Digitālo attēlu pamata veidojošais bloks

Katrs digitālais attēls ir pikseļu režģis, kas sakārtots rindās un kolonnās. Viens pikselis parāda vienu krāsu no miljoniem iespējamo krāsu paletes (parasti 16,7 miljoni standarta displejos). Cilvēka acs šos mazos krāsainos kvadrātus uztver kā nepārtrauktus attēlus.

Piemērs: 1920×1080 displejam ir 1920 pikseļi horizontāli un 1080 pikseļi vertikāli, kopā veidojot 2 073 600 atsevišķus pikseļus.

Viens miljons pikseļu, standarta mērvienība kameras izšķirtspējas mērīšanai

Megapikseļi norāda kopējo pikseļu skaitu attēla sensorā vai fotogrāfijā. Lielāks megapikseļu skaits ļauj veidot lielākas izdrukas, lielāku apgriešanas elastību un smalkāku detaļu uztveršanu. Tomēr megapikseļi nav viss—pikseļu izmērs, objektīva kvalitāte un attēlu apstrāde arī ir svarīga.

Piemērs: 12MP kamera uzņem attēlus ar 12 miljoniem pikseļu, parasti ar 4000×3000 izšķirtspēju (4000 × 3000 = 12 000 000).

Proporcionālā attiecība starp platumu un augstumu

Malu attiecība nosaka jūsu attēla vai displeja formu. Dažādas malu attiecības kalpo dažādiem mērķiem, sākot no tradicionālās fotogrāfijas līdz īpaši platam kinoteātrim.

• 16:9 — Standarts HD/4K video, lielākajai daļai moderno displeju, YouTube
• 4:3 — Klasiskais TV formāts, daudzas vecākas kameras, iPad displeji
• 3:2 — Tradicionālā 35 mm filma, lielākā daļa DSLR kameru, izdrukas
• 1:1 — Kvadrātveida formāts, Instagram ieraksti, vidēja formāta filma
• 21:9 — Īpaši plats kinoteātris, premium monitori, viedtālruņi
• 17:9 (256:135) — DCI kinoteātra projekcijas standarts

1975–1995

Digitālās attēlveidošanas dzimšana redzēja pāreju no filmas uz elektroniskajiem sensoriem, lai gan izšķirtspēja bija stipri ierobežota ar uzglabāšanas un apstrādes ierobežojumiem.

• 1975: Pirmais digitālās kameras prototips no Kodak — 100×100 pikseļi (0.01MP), ierakstīts uz kasetes lentes
• 1981: Sony Mavica — 570×490 pikseļi, saglabāti disketēs
• 1987: QuickTake 100 — 640×480 (0.3MP), pirmā patērētāju digitālā kamera
• 1991: Kodak DCS-100 — 1.3MP, 13 000 ASV dolāri, paredzēta fotožurnālistiem
• 1995: Pirmā patērētāju megapikseļu kamera — Casio QV-10 ar 320×240 izšķirtspēju

2000–2010

Kameru ražotāji sīvi konkurēja par megapikseļu skaitu, strauji pieaugot no 2MP līdz 10MP+, jo sensoru tehnoloģija nobrieda un atmiņa kļuva lētāka.

• 2000: Canon PowerShot S10 — 2MP kļūst par galveno patērētāju standartu
• 2002: Ierodas pirmās 5MP kameras, kas atbilst 35mm filmas kvalitātei 4×6 izdrukām
• 2005: Canon EOS 5D — 12.8MP pilna kadra DSLR revolucionizē profesionālo fotogrāfiju
• 2007: iPhone tiek laists klajā ar 2MP kameru, aizsākot viedtālruņu fotogrāfijas revolūciju
• 2009: Vidēja formāta kameras sasniedz 80MP — Leaf Aptus-II 12
• 2010: Viedtālruņu kameras sasniedz 8MP, konkurējot ar kompaktkamerām

2010–Mūsdienas

Video izšķirtspēja eksplodēja no standarta definīcijas uz 4K un tālāk, kamēr viedtālruņu kameras sasniedza profesionālo aprīkojumu. Uzmanība no tīra megapikseļu skaita pārgāja uz skaitļošanas fotogrāfiju.

• 2012: Tiek izlaisti pirmie 4K televizori — 3840×2160 (8.3MP) kļūst par jaunu standartu
• 2013: Viedtālruņu kameras sasniedz 13MP ar progresīvu attēlu apstrādi
• 2015: YouTube atbalsta 8K (7680×4320) video augšupielādes
• 2017: Kinokameras filmē 8K RAW — RED Weapon 8K
• 2019: Samsung Galaxy S20 Ultra — 108MP viedtālruņa kameras sensors
• 2020: 8K televizori kļūst pieejami patērētājiem, 12K kinokameras ražošanā
• 2023: iPhone 14 Pro Max — 48MP ar skaitļošanas fotogrāfiju

2024 un Tālāk

Izšķirtspējas pieaugums turpinās specializētām lietojumprogrammām, bet patērētāju uzmanība pāriet uz HDR, dinamisko diapazonu, veiktspēju vājā apgaismojumā un AI uzlabotu attēlveidošanu.

• 16K displeji tiek izstrādāti VR/AR un medicīniskajai attēlveidošanai
• Kinokameras pēta 16K un augstāku izšķirtspēju VFX elastībai
• Skaitļošanas fotogrāfija aizstāj tīrus izšķirtspējas ieguvumus
• AI mērogošana padara zemākas izšķirtspējas uzņēmumus dzīvotspējīgus
• Gigapikseļu sašūšana zinātniskām un mākslinieciskām lietojumprogrammām
• Gaismas lauka un hologrāfiskā attēlveidošana var pārdefinēt 'izšķirtspēju'

1280×720 pikseļi

0.92 MP (921,600 kopā pikseļu)

Pirmais plaši izplatītais HD standarts, joprojām izplatīts straumēšanai, spēlēm ar augstu kadru nomaiņas ātrumu un budžeta displejiem.

Bieži lietojumi:

• YouTube 720p straumēšana
• Sākuma līmeņa monitori
• Spēles ar augstu kadru nomaiņas ātrumu (120Hz+)
• Videokonferences

1920×1080 pikseļi

2.07 MP (2,073,600 kopā pikseļu)

Galvenais HD standarts kopš 2010. gada. Lieliska skaidrība ekrāniem līdz 50 collām. Labākais līdzsvars starp kvalitāti un faila izmēru.

Nozares standarts:

• Blu-ray diski
• Lielākā daļa monitoru (13–27 collas)
• PlayStation 4/Xbox One
• Profesionāla video ražošana
• Straumēšanas pakalpojumi

2560×1440 pikseļi

3.69 MP (3,686,400 kopā pikseļu)

Ideāls punkts starp 1080p un 4K, piedāvājot par 78% vairāk pikseļu nekā Full HD bez 4K veiktspējas prasībām.

Priekšroka dodama:

• Spēļu monitori (27 collu, 144Hz+)
• Fotoattēlu rediģēšana
• Augstas klases viedtālruņi
• YouTube 1440p straumēšana

3840×2160 pikseļi

8.29 MP (8,294,400 kopā pikseļu)

Pašreizējais premium standarts, kas piedāvā 4× vairāk pikseļu nekā 1080p. Satriecoša skaidrība lielos ekrānos, nodrošina elastīgu pēcapstrādes apgriešanu.

Premium standarts:

• Moderni televizori (43+ collas)
• PS5/Xbox Series X
• Netflix 4K
• Profesionāls video
• Augstas klases monitori (32+ collas)

7680×4320 pikseļi

33.18 MP (33,177,600 kopā pikseļu)

Nākamās paaudzes standarts, kas piedāvā 4× lielāku izšķirtspēju nekā 4K. Neticamas detaļas milzīgiem ekrāniem, ārkārtēja apgriešanas elastība.

Jaunās lietojumprogrammas:

• Premium televizori (65+ collas)
• Kinokameras
• YouTube 8K
• VR austiņas
• Satura nodrošināšana nākotnei

12288×6912 pikseļi

84.93 MP (84,934,656 kopā pikseļu)

Kinokameru priekšgals. Izcila elastība pārkadrēšanai, VFX un augstas klases produkcijas nodrošināšanai nākotnei.

Īpaši profesionālas lietojumprogrammas:

• Blackmagic URSA Mini Pro 12K
• Holivudas VFX
• IMAX kinoteātris
• Reklāmas stendu drukāšana no video

Digital Cinema Initiatives — Holivudas tehniskās specifikācijas digitālajam kinoteātrim

Dibināts 2002. gadā lielāko studiju vadībā, lai aizstātu 35 mm filmu ar digitālo projekciju, vienlaikus saglabājot vai pārsniedzot filmas kvalitāti.

• Plašākas malu attiecības nekā patērētāju 16:9 (aptuveni 17:9)
• Optimizēts kinoteātra ekrānu izmēriem (līdz 60+ pēdām plats)
• Profesionālā DCI-P3 krāsu telpa (plašāks diapazons nekā patērētāju Rec. 709)
• Augstāki bitu pārraides ātrumi un krāsu dziļums nekā patērētāju formātos
• Iebūvēta satura aizsardzība un šifrēšana

Kinoteātra un patērētāju standarti atšķīrās tehnisku un praktisku iemeslu dēļ:

• DCI 4K ir 4096×2160, bet UHD 4K ir 3840×2160 — DCI ir par 6.5% vairāk pikseļu
• Malu attiecība: DCI ir 1.9:1 (kinematogrāfisks), bet UHD ir 1.78:1 (16:9 TV)
• Krāsu telpa: DCI-P3 (kinoteātris) pret Rec. 709/2020 (patērētājs)
• Kadru nomaiņas ātrumi: DCI mērķis ir 24 kadri sekundē, UHD atbalsta 24/30/60 kadrus sekundē

Izšķirtspējas vajadzības atšķiras atkarībā no izvades izmēra un apgriešanas elastības.

• 12–24MP: Ideāli piemērots tīmeklim, sociālajiem medijiem, izdrukām līdz 11×14 collām
• 24–36MP: Profesionāls standarts, mērena apgriešanas elastība
• 36–60MP: Mode, ainava, tēlotājmāksla — lielas izdrukas, plaša pēcapstrāde
• 60MP+: Vidējs formāts, arhitektūra, produktu fotogrāfija ar maksimālu detalizāciju

Video izšķirtspēja ietekmē krātuvi, rediģēšanas veiktspēju un piegādes kvalitāti.

• 1080p: YouTube, sociālie mediji, apraides TV, tīmekļa saturs
• 1440p: Premium YouTube, spēļu straumes ar augstu detalizāciju
• 4K: Profesionālas produkcijas, kinoteātris, straumēšanas pakalpojumi
• 6K/8K: Augstas klases kinoteātris, VFX darbs, nodrošināšana nākotnei, ekstrēma pārkadrēšana

Saskaņojiet izšķirtspēju ar ekrāna izmēru un skatīšanās attālumu, lai iegūtu optimālu pieredzi.

• 24 collu monitors: 1080p ir ideāls, 1440p produktivitātei
• 27 collu monitors: 1440p ir ideāls punkts, 4K profesionālam darbam
• 32 collu+ monitors: 4K minimums, 5K/6K foto/video rediģēšanai
• TV 43–55 collas: 4K standarts
• TV 65+ collas: 4K minimums, 8K ir izdevīgs, skatoties no tuva attāluma

Drukas izšķirtspēja ir atkarīga no izmēra un skatīšanās attāluma.

• 4×6 collas pie 300 DPI: 2.16MP (jebkura moderna kamera)
• 8×10 collas pie 300 DPI: 7.2MP
• 11×14 collas pie 300 DPI: 13.9MP
• 16×20 collas pie 300 DPI: 28.8MP (nepieciešama augstas izšķirtspējas kamera)
• Reklāmas stends: 150 DPI ir pietiekami (skatoties no attāluma)

1080×1080 līdz 1920×1080 (1–2 MP)

Sociālās platformas stipri saspiež attēlus. Augstāka izšķirtspēja sniedz minimālu labumu un palēnina augšupielādes.

• Instagram maks: 1080×1080
• YouTube: 1080p ir pietiekami lielākajai daļai
• TikTok: 1080×1920 ir optimāls

24–45 MP minimums

Klientu piegāde, lielas izdrukas un apgriešanas elastība prasa augstu izšķirtspēju.

• Komerciāls darbs: 24MP+
• Redakcionāls: 36MP+
• Mākslas izdrukas: 45MP+

1920×1080 maksimums (optimizēts)

Sabalansējiet kvalitāti ar lapas ielādes ātrumu. Pasniedziet 2× versijas retina displejiem.

• Galvenie attēli: <200KB saspiesti
• Produktu fotoattēli: 1200×1200
• Retina: 2× izšķirtspējas resursi

1440p pie 144Hz vai 4K pie 60Hz

Sabalansējiet vizuālo kvalitāti ar kadru nomaiņas ātrumu atkarībā no spēles veida.

• Konkurētspējīgas: 1080p/144Hz+
• Ikdienas: 1440p/60-144Hz
• Kinematogrāfiskas: 4K/60Hz

• Uzņemiet ar augstāku izšķirtspēju nekā piegādes formāts, lai nodrošinātu elastību
• Vairāk megapikseļu ≠ labāka kvalitāte—sensora izmērs un objektīvs ir svarīgāki
• Saskaņojiet malu attiecību ar paredzēto izvadi (16:9 video, 3:2 fotoattēli)
• RAW uzņemšana saglabā maksimālu detalizāciju pēcapstrādei

• 8K video: ~400GB stundā (RAW), plānojiet krātuvi attiecīgi
• Izmantojiet starpniekfailus 4K+ rediģēšanai, lai uzturētu vienmērīgu darba plūsmu
• Saspiežiet tīmekļa attēlus—1080p JPEG ar 80% kvalitāti ir nepamanāms
• Arhivējiet oriģinālus, piegādājiet saspiestas versijas

• 27 collu monitors: 1440p ir ideāls, 4K ir pārspīlēts parastā attālumā
• TV izmēra noteikums: Sēdiet 1,5× ekrāna diagonāles attālumā 4K gadījumā, 3× 1080p gadījumā
• Spēles: Dodiet priekšroku atsvaidzes intensitātei, nevis izšķirtspējai konkurētspējīgās spēlēs
• Profesionāls darbs: Krāsu precizitāte > izšķirtspēja foto/video rediģēšanai

• Samaziniet 4K līdz 1080p tīmekļa piegādei—izskatās asāk nekā dzimtā 1080p
• Izmantojiet GPU paātrinājumu 4K+ video rediģēšanai
• Straumējiet 1440p, ja joslas platums ir ierobežots—labāk nekā raustīgs 4K
• AI mērogošana (DLSS, FSR) ļauj spēlēt ar augstāku izšķirtspēju

Cilvēka acij ir aptuveni 576 megapikseļu izšķirtspēja. Tomēr tikai centrālie 2° (fovea) tuvojas šim blīvumam—perifērā redze ir daudz zemākas izšķirtspējas.

Lielākais fotoattēls, kas jebkad radīts, ir 365 gigapikseļi—Monblāna panorāma. Pilnā izšķirtspējā būtu nepieciešama 44 pēdas plata 4K televizoru siena, lai to parādītu dabiskajā izmērā.

Habla platleņķa kamera 3 uzņem 16 megapikseļu attēlus. Lai gan pēc mūsdienu standartiem tas ir pieticīgi, tā atmosfēras traucējumu trūkums un specializētie sensori rada nepārspējamas astronomiskas detaļas.

35mm filmai ir aptuveni 24MP ekvivalenta izšķirtspēja, ja to optimāli skenē. Digitālā tehnoloģija apsteidza filmas kvalitāti ap 2005. gadu ar pieejamām 12MP+ kamerām.

Pirmajai kamertelefonam (J-SH04, 2000) bija 0.11MP izšķirtspēja—110 000 pikseļu. Mūsdienu flagmaņiem ir 400× vairāk pikseļu pie 48–108MP.

Tipiskos skatīšanās attālumos 8K nesniedz redzamu labumu salīdzinājumā ar 4K uz ekrāniem, kas mazāki par 80 collām. Mārketings bieži pārsniedz cilvēka redzes spējas.

Jā, ja jūs sēžat 5 pēdu attālumā. Pārsniedzot šo attālumu, lielākā daļa cilvēku nevar atšķirt 4K no 1080p. Tomēr 4K saturs, HDR un labāka apstrāde 4K televizoros joprojām sniedz vērtību.

Iespējams, nepietiekama bitu pārraides ātruma vai apgaismojuma dēļ. 4K ar zemiem bitu pārraides ātrumiem (zem 50 Mbps) parāda vairāk kompresijas artefaktu nekā 1080p ar augstākiem bitu pārraides ātrumiem. Turklāt 4K atklāj kameras drebēšanu un fokusa problēmas, ko 1080p maskē.

Pie 300 DPI: 4×6 nepieciešams 2MP, 8×10 nepieciešams 7MP, 11×14 nepieciešams 14MP, 16×20 nepieciešams 29MP. Pārsniedzot 2 pēdu skatīšanās attālumu, pietiek ar 150-200 DPI, kas samazina prasības uz pusi.

Nē, augstāka izšķirtspēja samazina veiktspēju. 4K prasa 4× vairāk GPU jaudas nekā 1080p tam pašam kadru nomaiņas ātrumam. Konkurētspējīgām spēlēm 1080p/1440p ar augstiem atsvaidzes intensitātes rādītājiem pārspēj 4K ar zemiem.

Mazie viedtālruņu sensori kompromitē pikseļu kvalitāti par labu kvantitātei. 12MP pilna kadra kamera pārspēj 108MP viedtālruņus lielāka pikseļu izmēra, labāku objektīvu un pārākas apstrādes dēļ. Telefoni izmanto pikseļu binningu (9 pikseļu apvienošanu vienā), lai iegūtu labākus 12MP attēlus.

4K (DCI) ir 4096×2160 (17:9 malu attiecība) kinoteātrim. UHD ir 3840×2160 (16:9) patērētāju televizoriem. Mārketings bieži sauc UHD par '4K' savstarpēji aizvietojami, lai gan tehniski UHD ir par 6.5% mazāk pikseļu.

Tikai tad, ja ekrāns ir milzīgs (80+ collas) un jūs sēžat ļoti tuvu (mazāk nekā 4 pēdas). Tipiskiem 55-65 collu televizoriem 8-10 pēdu attālumā cilvēka redze nevar atšķirt atšķirību starp 4K un 8K.

Bitu pārraides ātrums. 1080p Blu-ray vidēji ir 30-40 Mbps, kamēr Netflix 1080p izmanto 5-8 Mbps. Augstāka kompresija rada artefaktus. 4K Blu-ray (80-100 Mbps) dramatiski pārspēj 4K straumēšanu (15-25 Mbps).