Digitaalisten kuvien perusrakennuspalikka

Jokainen digitaalinen kuva on ruudukko pikseleitä, jotka on järjestetty riveihin ja sarakkeisiin. Yksi pikseli näyttää yhden värin miljoonien mahdollisten värien paletista (tyypillisesti 16,7 miljoonaa vakionäytöissä). Ihmissilmä havaitsee nämä pienet värilliset neliöt jatkuvina kuvina.

Esimerkki: 1920×1080-näytössä on 1 920 pikseliä vaakasuunnassa ja 1 080 pikseliä pystysuunnassa, yhteensä 2 073 600 yksittäistä pikseliä.

Miljoona pikseliä, kameran resoluution mittaamisen standardiyksikkö

Megapikselit ilmaisevat kuvakennon tai valokuvan pikselien kokonaismäärän. Suuremmat megapikselimäärät mahdollistavat suurempia tulosteita, enemmän joustavuutta rajauksessa ja hienompien yksityiskohtien tallentamisen. Megapikselit eivät kuitenkaan ole kaikki kaikessa – myös pikselikoolla, objektiivin laadulla ja kuvankäsittelyllä on merkitystä.

Esimerkki: 12 megapikselin kamera tallentaa kuvia, joissa on 12 miljoonaa pikseliä, tyypillisesti 4000×3000 resoluutiolla (4 000 × 3 000 = 12 000 000).

Suhteellinen suhde leveyden ja korkeuden välillä

Kuvasuhde määrittää kuvan tai näytön muodon. Eri kuvasuhteet palvelevat eri tarkoituksia perinteisestä valokuvauksesta ultralaajaan elokuvaan.

• 16:9 — Standardi HD/4K-videolle, useimmille nykyaikaisille näytöille, YouTube
• 4:3 — Klassinen TV-formaatti, monet vanhemmat kamerat, iPad-näytöt
• 3:2 — Perinteinen 35 mm:n filmi, useimmat DSLR-kamerat, tulosteet
• 1:1 — Neliömuoto, Instagram-julkaisut, keskikokoinen filmi
• 21:9 — Ultralaaja elokuva, premium-monitorit, älypuhelimet
• 17:9 (256:135) — DCI-elokuvaprojektioiden standardi

1975–1995

Digitaalisen kuvankäsittelyn synty näki siirtymän filmistä elektronisiin kennoihin, vaikka resoluutio oli voimakkaasti rajoitettu tallennus- ja käsittelyrajoitusten vuoksi.

• 1975: Kodakin ensimmäinen digitaalikameran prototyyppi — 100×100 pikseliä (0,01 MP), tallennettu kasetille
• 1981: Sony Mavica — 570×490 pikseliä, tallennettu levykkeille
• 1987: QuickTake 100 — 640×480 (0,3 MP), ensimmäinen kuluttajien digitaalikamera
• 1991: Kodak DCS-100 — 1,3 MP, 13 000 $, suunnattu lehtikuvaajille
• 1995: Ensimmäinen megapikselin kuluttajakamera — Casio QV-10 320×240 resoluutiolla

2000–2010

Kameravalmistajat kilpailivat kiivaasti megapikselimäärissä, ja ne kasvoivat nopeasti 2 megapikselistä yli 10 megapikseliin, kun kennoteknologia kehittyi ja muisti halpeni.

• 2000: Canon PowerShot S10 — 2 MP tulee valtavirran kuluttajastandardiksi
• 2002: Ensimmäiset 5 MP:n kamerat saapuvat, vastaten 35 mm:n filmin laatua 4×6-tulosteissa
• 2005: Canon EOS 5D — 12,8 MP:n täyden kennon DSLR mullistaa ammattivalokuvauksen
• 2007: iPhone julkaistaan 2 MP:n kameralla, aloittaen älypuhelinvalokuvauksen vallankumouksen
• 2009: Keskikoon kamerat saavuttavat 80 MP — Leaf Aptus-II 12
• 2010: Älypuhelinten kamerat saavuttavat 8 MP, kilpaillen kompaktikameroiden kanssa

2010–nykyhetki

Videon resoluutio räjähti vakiotarkkuudesta 4K:hon ja sen yli, samalla kun älypuhelinten kamerat vastasivat ammattilaislaitteita. Painopiste siirtyi puhtaasta megapikselimäärästä laskennalliseen valokuvaukseen.

• 2012: Ensimmäiset 4K-televisiot julkaistaan — 3840×2160 (8,3 MP) tulee uudeksi standardiksi
• 2013: Älypuhelinten kamerat saavuttavat 13 MP edistyneellä kuvankäsittelyllä
• 2015: YouTube tukee 8K-videoiden (7680×4320) latauksia
• 2017: Elokuvakamerat kuvaavat 8K RAW -muodossa — RED Weapon 8K
• 2019: Samsung Galaxy S20 Ultra — 108 MP:n älypuhelimen kamerakenno
• 2020: 8K-televisiot tulevat kuluttajien saataville, 12K-elokuvakamerat tuotannossa
• 2023: iPhone 14 Pro Max — 48 MP laskennallisella valokuvauksella

2024 ja sen jälkeen

Resoluution kasvu jatkuu erikoissovelluksissa, mutta kuluttajien painopiste siirtyy HDR:ään, dynaamiseen alueeseen, suorituskykyyn hämärässä ja tekoälyllä parannettuun kuvantamiseen.

• 16K-näytöt kehitteillä VR/AR- ja lääketieteelliseen kuvantamiseen
• Elokuvakamerat tutkivat 16K:ta ja korkeampia resoluutioita VFX-joustavuuden vuoksi
• Laskennallinen valokuvaus korvaa puhtaat resoluutiovoitot
• Tekoälyn ylösskaalaus tekee alemman resoluution otoksista käyttökelpoisia
• Gigapikselien yhdistäminen tieteellisiin ja taiteellisiin sovelluksiin
• Valokenttä- ja holografinen kuvantaminen saattavat määritellä 'resoluution' uudelleen

1280×720 pikseliä

0,92 MP (yhteensä 921 600 pikseliä)

Ensimmäinen laajalle levinnyt HD-standardi, edelleen yleinen suoratoistossa, korkean kuvataajuuden pelaamisessa ja budjettinäytöissä.

Yleiset sovellukset:

• YouTube 720p -suoratoisto
• Perustason monitorit
• Korkean kuvataajuuden pelaaminen (120Hz+)
• Videoneuvottelut

1920×1080 pikseliä

2,07 MP (yhteensä 2 073 600 pikseliä)

Valtavirran HD-standardi vuodesta 2010. Erinomainen selkeys jopa 50-tuumaisille näytöille. Paras tasapaino laadun ja tiedostokoon välillä.

Alan standardi:

• Blu-ray-levyt
• Useimmat monitorit (13–27 tuumaa)
• PlayStation 4/Xbox One
• Ammattimainen videotuotanto
• Suoratoistopalvelut

2560×1440 pikseliä

3,69 MP (yhteensä 3 686 400 pikseliä)

Kultainen keskitie 1080p:n ja 4K:n välillä, tarjoten 78 % enemmän pikseleitä kuin Full HD ilman 4K:n suorituskykyvaatimuksia.

Suositeltu:

• Pelaamiseen tarkoitetut monitorit (27-tuumaiset, 144Hz+)
• Kuvankäsittely
• Huippuluokan älypuhelimet
• YouTube 1440p -suoratoisto

3840×2160 pikseliä

8,29 MP (yhteensä 8 294 400 pikseliä)

Nykyinen premium-standardi, joka tarjoaa 4 kertaa enemmän pikseleitä kuin 1080p. Upea selkeys suurilla näytöillä, mahdollistaa joustavan rajauksen jälkituotannossa.

Premium-standardi:

• Nykyaikaiset televisiot (43+ tuumaa)
• PS5/Xbox Series X
• Netflix 4K
• Ammattimainen video
• Huippuluokan monitorit (32+ tuumaa)

7680×4320 pikseliä

33,18 MP (yhteensä 33 177 600 pikseliä)

Seuraavan sukupolven standardi, joka tarjoaa 4 kertaa 4K:n resoluution. Uskomaton yksityiskohta massiivisilla näytöillä, äärimmäinen joustavuus rajauksessa.

Nousevat sovellukset:

• Premium-televisiot (65+ tuumaa)
• Elokuvakamerat
• YouTube 8K
• VR-lasit
• Sisällön tulevaisuudenkestävyys

12288×6912 pikseliä

84,93 MP (yhteensä 84 934 656 pikseliä)

Elokuvakameroiden huipputasoa. Poikkeuksellinen joustavuus uudelleenkehystykseen, VFX-tehosteisiin ja huippuluokan tuotantojen tulevaisuudenkestävyyteen.

Erittäin ammattimaiset sovellukset:

• Blackmagic URSA Mini Pro 12K
• Hollywoodin VFX-tehosteet
• IMAX-elokuva
• Mainostaulujen tulostaminen videosta

Digital Cinema Initiatives — Hollywoodin tekniset määritykset digitaaliselle elokuvalle

Suuret studiot perustivat sen vuonna 2002 korvaamaan 35 mm:n filmin digitaalisella projektiolla, samalla säilyttäen tai ylittäen filmin laadun.

• Leveämmät kuvasuhteet kuin kuluttajien 16:9 (noin 17:9)
• Optimoitu elokuvateatterin valkokankaan kokoihin (jopa 60+ jalkaa leveä)
• Ammattimainen DCI-P3-väriavaruus (laajempi väriskaala kuin kuluttajien Rec. 709)
• Korkeammat bittinopeudet ja värisyvyys kuin kuluttajaformaateissa
• Sisäänrakennettu sisällönsuojaus ja salaus

Elokuva- ja kuluttajastandardit ovat eriytyneet teknisistä ja käytännön syistä:

• DCI 4K on 4096×2160 vs. UHD 4K on 3840×2160 — DCI:llä on 6,5 % enemmän pikseleitä
• Kuvasuhde: DCI on 1,9:1 (elokuvallinen) vs. UHD on 1,78:1 (16:9 TV)
• Väriavaruus: DCI-P3 (elokuva) vs. Rec. 709/2020 (kuluttaja)
• Kuvataajuudet: DCI tavoittelee 24 kuvaa sekunnissa, UHD tukee 24/30/60 kuvaa sekunnissa

Resoluutiotarpeet vaihtelevat tulostuskoon ja rajausjoustavuuden mukaan.

• 12–24 MP: Täydellinen verkkoon, sosiaaliseen mediaan, tulosteisiin jopa 11×14 tuumaa
• 24–36 MP: Ammattilaisstandardi, kohtalainen rajausjoustavuus
• 36–60 MP: Muoti, maisema, taide — suuret tulosteet, laaja jälkikäsittely
• 60 MP+: Keskikoko, arkkitehtuuri, tuotekuvaus maksimaalisella yksityiskohdalla

Videon resoluutio vaikuttaa tallennustilaan, editointisuorituskykyyn ja toimituslaatuun.

• 1080p: YouTube, sosiaalinen media, televisiolähetykset, verkkosisältö
• 1440p: Premium YouTube, pelistriimit korkealla yksityiskohdalla
• 4K: Ammattituotannot, elokuva, suoratoistopalvelut
• 6K/8K: Huippuluokan elokuva, VFX-työ, tulevaisuudenkestävyys, äärimmäinen uudelleenkehystys

Sovita resoluutio näytön kokoon ja katseluetäisyyteen optimaalisen kokemuksen saavuttamiseksi.

• 24-tuumainen monitori: 1080p ihanteellinen, 1440p tuottavuuteen
• 27-tuumainen monitori: 1440p kultainen keskitie, 4K ammattityöhön
• 32+-tuumainen monitori: 4K vähintään, 5K/6K kuva-/videoeditointiin
• Televisio 43–55 tuumaa: 4K-standardi
• Televisio 65+ tuumaa: 4K vähintään, 8K hyödyllinen läheltä katsottaessa

Tulostusresoluutio riippuu koosta ja katseluetäisyydestä.

• 4×6 tuumaa 300 DPI:llä: 2,16 MP (mikä tahansa moderni kamera)
• 8×10 tuumaa 300 DPI:llä: 7,2 MP
• 11×14 tuumaa 300 DPI:llä: 13,9 MP
• 16×20 tuumaa 300 DPI:llä: 28,8 MP (vaatii korkearesoluutioisen kameran)
• Mainostaulu: 150 DPI riittävä (katsotaan kaukaa)

1080×1080 – 1920×1080 (1–2 MP)

Sosiaaliset alustat pakkaavat voimakkaasti. Korkeampi resoluutio tarjoaa minimaalisen hyödyn ja hidastaa latauksia.

• Instagramin enimmäisresoluutio: 1080×1080
• YouTube: 1080p riittää useimmille
• TikTok: 1080×1920 on optimaalinen

Vähintään 24–45 MP

Asiakastoimitukset, suuret tulosteet ja rajausjoustavuus vaativat korkeaa resoluutiota.

• Kaupallinen työ: 24MP+
• Toimituksellinen: 36MP+
• Taidegrafiikka: 45MP+

Enintään 1920×1080 (optimoitu)

Tasapainota laatu sivun latausnopeuden kanssa. Tarjoa 2×-versiot retina-näytöille.

• Sankarikuvat: <200 kt pakattuna
• Tuotekuvat: 1200×1200
• Retina: 2×-resoluution aineistot

1440p 144Hz:llä tai 4K 60Hz:llä

Tasapainota visuaalinen laatu ja kuvataajuus pelityypin mukaan.

• Kilpailullinen: 1080p/144Hz+
• Rento: 1440p/60-144Hz
• Elokuvallinen: 4K/60Hz

• Kuvaa korkeammalla resoluutiolla kuin toimitusformaatti joustavuuden vuoksi
• Enemmän megapikseleitä ≠ parempi laatu – kennon koko ja objektiivi ovat tärkeämpiä
• Sovita kuvasuhde tarkoitettuun tulosteeseen (16:9 video, 3:2 valokuvat)
• RAW-kuvaus säilyttää maksimaalisen yksityiskohdan jälkikäsittelyä varten

• 8K-video: ~400 Gt tunnissa (RAW), suunnittele tallennustila sen mukaan
• Käytä proxy-tiedostoja 4K+-editoinnissa sujuvan työnkulun ylläpitämiseksi
• Pakkaa verkkokuvat – 1080p JPEG 80 %:n laadulla on huomaamaton
• Arkistoi alkuperäiset, toimita pakatut versiot

• 27-tuumainen monitori: 1440p ihanteellinen, 4K on liikaa normaalilla etäisyydellä
• TV-kokosääntö: Istu 1,5 kertaa näytön lävistäjän etäisyydellä 4K:lle, 3 kertaa 1080p:lle
• Pelaaminen: Priorisoi virkistystaajuus resoluution sijaan kilpailullisessa pelaamisessa
• Ammattityö: Väritarkkuus > resoluutio kuva-/videoeditoinnissa

• Alaskalaa 4K 1080p:hen verkkotoimitusta varten – näyttää terävämmältä kuin natiivi 1080p
• Käytä GPU-kiihdytystä 4K+-videoeditoinnissa
• Suoratoista 1440p:llä, jos kaistanleveys on rajallinen – parempi kuin pätkivä 4K
• Tekoälyn ylösskaalaus (DLSS, FSR) mahdollistaa pelaamisen korkeammalla resoluutiolla

Ihmissilmän resoluutio on noin 576 megapikseliä. Kuitenkin vain keskellä oleva 2° (fovea) lähestyy tätä tiheyttä – perifeerinen näkö on paljon matalamman resoluution.

Suurin koskaan luotu valokuva on 365 gigapikseliä – panoraama Mont Blancista. Täydellä resoluutiolla se vaatisi 44 jalkaa leveän 4K-televisioiden seinän näyttääkseen sen alkuperäisessä koossa.

Hubblen Wide Field Camera 3 tallentaa 16 megapikselin kuvia. Vaikka se on vaatimaton nykystandardien mukaan, sen ilmakehän vääristymien puute ja erikoiskennostot tuottavat vertaansa vailla olevia astronomisia yksityiskohtia.

35 mm:n filmillä on noin 24 MP:n vastaava resoluutio optimaalisesti skannattuna. Digitaalitekniikka ylitti filmin laadun noin vuonna 2005 edullisilla 12 MP+ kameroilla.

Ensimmäisessä kamerapuhelimessa (J-SH04, 2000) oli 0,11 MP:n resoluutio – 110 000 pikseliä. Nykyisissä lippulaivoissa on 400 kertaa enemmän pikseleitä 48–108 MP:llä.

Tyypillisillä katseluetäisyyksillä 8K ei tarjoa näkyvää etua 4K:hon verrattuna alle 80-tuumaisilla näytöillä. Markkinointi ylittää usein ihmisen näkökyvyn.

Kyllä, jos istut alle 5 jalan etäisyydellä. Sitä kauempana useimmat ihmiset eivät voi erottaa 4K:ta 1080p:stä. Kuitenkin 4K-sisältö, HDR ja parempi prosessointi 4K-televisioissa tuovat silti lisäarvoa.

Todennäköisesti riittämätön bittinopeus tai valaistus. 4K matalilla bittinopeuksilla (alle 50 Mbps) näyttää enemmän pakkausartefakteja kuin 1080p korkeammilla bittinopeuksilla. Lisäksi 4K paljastaa kameran tärinän ja tarkennusongelmat, jotka 1080p peittää.

300 DPI:llä: 4×6 tarvitsee 2 MP, 8×10 tarvitsee 7 MP, 11×14 tarvitsee 14 MP, 16×20 tarvitsee 29 MP. Yli 2 jalan katseluetäisyydellä 150-200 DPI riittää, mikä puolittaa vaatimukset.

Ei, korkeampi resoluutio heikentää suorituskykyä. 4K vaatii 4 kertaa enemmän GPU-tehoa kuin 1080p samalla kuvataajuudella. Kilpailullisessa pelaamisessa 1080p/1440p korkeilla virkistystaajuuksilla päihittää 4K:n alhaisella virkistystaajuudella.

Pienet älypuhelimen kennot tekevät kompromissin pikselilaadun ja määrän välillä. 12 MP:n täyden kennon kamera päihittää 108 MP:n älypuhelimet suuremman pikselikoon, parempien objektiivien ja ylivoimaisen prosessoinnin ansiosta. Puhelimet käyttävät pikselien yhdistämistä (yhdistämällä 9 pikseliä yhdeksi) parempien 12 MP:n kuvien saamiseksi.

4K (DCI) on 4096×2160 (17:9 kuvasuhde) elokuvateatteria varten. UHD on 3840×2160 (16:9) kuluttajatelevisioita varten. Markkinointi kutsuu usein UHD:tä '4K':ksi vaihdellen, vaikka teknisesti UHD:llä on 6,5 % vähemmän pikseleitä.

Vain jos näyttö on massiivinen (80+ tuumaa) ja istut hyvin lähellä (alle 4 jalkaa). Tyypillisillä 55-65-tuumaisilla televisioilla 8-10 jalan etäisyydellä ihmissilmä ei pysty erottamaan eroa 4K:n ja 8K:n välillä.

Bittinopeus. 1080p Blu-rayn keskimääräinen bittinopeus on 30-40 Mbps, kun taas Netflix 1080p käyttää 5-8 Mbps. Korkeampi pakkaus luo artefakteja. 4K Blu-ray (80-100 Mbps) päihittää dramaattisesti 4K-suoratoiston (15-25 Mbps).