Разрешение матрицы цифрового фотоаппарата.

Матрица цифрового фотоаппарата состоит из множества отдельных светочувствительных элементов – пикселей, каждый такой элемент формирует одну точку на изображении. Чем больше разрешение матрицы, тем выше детализация получаемого снимка.

Кол-во пикселей на матрице называется разрешением матрицы и измеряется в мега пикселях (миллионах пикселях). Каждый такой пиксель воспринимает свет и преобразует его в электрический заряд (чем ярче свет – тем сильней заряд). Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой. Чтобы она была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами.

В большинстве матриц каждый пиксель покрыт красным, синим или зеленым фильтром, так называемые RGB фильтры ( R ed – красный, G reen – зеленый, B lue –синий). Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета, поэтому каждый пиксель, для процессора фотоаппарата, имеет либо красный, либо зеленый, либо синий цвет и яркость этого цвета.

Эти три цвета являются основными, а все остальные цвета получаются путем смешения основных. Процессор рассчитывает цвет каждого пикселя, анализируя информацию с соседних с ним пикселей.

Расположение фильтров бывает различным, но наиболее распространен так называемый фильтр Баера, когда применяются светофильтры трёх основных цветов в следующем порядке:

Как видите, зеленых ячеек в два раза больше, чем ячеек других цветов. Это связано с особенностями человеческого зрения, наиболее чувствительного именно к зелёной области спектра. Потеря данных в этой области была бы наиболее заметна. В модифицированном фильтре Байера, R G B E , одна из зеленых ячеек заменена светло-голубой (E-изумрудной, англ. emerald ), что даёт лучшую цветопередачу. (технология разработанная SONY ).

Как происходит расчет цвета пикселей.

Допустим есть матрица состоящая из красных, зеленых и синих пикселей:

Теперь фотографируем изображение:

При этом сигнал с матрицы, для процессора будет выглядеть как сигнал от красных, зеленых и синих пикселей с различной яркостью:

После обработки, процессор вычисляет цвет каждого отдельного пикселя, используя информацию о других цветах с соседних ячеек и формирует цифровое изображение:

Как видно на картинке, это изображение получилось более размытым, чем исходное. Такой эффект связан с потерей части информации в результате прохождения света через цветовые фильтры и обработкой изображения процессором. Для исправления размытости процессор фотоаппарата автоматически повышает чёткость изображения. Дополнительно, в этот момент процессор может применить и другие операции: изменить контрастность, яркость, подавлять цифровой шум и т. д. в зависимости от модели аппарата. Многие из этих функций производятся фотоаппаратом автоматически, более дорогие модели имеют возможность дополнительной, ручной корректировки.

Так же существуют матрицы RGBW ( добавлен White – белый) , в них добавлены пиксели не имеющие цветового фильтра, свет попадает на пиксель беспрепятственно и он дает более сильный сигнал (такие матрицы выпускает KODAK).

Использование такого пикселя позволяет получать более яркое изображение в условиях недостаточного освещения, но при этом возможны потери мелких цветовых деталей, т.к. существует области 2х2 пикселя, где есть только два цвета, например белый и синий или белый и зеленый и т.д, что затрудняет корректный расчет цвета.

Разрешение матрицы и печать фотографий.

При печати печати изображения у пикселей появляется физический размер, и именно он и описывается разрешением при печати. Чем больше пикселей на дюйм (англ. — pixels per inch — ppi) будет на распечатке, тем менее заметными будут отдельные пиксели, и тем более реалистичным будет выглядеть отпечаток.

Насколько высоким должно быть разрешение печати, чтобы глаз не различал отдельные пиксели и воспринимал изображение как качественное?

72 ppi – cтандартное разрешение для компьютерных мониторов или отпечатков, разглядываемых издали (например, плакатов). При близком расстоянии пиксели заметны.

150 ppi – достаточно высокое разрешение, чтобы глаз не замечал отдельных пикселей и воспринимал картинку как целое.

300 ppi – фотографическое качество печати. Дальнейшее увеличение разрешения нужно, только если отпечаток будут рассматривать через увеличительное стекло.

Как посчитать?

Для печати фотографии размером 10х15 без потери качества потребуется фотоаппарат с разрешением примерно 2,16 Мпикс = 1800*1200, точнее 2,09 Мпикс=1770*1181 (высота фотографии = 10 см, 10 см делим на 2,54 – столько сантиметров в одном дюйме, получаем 3,937 – столько составляет высота бумаги в дюймах, в один дюйм должно вместиться 300 точек, соответственно 3,937*300 = 1181 ), ширина = 15/2,54*300 = 1770).

В принтерах, д ля разрешения изображения при печати употребляется сокращение dpi (dots per inch — точек на дюйм).

Лазерные и струйные принтеры не способны отобразить все варианты цвета одного пикселя одной точкой на бумаге. Вместо того, чтобы точь-в-точь передавать цвет каждого пикселя, принтер наносит на бумагу комбинацию разноцветных точек, которые с определенного расстояния воспринимаются нами как единое целое. Именно потому, что для печати одного пикселя требуется множество принтерных точек, разрешение принтера и разрешение изображения — это совершенно разные вещи.

Существует простое практическое правило : чтобы вычислить, какое разрешение картинки потребуется для изготовления высококачественного отпечатка, разделите разрешение вашего принтера на четыре. Например, если на принтере указано, что его разрешение — 1200 dpi, максимального качества вы сможете добиться, если пошлете на печать картинку с разрешением 300 ppi.

В цифровых фотолабораториях при печати каждая точка на фотобумаге экспонируется в произвольный цвет и разрешение в точках на дюйм (dpi) соответствует разрешению в (ppi). Поэтому если лаборатория печатает с разрешением 300 dpi, качество отпечатков будет не хуже, чем на принтере с разрешением 1200 dpi.

Прогресс не стоит на месте, а современные принтеры выдают разрешение до 5760х1440 dpi. Какое разрешение фотоаппарата необходимо что бы использовать разрешающую способность такого принтера в полную силу. Для того что бы посчитать какое разрешение фотоаппарата необходимо для печати фотографии с размерами 10х15, необходимо разделить разрешение принтера на 4 (т.к. одна точка не отображает всех оттенков, см . выше). Получим 1440х360, таким образом для печати фото 10х15 потребуется разрешение 5,9*1440=8496, 3,937*360=1417, 8496*1417 = приблизительно 12 МПикс!!!!, для печати А4 приблизительно 42 Мпикс!!!

Выгоды разрешения матрицы.

Чем выше разрешение матрицы тем более четкую и детализированную фотографию вы можете получить. Так же чем выше разрешение матрицы, тем большего размера фотографию вы можете напечатать без потери качества. Для качественной печати фотографии 10х15 см достаточно фотоаппарата с разрешением 2 Мпикс, для печати фото А4 – 10 Мпикс.

Если вы хотите использовать в полную силу возможности современных фото принтеров, то для печати фото 10х15 см вам уже понадобиться фотоаппарат с разрешением матрицы 12Мпкс, а А4 – 42 Мпикс!

Кроме того, то, что вы не планируете печатать большие фотографии сегодня, не говорит о том, что вы не захотите напечатать их завтра, поэтому хорошее разрешение никогда не помешает, но его необходимо всегда учитывать с еще одним параметром – это физический размер матрицы цифрового фотоаппарата.

Понравилась статья! Добавьте её в свои закладки, пусть и ваши друзья почитают!