, излучает определенную яркость, а все ячейки вместе отображают один кадр изображения.
В цветных телевизорах и мониторах ячейка устроена несколько сложнее (в каждой ячейке — три излучающих элемента), но принцип при этом остается прежним.
Экранная матрица монитора может быть разной размерности (в пикселах): 640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024 и 1600x1200. Поскольку сам экран физически не меняется, то при использовании видеокарты с большим разрешением размер ячейки будет меньше, а, стало быть, качество изображения — лучше (также понимаемое метрологически: более мелкая детализация).
Разрешение изображения
Число пикселов на единицу длины называется разрешением изображения (image resolution), и его количественной единицей считается ppi (pixels per inch — пикселов на дюйм).
Рис. 8.19. Изображения с разным разрешением
На рис. 8.19 представлены два изображения с одинаковыми размерами, но разным разрешением. При выводе на экран изображения с меньшим разрешением, чем у экрана, программа "старается" сохранить размер изображения, поэтому для отображения каждого элемента изображения используется множество пикселов экрана.
Изображение с большим разрешением содержит больше пикселов, которые имеют меньший размер, чем у изображения с меньшим разрешением, у которого пикселы имеют больший размер.
Например, в одном квадратном дюйме изображение, предназначенное для вывода на экран монитора с разрешением 96 ppi, содержит 9216 пикселов. В том же квадратном дюйме изображение, предназначенное для вывода на лазерный принтер с разрешением 600 dpi, содержит 360 000 пикселов. Очевидно, что во втором случае физический размер пикселов будет в 70 раз меньше.
Более высокое разрешение позволяет передавать больше деталей и более точно репродуцировать оригинал. Таким образом, величина разрешения в значительной степени определяет качество цифрового изображения.
Однако следует очень четко уяснить, что уровень качества изображения закладывается в процессе сканирования в зависимости от устанавливаемого разрешения. Последующее увеличение разрешения цифрового изображения в любом графическом редакторе, в том числе и в программе Adobe Photoshop, не способствует улучшению качества изображения. Это связано с тем, что программа, конечно, не способна добавить новую изобразительную информацию (добавить новые более мелкие детали), а только перераспределить уже имеющиеся данные на большее число пикселов. В этом случае, как правило, даже происходит ухудшение некоторых параметров изображения, например резкости.
Правильный выбор величины разрешения зависит от многих факторов: назначения изображения и способа его использования. Необходимо найти разумный баланс между качеством, размером файла и временем его обработки, а также учесть возможности системы обработки.
Подробную информацию о принципах выбора параметров пиксельной графики см. в специальном разделе в конце данной части.