Плотность пикселей

Пикселей на дюйм (ppi ) и пикселей на сантиметр (ppcm или пикселей / см ) - это измерения плотности пикселей устройства электронного изображения, такого как компьютерный монитор или телевизионный дисплей или устройство оцифровки изображения, такое как камера или сканер изображений. Горизонтальная и вертикальная плотность обычно одинаковы, так как большинство устройств имеют квадратных пикселей, но различаются на устройствах с неквадратными пикселями. Обратите внимание, что плотность пикселей не то же самое, что разрешение, где первая описывает количество деталей на физической поверхности или устройстве, а последнее разрешение описывает количество информации о пикселях независимо от его масштаб. С другой стороны, пиксель не имеет собственного размера или единицы (пиксель на самом деле является образцом), но когда он печатается, отображается или сканируется, то пиксель имеет как физический размер (измерение) и плотность пикселей (ppi).

• 1 Основные принципы
• 2 Вывод на другое устройство
• 3 Печать на бумаге
• 4 Компьютерные дисплеи
  • 4.1 Расчет PPI ​​монитора
  • 4.2 Расчет PPI ​​экранов обзора камеры
• 5 Сканеры и камеры
• 6 Смартфоны
• 7 Плотность именованных пикселей
• 8 Метрика
• 9 Поддержка формата файла изображения
• 10 См. Также
• 11 Ссылки
• 12 Внешние ссылки

Поскольку большинство цифровых аппаратных устройств используют точки или пиксели, размер носителя (в дюймах) и количество пикселей (или точек) напрямую связаны между собой «пикселями на дюйм». Следующая формула дает количество пикселей по горизонтали или вертикали, учитывая физический размер формата и количество пикселей на дюйм выходного изображения:

$Количество\; пикселей\; =\; Размер\; в\; дюймах\; *\; PPI\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{Количество\; Пиксели\}\}\; =\; \{\backslash \; text\; \{Размер\; в\; дюймах\}\}\; *\; \{\backslash \; text\; \{PPI\}\}\}$

Пикселей на дюйм (или пикселей на сантиметр) описывает детали файла изображения, если известен размер печати. Например, изображение размером 100 × 100 пикселей, напечатанное на 2-дюймовом квадрате, имеет разрешение 50 пикселей на дюйм. При таком использовании измерение имеет значение при печати изображения. Во многих приложениях, таких как Adobe Photoshop, программа разработана таким образом, что можно создавать новые изображения, указывая устройство вывода и PPI (пикселей на дюйм). Таким образом, цель вывода часто определяется при создании изображения.

При перемещении изображений между устройствами, например при печати изображения, созданного на мониторе, важно понимать плотность пикселей обоих устройств. Рассмотрим 24-дюймовый HD-монитор с известным исходным разрешением 1920 пикселей (по горизонтали). Предположим, что художник создал новое изображение с этим разрешением монитора 1920 пикселей, возможно, предназначенное для Интернета без учета печати. ​​Перепишите формулу выше может сказать нам плотность пикселей (PPI) изображения на дисплее монитора:

$PPI\; (монитор)\; =\; количество\; пикселей\; /\; размер\; в\; дюймах\; =\; 1920/24\; =\; 80\; ppi\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{PPI\; (монитор)\; \}\}\; =\; \{\backslash \; text\; \{Число\; пикселей\}\}\; /\; \{\backslash \; text\; \{Размер\; в\; дюймах\}\}\; =\; 1920/24\; =\; 80ppi\}$

Теперь давайте представим, что художник хочет напечатать баннер большего размера с размером 48 дюймов по горизонтали. Нам известно количество пикселей в изображении и размер вывода, из которого мы можем снова использовать ту же формулу, чтобы получить PPI напечатанного плаката:

$PPI\; (плакат)\; =\; количество\; пикселей\; /\; размер\; в\; дюймах\; =\; 1920/48\; =\; 40\; пикселей\; на\; дюйм\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{PPI\; (poster)\}\}\; =\; \{\backslash \; text\; \{Количество\; пикселей\}\}\; /\; \{\backslash \; text\; \{Размер\; в\; дюймах\}\}\; =\; 1920/48\; =\; 40ppi\}$

Это показывает, что выходной баннер будет иметь только 40 пикселей на дюйм. Поскольку принтер может печатать с разрешением 300 пикселей на дюйм, разрешение исходного изображения намного ниже того, что необходимо для создания баннера достойного качества, даже если оно хорошо выглядит на мониторе веб-сайта. Мы бы сказали более прямо, что изображение 1920 x 1080 пикселей не имеет достаточного количества пикселей для печати в большом формате.

Печать на бумаге выполняется с помощью различных технологий. Газеты и журналы традиционно печатались с использованием экрана, называемого полутоновым экраном, который печатал точки с заданной частотой, называемой частотой экрана в строк на дюйм (LPI), с использованием чисто аналогового Процесс, в котором фотографический отпечаток преобразуется в точки переменного размера посредством интерференционных узоров, проходящих через экран. Современные струйные принтеры могут печатать микроскопические точки в любом месте и не требуют сетки экрана, поэтому они используют метрику, называемую точек на дюйм (DPI). Они оба отличаются от плотности пикселей или пикселей на дюйм (PPI), потому что пиксель - это единственный образец любого цвета, тогда как при струйной печати можно печатать только точку определенного цвета, включенную или выключенную. Таким образом, принтер переводит пиксели в серию точек, используя процесс, называемый дизерингом. Шаг точки, наименьший размер каждой точки, также определяется типом бумаги, на которой печатается изображение. Поверхность впитывающей бумаги, например, переработанная бумага без покрытия, позволяет каплям чернил растекаться - поэтому размер точек на ней больше.

Часто желают знать качество изображения в пикселях на дюйм (PPI), которое подходит для данного устройства вывода. Если выбор слишком низкий, то качество будет ниже того, на которое способно устройство - потеря качества - а если выбор слишком велик, пиксели будут храниться без необходимости - потраченное впустую дисковое пространство. Идеальная плотность пикселей (PPI) зависит от формата вывода, устройства вывода, предполагаемого использования и художественного выбора. Для струйных принтеров, измеряемых в точках на дюйм, обычно рекомендуется использовать половину или меньше DPI для определения PPI. Например, изображение, предназначенное для принтера с разрешением 600 точек на дюйм, может быть создано с разрешением 300 точек на дюйм. При использовании других технологий, таких как трафаретная печать AM или FM, часто публикуются диаграммы растрирования, которые указывают идеальный PPI для метода печати.

Использование DPI или LPI принтера остается полезным для определения PPI до тех пор, пока не будут достигнуты более крупные форматы, такие как 36 дюймов или выше, поскольку фактор остроты зрения становится более важным для рассмотрения. Если печать может быть Если смотреть крупным планом, можно выбрать пределы устройства принтера. Однако, если плакат, баннер или рекламный щит будет просматриваться издалека, можно использовать гораздо более низкий PPI.

Наружная часть квадрата, показанного выше, является 200 на 200 пикселей. Чтобы определить пиксель на дюйм монитора, установите параметр масштабирования DPI в ОС на 100% и масштаб браузера на 100%, затем измерьте ширину и высоту квадрата в дюймах, отображаемых на данном мониторе. Разделение 200 по измеренной ширине или высоте дает монитор ppi по горизонтали или вертикали соответственно при текущем разрешении экрана.

PPI / PPCM компьютерного дисплея связаны к размеру дисплея в дюймах / сантиметрах и общему количеству пикселей i n в горизонтальном и вертикальном направлениях. Это измерение часто называют точек на дюйм, хотя это измерение более точно относится к разрешению компьютерного принтера.

, например, 15-дюймового (38 см) дисплея, размеры которого работать до 12 дюймов (30,48 см) в ширину и 9 дюймов (22,86 см) в высоту, с максимальным разрешением 1024 × 768 (или XGA ) пикселей, может отображать около 85 PPI или 33,46 PPCM, в как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Этот показатель определяется путем деления ширины (или высоты) области отображения в пикселях на ширину (или высоту) области отображения в дюймах. Дисплей может иметь разные измерения PPI по горизонтали и вертикали (например, типичный ЭЛТ-монитор с соотношением сторон 4: 3 показывает компьютерный дисплей в режиме 1280 × 1024 с максимальным размером, что является соотношением 5: 4, что не совсем то же, что и 4: 3). Видимый PPI монитора зависит от разрешения экрана (то есть количества пикселей) и размера используемого экрана; монитор в режиме 800 × 600 имеет более низкий PPI, чем тот же монитор в режиме 1024 × 768 или 1280 × 960.

Шаг точки компьютерного дисплея определяет абсолютный предел возможной плотности пикселей. Типичные компьютерные дисплеи примерно 2000 с электронно-лучевой трубкой или LCD имеют диапазон от 67 до 130 пикселей на дюйм, хотя настольные мониторы превышают 200 пикселей на дюйм, а современные мобильные устройства с маленьким экраном часто превышают 300 пикселей на дюйм, иногда с большим отрывом.

В январе 2008 года Kopin Corporation анонсировала ЖК-экран размером 0,44 дюйма (1,12 см) SVGA с плотностью пикселей 2272 PPI (каждый пиксель только 11,25 мкм). В 2011 году они последовали этому примеру, выпустив цветной VGA-дисплей с диагональю 0,21 дюйма и разрешением 3760 точек на дюйм. Производитель заявляет, что они разработали ЖК-дисплей с оптическим увеличением, как в устройствах для очков с высоким разрешением.

Приложения голографии требуют еще большей плотности пикселей, поскольку более высокая плотность пикселей обеспечивает больший размер изображения и более широкий угол обзора. Пространственные модуляторы света могут уменьшить шаг пикселя до 2,5 мкм, что дает плотность пикселей 10160 PPI.

Некоторые наблюдения показывают, что человек без посторонней помощи обычно не может различать детали выше 300 PPI. Однако этот показатель зависит как от расстояния между зрителем и изображением, так и от остроты зрения зрителя. Человеческий глаз также иначе реагирует на яркий, равномерно освещенный интерактивный дисплей, чем на печать на бумаге.

Технологии отображения с высокой плотностью пикселей сделают суперсэмплированный антиалиасинг устаревшим, позволят использовать истинную WYSIWYG графику и потенциально откроют практическую эру «безбумажный офис ». Для перспективы такое устройство с размером экрана 15 дюймов (38 см) должно отображать более четырех экранов Full HD (или с разрешением WQUXGA ).

Разработка дисплея с ≈900 пикселей на дюйм позволяет трем пикселям с 16-битным цветом действовать как субпиксели для формирования кластера пикселей. Эти кластеры пикселей действуют как обычные пиксели с разрешением ≈300 пикселей на дюйм для получения 48-битного цветного дисплея.

Спецификация плотности пикселей PPI дисплея также полезна для калибровки монитора с принтером. Программное обеспечение может использовать измерение PPI для отображения документа в «реальном размере» на экране.

Расчет PPI ​​монитора

Теоретически PPI можно рассчитать, зная размер диагонали экрана в дюймах и разрешение в пикселях (ширину и высоту). Это можно сделать в два этапа:

1. Вычислить разрешение диагонали в пикселях с помощью теоремы Пифагора :

   $dp\; =\; wp\; 2\; +\; hp\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; d\_\; \{p\}\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{w\_\; \{p\}\; ^\; \{2\}\; +\; h\_\; \{p\}\; ^\; \{2\}\}\}\}$

2. Рассчитать PPI:

   $PPI\; =\; dpdi\; \{\backslash \; displaystyle\; PPI\; =\; \{\backslash \; frac\; \{d\_\; \{p\}\}\; \{d\_\; \{i\}\}\}\}$

где

• $dp\; \{\backslash \; displaystyle\; d\_\; \{p\}\}$- разрешение по диагонали в пикселях;
• $wp\; \{\backslash \; displaystyle\; w\_\; \{p\}\}$- разрешение по ширине в пикселях
• $hp\; \{\backslash \; displaystyle\; h\_\; \{p\}\}$- разрешение высоты в пикселях
• $di\; \{\backslash \; displaystyle\; d\_\; \{i\}\}$- размер диагонали в дюймах (это число рекламируется как размер дисплея).

Например:

• Для экрана 21,5 дюйма (54,61 см) с разрешением 1920 × 1080 (в котором $wp\; \{\backslash \; displaystyle\; w\_\; \{p\}\}$= 1920, $hp\; \{\backslash \; displaystyle\; h\_\; \{p\}\}$= 1080 и $di\; \{\backslash \; displaystyle\; d\_\; \{i\}\}$= 21,5), мы получаем 102,46 PPI;
• для типичного экрана 10,1 дюйма нетбука с разрешением 1024 × 600 (в котором $wp\; \{\backslash \; displaystyle\; w\_\; \{p\}\}$= 1024, $hp\; \{\backslash \; displaystyle\; h\_\; \{p\}\}$= 600 и $di\; \{\backslash \; displaystyle\; d\_\; \{i\}\}$= 10,1), мы получаем 117,5 PPI.
• Для 27-дюймового экрана с разрешением 2560 × 1440 получаем $2560\; 2\; +\; 1440\; 2\; 27\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; sqrt\; \{2560\; ^\; \{2\}\; +1440\; ^\; \{2\}\}\}\; \{27\}\}\}$= 108,8 PPI.
• Для 27-дюймового экрана с разрешением 3840 × 2160 мы получаем $3840\; 2\; +\; 2160\; 2\; 27\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; sqrt\; \{3840\; ^\; \{2\}\; +\; 2160\; ^\; \{2\}\}\}\; \{27\}\}\}$= 163 PPI.
• Для 32-дюймового экрана с разрешением 3840 × С разрешением 2160 мы получаем $3840\; 2\; +\; 2160\; 2\; 32\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; sqrt\; \{3840\; ^\; \{2\}\; +\; 2160\; ^\; \{2\}\}\}\; \{32\}\}\}$= 138 PPI

Обратите внимание, что эти расчеты могут быть неточными. Часто экраны, рекламируемые как «X-дюймовый экран», могут иметь разные реальные физические размеры видимой области, например:

• Apple Inc. рекламировала свои iMac середины 2011 года как «21,5-дюймовый (видимая область) [...] », но его фактическая видимая область составляет 545,22 мм или 21,465 дюйма. Более точное значение увеличивает рассчитанный PPI с 102,46 (при использовании 21,5) до 102,63.
• Монитор HP LP2065 20 дюймов (50,8 см) имеет фактическую видимую область 20,1 дюйма (51 см).
• В более важном случае некоторые мониторы, такие как Dell UltraSharp UP3216Q (3840 × 2160 пикселей), рекламируются как 32-дюймовый монитор «класса» (137,68 PPI), но фактическая диагональ области просмотра составляет 31,5 дюйма, что соответствует истинному PPI 139,87.

Расчет PPI ​​экранов обзора камеры

Производители камер часто указывают экраны обзора в «количестве точек». Это не то же самое, что количество пикселей, потому что на пиксель приходится 3 «точки» - красная, зеленая и синяя. Например, Canon 50D имеет 920 000 точек. Это означает 307 200 пикселей (× 3 = 921 600 точек). Таким образом, экран имеет размер 640 × 480 пикселей.

Это необходимо учитывать при разработке PPI. Для использования приведенных выше расчетов требуются размеры экрана, но для других методов требуется общее количество пикселей, а не общее количество точек. «Точки» и «пиксели» часто путают в обзорах и спецификациях, особенно при просмотре информации о цифровых камерах.

«PPI» или «плотность пикселей» также могут описывать разрешение сканера изображения. В этом контексте PPI является синонимом выборок на дюйм. В цифровой фотографии плотность пикселей - это количество пикселей, деленное на площадь сенсора. Типичная зеркалка, примерно 2013 г., имеет разрешение 1–6,2 МП / см; типичный компакт имеет 20–70 МП / см.

Например, Sony Alpha SLT-A58 имеет 20,1 мегапикселей на сенсоре APS-C с разрешением 6,2 мегапикселя / см, поскольку компактная камера, такая как Sony Cyber-shot DSC-HX50V, имеет 20,4 мегапикселей на сенсоре 1 / 2,3 дюйма. имея 70 МП / см. Профессиональная камера имеет более низкий PPI, чем компактная камера, потому что у нее большие фотодиоды из-за более крупных сенсоров.

Смартфоны используют небольшие дисплеи, но современные дисплеи смартфонов имеют более высокий рейтинг PPI, например Samsung Galaxy S7 с четырехъядерным HD-дисплеем с 577 PPI, Fujitsu F-02G с четырехъядерным HD-дисплеем с 564 PPI, LG G6 с четырехъядерным дисплеем HD с разрешением 564 PPI или - XHDPI или Oppo Find 7 с 534 PPI на 5,5-дюймовом дисплее - XXHDPI (см. раздел ниже). Sony Xperia XZ Premium оснащен дисплеем 4K с плотностью пикселей 807 PPI, самой высокой среди всех смартфонов на 2017 год.

Группы документации для разработчиков Google Android отображаются по их приблизительным пикселям el плотностей в следующие категории:

Аббревиатура	Именованная плотность пикселей	DPI
TVDPI	Средняя Высокая плотность	≈160–213 точек на дюйм
HDPI или HiDPI	Высокая плотность	≈213–240 точек на дюйм
XHDPI	eXtra Высокая плотность	≈ 240–320 точек на дюйм
XXHDPI	eXtra eXtra Высокая плотность	≈320–480 точек на дюйм
XXXHDPI	eXtra eXtra eXtra Высокая плотность	≈480–640 точек на дюйм

В индустрии цифровых публикаций в основном используются пиксели на дюйм, но иногда используются пиксели на сантиметр или указывается коэффициент преобразования.

Формат файла изображения PNG позволяет использовать только метр в качестве единицы измерения плотности пикселей.

В следующей таблице показано, как плотность пикселей поддерживается популярными форматы файлов изображений. Используемые цвета ячеек не указывают на то, насколько многофункциональным является определенный формат файла изображения, но указывает, какую поддержку плотности можно ожидать от определенного формата файла изображения.

Хотя программное обеспечение для обработки изображений может дополнительно устанавливать плотность для некоторых форматов файлов изображений, не многие другие программы используют информацию о плотности при отображении изображений. Например, веб-браузеры игнорируют любую информацию о плотности. Как видно из таблицы, поддержка информации о плотности в форматах файлов изображений сильно различается и должна использоваться с большой осторожностью в контролируемом контексте.

Формат	Единицы измерения	Растр / вектор	Многостраничный	Размер страницы	Размер в размерах для изображения или страница	Плотность
AI	Длина или пиксель	Оба	Нет		Явно указано для длины. Нет для пикселя	Неявно для включенных растровых изображений
EPS	Длина	Оба	Да	Да	Явно	Явный DPI (PPI) для растрированных изображений, шрифтов или эффектов
GIF	Пиксель	Растр	Да	Нет	Нет	Нет
ICO	Пиксель	Растр	Да	Да	Нет	Нет
JPEG	Пиксель	Растр	Нет		Неявно, если установлена ​​плотность	Необязательный PPI или PPCM, 2 байта каждый для горизонтального и вертикального направлений
PDF	Длина	Оба	Да	Да	Явный	Явный DPI (PPI) для растеризованных изображений, шрифтов или эффектов
PNG	Пиксель	Растр	Нет		Неявно, если задана плотность	Необязательно PPM, 4 байта в каждом направлении по горизонтали и вертикали
PPM	Пиксель	Растр	Да	Нет	Нет	Нет
PSD и PSB	Длина или пиксель	B oth	Нет		Явно для длины. Нет для пикселя	Необязательно
SVG	Длина или пиксель	Оба	Да	Нет	Явно для длины. Нет для пикселя	Неявно для включенных растровых изображений
TIFF	Пиксель	Оба	Да	Да	Неявно если задана плотность	Необязательный PPI или PPCM, два 32-битных целых числа без знака для горизонтального и вертикального направлений
WebP	Пиксель	Растр	Да	Неизвестно	Неизвестно	Неизвестно
XCF	Пиксель	Оба	Нет		Нет	Нет
Формат	Единицы измерения	Растр / вектор	Многостраничный	Размер страницы	Размер по длине для изображения или страницы	Плотность

• Точек на дюйм
• Стандарты DPI монитора компьютера - происхождение 96 DPI / PPI как стандарта Microsoft / Windows и 72 DPI / PPI как (бывший) стандарт Apple / Macintosh
• Шаг точки
• Независимость разрешения
• Retina Display - торговая марка Apple

• Калькулятор PPI - Расчет плотности пикселей
• [1] - 4 способа изменить плотность пикселей Android