Densitatea pixelilor - Pixel density

Pixeli pe inch ( ppi ) și pixeli pe centimetru ( ppcm sau pixeli / cm ) sunt măsurători ale densității pixelilor unui dispozitiv electronic de imagine, cum ar fi un monitor de computer sau un ecran de televiziune , sau un dispozitiv de digitalizare a imaginii, cum ar fi o cameră sau un scaner de imagine . Densitatea orizontală și verticală sunt de obicei aceleași, deoarece majoritatea dispozitivelor au pixeli pătrati , dar diferă de la dispozitivele care au pixeli non-pătrati. Rețineți că densitatea pixelilor nu este aceeași cu rezoluția , unde prima descrie cantitatea de detalii pe o suprafață fizică sau un dispozitiv, cea din urmă descrie cantitatea de informații despre pixeli indiferent de scara acesteia. Considerat într-un alt mod, un pixel nu are dimensiune sau unitate inerentă (un pixel este de fapt un eșantion), dar atunci când este tipărit, afișat sau scanat, atunci pixelul are atât o dimensiune fizică (dimensiune), cât și o densitate a pixelilor (ppi ).

Principii de baza

Deoarece majoritatea dispozitivelor hardware digitale utilizează puncte sau pixeli, dimensiunea suportului (în inci) și numărul de pixeli (sau puncte) sunt direct legate de „pixeli pe inch”. Următoarea formulă oferă numărul de pixeli, orizontal sau vertical, având în vedere dimensiunea fizică a unui format și pixelii pe inch ai ieșirii:

${\ displaystyle {\ text {Number of Pixels}} = {\ text {Size in Inches}} * {\ text {PPI}}}$

Pixeli pe inch (sau pixeli pe centimetru) descrie detaliile unui fișier imagine când se cunoaște dimensiunea imprimării. De exemplu, o imagine de 100 × 100 pixeli tipărită într-un pătrat de 2 inch are o rezoluție de 50 pixeli pe inch. Utilizată în acest fel, măsurarea este semnificativă la imprimarea unei imagini. În multe aplicații, cum ar fi Adobe Photoshop, programul este conceput astfel încât să se creeze imagini noi, specificând dispozitivul de ieșire și PPI (pixeli pe inch). Astfel, ținta de ieșire este adesea definită la crearea imaginii.

Expedierea pe un alt dispozitiv

Când mutați imagini între dispozitive, cum ar fi imprimarea unei imagini care a fost creată pe un monitor, este important să înțelegeți densitatea pixelilor ambelor dispozitive. Luați în considerare un monitor HD de 24 ″ (lățime de 20 ″), care are o rezoluție nativă cunoscută de 1920 pixeli (orizontală). Să presupunem că un artist a creat o nouă imagine la această rezoluție a monitorului de 1920 pixeli, posibil destinată web, fără a lua în considerare tipărirea. Rescrierea formulei de mai sus ne poate indica densitatea pixelilor (PPI) ai imaginii de pe ecranul monitorului:

${\ displaystyle {\ text {PPI (monitor)}} = {\ frac {\ text {Number of Pixels}} {\ text {Size in Inches}}} = {\ frac {1920} {20}} = 96 { \ text {ppi}}}$

Acum, să ne imaginăm că artistul dorește să imprime un banner mai mare la 48 ″ orizontal. Știm numărul de pixeli din imagine și dimensiunea rezultatului, din care putem folosi din nou aceeași formulă pentru a da PPI-ul afișului tipărit:

${\ displaystyle {\ text {PPI (poster)}} = {\ frac {\ text {Number of Pixels}} {\ text {Size in Inches}}} = {\ frac {1920} {48}} = 40 { \ text {ppi}}}$

Aceasta arată că bannerul de ieșire va avea doar 40 de pixeli pe inch. Deoarece un dispozitiv de imprimantă este capabil să imprime la 300 ppi, rezoluția imaginii originale este mult sub cea necesară pentru a crea un banner de calitate decentă, chiar dacă arăta bine pe un monitor pentru un site web. Am spune mai direct că o imagine de 1920 × 1080 pixeli nu are suficienți pixeli pentru a fi tipărită într-un format mare.

Tipărire pe hârtie

Imprimarea pe hârtie se realizează cu diferite tehnologii. Ziarele și revistele erau tipărite în mod tradițional folosind un ecran numit ecran cu semitonuri , care ar putea imprima puncte la o anumită frecvență numită frecvența ecranului în linii pe inch (LPI) utilizând un proces pur analogic în care o imprimare fotografică este convertită în puncte de dimensiuni variabile prin tipare de interferență care trec printr-un ecran. Imprimantele moderne cu jet de cerneală pot imprima puncte microscopice în orice locație și nu necesită o rețea de ecran, așa că folosesc o valoare numită puncte per inch (DPI). Ambele sunt diferite de densitatea pixelilor sau de pixelii pe inch (PPI), deoarece un pixel este un singur eșantion de orice culoare, în timp ce o imprimare cu jet de cerneală poate imprima doar un punct dintr-o anumită culoare, fie activat, fie dezactivat. Astfel, o imprimantă traduce pixelii într-o serie de puncte folosind un proces numit dithering . Pasul punctului, cea mai mică dimensiune a fiecărui punct, este, de asemenea, determinat de tipul de hârtie pe care este imprimată imaginea. O suprafață de hârtie absorbantă, hârtie reciclată neacoperită, de exemplu, lasă picăturile de cerneală să se răspândească - deci are un pas mai mare al punctelor.

Adesea, se dorește cunoașterea calității imaginii în pixeli pe inch (PPI) care ar fi potrivită pentru un anumit dispozitiv de ieșire. Dacă alegerea este prea scăzută, atunci calitatea va fi sub ceea ce este capabil dispozitivul - pierderea calității - și dacă alegerea este prea mare, atunci pixelii vor fi stocați inutil - spațiu pe disc pierdut. Densitatea ideală a pixelilor (PPI) depinde de formatul de ieșire, dispozitivul de ieșire, utilizarea intenționată și alegerea artistică. Pentru imprimantele cu jet de cerneală măsurate în puncte per inch , este în general o bună practică să utilizați jumătate sau mai puțin decât DPI pentru a determina PPI. De exemplu, o imagine destinată unei imprimante capabile de 600 dpi ar putea fi creată la 300 ppi. Atunci când se utilizează alte tehnologii precum serigrafia AM sau FM, sunt deseori publicate diagrame de screening care indică PPI ideal pentru o metodă de imprimare.

Utilizarea DPI sau LPI a unei imprimante rămâne utilă pentru a determina PPI până când se ajunge la formate mai mari, cum ar fi 36 "sau mai mare, deoarece factorul de acuitate vizuală devine mai important să se ia în considerare. Dacă o imprimare poate fi vizualizată de aproape, atunci una poate alege limitele dispozitivului imprimantei. Cu toate acestea, dacă un poster, banner sau panou va fi vizualizat de departe, este posibil să utilizați un IPP mult mai mic.

Exteriorul pătratului de mai sus este de 200 pixeli cu 200 pixeli. Pentru a determina ppi-ul unui monitor, setați setarea de scalare OS DPI la 100% și zoomul browserului la 100%, apoi măsurați lățimea și înălțimea, în inci, a pătratului așa cum este afișat pe un monitor dat. Împărțirea a 200 la lățimea sau înălțimea măsurată oferă ppi orizontale sau verticale ale monitorului, respectiv, la rezoluția curentă a ecranului.

Afișaje computer

PPI / PPCM al unui ecran de computer este legat de dimensiunea afișajului în inci / centimetri și de numărul total de pixeli în direcțiile orizontală și verticală. Această măsurare este adesea denumită puncte per inch , deși măsurarea se referă mai precis la rezoluția unei imprimante de computer .

De exemplu, un afișaj de 15 inci (38 cm) ale cărui dimensiuni variază până la 30,48 cm lățime cu 22,86 cm înălțime, capabil de o rezoluție maximă de 1024 × 768 (sau XGA ) pixeli, poate fi afișat în jur 85 PPI, sau 33,46  PPCM, atât în ​​direcția orizontală, cât și în cea verticală. Această cifră este determinată prin împărțirea lățimii (sau înălțimii) zonei de afișare în pixeli la lățimea (sau înălțimea) zonei de afișare în inci. Este posibil ca un afișaj să aibă măsurători PPI orizontale și verticale diferite (de exemplu, un monitor CRT tipic cu raportul 4: 3 care afișează un ecran de 1280 × 1024 în modul computer cu dimensiunea maximă, care este un raport 5: 4, nu chiar același cu 4: 3). IPP aparent al unui monitor depinde de rezoluția ecranului (adică de numărul de pixeli) și de dimensiunea ecranului utilizat; un monitor în modul 800 × 600 are un IPP mai scăzut decât același monitor într-un mod 1024 × 768 sau 1280 × 960.

Punctul punctului unui ecran de computer determină limita absolută a densității de pixeli posibile. Afișajele tipice pentru tuburi catodice sau computer LCD de aproximativ 2000 variază de la 67 la 130 PPI, deși monitoarele desktop au depășit 200 PPI, iar dispozitivele mobile contemporane cu ecran mic depășesc adesea 300 PPI, uneori cu o marjă largă.

În ianuarie 2008, Kopin Corporation a anunțat un LCD SVGA de 0,44 inch (1,12 cm) cu o densitate a pixelilor de 2272 PPI (fiecare pixel doar 11,25  μm). În 2011, au urmat acest lucru cu un afișaj color VGA în diagonală de 3760-DPI de 0,21 inci. Producătorul spune că au proiectat ecranul LCD pentru a fi mărit optic, ca la dispozitivele de ochelari de înaltă rezoluție.

Aplicațiile de holografie necesită o densitate a pixelilor chiar mai mare, deoarece densitatea mai mare a pixelilor produce o dimensiune mai mare a imaginii și un unghi de vizualizare mai mare. Modulatorii de lumină spațială pot reduce pasul pixelilor la 2,5  μm , oferind o densitate a pixelilor de 10.160 PPI.

Unele observații indică faptul că omul fără ajutor în general nu poate diferenția detaliile dincolo de 300 PPI. Cu toate acestea, această cifră depinde atât de distanța dintre vizualizator și imagine, cât și de acuitatea vizuală a privitorului . Ochiul uman răspunde, de asemenea, într-un mod diferit la un afișaj interactiv luminos, uniform iluminat, de la modul în care îl face la imprimările pe hârtie.

Tehnologiile de afișare cu densitate ridicată de pixeli ar face ca antialiasingul suprasamplat să devină învechit, să permită grafica WYSIWYG adevărată și, posibil, să permită o eră practică „ birou fără hârtie ”. Pentru perspectivă, un astfel de dispozitiv cu dimensiunea ecranului de 15 inch (38 cm) ar trebui să afișeze mai mult de patru ecrane Full HD (sau rezoluție WQUXGA ).

Dezvoltarea unui afișaj cu ≈900 ppi permite ca trei pixeli cu culoare pe 16 biți să acționeze ca sub-pixeli pentru a forma un cluster de pixeli . Aceste clustere de pixeli acționează ca pixeli obișnuiți la 00300 ppi pentru a produce un afișaj color pe 48 de biți.

Specificația densității pixelilor PPI a unui afișaj este, de asemenea, utilă pentru calibrarea unui monitor cu o imprimantă. Software-ul poate utiliza măsurarea PPI pentru a afișa un document la „dimensiunea reală” pe ecran.

Calculul monitorului PPI

PPI poate fi calculat din cunoașterea dimensiunii diagonale a ecranului în inci și a rezoluției în pixeli (lățime și înălțime). Acest lucru se poate face în doi pași:

1. Calculați rezoluția diagonală în pixeli utilizând teorema lui Pitagora , apoi PPI real:

${\ displaystyle PPI = {\ frac {\ sqrt {w_ {p} ^ {2} + h_ {p} ^ {2}}} {d_ {i}}}}$

Unde

1. ${\ displaystyle w_ {p}}$ este rezoluția lățimii în pixeli
2. ${\ displaystyle h_ {p}}$ este rezoluția înălțimii în pixeli
3. ${\ displaystyle d_ {i}}$ este dimensiunea diagonală în inci (acesta este numărul anunțat ca dimensiunea afișajului).

De exemplu:

1. Pentru un ecran de 15,6 inci cu o rezoluție de 5120 × 2880 obțineți = 376,57 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {5120 ^ {2} + 2880 ^ {2}}} {15.6}}}$
2. Pentru un ecran de 50 inci cu o rezoluție de 8192 × 4608 obțineți = 188 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {8192 ^ {2} + 4608 ^ {2}}} {50}}}$
3. Pentru un ecran de 27 inch cu o rezoluție de 3840 × 2160 obțineți = 163 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {3840 ^ {2} + 2160 ^ {2}}} {27}}}$
4. Pentru ecranul de 32 inch cu o rezoluție de 3840 × 2160 obțineți = 138 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {3840 ^ {2} + 2160 ^ {2}}} {32}}}$
5. Pentru un ecran netbook de 10,1 inci , cu o rezoluție de 1024 × 600, obțineți = 117,5 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {1024 ^ {2} + 600 ^ {2}}} {10.1}}}$
6. Pentru un ecran de 27 inch cu o rezoluție de 2560 × 1440 obțineți = 108,8 PPI.${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {2560 ^ {2} + 1440 ^ {2}}} {27}}}$
7. Pentru un ecran de 21,5 inci (546,1 mm) cu o rezoluție 1920 × 1080 obțineți = 102,46 PPI;${\ displaystyle {\ frac {\ sqrt {1920 ^ {2} + 1080 ^ {2}}} {21.5}}}$

Rețineți că este posibil ca aceste calcule să nu fie foarte precise. În mod frecvent, ecranele publicitate ca „ecran X inch” pot avea dimensiunile fizice reale ale zonei vizibile diferite, de exemplu:

• Apple Inc. și-a promovat iMac -ul la jumătatea anului 2011 ca un afișaj "de 21,5 inci (vizibil)", dar suprafața vizibilă reală este de 545,22 mm sau 21,465 inci. Cifra mai precisă mărește IPP calculat de la 102,46 (folosind 21,5) la 102,63.
• HP LP2065 20 inch (50,8 cm) , monitorul are o suprafață vizibilă efectiv de 20,1 inci (51 cm).
• Într-un caz mai semnificativ, unele monitoare, cum ar fi Dell UltraSharp UP3216Q (3840 × 2160 px), sunt publicitate ca un monitor de clasă de 32 inci (137,68 PPI), dar diagonala reală a zonei de vizionare este de 31,5 inci, ceea ce face ca adevăratul PPI să fie 139,87 .

Calculul PPI al ecranelor de vizualizare a camerei

Producătorii de aparate foto numesc adesea ecranele de vizualizare în „număr de puncte”. Acest lucru nu este același cu numărul de pixeli, deoarece există 3 „puncte” pe pixel - roșu, verde și albastru. De exemplu, Canon 50D este citat ca având 920.000 de puncte. Aceasta se traduce ca 307.200 pixeli (× 3 = 921.600 puncte). Astfel, ecranul are 640 × 480 pixeli.

Acest lucru trebuie luat în considerare la elaborarea PPI. „Puncte” și „pixeli” sunt adesea confundate în recenzii și specificații atunci când vizualizați informații despre camerele digitale în mod specific.

Scanere și camere

„PPI” sau „densitatea pixelilor” pot descrie, de asemenea, rezoluția scanerului de imagine . În acest context, PPI este sinonim cu eșantioane pe inch . În fotografia digitală, densitatea pixelilor este numărul de pixeli împărțit la aria senzorului. Un tipic DSLR , circa 2013, are 1-6.2 MP / cm ² ; un compact tipic are 20-70 MP / cm ² .

De exemplu, Sony Alpha SLT-A58 are 20,1 megapixeli pe un senzor APS-C având 6,2 MP / cm ^2, deoarece o cameră compactă precum Sony Cyber-shot DSC-HX50V are 20,4 megapixeli pe un senzor de 1 / 2,3 "având 70 MP / cm ^2. Camera profesională are un IPP mai scăzut decât o cameră compactă, deoarece are fotodioduri mai mari datorită faptului că are senzori mult mai mari.

Smartphone-uri

Smartphone-urile folosesc afișaje mici, dar afișajele moderne de smartphone-uri au un rating PPI mai mare, cum ar fi Samsung Galaxy S7 cu afișaj quad HD la 577 PPI, Fujitsu F-02G cu afișaj quad HD la 564 PPI, LG G6 cu afișaj quad HD la 564 PPI sau - xhdpi sau Oppo Find 7 cu 534 PPI pe 5.5" ecran - XXHDPI ( a se vedea secțiunea de mai jos). Sony e Xperia XZ Premium are un 4K display cu o densitate a pixelilor de 807 PPI, cea mai mare din orice smartphone ca de 2017.

Densități de pixeli denumite

Cele Google Android grupuri de documentație pentru dezvoltatori afișează prin densitatea lor de pixeli aproximative în următoarele categorii:

Metricare

Industria publicării digitale folosește în primul rând pixeli pe inch, dar uneori se utilizează pixeli pe centimetru sau este dat un factor de conversie.

PNG format de fișier imagine permite doar contorul ca unitate pentru densitatea pixelilor.

Suport pentru formatul de fișier imagine

Următorul tabel arată modul în care densitatea pixelilor este acceptată de formatele de fișiere de imagine populare. Culorile de celulă utilizate nu indică cât de bogat în caracteristici este un anumit format de fișier de imagine, ci ce densitate se poate aștepta de la un anumit format de fișier de imagine.

Chiar dacă software-ul de manipulare a imaginii poate seta opțional densitatea pentru unele formate de fișiere de imagine, nu multe alte software utilizează informații despre densitate atunci când afișează imagini. Browserele web, de exemplu, ignoră orice informație de densitate. După cum arată tabelul, suportul pentru informațiile de densitate în formatele de fișiere de imagine variază enorm și ar trebui utilizat cu mare atenție într-un context controlat.

Vezi si

• Puncte pe inci
• Standardele DPI pentru monitorul computerului - originile 96 DPI / PPI ca standard Microsoft / Windows și 72 DPI / PPI ca (fost) standard Apple / Macintosh
• Dot pitch
• Independența rezoluției
• Afișaj Apple Retina
• Samsung PenTile

Referințe

linkuri externe

• Calculator PPI - Calculați densitatea pixelilor
• [1] - 4 moduri de a schimba densitatea PPI pentru Android