Разрешение (компьютерная графика)

Разреше́ние — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Термин обычно применяется к изображениям в цифровой форме, хотя его можно применить, например, для описания уровня грануляции фотопленки, фотобумаги или иного физического носителя. Более высокое разрешение (больше элементов) типично обеспечивает более точные представления оригинала. Другой важной характеристикой изображения является разрядность цветовой палитры.

Как правило, разрешение в разных направлениях одинаково, что даёт пиксель квадратной формы. Но это не обязательно — например, горизонтальное разрешение может отличаться от вертикального, при этом элемент изображения (пиксель) будет не квадратным, а прямоугольным.

Разрешение изображения
Растровая графика

Ошибочно под разрешением понимают размеры фотографии, экрана монитора или изображения в пикселях[источник не указан 307 дней]. Размеры растровых изображений выражают в виде количества пикселов по горизонтали и вертикали, например: 1600×1200. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1600, а высота — 1200 точек (такое изображение состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно 2 мегапикселя). Количество точек по горизонтали и вертикали может быть разным для разных изображений. Изображения, как правило, хранятся в виде, максимально пригодном для отображения экранами мониторов — они хранят цвет пикселов в виде требуемой яркости свечения излучающих элементов экрана (RGB), и рассчитаны на то, что пикселы изображения будут отображаться пикселами экрана один к одному. Это обеспечивает простоту вывода изображения на экран.

При выводе изображения на поверхность экрана или бумаги, оно занимает прямоугольник определённого размера. Для оптимального размещения изображения на экране необходимо согласовывать количество точек в изображении, пропорции сторон изображения с соответствующими параметрами устройства отображения. Если пикселы изображения выводятся пикселами устройства вывода один к одному, размер будет определяться только разрешением устройства вывода. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем больше точек отображается на той же площади и тем менее зернистой и более качественной будет ваша картинка. При большом количестве точек, размещённом на маленькой площади, глаз не замечает мозаичности рисунка. Справедливо и обратное: малое разрешение позволит глазу заметить растр изображения («ступеньки»). Высокое разрешение изображения при малом размере плоскости отображающего устройства не позволит вывести на него всё изображение, либо при выводе изображение будет «подгоняться», например для каждого отображаемого пиксела будут усредняться цвета попадающей в него части исходного изображения. При необходимости крупно отобразить изображение небольшого размера на устройстве с высоким разрешением приходится вычислять цвета промежуточных пикселей. Изменение фактического количества пикселей изображения называется передискретизация, и для неё существуют целый ряд алгоритмов разной сложности.

При выводе на бумагу такие изображения преобразуются под физические возможности принтера: проводится цветоделение, масштабирование и растеризация для вывода изображения красками фиксированного цвета и яркости, доступными принтеру. Принтеру для отображения цвета разной яркости и оттенка приходится группировать несколько меньшего размера точек доступного ему цвета, например один серый пиксел такого исходного изображения, как правило, на печати представляется несколькими маленькими чёрными точками на белом фоне бумаги. В случаях, не касающихся профессиональной допечатной подготовки, этот процесс производится с минимальным вмешательством пользователя, в соответствии с настройками принтера и желаемым размером отпечатка. Изображения в форматах, получаемых при допечатной подготовке и рассчитанные на непосредственный вывод печатающим устройством, для полноценного отображения на экране нуждаются в обратном преобразовании.

Большинство форматов графических файлов позволяют хранить данные о желаемом масштабе при выводе на печать, то есть о желаемом разрешении в dpi (англ. dots per inch — эта величина говорит о каком-то количестве точек на единицу длины, например 300 dpi означает 300 точек на один дюйм). Это исключительно справочная величина. Как правило, для получения распечатка фотографии, который предназначен для рассматривания с расстояния порядка 20-30 сантиметров, достаточно разрешения 300 dpi. Исходя из этого можно прикинуть, какого размера отпечаток можно получить из имеющегося изображения или какого размера изображение надо получить, чтоб затем сделать отпечаток нужного размера.

Например, надо напечатать с разрешением в 300 dpi изображение на бумаге размером 10×10 см. Переведя размер в дюймы получим 3,9×3,9 дюймов. Теперь, умножив 3,9 на 300 и получаем размер фотографии в пикселях: 1170×1170. Таким образом, для печати изображения приемлемого качества размером 10×10 см, размер исходного изображения должен быть не менее 1170×1170 пикселей.

Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:

    dpi (англ. dots per inch) — количество точек на дюйм.
    ppi (англ. pixels per inch) — количество пикселей на дюйм.
    lpi (англ. lines per inch) — количество линий на дюйм, разрешающая способность графических планшетов (дигитайзеров).
    spi (англ. samples per inch) — количество сэмплов на дюйм; плотность дискретизации (sampling density), в том числе разрешение сканеров изображений (en:Samples per inch англ.)

По историческим причинам величины стараются приводить к dpi, хотя с практической точки зрения ppi более однозначно характеризует для потребителя процессы печати или сканирования. Измерение в lpi широко используется в полиграфии. Измерение в spi используется для описания внутренних процессов устройств или алгоритмов.
Значение разрядности цвета

Для создания реалистичного изображения средствами компьютерной графики цвет иногда оказывается важнее (высокого) разрешения, поскольку человеческий глаз воспринимает картинку с большим количеством цветовых оттенков как более правдоподобную. Вид изображения на экране напрямую зависит от выбранного видеорежима, основу которого составляют три характеристики: кроме собственно разрешения (кол-ва точек по горизонтали и вертикали), отличаются частота обновления изображения (Гц) и количество отображаемых цветов (цветорежим или разрядность цвета)). Последний параметр (характеристику) часто также называют разрешение цвета, или частота разрешения (частотность или разрядность гаммы) цвета.

Разница между 24- и 32-разрядным цветом на глаз отсутствует, потому как в 32-разрядном представлении 8 разрядов просто не используются, облегчая адресацию пикселов, но увеличивая занимаемую изображением память, а 16-разрядный цвет заметно «грубее». У профессиональных цифровых фотокамер у сканеров (например, 48 или 51 бит на пиксел) более высокая разрядность оказывается полезна при последующей обработке фотографий: цветокоррекции, ретушировании и т. п.
Векторная графика

Для векторных изображений, в силу принципа построения изображения, понятие разрешения неприменимо.
Разрешение устройства

Разрешение устройства (inherent resolution) описывает максимальное разрешение изображения, получаемого с помощью устройства ввода или вывода.

    Разрешение принтера, обычно указывают в dpi.
    Разрешение сканера изображений указывается в ppi (количество пикселей на один дюйм), а не в dpi.
    Разрешением экрана монитора обычно называют размеры получаемого на экране изображения в пикселах: 800×600, 1024×768, 1280×1024, подразумевая разрешение относительно физических размеров экрана, а не эталонной единицы измерения длины, такой как 1 дюйм. Для получения разрешения в единицах ppi данное количество пикселов необходимо поделить на физические размеры экрана, выраженные в дюймах. Двумя другими важными геометрическими характеристиками экрана являются размер его диагонали и соотношение сторон.
    Разрешение матрицы цифровой фотокамеры, так же как экрана монитора, характеризуется размером (в пикселах) получаемых изображений, но в отличие от экранов, популярным стало использование не двух чисел, а округлённого суммарного количества пикселов, выражаемое в мегапикселях. Говорить о фактическом разрешении матрицы можно лишь учитывая её размеры. Говорить о фактическом разрешении получаемых изображений можно либо в отношении устройство вывода — экранов и принтеров, либо в отношении сфотографированных предметов, с учётом их перспективных искажений при съёмке и характеристик объектива.

Разрешение экрана монитора

Для типичных разрешений мониторов, индикаторных панелей и экранов устройств (inherent resolution) существуют устоявшиеся буквенные обозначения:
Данная схема изображает стандартные разрешения экрана, причём цвет каждого типа разрешения указывает соотношение сторон экрана (например, красный цвет обозначает соотношение, равное 4:3)

    QVGA — 320×240 (4:3) — 76,8 кпикс,
    SIF (MPEG1 SIF) — 352×240 (22:15) — 84,48 кпикс,
    CIF (MPEG1 VideoCD) — 352×288 (11:9) — 101,37 кпикс,
    WQVGA — 400×240 (5:3) — 96 кпикс,
    [MPEG2 SV-CD] — 480×576 (5:6) — 276,48 кпикс,
    HVGA — 640×240 (8:3) или 320×480 (2:3) — 153,6 кпикс,
    nHD — 640×360 (16:9) — 230,4 кпикс,
    VGA — 640×480 (4:3) — 307,2 кпикс,
    WVGA — 800×480 (5:3) — 384 кпикс,
    SVGA — 800×600 (4:3) — 480 кпикс,
    FWVGA — 854×480 (16:9) — 409,92 кпикс,
    qHD — 960x540 (16:9) — 518,4 кпикс,
    WSVGA — 1024×600 (128:75) — 614,4 кпикс,
    XGA — 1024×768 (4:3) — 786,432 кпикс,
    XGA+ — 1152×864 (4:3) — 995,3 кпикс,
    WXVGA — 1200×600 (2:1) — 720 кпикс,
    HD 720p — 1280×720 (16:9) — 921,6 кпикс,
    WXGA — 1280×768 (5:3) — 983,04 кпикс,
    SXGA — 1280×1024 (5:4) — 1,31 Мпикс,
    WXGA+ — 1440×900 (8:5) — 1,296 Мпикс,
    SXGA+ — 1400×1050 (4:3) — 1,47 Мпикс,
    XJXGA — 1536×960 (8:5) — 1,475 Мпикс,
    WSXGA (?) — 1536×1024 (3:2) — 1,57 Мпикс,
    WXGA++ — 1600×900 (16:9) — 1,44 Мпикс,
    WSXGA — 1600×1024 (25:16) — 1,64 Мпикс,
    UXGA — 1600×1200 (4:3) — 1,92 Мпикс,
    WSXGA+ — 1680×1050 (8:5) — 1,76 Мпикс,
    Full HD 1080p — 1920×1080 (16:9) — 2,07 Мпикс,
    WUXGA — 1920×1200 (16:10) — 2,3 Мпикс,
    2K — 2048x1080 (256:135) — 2,2 Мпикс,
    QWXGA — 2048×1152 (16:9) — 2,36 Мпикс,
    QXGA — 2048×1536 (4:3) — 3,15 Мпикс,
    WQXGA — 2560×1440 (16:9) — 3,68 Мпикс,
    WQXGA — 2560×1600 (8:5) — 4,09 Мпикс,
    QSXGA — 2560×2048 (5:4) — 5,24 Мпикс,
    WQSXGA — 3200×2048 (25:16) — 6,55 Мпикс,
    QUXGA — 3200×2400 (4:3) — 7,68 Мпикс,
    WQUXGA — 3840×2400 (8:5) — 9,2 Мпикс,
    Ultra-HD — 4096×2160 (256:135)[1] — 8,8 Мпикс,
    HSXGA — 5120×4096 (5:4) — 20,97 Мпикс,
    WHSXGA — 6400×4096 (25:16) — 26,2 Мпикс,
    HUXGA — 6400×4800 (4:3) — 30,72 Мпикс,
    Super Hi-Vision — 7680×4320 (16:9) — 33,17 Мпикс,
    WHUXGA — 7680×4800 (8:5) — 36,86 Мпикс.