Фундаментальны будаўнічы блок лічбавых малюнкаў

Кожны лічбавы малюнак - гэта сетка пікселяў, размешчаных у радках і слупках. Адзін піксель адлюстроўвае адзін колер з палітры мільёнаў магчымых колераў (звычайна 16,7 мільёна ў стандартных дысплеях). Чалавечае вока ўспрымае гэтыя малюсенькія каляровыя квадраты як суцэльныя малюнкі.

Прыклад: Дысплей 1920×1080 мае 1920 пікселяў па гарызанталі і 1080 пікселяў па вертыкалі, што ў агульнай складанасці складае 2 073 600 асобных пікселяў.

Адзін мільён пікселяў, стандартная адзінка для вымярэння раздзяляльнасці камеры

Мегапікселі паказваюць агульную колькасць пікселяў у датчыку выявы або на фатаграфіі. Большая колькасць мегапікселяў дазваляе рабіць большыя адбіткі, дае большую гнуткасць пры кадраванні і захоплівае больш дробныя дэталі. Аднак мегапікселі - гэта не ўсё, памер пікселя, якасць аб'ектыва і апрацоўка малюнка таксама маюць значэнне.

Прыклад: 12-мегапіксельная камера робіць здымкі з 12 мільёнамі пікселяў, звычайна з раздзяляльнасцю 4000×3000 (4000 × 3000 = 12 000 000).

Прапарцыйная суадносіна паміж шырынёй і вышынёй

Суадносіны бакоў вызначаюць форму вашага малюнка або дысплея. Розныя суадносіны бакоў служаць розным мэтам, ад традыцыйнай фатаграфіі да звышшырокага кіно.

• 16:9 — стандарт для відэа HD/4K, большасці сучасных дысплеяў, YouTube
• 4:3 — класічны тэлевізійны фармат, многія старыя камеры, дысплеі iPad
• 3:2 — традыцыйная 35-міліметровая плёнка, большасць DSLR-камер, адбіткі
• 1:1 — квадратны фармат, пасты ў Instagram, сярэднефарматная плёнка
• 21:9 — звышшырокае кіно, прэміум-маніторы, смартфоны
• 17:9 (256:135) — стандарт кінапраекцыі DCI

1975–1995

Нараджэнне лічбавай апрацоўкі малюнкаў стала сведкам пераходу ад плёнкі да электронных датчыкаў, хоць раздзяляльнасць была сур'ёзна абмежаваная абмежаваннямі на захоўванне і апрацоўку.

• 1975: Першы прататып лічбавай камеры ад Kodak — 100×100 пікселяў (0,01 Мп), запісаны на касетную стужку
• 1981: Sony Mavica — 570×490 пікселяў, захоўваецца на дыскетах
• 1987: QuickTake 100 — 640×480 (0,3 Мп), першая спажывецкая лічбавая камера
• 1991: Kodak DCS-100 — 1,3 Мп, 13 000 долараў, прызначаны для фотажурналістаў
• 1995: Першая спажывецкая мегапіксельная камера — Casio QV-10 з раздзяляльнасцю 320×240

2000–2010

Вытворцы камер жорстка канкурыравалі па колькасці мегапікселяў, хутка павялічваючы яе з 2 Мп да 10 Мп і больш па меры развіцця тэхналогіі датчыкаў і патаннення памяці.

• 2000: Canon PowerShot S10 — 2 Мп становіцца асноўным спажывецкім стандартам
• 2002: З'яўляюцца першыя 5-мегапіксельныя камеры, якія адпавядаюць якасці 35-міліметровай плёнкі для адбіткаў 4×6
• 2005: Canon EOS 5D — 12,8-мегапіксельная поўнакадравая DSLR-камера рэвалюцыянізуе прафесійную фатаграфію
• 2007: iPhone запускаецца з 2-мегапіксельнай камерай, пачынаючы рэвалюцыю ў фатаграфіі на смартфонах
• 2009: Сярэднефарматныя камеры дасягаюць 80 Мп — Leaf Aptus-II 12
• 2010: Камеры смартфонаў дасягаюць 8 Мп, канкурыруючы з кампактнымі камерамі

2010–цяперашні час

Раздзяляльнасць відэа рэзка ўзрасла ад стандартнай выразнасці да 4K і вышэй, у той час як камеры смартфонаў дагналі прафесійнае абсталяванне. Фокус перамясціўся з чыстай колькасці мегапікселяў на вылічальную фатаграфію.

• 2012: Выпушчаны першыя тэлевізары 4K — 3840×2160 (8,3 Мп) становіцца новым стандартам
• 2013: Камеры смартфонаў дасягаюць 13 Мп з перадавой апрацоўкай малюнкаў
• 2015: YouTube падтрымлівае загрузку відэа 8K (7680×4320)
• 2017: Кінакамеры здымаюць 8K RAW — RED Weapon 8K
• 2019: Samsung Galaxy S20 Ultra — 108-мегапіксельны датчык камеры смартфона
• 2020: Тэлевізары 8K становяцца даступнымі спажыўцам, кінакамеры 12K у вытворчасці
• 2023: iPhone 14 Pro Max — 48 Мп з вылічальнай фатаграфіяй

2024 і далей

Рост раздзяляльнасці працягваецца для спецыялізаваных прыкладанняў, але спажывецкі фокус перамяшчаецца на HDR, дынамічны дыяпазон, прадукцыйнасць пры нізкай асветленасці і апрацоўку малюнкаў з дапамогай штучнага інтэлекту.

• 16K-дысплеі ў распрацоўцы для VR/AR і медыцынскай візуалізацыі
• Кінакамеры даследуюць 16K і вышэй для гнуткасці ў VFX
• Вылічальная фатаграфія замяняе чысты прырост раздзяляльнасці
• Маштабаванне з дапамогай штучнага інтэлекту робіць здымкі з нізкай раздзяляльнасцю жыццяздольнымі
• Склейванне гігапіксельных малюнкаў для навуковых і мастацкіх прыкладанняў
• Візуалізацыя светлавога поля і галаграфічная візуалізацыя могуць пераасэнсаваць паняцце 'раздзяляльнасць'

1280×720 пікселяў

0,92 Мп (усяго 921 600 пікселяў)

Першы шырока распаўсюджаны стандарт HD, які па-ранейшаму часта выкарыстоўваецца для струменевай перадачы, гульняў з высокай частатой кадраў і бюджэтных дысплеяў.

Распаўсюджаныя прымяненні:

• Струменевая перадача YouTube 720p
• Маніторы пачатковага ўзроўню
• Гульні з высокай частатой кадраў (120 Гц+)
• Відэаканферэнцыі

1920×1080 пікселяў

2,07 Мп (усяго 2 073 600 пікселяў)

Асноўны стандарт HD з 2010 года. Выдатная выразнасць для экранаў да 50 цаляў. Лепшы баланс паміж якасцю і памерам файла.

Галіновы стандарт для:

• Дыскі Blu-ray
• Большасць манітораў (13–27 цаляў)
• PlayStation 4/Xbox One
• Прафесійная відэавытворчасць
• Струменевыя сэрвісы

2560×1440 пікселяў

3,69 Мп (усяго 3 686 400 пікселяў)

«Залатая сярэдзіна» паміж 1080p і 4K, якая прапануе на 78% больш пікселяў, чым Full HD, без патрабаванняў да прадукцыйнасці 4K.

Пераважна для:

• Гульнявыя маніторы (27 цаляў, 144 Гц+)
• Рэдагаванне фатаграфій
• Смартфоны высокага класа
• Струменевая перадача YouTube 1440p

3840×2160 пікселяў

8,29 Мп (усяго 8 294 400 пікселяў)

Бягучы прэміум-стандарт, які прапануе ў 4 разы больш пікселяў, чым 1080p. Цудоўная выразнасць на вялікіх экранах, дазваляе гнуткае кадраванне ў пост-апрацоўцы.

Прэміум-стандарт для:

• Сучасныя тэлевізары (43+ цалі)
• PS5/Xbox Series X
• Netflix 4K
• Прафесійнае відэа
• Маніторы высокага класа (32+ цалі)

7680×4320 пікселяў

33,18 Мп (усяго 33 177 600 пікселяў)

Стандарт наступнага пакалення, які прапануе ў 4 разы большую раздзяляльнасць, чым 4K. Неверагодная дэталізацыя для велізарных экранаў, надзвычайная гнуткасць кадравання.

Новыя прымяненні:

• Прэміум-тэлевізары (65+ цаляў)
• Кінакамеры
• YouTube 8K
• VR-гарнітуры
• Забеспячэнне будучай актуальнасці кантэнту

12288×6912 пікселяў

84,93 Мп (усяго 84 934 656 пікселяў)

Перадавы край кінакамер. Выключная гнуткасць для перакадравання, VFX і забеспячэння будучай актуальнасці высокакласных прадукцый.

Ультра-прафесійныя прымяненні:

• Blackmagic URSA Mini Pro 12K
• Галівудскія VFX
• Кінатэатр IMAX
• Друк рэкламных шчытоў з відэа

Digital Cinema Initiatives — тэхнічныя спецыфікацыі Галівуда для лічбавага кіно

Заснаваны ў 2002 годзе буйнымі студыямі для замены 35-міліметровай плёнкі лічбавай праекцыяй, захоўваючы або перавышаючы якасць плёнкі.

• Больш шырокія суадносіны бакоў, чым спажывецкія 16:9 (прыблізна 17:9)
• Аптымізавана для памераў кінаэкранаў (шырынёй да 60+ футаў)
• Прафесійная каляровая прастора DCI-P3 (шырэйшы ахоп, чым спажывецкі Rec. 709)
• Больш высокія бітрэйты і глыбіня колеру, чым у спажывецкіх фарматах
• Убудаваная абарона і шыфраванне кантэнту

Кіна- і спажывецкія стандарты разышліся па тэхнічных і практычных прычынах:

• DCI 4K - гэта 4096×2160, а UHD 4K - 3840×2160 — DCI мае на 6,5% больш пікселяў
• Суадносіны бакоў: DCI - 1.9:1 (кінематаграфічны), а UHD - 1.78:1 (тэлевізар 16:9)
• Каляровая прастора: DCI-P3 (кіно) супраць Rec. 709/2020 (спажывецкі)
• Частата кадраў: DCI нацэлены на 24 кадраў/с, UHD падтрымлівае 24/30/60 кадраў/с

Патрэбы ў раздзяляльнасці вар'іруюцца ў залежнасці ад памеру вываду і гнуткасці кадравання.

• 12–24 Мп: ідэальна для вэб-сайтаў, сацыяльных сетак, адбіткаў да 11×14 цаляў
• 24–36 Мп: прафесійны стандарт, умераная гнуткасць кадравання
• 36–60 Мп: мода, пейзаж, выяўленчае мастацтва — вялікія адбіткі, шырокая пост-апрацоўка
• 60 Мп+: сярэдні фармат, архітэктура, фатаграфія прадукцыі з максімальнай дэталізацыяй

Раздзяляльнасць відэа ўплывае на захоўванне, прадукцыйнасць мантажу і якасць дастаўкі.

• 1080p: YouTube, сацыяльныя сеткі, эфірнае тэлебачанне, вэб-кантэнт
• 1440p: прэміум-YouTube, гульнявыя стрымы з высокай дэталізацыяй
• 4K: прафесійныя прадукцыі, кіно, струменевыя сэрвісы
• 6K/8K: высокакласнае кіно, праца з VFX, забеспячэнне будучай актуальнасці, экстрэмальнае перакадраванне

Падбірайце раздзяляльнасць да памеру экрана і адлегласці прагляду для аптымальнага досведу.

• 24-цалевы манітор: 1080p ідэальна, 1440p для прадукцыйнасці
• 27-цалевы манітор: 1440p - «залатая сярэдзіна», 4K для прафесійнай працы
• 32-цалевы манітор і больш: мінімум 4K, 5K/6K для рэдагавання фота/відэа
• Тэлевізар 43–55 цаляў: стандарт 4K
• Тэлевізар 65+ цаляў: мінімум 4K, 8K карысна пры праглядзе зблізку

Раздзяляльнасць друку залежыць ад памеру і адлегласці прагляду.

• 4×6 цаляў пры 300 DPI: 2,16 Мп (любая сучасная камера)
• 8×10 цаляў пры 300 DPI: 7,2 Мп
• 11×14 цаляў пры 300 DPI: 13,9 Мп
• 16×20 цаляў пры 300 DPI: 28,8 Мп (патрабуецца камера з высокай раздзяляльнасцю)
• Рэкламны шчыт: 150 DPI дастаткова (прагляд з адлегласці)

ад 1080×1080 да 1920×1080 (1–2 Мп)

Сацыяльныя платформы моцна сціскаюць. Большая раздзяляльнасць дае мінімальную карысць і запавольвае загрузку.

• Instagram максімум: 1080×1080
• YouTube: 1080p дастаткова для большасці
• TikTok: 1080×1920 аптымальна

мінімум 24–45 Мп

Дастаўка кліентам, вялікія адбіткі і гнуткасць кадравання патрабуюць высокай раздзяляльнасці.

• Камерцыйная праца: 24 Мп+
• Рэдакцыйная: 36 Мп+
• Мастацкія адбіткі: 45 Мп+

максімум 1920×1080 (аптымізавана)

Збалансуйце якасць з хуткасцю загрузкі старонкі. Падавайце версіі 2× для дысплеяў Retina.

• Галоўныя выявы: <200 КБ сціснута
• Фота прадуктаў: 1200×1200
• Retina: рэсурсы з раздзяляльнасцю 2×

1440p пры 144 Гц або 4K пры 60 Гц

Збалансуйце візуальную якасць з частатой кадраў у залежнасці ад тыпу гульні.

• Спаборніцкія: 1080p/144 Гц+
• Казуальныя: 1440p/60-144 Гц
• Кінематаграфічныя: 4K/60 Гц

• Здымайце з большай раздзяляльнасцю, чым фармат дастаўкі, для гнуткасці
• Больш мегапікселяў ≠ лепшая якасць — памер датчыка і аб'ектыў маюць большае значэнне
• Суадносьце суадносіны бакоў з прызначаным вывадам (відэа 16:9, фота 3:2)
• Здымка ў фармаце RAW захоўвае максімальную дэталізацыю для пост-апрацоўкі

• Відэа 8K: ~400 ГБ за гадзіну (RAW), плануйце захоўванне адпаведна
• Выкарыстоўвайце проксі для мантажу 4K+ для падтрымання плыўнага працоўнага працэсу
• Сціскайце вэб-малюнкі — JPEG 1080p з якасцю 80% непрыкметны
• Архіваваць арыгіналы, дастаўляць сціснутыя версіі

• 27-цалевы манітор: 1440p ідэальна, 4K - празмерна на звычайнай адлегласці
• Правіла памеру тэлевізара: сядзьце на адлегласці 1,5× дыяганалі экрана для 4K, 3× для 1080p
• Гульні: аддавайце перавагу частаце абнаўлення перад раздзяляльнасцю для спаборніцкай гульні
• Прафесійная праца: дакладнасць колеру > раздзяляльнасць для рэдагавання фота/відэа

• Памяншайце маштаб з 4K да 1080p для вэб-дастаўкі — выглядае больш выразна, чым родны 1080p
• Выкарыстоўвайце паскарэнне GPU для мантажу відэа 4K+
• Трансліруйце ў 1440p, калі прапускная здольнасць абмежаваная — лепш, чым перарывісты 4K
• Маштабаванне з дапамогай штучнага інтэлекту (DLSS, FSR) дазваляе гуляць з большай раздзяляльнасцю

Чалавечае вока мае прыкладна 576 мегапікселяў раздзяляльнасці. Аднак толькі цэнтральныя 2° (фавеа) набліжаюцца да гэтай шчыльнасці — перыферычны зрок мае значна меншую раздзяляльнасць.

Самая вялікая фатаграфія, калі-небудзь створаная, мае 365 гігапікселяў — панарама Монблана. Пры поўнай раздзяляльнасці для яе адлюстравання ў натуральным памеры спатрэбілася б сцяна з 4K-тэлевізараў шырынёй 44 футы.

Шырокавугольная камера 3 тэлескопа Хабл робіць здымкі з раздзяляльнасцю 16 мегапікселяў. Хоць гэта і сціпла па сучасных мерках, адсутнасць атмасферных скажэнняў і спецыялізаваныя датчыкі дазваляюць атрымліваць неперасягненую астранамічную дэталізацыю.

35-мм плёнка мае прыблізна 24 Мп эквівалентнай раздзяляльнасці пры аптымальным сканаванні. Лічбавая тэхналогія перасягнула якасць плёнкі прыкладна ў 2005 годзе з даступнымі камерамі 12 Мп і больш.

Першы тэлефон з камерай (J-SH04, 2000 г.) меў раздзяляльнасць 0,11 Мп — 110 000 пікселяў. Сённяшнія флагманы маюць у 400 разоў больш пікселяў пры 48–108 Мп.

На тыповых адлегласцях прагляду 8K не дае ніякай бачнай перавагі перад 4K на экранах менш за 80 цаляў. Маркетынг часта перавышае візуальныя магчымасці чалавека.

Так, калі вы сядзіце на адлегласці да 5 футаў. На большай адлегласці большасць людзей не зможа адрозніць 4K ад 1080p. Аднак кантэнт 4K, HDR і лепшая апрацоўка ў 4K-тэлевізарах усё роўна даюць перавагі.

Хутчэй за ўсё, недастатковы бітрэйт або асвятленне. 4K з нізкім бітрэйтам (менш за 50 Мбіт/с) паказвае больш артэфактаў сціску, чым 1080p з больш высокім бітрэйтам. Акрамя таго, 4K выяўляе дрыжанне камеры і праблемы з факусоўкай, якія 1080p маскіруе.

Пры 300 DPI: для 4×6 патрабуецца 2 Мп, для 8×10 - 7 Мп, для 11×14 - 14 Мп, для 16×20 - 29 Мп. На адлегласці прагляду больш за 2 футы дастаткова 150-200 DPI, што памяншае патрабаванні ўдвая.

Не, большая раздзяляльнасць зніжае прадукцыйнасць. 4K патрабуе ў 4 разы больш магутнасці графічнага працэсара, чым 1080p, для той жа частаты кадраў. Для спаборніцкіх гульняў 1080p/1440p з высокай частатой абнаўлення лепш, чым 4K з нізкай.

Малюсенькія датчыкі смартфонаў ахвяруюць якасцю пікселяў дзеля іх колькасці. 12-мегапіксельная поўнакадравая камера пераўзыходзіць 108-мегапіксельныя смартфоны дзякуючы большаму памеру пікселяў, лепшым аб'ектывам і выдатнай апрацоўцы. Тэлефоны выкарыстоўваюць аб'яднанне пікселяў (аб'яднанне 9 пікселяў у 1) для атрымання лепшых 12-мегапіксельных малюнкаў.

4K (DCI) - гэта 4096×2160 (суадносіны бакоў 17:9) для кіно. UHD - гэта 3840×2160 (16:9) для спажывецкіх тэлевізараў. Маркетынг часта называе UHD '4K' узаемазаменна, хоць тэхнічна UHD мае на 6,5% менш пікселяў.

Толькі калі экран велізарны (80+ цаляў) і вы сядзіце вельмі блізка (менш за 4 футы). Для тыповых 55-65-цалевых тэлевізараў на адлегласці 8-10 футаў чалавечы зрок не можа распазнаць розніцу паміж 4K і 8K.

Бітрэйт. Blu-ray 1080p у сярэднім мае 30-40 Мбіт/с, у той час як Netflix 1080p выкарыстоўвае 5-8 Мбіт/с. Большае сцісканне стварае артэфакты. 4K Blu-ray (80-100 Мбіт/с) значна пераўзыходзіць струменевую перадачу 4K (15-25 Мбіт/с).