بلوک سازنده اساسی تصاویر دیجیتال

هر تصویر دیجیتال یک شبکه از پیکسل‌ها است که در ردیف‌ها و ستون‌ها مرتب شده‌اند. یک پیکسل تنها یک رنگ از یک پالت میلیون‌ها رنگ ممکن (معمولاً 16.7 میلیون در نمایشگرهای استاندارد) را نمایش می‌دهد. چشم انسان این مربع‌های رنگی کوچک را به عنوان تصاویر پیوسته درک می‌کند.

مثال: یک نمایشگر 1920×1080 دارای 1,920 پیکسل افقی و 1,080 پیکسل عمودی است که در مجموع 2,073,600 پیکسل جداگانه را تشکیل می‌دهد.

یک میلیون پیکسل، واحد استاندارد برای اندازه‌گیری وضوح دوربین

مگاپیکسل تعداد کل پیکسل‌ها در یک حسگر تصویر یا عکس را نشان می‌دهد. تعداد مگاپیکسل بالاتر امکان چاپ‌های بزرگتر، انعطاف‌پذیری بیشتر در برش و ثبت جزئیات دقیق‌تر را فراهم می‌کند. با این حال، مگاپیکسل همه چیز نیست - اندازه پیکسل، کیفیت لنز و پردازش تصویر نیز اهمیت دارند.

مثال: یک دوربین 12 مگاپیکسلی تصاویری با 12 میلیون پیکسل ثبت می‌کند، معمولاً با وضوح 4000×3000 (4,000 × 3,000 = 12,000,000).

رابطه تناسبی بین عرض و ارتفاع

نسبت ابعاد شکل تصویر یا نمایشگر شما را تعیین می‌کند. نسبت‌های ابعاد مختلف برای اهداف متفاوتی از عکاسی سنتی تا سینمای فوق عریض استفاده می‌شوند.

• 16:9 — استاندارد برای ویدیوهای HD/4K، اکثر نمایشگرهای مدرن، YouTube
• 4:3 — فرمت تلویزیون کلاسیک، بسیاری از دوربین‌های قدیمی‌تر، نمایشگرهای iPad
• 3:2 — فیلم 35 میلی‌متری سنتی، اکثر دوربین‌های DSLR، چاپ‌ها
• 1:1 — فرمت مربعی، پست‌های Instagram، فیلم فرمت متوسط
• 21:9 — سینمای فوق عریض، مانیتورهای پریمیوم، گوشی‌های هوشمند
• 17:9 (256:135) — استاندارد پروژکتور سینمای DCI

1975–1995

تولد تصویربرداری دیجیتال شاهد گذار از فیلم به حسگرهای الکترونیکی بود، اگرچه وضوح به دلیل محدودیت‌های ذخیره‌سازی و پردازش به شدت محدود بود.

• 1975: اولین نمونه اولیه دوربین دیجیتال توسط Kodak — 100×100 پیکسل (0.01 مگاپیکسل)، ضبط شده روی نوار کاست
• 1981: Sony Mavica — 570×490 پیکسل، ذخیره شده روی دیسک‌های فلاپی
• 1987: QuickTake 100 — 640×480 (0.3 مگاپیکسل)، اولین دوربین دیجیتال مصرفی
• 1991: Kodak DCS-100 — 1.3 مگاپیکسل، 13,000 دلار، با هدف عکاسان خبری
• 1995: اولین دوربین مگاپیکسلی مصرفی — Casio QV-10 با وضوح 320×240

2000–2010

سازندگان دوربین به شدت بر سر تعداد مگاپیکسل رقابت می‌کردند و با بالغ شدن فناوری حسگر و ارزان‌تر شدن حافظه، به سرعت از 2 مگاپیکسل به بیش از 10 مگاپیکسل رسیدند.

• 2000: Canon PowerShot S10 — 2 مگاپیکسل به استاندارد اصلی مصرفی تبدیل می‌شود
• 2002: اولین دوربین‌های 5 مگاپیکسلی عرضه می‌شوند که با کیفیت فیلم 35 میلی‌متری برای چاپ‌های 4×6 مطابقت دارند
• 2005: Canon EOS 5D — دوربین DSLR فول فریم 12.8 مگاپیکسلی عکاسی حرفه‌ای را متحول می‌کند
• 2007: iPhone با دوربین 2 مگاپیکسلی عرضه می‌شود و انقلاب عکاسی با گوشی‌های هوشمند را آغاز می‌کند
• 2009: دوربین‌های فرمت متوسط به 80 مگاپیکسل می‌رسند — Leaf Aptus-II 12
• 2010: دوربین‌های گوشی‌های هوشمند به 8 مگاپیکسل می‌رسند و با دوربین‌های کامپکت رقابت می‌کنند

2010–تاکنون

وضوح ویدیو از کیفیت استاندارد به 4K و فراتر از آن منفجر شد، در حالی که دوربین‌های گوشی‌های هوشمند با تجهیزات حرفه‌ای مطابقت پیدا کردند. تمرکز از تعداد خالص مگاپیکسل به عکاسی محاسباتی تغییر کرد.

• 2012: اولین تلویزیون‌های 4K عرضه شدند — 3840×2160 (8.3 مگاپیکسل) استاندارد جدید می‌شود
• 2013: دوربین‌های گوشی‌های هوشمند با پردازش تصویر پیشرفته به 13 مگاپیکسل می‌رسند
• 2015: YouTube از بارگذاری ویدیوهای 8K (7680×4320) پشتیبانی می‌کند
• 2017: دوربین‌های سینمایی 8K RAW فیلم‌برداری می‌کنند — RED Weapon 8K
• 2019: Samsung Galaxy S20 Ultra — حسگر دوربین گوشی هوشمند 108 مگاپیکسلی
• 2020: تلویزیون‌های 8K برای مصرف‌کنندگان در دسترس قرار می‌گیرند، دوربین‌های سینمایی 12K در حال تولید هستند
• 2023: iPhone 14 Pro Max — 48 مگاپیکسل با عکاسی محاسباتی

2024 و بعد از آن

رشد وضوح برای کاربردهای تخصصی ادامه دارد، اما تمرکز مصرف‌کنندگان به سمت HDR، دامنه دینامیکی، عملکرد در نور کم و تصویربرداری بهبود یافته با هوش مصنوعی تغییر می‌کند.

• نمایشگرهای 16K در حال توسعه برای VR/AR و تصویربرداری پزشکی
• دوربین‌های سینمایی در حال بررسی 16K و بالاتر برای انعطاف‌پذیری VFX
• عکاسی محاسباتی جایگزین افزایش وضوح خالص می‌شود
• افزایش مقیاس با هوش مصنوعی، ضبط‌های با وضوح پایین را قابل استفاده می‌کند
• دوخت گیگاپیکسلی برای کاربردهای علمی و هنری
• تصویربرداری میدان نوری و هولوگرافیک ممکن است 'وضوح' را دوباره تعریف کنند

1280×720 پیکسل

0.92 مگاپیکسل (مجموع 921,600 پیکسل)

اولین استاندارد HD گسترده، که هنوز برای پخش آنلاین، بازی با نرخ فریم بالا و نمایشگرهای ارزان قیمت رایج است.

کاربردهای رایج:

• پخش آنلاین YouTube 720p
• مانیتورهای سطح ابتدایی
• بازی با نرخ فریم بالا (120Hz+)
• کنفرانس ویدیویی

1920×1080 پیکسل

2.07 مگاپیکسل (مجموع 2,073,600 پیکسل)

استاندارد اصلی HD از سال 2010. وضوح عالی برای صفحه‌های تا 50 اینچ. بهترین تعادل بین کیفیت و حجم فایل.

استاندارد صنعتی برای:

• دیسک‌های Blu-ray
• اکثر مانیتورها (13–27 اینچ)
• PlayStation 4/Xbox One
• تولید ویدیوی حرفه‌ای
• سرویس‌های پخش آنلاین

2560×1440 پیکسل

3.69 مگاپیکسل (مجموع 3,686,400 پیکسل)

نقطه مطلوب بین 1080p و 4K، که 78% پیکسل بیشتر از Full HD بدون نیازهای عملکردی 4K ارائه می‌دهد.

ترجیح داده شده برای:

• مانیتورهای بازی (27 اینچ، 144Hz+)
• ویرایش عکس
• گوشی‌های هوشمند رده بالا
• پخش آنلاین YouTube 1440p

3840×2160 پیکسل

8.29 مگاپیکسل (مجموع 8,294,400 پیکسل)

استاندارد پریمیوم فعلی، که 4 برابر پیکسل‌های 1080p را ارائه می‌دهد. وضوح خیره‌کننده در صفحه‌های بزرگ، امکان برش انعطاف‌پذیر در پس از تولید را فراهم می‌کند.

استاندارد پریمیوم برای:

• تلویزیون‌های مدرن (43+ اینچ)
• PS5/Xbox Series X
• Netflix 4K
• ویدیوی حرفه‌ای
• مانیتورهای رده بالا (32+ اینچ)

7680×4320 پیکسل

33.18 مگاپیکسل (مجموع 33,177,600 پیکسل)

استاندارد نسل بعدی که 4 برابر وضوح 4K را ارائه می‌دهد. جزئیات باورنکردنی برای صفحه‌های عظیم، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده در برش.

کاربردهای نوظهور:

• تلویزیون‌های پریمیوم (65+ اینچ)
• دوربین‌های سینمایی
• YouTube 8K
• هدست‌های VR
• آماده‌سازی محتوا برای آینده

12288×6912 پیکسل

84.93 مگاپیکسل (مجموع 84,934,656 پیکسل)

پیشرفته‌ترین دوربین‌های سینمایی. انعطاف‌پذیری استثنایی برای تغییر قاب‌بندی، VFX، و آماده‌سازی تولیدات رده بالا برای آینده.

کاربردهای فوق حرفه‌ای:

• Blackmagic URSA Mini Pro 12K
• جلوه‌های ویژه هالیوود
• سینمای IMAX
• چاپ بیلبورد از ویدیو

Digital Cinema Initiatives — مشخصات فنی هالیوود برای سینمای دیجیتال

در سال 2002 توسط استودیوهای بزرگ برای جایگزینی فیلم 35 میلی‌متری با پروژکتور دیجیتال تأسیس شد، در حالی که کیفیت فیلم را حفظ یا از آن فراتر می‌رفت.

• نسبت ابعاد عریض‌تر از 16:9 مصرفی (تقریباً 17:9)
• بهینه شده برای اندازه‌های صفحه سینما (تا 60+ فوت عرض)
• فضای رنگی حرفه‌ای DCI-P3 (گاموت وسیع‌تر از Rec. 709 مصرفی)
• نرخ بیت و عمق رنگ بالاتر از فرمت‌های مصرفی
• حفاظت از محتوا و رمزگذاری داخلی

استانداردهای سینما و مصرفی به دلایل فنی و عملی از هم جدا شدند:

• DCI 4K 4096×2160 است در حالی که UHD 4K 3840×2160 است — DCI 6.5% پیکسل بیشتری دارد
• نسبت ابعاد: DCI 1.9:1 (سینمایی) است در حالی که UHD 1.78:1 (تلویزیون 16:9) است
• فضای رنگی: DCI-P3 (سینما) در مقابل Rec. 709/2020 (مصرفی)
• نرخ فریم: DCI 24 فریم در ثانیه را هدف قرار می‌دهد، در حالی که UHD از 24/30/60 فریم در ثانیه پشتیبانی می‌کند

نیازهای وضوح بر اساس اندازه خروجی و انعطاف‌پذیری در برش متفاوت است.

• 12–24 مگاپیکسل: عالی برای وب، رسانه‌های اجتماعی، چاپ تا 11×14 اینچ
• 24–36 مگاپیکسل: استاندارد حرفه‌ای، انعطاف‌پذیری متوسط در برش
• 36–60 مگاپیکسل: مد، منظره، هنرهای زیبا — چاپ‌های بزرگ، پس از تولید گسترده
• 60+ مگاپیکسل: فرمت متوسط، معماری، عکاسی محصول با حداکثر جزئیات

وضوح ویدیو بر ذخیره‌سازی، عملکرد ویرایش و کیفیت تحویل تأثیر می‌گذارد.

• 1080p: YouTube، رسانه‌های اجتماعی، تلویزیون پخش، محتوای وب
• 1440p: YouTube پریمیوم، پخش بازی با جزئیات بالا
• 4K: تولیدات حرفه‌ای، سینما، سرویس‌های پخش آنلاین
• 6K/8K: سینمای رده بالا، کار با جلوه‌های ویژه، آماده‌سازی برای آینده، تغییر قاب‌بندی شدید

برای تجربه بهینه، وضوح را با اندازه صفحه و فاصله مشاهده مطابقت دهید.

• مانیتور 24 اینچی: 1080p ایده‌آل، 1440p برای بهره‌وری
• مانیتور 27 اینچی: 1440p نقطه مطلوب، 4K برای کار حرفه‌ای
• مانیتور 32+ اینچی: حداقل 4K، 5K/6K برای ویرایش عکس/ویدیو
• تلویزیون 43–55 اینچ: استاندارد 4K
• تلویزیون 65+ اینچ: حداقل 4K، 8K در مشاهده از نزدیک مفید است

وضوح چاپ به اندازه و فاصله مشاهده بستگی دارد.

• 4×6 اینچ در 300 DPI: 2.16 مگاپیکسل (هر دوربین مدرن)
• 8×10 اینچ در 300 DPI: 7.2 مگاپیکسل
• 11×14 اینچ در 300 DPI: 13.9 مگاپیکسل
• 16×20 اینچ در 300 DPI: 28.8 مگاپیکسل (نیاز به دوربین با وضوح بالا)
• بیلبورد: 150 DPI کافی است (از فاصله دیده می‌شود)

1080×1080 تا 1920×1080 (1–2 مگاپیکسل)

پلتفرم‌های اجتماعی به شدت فشرده‌سازی می‌کنند. وضوح بالاتر سود کمی دارد و بارگذاری را کند می‌کند.

• حداکثر Instagram: 1080×1080
• YouTube: 1080p برای اکثر موارد کافی است
• TikTok: 1080×1920 بهینه است

حداقل 24–45 مگاپیکسل

تحویل به مشتری، چاپ‌های بزرگ و انعطاف‌پذیری در برش به وضوح بالا نیاز دارند.

• کار تجاری: 24+ مگاپیکسل
• سردبیری: 36+ مگاپیکسل
• چاپ‌های هنری: 45+ مگاپیکسل

حداکثر 1920×1080 (بهینه شده)

کیفیت را با سرعت بارگذاری صفحه متعادل کنید. برای نمایشگرهای رتینا نسخه‌های 2× ارائه دهید.

• تصاویر اصلی: <200KB فشرده
• عکس‌های محصول: 1200×1200
• رتینا: دارایی‌های با وضوح 2×

1440p در 144Hz یا 4K در 60Hz

کیفیت بصری را با نرخ فریم بر اساس نوع بازی متعادل کنید.

• رقابتی: 1080p/144Hz+
• معمولی: 1440p/60-144Hz
• سینمایی: 4K/60Hz

• برای انعطاف‌پذیری، با وضوح بالاتر از فرمت تحویل فیلم‌برداری کنید
• مگاپیکسل بیشتر ≠ کیفیت بهتر - اندازه حسگر و لنز مهم‌تر هستند
• نسبت ابعاد را با خروجی مورد نظر مطابقت دهید (ویدیوی 16:9، عکس‌های 3:2)
• ضبط RAW حداکثر جزئیات را برای پس از تولید حفظ می‌کند

• ویدیوی 8K: ~400 گیگابایت در ساعت (RAW)، ذخیره‌سازی را بر اساس آن برنامه‌ریزی کنید
• برای ویرایش 4K+ از پروکسی‌ها برای حفظ جریان کار روان استفاده کنید
• تصاویر وب را فشرده کنید - JPEG 1080p با کیفیت 80% غیرقابل تشخیص است
• نسخه‌های اصلی را بایگانی کنید، نسخه‌های فشرده را تحویل دهید

• مانیتور 27 اینچی: 1440p ایده‌آل، 4K در فاصله عادی بیش از حد است
• قانون اندازه تلویزیون: برای 4K در فاصله 1.5 برابر قطر صفحه، برای 1080p در فاصله 3 برابر بنشینید
• بازی: برای بازی رقابتی، نرخ تازه‌سازی را بر وضوح ترجیح دهید
• کار حرفه‌ای: دقت رنگ > وضوح برای ویرایش عکس/ویدیو

• برای تحویل وب، 4K را به 1080p کاهش دهید - واضح‌تر از 1080p بومی به نظر می‌رسد
• برای ویرایش ویدیوی 4K+ از شتاب GPU استفاده کنید
• اگر پهنای باند محدود است، با کیفیت 1440p پخش کنید - بهتر از 4K ناپایدار است
• افزایش مقیاس با هوش مصنوعی (DLSS، FSR) امکان بازی با وضوح بالاتر را فراهم می‌کند

چشم انسان تقریباً 576 مگاپیکسل وضوح دارد. با این حال، تنها 2 درجه مرکزی (fovea) به این تراکم نزدیک می‌شود - دید محیطی وضوح بسیار کمتری دارد.

بزرگترین عکسی که تاکنون ایجاد شده 365 گیگاپیکسل است - یک پانوراما از مون بلان. در وضوح کامل، برای نمایش آن در اندازه بومی به یک دیوار از تلویزیون‌های 4K به عرض 44 فوت نیاز دارد.

دوربین میدان وسیع 3 هابل تصاویری با وضوح 16 مگاپیکسل ثبت می‌کند. اگرچه با استانداردهای مدرن متوسط است، اما عدم وجود اعوجاج جوی و حسگرهای تخصصی آن جزئیات نجومی بی‌نظیری تولید می‌کند.

فیلم 35 میلی‌متری در هنگام اسکن بهینه، وضوح معادل تقریباً 24 مگاپیکسل دارد. فناوری دیجیتال حدود سال 2005 با دوربین‌های مقرون به صرفه 12+ مگاپیکسلی از کیفیت فیلم فراتر رفت.

اولین تلفن دوربین‌دار (J-SH04، 2000) وضوح 0.11 مگاپیکسل داشت - 110,000 پیکسل. پرچمداران امروزی با 48-108 مگاپیکسل 400 برابر پیکسل بیشتری دارند.

در فواصل مشاهده معمولی، 8K هیچ مزیت قابل مشاهده‌ای نسبت به 4K در صفحه‌های زیر 80 اینچ ندارد. بازاریابی اغلب از توانایی بصری انسان فراتر می‌رود.

بله، اگر در فاصله 5 فوتی بنشینید. فراتر از آن فاصله، اکثر مردم نمی‌توانند 4K را از 1080p تشخیص دهند. با این حال، محتوای 4K، HDR و پردازش بهتر در تلویزیون‌های 4K هنوز ارزش دارند.

احتمالاً به دلیل نرخ بیت یا نور ناکافی. 4K با نرخ بیت پایین (زیر 50 مگابیت در ثانیه) مصنوعات فشرده‌سازی بیشتری نسبت به 1080p با نرخ بیت بالاتر نشان می‌دهد. همچنین، 4K لرزش دوربین و مشکلات فوکوس را که 1080p پنهان می‌کند، آشکار می‌سازد.

در 300 DPI: 4×6 به 2 مگاپیکسل، 8×10 به 7 مگاپیکسل، 11×14 به 14 مگاپیکسل، 16×20 به 29 مگاپیکسل نیاز دارد. فراتر از فاصله مشاهده 2 فوت، 150-200 DPI کافی است که نیازها را به نصف کاهش می‌دهد.

خیر، وضوح بالاتر عملکرد را کاهش می‌دهد. 4K برای نرخ فریم یکسان به 4 برابر قدرت GPU نسبت به 1080p نیاز دارد. برای بازی رقابتی، 1080p/1440p با نرخ تازه‌سازی بالا بهتر از 4K با نرخ تازه‌سازی پایین است.

حسگرهای کوچک گوشی‌های هوشمند کیفیت پیکسل را فدای کمیت می‌کنند. یک دوربین فول فریم 12 مگاپیکسلی به دلیل اندازه پیکسل بزرگتر، لنزهای بهتر و پردازش برتر از گوشی‌های هوشمند 108 مگاپیکسلی عملکرد بهتری دارد. تلفن‌ها از ادغام پیکسل (ترکیب 9 پیکسل در 1) برای تصاویر 12 مگاپیکسلی بهتر استفاده می‌کنند.

4K (DCI) 4096×2160 (نسبت ابعاد 17:9) برای سینما است. UHD 3840×2160 (16:9) برای تلویزیون‌های مصرفی است. بازاریابی اغلب UHD را به جای '4K' به کار می‌برد، اگرچه از نظر فنی UHD 6.5% پیکسل کمتری دارد.

فقط اگر صفحه بسیار بزرگ باشد (80+ اینچ) و خیلی نزدیک بنشینید (زیر 4 فوت). برای تلویزیون‌های معمولی 55-65 اینچی در فاصله 8-10 فوت، دید انسان نمی‌تواند تفاوت بین 4K و 8K را تشخیص دهد.

نرخ بیت. Blu-ray 1080p به طور متوسط 30-40 مگابیت در ثانیه است، در حالی که Netflix 1080p از 5-8 مگابیت در ثانیه استفاده می‌کند. فشرده‌سازی بالاتر مصنوعات ایجاد می‌کند. Blu-ray 4K (80-100 مگابیت در ثانیه) به طور چشمگیری از پخش آنلاین 4K (15-25 مگابیت در ثانیه) بهتر است.