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 фотоплёнки, 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 пиксел квадратной формы. Но это не обязательно — например, горизонтальное разрешение может отличаться от вертикального, при этом элемент изображения (пиксел) будет не квадратным, а прямоугольным.

Разрешение изображения

Растровая графика

Ошибочно под разрешением понимают размеры фотографии, экрана монитора или изображения в пикселах. 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 мегапиксела). 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 пиксели 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 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 40 — 45 сантиметров, достаточно разрешения 300 dpi. Исходя из этого можно рассчитать, 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 (3,9×3,9 дюймов). Теперь, умножив 3,9 на 300 и получаем размер фотографии в пикселах: 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 семплов на дюйм; плотность дискретизации (англ. sampling density), в том числе разрешение сканеров изображений.

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 мегапикселах. 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)

Список всех (основных и промежуточных) форматов видеоизображений, отображаемых на различных панелях и компьютерных мониторах.

Название формата	Количество отображаемых на мониторе точек и пропорции изображения	Размер изображения
LDPI	23x33
MDPI	32x44
TVDPI	42,6x58,5
HDPI	48x66
XHDPI	64x88
XXHDPI	96x132
QVGA	320×240 (4:3)	76,8 кпикс
SIF (MPEG1 SIF)	352×240 (22:15)	84,48 кпикс
CIF (NTSC) (MPEG1 VideoCD)	352×240 (11:9)	84,48 кпикс
CIF (PAL) (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
2CIF (NTSC) (Half D1)	704 × 240	168,96 кпикс
2CIF (PAL) (Half D1)	704 × 288	202,7 кпикс
4CIF (NTSC) (D1)	704 × 480	337,92 кпикс
4CIF (PAL) (D1)	704 × 576	405,5 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
HDV 720p (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
16CIF	1408 × 1152	1,62 Мпикс
WXGA+	1440×900 (16:10)	1,296 Мпикс
SXGA+	1400×1050 (4:3)	1,47 Мпикс
HDV 1080i (Анаморфный Full HD с неквадратным пикселем)	1440×1080 (16:9)	1,55 Мпикс
XJXGA	1536×960 (16:10)	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 (16:10)	1,76 Мпикс
HDTV (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 (WQHD)	2560×1440 (16:9)	3,68 Мпикс
WQXGA	2560×1600 (16:10)	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 (16:10)	9,2 Мпикс
Ultra HD (4K)	4096×2160 (256:135)	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 (16:10)	36,86 Мпикс

Компьютерный стандарт / название устройства	Разрешение	Соотношение сторон экрана	Пиксели, суммарно
VIC-II multicolor, IBM PCjr 16-color	160×200	0,80 (4:5)	32 000
TMS9918, ZX Spectrum	256×192	1,33 (4:3)	49 152
CGA 4-color (1981), Atari ST 16 color, VIC-II HiRes, Amiga OCS NTSC LowRes	320×200	1,60 (16:10)	64 000
QVGA	320×240	1,33 (4:3)	76 800
Acorn BBC в 40-строчном режиме, Amiga OCS PAL LowRes	320×256	1,25 (5:4)	81 920
WQVGA	400×240	1.67 (15:9)	96 000
КГД (контроллер графического дисплея) ДВК	400×288	1.39 (25:18)	115 200
Atari ST 4 color, CGA mono, Amiga OCS NTSC HiRes	640×200	3,20 (16:5)	128 000
WQVGA Sony PSP Go	480×272	1,78 (16:9)	129 600
Вектор-06Ц, Электроника БК	512×256	2,00 (2:1)	131 072
	466×288	1,62 (≈ 8:5)	134 208
HVGA	480×320	1,50 (15:10)	153 600
Acorn BBC в 80-строчном режиме	640×256	2,50 (5:2)	163 840
Amiga OCS PAL HiRes	640×256	2,50 (5:2)	163 840
Контейнер AVI (MPEG-4 / MP3), профиль Advanced Simple Profile Level 5	640×272	2,35 (127:54) (≈ 2,35:1)	174 080
Black & white Macintosh (9")	512×342	1,50 (≈ 8:5)	175 104
Электроника МС 0511	640×288	2,22 (20:9)	184 320
Macintosh LC (12")/Color Classic	512×384	1,33 (4:3)	196 608
EGA (в 1984)	640×350	1,83 (64:35)	224 000
HGC	720×348	2,07 (60:29)	250 560
MDA (в 1981)	720×350	2,06 (72:35)	252 000
Atari ST mono, Toshiba T3100/T3200, Amiga OCS, NTSC чересстрочный	640×400	1,60 (16:10)	256 000
Apple Lisa	720×360	2,00 (2:1)	259 200
VGA (в 1987) и MCGA	640×480	1,33 (4:3)	307 200
Amiga OCS, PAL чересстрочный	640×512	1,25 (5:4)	327 680
WGA, WVGA	800×480	1,67 (5:3)	384 000
TouchScreen в нетбуках Sharp Mebius	854×466	1,83 (11:6)	397 964
FWVGA	854×480	1,78 (≈ 16:9)	409 920
SVGA	800×600	1,33 (4:3)	480 000
Apple Lisa+	784×640	1,23 (49:40)	501 760
	800×640	1,25 (5:4)	512 000
SONY XEL-1	960×540	1,78 (16:9)	518 400
Dell Latitude 2100	1024×576	1,78 (16:9)	589 824
Apple iPhone 4	960×640	1,50 (3:2)	614 400
WSVGA	1024×600	1,71 (128:75)	614 400
	1152×648	1,78 (16:9)	746 496
XGA (в 1990)	1024×768	1,33 (4:3)	786 432
	1152×720	1,60 (16:10)	829 440
	1200×720	1,67 (5:3)	864 000
	1152×768	1,50 (3:2)	884 736
WXGA (HD Ready)	1280×720	1,78 (16:9)	921 600
NeXTcube	1120×832	1,35 (35:26)	931 840
wXGA+	1280×768	1,67 (5:3)	983 040
XGA+	1152×864	1,33 (4:3)	995 328
WXGA	1280×800	1,60 (16:10)	1 024 000
Sun	1152×900	1,28 (32:25)	1 036 800
WXGA (HD Ready)	1366×768	1,78 (≈ 16:9)	1 049 088
wXGA++	1280×854	1,50 (≈ 3:2)	1 093 120
SXGA	1280×960	1,33 (4:3)	1 228 800
UWXGA	1600×768 (750)	2,08 (25:12)	1 228 800
WSXGA, WXGA+	1440×900	1,60 (16:10)	1 296 000
SXGA	1280×1024	1,25 (5:4)	1 310 720
	1536×864	1,78 (16:9)	1 327 104
	1440×960	1,50 (3:2)	1 382 400
wXGA++	1600×900	1,78 (16:9)	1 440 000
SXGA+	1400×1050	1,33 (4:3)	1 470 000
AVCHD/«HDV 1080i» (anamorphic widescreen HD)	1440×1080	1,33 (4:3)	1 555 200
WSXGA	1600×1024	1,56 (25:16)	1 638 400
WSXGA+	1680×1050	1,60 (16:10)	1 764 000
UXGA	1600×1200	1,33 (4:3)	1 920 000
Full HD (1080p)	1920×1080	1,77 (16:9)	2 073 600
	2048×1080	1,90 (256:135)	2 211 840
WUXGA	1920×1200	1,60 (16:10)	2 304 000
QWXGA	2048×1152	1,78 (16:9)	2 359 296
	1920×1280	1,50 (3:2)	2 457 600
	1920×1440	1,33 (4:3)	2 764 800
QXGA	2048×1536	1,33 (4:3)	3 145 728
WQXGA (WQHD)	2560×1440	1,78 (16:9)	3 686 400
WQXGA	2560×1600	1,60 (16:10)	4 096 000
Apple MacBook Pro with Retina	2880×1800	1,60 (16:10)	5 148 000
QSXGA	2560×2048	1,25 (5:4)	5 242 880
WQSXGA	3200×2048	1,56 (25:16)	6 553 600
WQSXGA	3280×2048	1,60 (205:128) ≈ 8:5	6 717 440
QUXGA	3200×2400	1,33 (4:3)	7 680 000
QuadHD/UHD	3840×2160	1,78 (16:9)	8 294 400
WQUXGA (QSXGA-W)	3840×2400	1,60 (16:10)	9 216 000
HSXGA	5120×4096	1,25 (5:4)	20 971 520
WHSXGA	6400×4096	1,56 (25:16)	26 214 400
HUXGA	6400×4800	1,33 (4:3)	30 720 000
Super Hi-Vision (UHDTV)	7680×4320	1,78 (16:9)	33 177 600
WHUXGA	7680×4800	1,60 (16:10)	36 864 000

См. также

• Соотношение сторон экрана
• Телевидение высокой чёткости