نقطه : واحدي پايه اي براي تصاوير ديجيتال
هر تصوير ديجيتال مجموعه اي است از واحد پايه اي در مقياس كوچك با عنوان : PIXEL ( پيكسل يا نقطه ) كه اين كلمه نيز تركيبي است از PIC از كلمه PICture و El از كلمه Element ("PICtureELement" ) . درست همانند آثار هنري سبك pointillist كه با استفاده از يكسري نقطه هاي رنگي به بيان موضوع پرداخته مي شود ، تصاوير ديجيتال نيز از ميليون ها نقطه رنگي ( پيكسل ) كه تعيين كننده جزئيات آن تصوير- در كنار هم و بصورت يكپارچه - مي باشد ، تشكيل مي شود .
| موس را روی هر یک از موارد روبرو قرار دهید : |
|
(Pointillism (Paint Blotches |
Pixels |
 |
 |
هر پيكسل داراي يكسري اعداد مي باشد كه نمايانگر خود رنگ و ميزان شدت آن رنگ در ن نقطه مي باشد . به معيار دقت و ظرافتي كه براي رنگ يك پيكسل تعيين مي شود ، عمق رنگي (bit يا color depth ) اطلاق مي گردد .فراواني پيكسل هاي تشكيل دهنده يك تصوير بيانگر قابليت در توصيف چگونگي جزئيات آن تصوير مي باشد .توجه داشته باشيد كه بيان كردم " قابليت اين را دارد كه " و بايد توجه داشت كه تعداد بيشتر پيكسل هاي موجود در يك تصوير لزوما به اين معني نيست كه بطور تمام و كمال از اين پيكسل ها استفاده شده است . اين مفهوم بسيارحائز اهميت بوده و پس از اين بيشتر به آن خواهيم پرداخت .
اندازه پرينت ( چاپ ) : تعداد پيكسل در هر اينچ يا تعداد نقطه در هر اينچ
از آنجائيكه پيكسل يك واحد منطقي اطلاعاتي مي باشد ، كاربردي در بيان چگونگي پرينت در دنياي واقعي ندارد ، مگراينكه اندازهآنها نيز تعيين گردد .از لحاظ نظري در عالم واقع براي مطرح كردن وضوح تصويري هم از پيكسل در واحد اينچ (PPI ) و هم از نقطه در واحد اينچ (DPI ) استفاده مي شود . در اغلب اوقات مفهوم اين دو معيار بطور نادرست بكار گرفته مي شود ( مخصوصا در مورد چاپگر هاي inkjet ) ، كه موجب گمراهي كاربران در تشخيص حداكثر وضوح چاپ اين چاپگرها مي شود .
بين اين معيارها ، معيار پيكسل در واحد اينچ معمولا سرراست تر و آسانتر مي باشد .اين معيار عينا بيانگر تعداد پيكسل هاي يك تصوير در جهت هاي افقي و عمودي درواحد اينچ مي باشد. معيار نقطه در واحد اينچ شايد در ابتدا شايد ساده تر بنظر آيد .اين پيچيدگي از آنجايي بوجود مي آيد كه برخي از تجهيزات براي ساختن يك پيكسل از چندين نقطه استفاده مي كنند ، بنابر اين تعداد نقطه ها در واحد اينچ هميشه بيانگر همان وضوح نمي باشد . به بكارگيري چند نقطه براي بوجود آوردن يك پيكسل "dithering" اطلاق مي شود .
در مورد تجهيزات با امكانات رنگي محدودترقرار گرفتن اين الگو هاي كوچك در كنار هم مي تواند موجب ايجاد خطا درچشم شوند، ازاينرو مشاهده تفاوت رنگ قسمت هاي كوچكتر پيكسل ها دشوار است . در نمونه فوق از 128 پيكسل استفاده شده است ، كه تقريبا با همان تركيب رنگي موجود در نسخه dithered تصوير كه از 24 رنگ استفاده شده است يكسان بنظر مي آيد . يك اختلاف قابل تامل وجود دارد : هر نقطه رنگي در تصوير dithered بايد از هر يك از پيكسل ها كوچكتر باشد .بنابراين تقريبا هميشه به DPI بيشتري نسبت به PPI بمنظور رسيدن به همان سطح از جزئيات تصوير مورد نياز است . PPI همچنين جامع تر از DPI نيز است ، چون به شناخت دانش آن تجهيزات براي درك چگونگي كيفيت جزئيات نيازي نخواهد بود .
استاندارد مورد نياز براي چاپ عكس PPI 300 ميباشد ، بنابراين چاپگرهاي جوهرافشان ( بر اساس تغداد جوهر هاي رنگي كه بكار مي برند) براي بدست آوردن كيفيت عكاسي به چندين برابر DPI نيازمند مي باشند .براساس مورد استفاده مثلا درروزنامه ها ومجلات اين مقدار بسيار كمتر از PPI 300 خواهد بود . وقتي كه يك تصوير مشخص ( با همان تعداد پيكسل ) ، بزرگتر شود PPI آن كاهش مي يابد .
ارتباط مگاپيكسل حداكثر اندازه چاپ
يك مگاپيكسل در واقعيك ميليون پيكسل ميباشد.اگر وضوح معيني از جزئيات تصوير( PPI ) مورد نظرتان نباشد ، بديهي است كه متناسب با مگاپيكسل مورد نظر ، يك اندازه چاپ حداكثر وجودخواهد داشت .جدول ذيل حداكثر اندازه هاي قابل چاپ با وضوح PPI200 و PPI 300 را در دوربين هاي مختلف نشان مي دهد :
| # of Megapixels |
Maximum 3:2 Print Size |
| at 300 PPI: |
at 200 PPI: |
| 2 |
5.8" x 3.8" |
8.7" x 5.8" |
| 3 |
7.1" x 4.7" |
10.6" x 7.1" |
| 4 |
8.2" x 5.4" |
12.2" x 8.2" |
| 5 |
9.1" x 6.1" |
13.7" x 9.1" |
| 6 |
10.0" x 6.7" |
15.0" x 10.0" |
| 8 |
11.5" x 7.7" |
17.3" x 11.5" |
| 12 |
14.1" x 9.4" |
21.2" x 14.1" |
| 16 |
16.3" x 10.9" |
24.5" x 16.3" |
| 22 |
19.1" x 12.8" |
28.7" x 19.1" |
دوربين و نسبت تصوير
اندازه هاي بدست آمده در دوربين هاي مختلف با يك نسبت تصوير ( نسبت طول- بعد طولاني تر- به عرض- بعد كوتاه تر- ) ، كه در حالت استاندارد در دوربين هاي 35ميليمتري 3:2 مي باشد ، تعيين شده است . در واقع اكثر دوربين هاي جيبي ، مانيتورها وتلويزيون ها داراي نسبت تصوير 4:3 و اكثر دوربينهاي SLR داراي نسبت 3:2 مي باشند. از سايرموارد هم مي شود به آخرينتجهيزات فيلم كه حتي امكانثبتتصوير بانسبت 1:1 يعني مربع شكل را دارا مي باشد وفيلمهاي DVD نيز با نسبت16:9 امتداد پيدا كرده است .
اين بدين معني است كه اگر دوربيني با نسبت تصوير 4:3 داشته باشيم و به به چاپ تصويري به اندازه 4*6 اينچ ( 3:2 ) نياز داشته باشيم ، در واقع مقدار زيادي از مگاپيكسل - حدود 11% - را هدر ميدهيم .بايد اين نكته را مدنظر قرار دهيد كه دوربين شما داراي نسبت تصوير متفاوتي نسبت به ابعاد چاپ شما مي باشد .
خود پيكسلها نيزمي توانند داراي نسبت تصويرباشند ، اگرچه اين مساله كمتر رايج مي باشد .برخي ويدئو هاي استاندارد و دوربين هاي نيكون قديمي داراي پيكسل هاي نامتوازن بودند .
اندازه حسگر ديجيتال : همه پيكسل هاي بوجود آمده يكسان نمي باشند
حتي اگر دو دوربين داراي تعداد پيكسل هاي يكسان باشند ، به اين معني نيست كه اندازهپيكسل هايشان نيز لزوما يكسان باشد .يكي از اصلي ترين مشخصه هايكرانتر بودن دور بين هاي SLR نسبت به دوربين هاي جيبي ناحيه حسگر هاي بسيار وسيع تر مي باشد . به اين معني كه اگر دو دوربين SLR ودوربين جيبي داراي تعداد پيكسل برابر باشند ،اندازه هرپيكسل در دوربين SLR بسيار بزرگتر خواهد بود .
چرا شخص بايد نگران اندازه پيكسل ها باشد ؟ پيكسل هاي بزرگتر ، داراي ناحيه اي بزرگتر جهت جمع آوري نور مي باشد. يعني امواج نور در بازه زماني مشخص قوي تر خواهند بود.
اين خاصيت سبب بهبود امواج ضعيف تر مي شود كه درنهايت منجر به بوجود آمدن تصاويري با جزئيات بيشتر مي شود.همچنين محدوده ديناميكي تصوير( محدوده اي از روشنايي وتاريكي تصوير كه بدون بوجود آمدن نقاط بيش از حد تاريك يا روشن ثبت مي گردد) نيز با پيكسل هاي بزرگتر افزايش مي يابد. بعلت اينكه هر پيكسل قادر به نگهداري تعداد بيشتي از فوتون هاي نور( قبل از اينكه كاملا سفيد شوند ) در خود هستند .
Compact Camera Sensor
SLR Camera Sensor
نمودار ذيل اندازه هاي مربوطبه چن حسگر با سا يز هاي استاندارد موجود در بازار را مطرح مي كند . بيشتر دوربين هاي SLR هم از نسبت تصوير 1/5 يا 1/6 برابر ضريب برش (crop factor ) - درمقايسه با دوربين هاي 35 ميليمتري - مي باشد ،اگرچه مدل هاي جديد تر اين دوربين ها داراي حسگرهايي هستند كه درعمل به اندازه يك دوربين 35 ميليمتري مي باشد .اندازه حسگر هايي كه نشان داده شده اند نمايانگر قطر واقعي تصوير نمي باشد اما درعوض حدودا اگر كادر تصوير را دايره اي فرض كنيم به اندازه قطر دايره خواهد بود . با اين وجود اين عدداز مشخصات اكثر دوربين هاي جيبي مي باشد .
چرا صرفا از حسگر بزرگتر استفاده نمي شود؟ يكي ازاصليترين موانع قيمت بالاي اين حسگر ها مي باشد ، بنابر اين بكارگيري آنها هميشه سودمند نمي باشد .
عوامل ديگر از حوصله اين بحثخارج است ولي در اين ميا ن مي توان به اينكه حسگر هاي بزرگتر به مقدار گشادگي ديافراگم هاي كوچك تر جهت بدست آوردن همان عمق ميدان نيازمندند اماكمتر در معرض معضل انكسار نور براي يك مقدار گشادگي ديافراگم معين مي باشند .
از همه اين موارد مي توان نتيجه گرفت كه آيا فشردن مقدار بيشتري پيكسل در يك حسگر مناسب است يا نه ؟اين مساله معمولا وقتي كهدر مانيتور بصورت 100% نمايش داده مي شود ايجاد اختلال مي كند . در چاپ هاي واقعي اختلالات مدل هاي داراي مگاپيكسل بالاتر درحد بالايي كوچك مي شوند.اين مزيت براي مواردي كه از دوربين هاي با مگاپيكسل بالاتر استفاده مي كنيم معمولا بيشترخواهد بود .
منابع : http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/digital-camera-pixel.htm
ترجمه : جابر يزدانخواه كناري
