Punkttäthet

Förstorade prickar på den fyrfärgade halvtonskärmen

I bildåtergivning är punkttätheten , även känd som upplösning , ett mått på detaljnivån i en rasteriserad visuell representation och därmed en av kvalitetsaspekterna i den tekniska reproduktionsprocessen. Punkttäthet anges till exempel vid fyrfärgstryck eller i en skärmvisning .

Vanliga enheter med punkttäthet i praktiken är:

dpi

prickar per tum, engelska för "poäng per tum ",

dpcm eller dpc

punkter per centimeter / centimeter, engelska för "poäng per centimeter ",

ppi

pixlar per tum, engelska för " pixlar per tum",

ppcm eller px / cm

Pixlar per centimeter.

ppmm

Pixlar per millimeter.

spi

prover per tum, engelska för " sampel per tum" (t.ex. skanner ),

LPI

linjer per tum, engelska för "linjer per tum",

L / cm

Linjer per centimeter.

Man talar också om punkttätheten i fallet med en rasterbildskanning , till exempel med hjälp av en scanner . Även här är det en av kvalitetsaspekterna i skanningsprocessen.

För kvaliteten som "uppfattas" av det mänskliga ögat ( visuell uppfattning ), utöver punkttätheten, spelar andra faktorer en avgörande roll, inklusive färgdjupet och skärpan hos själva originalet.

Typiska displayskillnader för ppi och dpi

Konceptuella skillnader

klassificering

Differentieringen av punkttätheten till olika enheter som är vanlig idag har historiska orsaker. De digitala bildernas universalitet och deras spridning på massmarknaden började inte förrän på 1990-talet. Fram till dess var bildbehandling i olika områden:

• Repro-teknik
• fotografi
• Utskriftsteknik
• TV-teknik
• Datorgrafik

Varje område använder och fortsätter att använda sin egen terminologi och måttenheter. Det finns ofta tekniska kompatibilitetsproblem mellan dessa områden (se även " Aktuell utveckling inom bildbehandling "), och uppmärksamhet måste alltid ägnas teknikerna och effekterna av den aktuella reproduktionen. Dessutom finns det rent aritmetiska skillnader på grund av användningen av både det angloamerikanska mätsystemet och det metriska systemet .

upplösning

Skillnader i kvalitet vid rendering av grafikfiler i olika storlekar. Mallarnas pixlar måste minskas (vänster) eller förstoras (höger).

I alla de ovannämnda områdena används ofta endast termen "upplösning", som är rik på variationer. I varje enskilt fall måste emellertid en skillnad göras om de till exempel är tryckpunkter, pixlar , ett antal rader eller kolumner, ett totalt antal pixlar eller en rent aritmetisk variabel (till exempel med hjälp av interpolation ).

Termen "relativ upplösning" används ibland för att hänvisa till pixeldensiteten i rastergrafik, eftersom punkttätheten är en absolut fysisk storlek och kan mätas direkt.

Punkt

Punktgaller på en LC-skärm. De RGB punkterna är fyrkantiga och vardera består av tre (icke-kvadratiska) underpunkter färgerna rött, grönt och blått. På grund av subpixelåtergivning representerar de faktiska pixlarna inte längre några synliga enheter.

När du anger en punkttäthet måste det framgå av sammanhanget vad som menas med en punkt i det enskilda fallet. Detta kan bland annat innebära:

• en (valfri färg) pixel i en mall (till exempel en grafisk fil) är termen "pixeldensitet" mer lämplig här
• en (valfri) punkt i en reproduktion (till exempel en RGB-punkt på en LCD )
• en enfärgad punkt vid återgivning ( t.ex. punkt , subpixel )
• Vilken färgad tryckpunkt som helst från en speciell reproduktionsprocess, till exempel färg-sublimeringstryck
• en monokrom skanningspunkt för en optisk sensor
• vilken färgad skanningspunkt som helst i ett sensorsystem

Skillnaden är viktig för att till exempel med vanliga tryckprocesser faller flera tryckpunkter på en pixel och indelningen har en direkt effekt på förhållandet poäng per längd . När det gäller subpixlar har en datorskärm tre gånger så hög upplösning som vertikalt. Delningen av pixlarna i olika färgade visningspunkter sker i många bildprocesser , till exempel vid fyrfärgstryck, men också i en normal skärm . Där används termerna subpixel , segment eller exempel också för monokroma visningspunkter .

Punkttäthet

Exempel på rendering: fisk (240 × 200 pixlar) med "stora pixlar" (10 × 10 pixlar vardera)

Punkttätheten baseras på följande definitioner:

1 dpi = 1 poäng per tum

med 1 tum = 25,4 mm. Omvandlat resulterar detta i 0,3937 poäng per cm

1 poäng per cm = 2,54 dpi (logisk konvertering)

Denna enhet är också känd som dpc för punkter per centimeter / centimeter .

exempel 1

I det givna exemplet av fisk grafiska till höger, följande punkttätheten resultat för de gula och blå "poäng" på skärmen:

• horisontellt: 24 pixlar per längd a (240 pixlar)
• vertikalt: 20 pixlar per längd b (200 pixlar)

(11 ppi vardera på en skärm med 110 dpi)

I dagens dataskärmar och grafik med fyrkantiga pixlar är horisontella och vertikala punkttätheten identiska.

Piktätheten för grafiken kan bestämmas utifrån skärmens punkttäthet (enligt dess tekniska data, t.ex. 96 ppi) eller utskrift av en skrivare. Grafiken i sig (som en datorgrafikfil) har ingen upplösning i dpi eller ppi, eftersom den existerar oberoende av visningsmediet.

Exempel 2

En upplösning på 1200 dpi horisontellt och 600 dpi vertikalt motsvarar en punktstorlek på 21,2 µm × 42,3 µm (förutsatt att punkterna är sömlösa och plana). "1200 dpi horisontellt" betyder att 1200 punkter fördelas horisontellt över 25,4 mm. Följaktligen har en punkt i horisontalen en kantlängd på

25,4 mm ÷ 1200 = 0,0212 mm = 21,2 µm.

Eftersom den vertikala upplösningen bara är 600 dpi är en punkt dubbelt så “lång”, nämligen

25,4 mm ÷ 600 = 0,0423 mm = 42,3 µm.

För en enda sådan punkt finns det en total yta på

21,2 pm x 42,3 pm = 897 pm ^.

Applikationer

Nedan följer några vanliga metoder där screening spelar en viktig roll (tabell Typiska punkttätheter ).

Fyrfärgstryck

För fyrfärgsutskrift delas varje pixel upp i punkter av de fyra processfärgerna ( CMYK ) beroende på dess färg . Ju finare halvtonsskärmarna löses (punktdensitet), desto bättre blandas dessa utskriftspunkter som ett resultat för människans öga.

Med fyrfärgstryck blandar ögat de enskilda, mycket fina tryckpunkterna för att bilda en ny färg som liknar originalpixeln

Exponering på fotopapper

Det finns inget synligt utskriftsraster när det exponeras på fotokemiskt papper . Den maximalt möjliga reproduktionskvaliteten bestäms av den optiska exponeringsprocessen och pappersets kemiska och fysiska egenskaper (t.ex. kornstorlek, ytkvalitet).

scanner

Som regel fångar skannrar ett original enligt en rasterprocess, rad för rad och punkt för punkt. Från historiken ges skanningstätheten i pixlar per tum (dpi) , eftersom den tidigare användes nästan uteslutande vid förtryck och för senare utskrift. Idag är skanningar vanligtvis relaterade till pixlar, så att enheten "ppi" också används.

Se även: fax

Digitalkamera

Detaljeringsnivån i digitalt inspelade foton indikeras vanligtvis av det totala antalet pixlar som spelats in av sensorn ("bildstorlek" för sensorn i megapixlar ).

Det bör noteras att andra (optiska och elektriska) komponenter i kameran också har ett betydande inflytande på och begränsar den bildkvalitet som kan uppnås.

skärm

När det gäller skärmar är följande värden väsentligen viktiga för detaljnivån i reproduktionen:

• antalet pixlar i horisontell och vertikal riktning, var och en i pixlar
• kantlängden på detta synliga bildområde i cm eller tum

Ur detta beräknas en punkttäthet (reproduktionsupplösning) i pixlar per tum (ppi) för det horisontella och det vertikala:

${\ displaystyle d _ {\ text {p}} = {\ sqrt {w _ {\ text {p}} ^ {2} + h _ {\ text {p}} ^ {2}}}}$

${\ displaystyle ppi = {\ frac {d _ {\ text {p}}} {d _ {\ text {i}}}}}$

• ${\ displaystyle d _ {\ text {p}}}$ är antalet bildpunkter i diagonal riktning i pixlar,
• ${\ displaystyle w _ {\ text {p}}}$ är antalet bildpunkter i horisontell riktning i pixlar,
• ${\ displaystyle h _ {\ text {p}}}$ är antalet bildpunkter i vertikal riktning i pixlar och
• ${\ displaystyle d _ {\ text {i}}}$är den diagonala längden på det synliga bildområdet i tum. (Skärmstorlek i tum, till exempel 22 ".)

I praktiken skiljer sig enheterna åt i båda klassificeringarna. I synnerhet gäller det ofta nämnda värdet "72 ppi" (för "RGB-pixlar") inte för alla enheter.

Exempel:

• En 20-tums skärm (50,8 cm diagonal) med 1680 × 1050 pixlar har 99,06 ppi.
• En 10,1-tums netbook- skärm (25,65 cm diagonalt) med 1024 × 600 pixlar har 118 ppi.
• En 9,7-tums (24,6 cm diagonal) skärm med 2048 × 1536 har 264 ppi.
• En 4,8-tums (12,2 cm diagonal) skärm med 1280 × 720 har 306 ppi.
• En 3,5-tums (8,9 cm diagonal) skärm med 960 × 640 har 329,65 ppi.

data mus

När det gäller datormöss ges antalet detekterbara minsta individuella steg per längdenhet för att indikera riktningsnoggrannhet. Den vanliga enheten för detta är dpi, cpi ("räknas per tum") eller ppi ("pulser per tum"), eftersom det avser steg och inte tryckpunkter.

Pixel densitet för en grafisk fil

Reproduktions kvalitet i betydelsen av rikedom av detaljer av rastergrafikfiler (till exempel i JPEG eller PNG -format) beror i huvudsak på reproduktionsmetoden bildstorleken på bilden i (mega) pixlar.

Grafiska data i sig har ingen inneboende kvalitetsbestämd punktdensitet. En pixeldensitet kan dock specificeras i metadata (t.ex. EXIF-poster ) som - tillsammans med måtten i pixlar - representerar fysiska dimensioner (t.ex. önskade utmatningsdimensioner eller faktiska originaldimensioner). Exempel: Grafikdata för ett foto är 1800 × 1200 pixlar, metadata är 300 pixlar per tum; detta ger en fysisk storlek på 6 "x 4" (cirka 15 cm x 10 cm). Ett original med 8 "× 12" (mycket grovt A4-format ) tar upp ett område på 4800 × 7200 pixlar i utdatafilen för ett skanningsprogram, eftersom skannern skannade med 600 dpi; den 600 i metadata kan användas för att härleda de ursprungliga dimensionerna på det skannade originalet.

Det bör noteras att mer eller mindre meningsfulla standardvärden ofta lagras i metadata. Vid redigering bör det också noteras att vad som menas med storlek 100% beror på programvaran . En mening är att en pixel av den grafiska datan mappas till en punkt på monitorn (vanligtvis i grafiska program); värdena från metadata tas inte med i beräkningen. Ett annat är att skalning sker på grundval av metadata, så att det fysiska formatet riktar sig till på utmatningsmediet (till exempel när det gäller foton i texter i ordbehandling).

Förutom grafiska filer med ett pixelgaller finns det också grafiska filer utan ett pixelgaller: vektorgrafiken . Beroende på filformat visas pixlar som en måttenhet för koordinater . Men eftersom decimaltal kan visas som koordinatvärden är detta inte grunden för ett rutnät.

Transformation av pixeldensitet

För att anpassa en screenad mall till en screenad reproduktionsprocess måste utdata omvandlas (skalas). Följande fall är möjliga:

• Implementering 1: 1 , dvs. det vill säga storleken på originalet (i pixlar) är exakt samma som utmatningen. Exempel: enkel matrisvisning
• Minskning , d. det vill säga originalets storlek (i pixlar) är större än utmatningen. Exempel: 5 MP JPG-fil visas på kamerans LCD-skärm
• Förstoring , d. det vill säga originalets storlek (i pixlar) är mindre än utmatningen. Exempel: 1 MP-foto, visas på en LC-skärm med en storlek på 1600 × 1200 pixlar (1,9 MP)

Implementeringen sker nästan alltid med hjälp av interpolering för att beräkna pixlar som ursprungligen inte var tillgängliga. Jämför även Skärpa / Interpolering .

Se även

• Skärmfrekvens
• Bildupplösning

webb-länkar

• Punktdensitet , digital avbildning , Wikibook
• dot / meter [dot / m] <—> dot / inch [dpi] , Kateryna Yuri, engelska online-omvandlare
• En pixel är inte en liten fyrkant

källa

1. ↑ Mattias Nyman: Fyra färger / en bild - Få bra färgutdata med Photoshop, QuarkXPress och Cachet. Peachpit Press, Berkeley, Kalifornien 1993, ISBN 1-56609-083-0 , s. 5, ”Rekommenderade skärmfrekvenser för offsettryck; lämplig för tidning, styrelse ".