Όλα όσα γνωρίζετε για την ανάλυση εικόνας είναι πιθανώς λανθασμένα

"Ψήφισμα" είναι ένας όρος που συχνά ρίχνεται γύρω-μερικές φορές λανθασμένα - όταν μιλάμε για εικόνες. Αυτή η ιδέα δεν είναι τόσο ασπρόμαυρη όσο "ο αριθμός των εικονοστοιχείων μιας εικόνας." Συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε τι δεν γνωρίζετε.

Όπως συμβαίνει με τα περισσότερα πράγματα, όταν τεμαχίζετε έναν δημοφιλές όρο όπως "ψήφισμα" σε ένα αδημοτικό επίπεδο, διαπιστώνετε ότι δεν είναι τόσο απλό όσο ίσως οδηγήσατε να πιστεύετε. Σήμερα θα δούμε πόσο μακριά πηγαίνει η έννοια της "επίλυσης", συνομιλούν εν συντομία για τις συνέπειες του όρου και λίγο για το ποια είναι η υψηλότερη ανάλυση στα γραφικά, την εκτύπωση και τη φωτογραφία.

Έτσι, Duh, οι εικόνες είναι κατασκευασμένες από εικονοστοιχεία, σωστά?

Ακολουθεί ο τρόπος με τον οποίο εξήγησα ίσως το ψήφισμα: οι εικόνες είναι μια σειρά εικονοστοιχείων σε σειρές και στήλες και οι εικόνες έχουν προκαθορισμένο αριθμό εικονοστοιχείων και μεγαλύτερες εικόνες με μεγαλύτερο αριθμό εικονοστοιχείων έχουν καλύτερη ανάλυση ... σωστά; Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είσαι τόσο πειρασμένος από αυτή την ψηφιακή φωτογραφική μηχανή 16 megapixel, επειδή πολλά εικονοστοιχεία είναι τα ίδια με υψηλή ανάλυση, σωστά; Λοιπόν, όχι ακριβώς, επειδή η ανάλυση είναι λίγο πιο θορυβώδης από αυτό. Όταν μιλάτε για μια εικόνα όπως είναι μόνο ένας κουβάς εικονοστοιχείων, αγνοείτε όλα τα άλλα πράγματα που πηγαίνουν για να κάνει μια εικόνα καλύτερα στην πρώτη θέση. Αλλά, χωρίς αμφιβολία, ένα μέρος από αυτό που κάνει μια εικόνα "υψηλής ανάλυσης" έχει πολλά pixels για να δημιουργήσει μια αναγνωρίσιμη εικόνα.

Μπορεί να είναι βολικό (αλλά μερικές φορές λάθος) να καλέσετε εικόνες με πολλά megapixel "υψηλής ανάλυσης". Επειδή η ανάλυση ξεπερνά τον αριθμό των εικονοστοιχείων μιας εικόνας, θα ήταν πιο ακριβή να την ονομάσετε μια εικόνα με υψηλή pixel resolution, ή υψηλό πυκνότητα pixel. Η πυκνότητα των pixel μετράται σε εικονοστοιχεία ανά ίντσα (PPI), ή μερικές φορές σε κουκίδες ανά ίντσα (DPI). Επειδή η πυκνότητα των εικονοστοιχείων είναι ένα μέτρο τελειών σχετικό με μια ίντσα, μια ίντσα μπορεί να έχει δέκα εικονοστοιχεία σε αυτό ή ένα εκατομμύριο. Και οι εικόνες με υψηλότερη πυκνότητα εικονοστοιχείων θα είναι σε θέση να επιλύσουν καλύτερα τις λεπτομέρειες - τουλάχιστον σε ένα σημείο.

Η κάπως λανθασμένη ιδέα του "υψηλού megapixel = υψηλή ανάλυση" είναι ένα είδος μεταφοράς από τις ημέρες που οι ψηφιακές εικόνες απλά δεν μπορούσαν να εμφανίσουν αρκετές λεπτομέρειες εικόνας επειδή δεν υπήρχαν αρκετά από τα μικρά δομικά στοιχεία για να δημιουργήσουν μια αξιοπρεπή εικόνα. Έτσι, καθώς οι ψηφιακές οθόνες άρχισαν να έχουν περισσότερα στοιχεία εικόνας (επίσης γνωστά ως pixels), αυτές οι εικόνες ήταν σε θέση να αποφασίζω περισσότερες λεπτομέρειες και να δώσει μια σαφέστερη εικόνα για το τι συνέβαινε. Σε ένα συγκεκριμένο σημείο, η ανάγκη για εκατομμύρια και εκατομμύρια περισσότερα στοιχεία εικόνας σταματά να είναι χρήσιμη, καθώς φτάνει στο ανώτερο όριο των άλλων τρόπων με τους οποίους επιλύεται η λεπτομέρεια μιας εικόνας. Ενδιαφέρουσες; Ας ΡΙΞΟΥΜΕ μια ΜΑΤΙΑ.

Οπτική, Λεπτομέρειες και Επίλυση δεδομένων εικόνας

Ένα άλλο σημαντικό μέρος της ανάλυσης μιας εικόνας σχετίζεται άμεσα με τον τρόπο που συλλαμβάνεται. Ορισμένη συσκευή πρέπει να αναλύει και να καταγράφει δεδομένα εικόνας από μια πηγή. Αυτός είναι ο τρόπος που δημιουργούνται τα περισσότερα είδη εικόνων. Ισχύει επίσης για τις περισσότερες ψηφιακές συσκευές απεικόνισης (ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές SLR, σαρωτές, κάμερες web κ.λπ.) καθώς και αναλογικές μεθόδους απεικόνισης (όπως φωτογραφικές μηχανές). Χωρίς να μπαίνουμε σε πολύ τεχνικό gobbledygook για το πώς λειτουργούν οι κάμερες, μπορούμε να μιλήσουμε για κάτι που ονομάζεται "οπτική ανάλυση".

Απλά είπε, ψήφισμα, όσον αφορά οποιοδήποτε είδος απεικόνισης, σημαίνει "ικανότητα επίλυσης λεπτομερειών."Εδώ είναι μια υποθετική κατάσταση: αγοράζετε ένα φανταχτερό παντελόνι, φωτογραφική μηχανή εξαιρετικά υψηλών μεγεθών, αλλά έχετε πρόβλημα να τραβήξετε αιχμηρές φωτογραφίες επειδή ο φακός είναι φοβερός. Απλά δεν μπορείτε να το εστιάσετε, και παίρνει θολή πλάνα που στερούνται λεπτομέρειας. Μπορείτε να καλέσετε την εικόνα σας υψηλής ανάλυσης; Μπορεί να μπείτε στον πειρασμό, αλλά δεν μπορείτε. Μπορείτε να το σκεφτείτε αυτό οπτική ανάλυση που σημαίνει. Οι φακοί ή άλλα μέσα συλλογής οπτικών δεδομένων έχουν ανώτερα όρια στο μέγεθος της λεπτομέρειας που μπορούν να καταγράψουν. Μπορούν να συλλάβουν μόνο τόσα φώτα με βάση το συντελεστή μορφής (ευρυγώνιος φακός έναντι τηλεφακού), καθώς ο παράγοντας και το στυλ του φακού επιτρέπουν περισσότερο ή λιγότερο φως.

Το φως έχει επίσης μια τάση να διαθλώ και / ή δημιουργούν παραμορφώσεις των κυμάτων φωτός που ονομάζονται ανωμαλίες. Και οι δύο δημιουργούν στρεβλώσεις των λεπτομερειών της εικόνας, κρατώντας το φως ακριβείας ώστε να δημιουργούνται ευκρινείς εικόνες. Οι καλύτεροι φακοί σχηματίζονται για να περιορίζουν τη διάθλαση και επομένως παρέχουν ένα υψηλότερο ανώτερο όριο λεπτομέρειας, είτε το αρχείο εικόνας προορισμού έχει την πυκνότητα των megapixel για να καταγράψει τη λεπτομέρεια είτε όχι. ΕΝΑ Χρωματική εκτροπή, που απεικονίζεται παραπάνω, είναι όταν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός (χρώματα) κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες μέσω ενός φακού για να συγκλίνουν σε διαφορετικά σημεία. Αυτό σημαίνει ότι τα χρώματα παραμορφώνονται, οι λεπτομέρειες είναι πιθανώς και οι εικόνες καταγράφονται με ακρίβεια με βάση αυτά τα ανώτερα όρια της οπτικής ανάλυσης.

Οι ψηφιακοί φωτοαισθητήρες έχουν επίσης ανώτερα όρια της ικανότητας, αν και είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι αυτό έχει να κάνει μόνο με τα megapixel και την πυκνότητα των pixel. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα άλλο θολό θέμα, γεμάτο από πολύπλοκες ιδέες άξια ενός δικού του άρθρου. Είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι υπάρχουν περίεργες συμφωνίες για την επίλυση λεπτομέρειας με υψηλότερους αισθητήρες megapixel, επομένως θα προχωρήσουμε σε βάθος για μια στιγμή. Ακολουθεί μια άλλη υποθετική κατάσταση - απλώσατε την παλαιότερη φωτογραφική σας μηχανή υψηλής φωτογραφικής μηχανής σε ένα ολοκαίνουργιο με διπλάσια megapixel. Δυστυχώς, αγοράζετε ένα με τον ίδιο συντελεστή συγκομιδής με την τελευταία φωτογραφική μηχανή σας και αντιμετωπίζετε προβλήματα κατά τη λήψη σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Χάνετε πολλές λεπτομέρειες σε αυτό το περιβάλλον και πρέπει να πυροβολείτε σε σούπερ γρήγορες ρυθμίσεις ISO, καθιστώντας τις εικόνες σας κοκκώδεις και άσχημες. Το εμπόριο είναι αυτό-ο αισθητήρας σας έχει photosites, μικροί μικροί υποδοχείς που συλλαμβάνουν το φως. Όταν πακετάρετε όλο και περισσότερα photosites σε έναν αισθητήρα για να δημιουργήσετε έναν υψηλότερο αριθμό megapixel, χάνετε τα beefier, μεγαλύτερα photosites ικανά να συλλάβουν περισσότερα φωτόνια, τα οποία θα βοηθήσουν στην απόδοση περισσότερων λεπτομερειών σε αυτά τα περιβάλλοντα με χαμηλό φωτισμό.

Λόγω αυτής της εξάρτησης από περιορισμένα μέσα καταγραφής φωτός και περιορισμένα οπτικά συστήματα συλλογής φωτός, η ανάλυση των λεπτομερειών μπορεί να επιτευχθεί με άλλα μέσα. Αυτή η φωτογραφία είναι μια εικόνα του Ansel Adams, φημισμένου για τα επιτεύγματά του στη δημιουργία εικόνων υψηλής δυναμικής εμβέλειας με τεχνικές παρακάμπτουσας και καύσης και συνηθισμένων φωτογραφικών χαρτών και ταινιών. Ο Adams ήταν μια ιδιοφυΐα στη λήψη περιορισμένων μέσων ενημέρωσης και στη χρήση του για να επιλύσει το μέγιστο δυνατό βαθμό λεπτομέρειας, παρακάμπτοντας αποτελεσματικά πολλούς από τους περιορισμούς για τους οποίους μιλήσαμε παραπάνω. Αυτή η μέθοδος, καθώς και η χαρτογράφηση τόνων, είναι ένας τρόπος για να αυξήσετε την ανάλυση μιας εικόνας, αναδεικνύοντας λεπτομέρειες που διαφορετικά δεν θα μπορούσαν να παρατηρηθούν.

Επίλυση λεπτομερειών και βελτίωση της απεικόνισης και της εκτύπωσης

Επειδή η "ανάλυση" είναι ένας τέτοιος ευρύς όρος, έχει επίσης επιπτώσεις στον κλάδο της εκτύπωσης. Ίσως γνωρίζετε ότι οι πρόοδοι τα τελευταία χρόνια έχουν καταστήσει τις τηλεοράσεις και τις οθόνες υψηλότερης ευκρίνειας (ή τουλάχιστον καθιστούσαν μεγαλύτερες αποδόσεις οθόνης και τηλεοράσεις περισσότερο εμπορικά βιώσιμες). Παρόμοιες επαναλήψεις τεχνολογίας απεικόνισης έχουν βελτιώσει την ποιότητα των εικόνων σε εκτύπωση - και ναι, αυτό είναι επίσης "ανάλυση".

Όταν δεν μιλάμε για τον εκτυπωτή inkjet γραφείου σας, μιλάμε συνήθως για διαδικασίες που δημιουργούν ημίτονο, λινέτες και στερεά σχήματα σε κάποιο είδος ενδιάμεσου υλικού που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά μελανιού ή γραφίτη σε κάποιο είδος χαρτιού ή υποστρώματος. Ή, πιο απλά, "σχήματα σε ένα πράγμα που βάζει μελάνι σε ένα άλλο πράγμα." Η εικόνα που εκτυπώθηκε πιο πάνω ήταν πιθανότατα τυπωμένη με κάποια διαδικασία αντισταθμισμένης λιθογραφίας, όπως και οι περισσότερες έγχρωμες εικόνες σε βιβλία και περιοδικά στο σπίτι σας. Οι εικόνες μειώνονται σε σειρές κουκκίδων και τοποθετούνται σε μερικές διαφορετικές επιφάνειες εκτύπωσης με μερικές διαφορετικές μελάνες και ανασυνδυάζονται για τη δημιουργία εκτυπωμένων εικόνων.

Οι επιφάνειες εκτύπωσης συνήθως απεικονίζονται με κάποιο είδος φωτοευαίσθητου υλικού το οποίο έχει μια δική του ανάλυση. Και ένας από τους λόγους για τους οποίους η ποιότητα της εκτύπωσης έχει βελτιωθεί τόσο δραστικά την τελευταία δεκαετία είναι η αύξηση της ανάλυσης βελτιωμένων τεχνικών. Τα σύγχρονα μηχανήματα εκτύπωσης offset έχουν αυξημένη ανάλυση λεπτομέρειας επειδή χρησιμοποιούν ακριβή συστήματα εικονοληψίας με λέιζερ ελεγχόμενα από υπολογιστή, παρόμοια με αυτά του εκτυπωτή λέιζερ ποικιλία γραφείου. (Υπάρχουν και άλλες μέθοδοι, αλλά το λέιζερ είναι αναμφισβήτητα η καλύτερη ποιότητα εικόνας.) Αυτά τα λέιζερ μπορούν να δημιουργήσουν μικρότερες, ακριβέστερες, σταθερότερες κουκίδες και σχήματα που δημιουργούν καλύτερες, πλουσιότερες, πιο απρόσκοπτες, πιο υψηλής ανάλυσης εκτυπώσεις με βάση εκτυπώσεις επιφανειών που μπορούν να επιλύσουν περισσότερες λεπτομέρειες. Αφιερώστε λίγο χρόνο για να δείτε τις εκτυπώσεις που έγιναν τόσο πρόσφατα όσο εκείνες από τις αρχές της δεκαετίας του '90 και να τις συγκρίνετε με τις σύγχρονες - το άλμα στην ανάλυση και η ποιότητα της εκτύπωσης είναι αρκετά εκπληκτικό.

Μην συγχέετε τις οθόνες και τις εικόνες

Μπορεί να είναι αρκετά εύκολο να ξεδιπλώσετε την ανάλυση των εικόνων με την ανάλυση της οθόνης σας. Μην μπείτε στον πειρασμό, μόνο και μόνο επειδή βλέπετε εικόνες στην οθόνη σας και οι δύο σχετίζονται με τη λέξη "pixel". Μπορεί να προκαλεί σύγχυση, αλλά τα εικονοστοιχεία σε εικόνες έχουν μεταβλητό βάθος pixel (DPI ή PPI, pixel ανά ίντσα), ενώ οι οθόνες έχουν σταθερό αριθμό φυσικών ενσύρματων, ελεγχόμενων από υπολογιστή σημείων χρώματος, τα οποία χρησιμοποιούνται για την εμφάνιση των δεδομένων εικόνας όταν ζητηθεί από τον υπολογιστή σας. Πραγματικά, ένα εικονοστοιχείο δεν σχετίζεται με άλλο. Αλλά και οι δύο μπορούν να ονομάζονται "στοιχεία εικόνας", έτσι ώστε και οι δύο να ονομάζονται "pixels". Είπε απλά, τα εικονοστοιχεία στις εικόνες είναι ένας τρόπος εγγραφή δεδομένα εικόνας, ενώ τα εικονοστοιχεία σε οθόνες είναι τρόποι να απεικόνιση αυτά τα δεδομένα.

Τι σημαίνει αυτό? Σε γενικές γραμμές, όταν μιλάτε για την ανάλυση των οθονών, μιλάτε για ένα πολύ πιο ξεκάθαρο σενάριο απ 'ότι με την ανάλυση εικόνας. Ενώ υπάρχουν και άλλες τεχνολογίες (καμία από τις οποίες δεν θα συζητήσουμε σήμερα) μπορώ βελτιώστε την ποιότητα της εικόνας - απλώς βάλτε, περισσότερα pixel σε μια οθόνη προσθέτουν στην ικανότητα της οθόνης να επιλύει με ακρίβεια τις λεπτομέρειες.

Στο τέλος, μπορείτε να σκεφτείτε τις εικόνες που δημιουργείτε ως έχουσες τελικό στόχο - το μέσο που θα τους χρησιμοποιήσετε. Οι εικόνες με εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα εικονοστοιχείων και ανάλυση pixel (εικόνες υψηλής megapixel που συλλαμβάνονται από φανταχτές ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, για παράδειγμα) είναι κατάλληλες για χρήση από ένα πολύ πυκνό pixel (ή "εκτυπωτικό σημείο" πυκνό) μέσο εκτύπωσης, όπως inkjet ή offset press υπάρχουν πολλές λεπτομέρειες για την επίλυση του εκτυπωτή υψηλής ανάλυσης. Ωστόσο, οι εικόνες που προορίζονται για τον ιστό έχουν πολύ χαμηλότερη πυκνότητα εικονοστοιχείων, επειδή οι οθόνες έχουν πυκνότητα περίπου 72 ppi και σχεδόν όλοι τους ξεπερνούν τα 100 ppi. Ergo, μόνο τόσο "ανάλυση" μπορεί να προβληθεί στην οθόνη, αλλά όλες οι λεπτομέρειες που έχουν επιλυθεί μπορούν να συμπεριληφθούν στο πραγματικό αρχείο εικόνας.

Οι απλές σφαίρες δείχνουν να απομακρυνθούν από αυτό είναι ότι η "ανάλυση" δεν είναι τόσο απλή όσο η χρήση αρχείων με πολλά και πολλά εικονοστοιχεία, αλλά είναι συνήθως συνάρτηση την ανάλυση των λεπτομερειών εικόνας. Κρατώντας αυτό τον απλό ορισμό στο μυαλό, απλά θυμηθείτε ότι υπάρχουν πολλές πτυχές για τη δημιουργία μιας εικόνας υψηλής ανάλυσης, με ανάλυση pixel να είναι μόνο ένα από αυτά. Σκέψεις ή ερωτήσεις σχετικά με το σημερινό άρθρο; Ενημερώστε μας σχετικά με τα σχόλια ή απλώς στείλτε τις ερωτήσεις σας στο [email protected].

Εικόνες Συντελεστές: Desert Girl από bhagathkumar Bhagavathi, Creative Commons. Τέχνη του Lego Pixel από τον Emmanuel Digiaro, Creative Commons. Lego Bricks από τον Benjamin Esham, Creative Commons. D7000 / D5000 B & W από τους Cary και Kacey Jordan, Creative Commons. Χρωματικά διαγράμματα Abbertation από τους Bob Mellish και DrBob, Άδεια GNU μέσω της Wikipedia. Αισθητήρας Klear Loupe από Micheal Toyama, Creative Commons. Ansel Adams image σε δημόσιο τομέα. Αντισταθμισμένο από τον Thomas Roth, Creative Commons. RGB LED από τον Tyler Nienhouse, Creative Commons.