Faktory ovlivňující kvalitu digitálních obrazů

Jsme velká tiskařská společnost v Číně Shenzhen. Nabízíme všechny knižní publikace, tištěné knihy, potisk knih, potisk knih, vázané knihy, tisk knih, tisk knih, potisk knih, tisk brožur, balení krabic, kalendáře, všechny druhy PVC, brožury výrobků, poznámky, dětskou knihu, samolepky, vše druhy speciálních výrobků pro tisk papíru, herní karty a tak dále.

Pro více informací prosím navštivte

http://www.joyful-printing.com. Pouze ENG

http://www.joyful-printing.net

http://www.joyful-printing.org

email: info@joyful-printing.net

Digitální snímky jsou obvykle získávány skenováním (někdy také dostupné z digitálních fotoaparátů). Faktory ovlivňující digitální snímky jsou mnohostranné. Správnost digitalizace obrazu je obecně základem pro zajištění kvality digitálních snímků. Skenování je nejběžnější proces digitalizace, jako je například skenování pro digitalizaci grafických kreseb, diapozitivů nebo fotografických výtisků. Kvalita skenování a výkon konečného výstupního zařízení jsou proto nejdůležitějšími faktory ovlivňujícími kvalitu obrazu. Tento článek analyzuje především faktory ovlivňující kvalitu digitálních obrazů z hlediska rozlišení, hloubky pixelů, barevného modelu obrazu a formátu ukládání obrazových souborů.

Za prvé, usnesení

Rozlišení obrazu se týká počtu pixelů na jednotku délky obrazu, který je obecně vyjádřen v ppi (pixelech na palec), tj. Počtu pixelů na palec. Rozlišení obrazu je ve skutečnosti rozlišení skenování (vzorky na palec). Nemůžeme si ho zaměnit s dpi (tečky na palec). Dpi se používá k měření výstupního rozlišení laserové tiskárny nebo osvitové jednotky, která udává, kolik bodů na palec. Například třepačka s výstupním rozlišením 2450 dpi produkuje více než 6 milionů bodů na čtvereční palec plochy (2450 x 2450 = 6002500). Standardní laserová tiskárna 300 dpi produkuje 90 000 bodů na čtvereční palec. Čím více bodů obrázek obsahuje, tím vyšší je rozlišení obrazu a tím vyšší kvalita tisku. Další neobvyklá metrika je roly x na milimetr, kde x je počet pixelů na milimetr, jako například: reis 4 je 4 plxels na milimetr, asi 102 ppi (nebo spi).

Existuje také koncept, tj. Rozlišení tiskového stroje, rozlišení tiskového stroje je vyjádřeno pomocí lpi (řádek na palec), tj. Kolik řádků na palec, obvykle nazývaných počet řádků mřížky, polotón na obrazovce, Číslo řádku obrazovky nebo frekvence obrazovky. Rozlišení skenování je přímo závislé na frekvenci obrazovky. Když je digitální obraz vysílán na tiskárnu nebo do obrazového osvitu, bude rozdělen na body podobné běžnému tisku. Výstupní zařízení produkuje tečky, které jsou implementovány převedením na sadu menších stavů zapnuto nebo vypnuto, což jsou pixely. Pokud je výstupním zařízením obrazová jednotka, může být výstupem film a papír. V době tisku jsou pixely kombinovány do řady buněk, ze kterých jsou vytvořeny tečky. Body se vytvoří zapnutím nebo vypnutím pixelů v řídicí jednotce a určením úrovně šedi.

Pixel je množství drobných čtvercových obrazových prvků, které tvoří obraz. Hodnota pixelu digitálního obrazu je hodnota, kterou počítač poskytuje, když je původní obraz digitalizován, což představuje průměrnou informaci o jasu malého čtverce originálu nebo informaci o průměrné hustotě odrazu malého čtverce. U naskenovaných obrazů obsahují pixely jednotlivé vzorkované informace, například barvu, stupně šedi, černou nebo bílou. Velikost pixelu závisí na rozlišení skenování. Například 150 spi znamená, že skener vzorkuje 1/150 každých 1 palec; 72 spi znamená 1/72 každého 1 palce. Čím vyšší je rozlišení skenování, tím více detailů získáte.

Rozlišení skenování

Když je obraz naskenován ve velmi nízkém rozlišení, získané pixely jsou větší, detaily obrazu jsou menší, vyjádřená barva informací je menší a kvalita obrazu je výrazně snížena. Na druhou stranu, pokud je rozlišení skenování příliš vysoké, nemusí dosáhnout požadovaných výsledků. Je-li rozlišení skenování příliš vysoké, bude naskenovaný soubor obrázku zbytečně velký, takže zpracování RIP trvá dlouho. Tiskárna může generovat obrazy pouze s omezeným počtem řádků na palec, takže kvalita konečného výstupu nemusí být nutně zlepšena. I když je naskenovaný obrázek stažen na web, výsledek je stejný. Protože většina uživatelů používá rozlišení 72ppi k zobrazení obrázků na displeji. Obecně platí, že pro získání nejlepšího skenování se doporučuje vzít v úvahu následující empirický vzorec:

Skenování barevných obrázků Pro barevné nebo šedé obrázky je správné rozlišení skenování závislé na požadované frekvenci obrazovky. Informace o frekvenci obrazovky můžete získat na tiskárně nebo se zeptat odborníka na tisk. Obecně, noviny jsou tisknuty s frekvencí obrazovky 85 lpi. Většina litografických časopisů používá 133 lpi nebo 150 lpi. Některé umělecké knihy vytištěné na natíraném papíru používají 200 lpi. Pokud znáte frekvenci zobrazení, můžete pro výpočet frekvence skenování použít následující vzorec:

a) Pro frekvenci obrazovky 133 lpi nebo vyšší:

Rozlišení skenování = frekvence obrazovky × 2 × měřítko původního obrazu

b) Pro kmitočty obrazovky menší než 133 lpi:

Rozlišení skenování = frekvence obrazovky × 1,5 × měřítko původního obrazu

Chcete-li například naskenovat obraz 3 × 5, velikost reprodukce je 18/5 × 6 (palce) (120% původního obrazu). Pokud používáte frekvenci obrazovky 85 lpi, můžete použít skenování s rozlišením 153 spi (85 × 1,5 × 1,2 = 153).

Skenování kresby černobílých čar Černobílé obrazy, například čárová grafika, loga a text, jsou často označovány jako bitmapové obrazy. Tento termín se používá, protože k vytvoření černobílého obrazu je zapotřebí pouze jeden bit na pixel. Barevné a šedé přechody v barvách a odstínech šedi zakrývají ohraničení a prolínají obraz do pozadí. U černobílých snímků způsobuje silný kontrast mezi černobílým obrazem, že pozornost oka vede k obrysu. Požadavky na skenování pro černobílé čárové grafiky se tedy liší od barevného obrazu. Pro dosažení nejlepšího rozlišení by skenování mělo být co nejblíže konečnému výstupnímu rozlišení. V opačném případě se snímky s nízkým rozlišením skenování budou pravděpodobně zobrazovat jako „zoubkované“.

Pro skenování černobílých čar lze použít následující vzorec:

Rozlišení skenování = rozlišení výstupu × měřítko originálu

Rozlišení tiskárny a obrazové osvitové jednotky se měří v bodech na palec (dpi), ale bez ohledu na to, jak vysoké je rozlišení výstupního zařízení, je hodnota 600 spi velmi dobrá pro mnoho uměleckých děl, skenování. 1200 spi (i když je výstupní rozlišení velmi vysoké). Rozdíl v kvalitě mezi naskenovanými obrazy překračujícími toto číslo je obtížné rozeznat pouhým okem a nadměrný počet řádků skenování pouze zvýší obraz tak, aby byl obraz pomalejší.

Pro tisk vysoce kvalitních digitálních obrazů nesmí být rozlišení obrazu menší než 1,5násobek frekvence obrazovky, ale také kvalita obrazu závisí na použitém papíru. Tisk s maximálním rozlišením a frekvencí obrazovky není vždy možný. Ne všechny lisy podporují nejvyšší výstup na obrazovce a většina papírů není vhodná pro vysokofrekvenční tisk na vysoké obrazovce. Například, když tisknete na vysoké frekvenci obrazovky v novinách, pohlcuje tečky a způsobuje příliš mnoho inkoustu, což vede k velmi rozmazané kvalitě výstupu. Papír je tedy určujícím faktorem toho, kolik frekvence obrazovky se používá.

Za druhé, hloubka pixelů

Hloubka CCD je počet bitů použitých pro ukládání každého pixelu (tj. Bitů), který se také používá k měření rozlišení obrazu. Hloubka pixelů určuje počet barev, které může mít každý pixel barevného obrazu, nebo určuje počet úrovní šedi, které může mít každý pixel obrázku ve stupních šedi. Čím více bitů se používá k reprezentaci pixelu, tím více barev může pixel vyjádřit a čím hlouběji je. Ačkoli barevný obraz může být velmi hluboký, čím hlouběji je pixel, tím větší je potřebný úložný prostor. Hloubka pixelů je příliš malá, což ovlivňuje kvalitu obrazu. Obraz vypadá velmi drsně a nepřirozeně.

Bity jsou základními prvky digitálních dat. Každý bit je buď zapnutý nebo vypnutý, obvykle reprezentovaný 1 nebo 0, tj. Existují pouze dvě varianty. Každý pixel skenovaného obrazu má hloubku pixelů, například 1 až 32 bitů. 1-bitový obraz je černobílý obraz (např. Černobílý výkres uvedený výše). 2-bitový pixel má 4 varianty (00 01 10 11), které představují rozsah barev od bílo-šedé šedohnědé-šedo-černé.

8bitový pixel může reprezentovat všechny šedé v 256 barevných odstínech, které lze tisknout tiskárnami PostScript (R) Level 2 a Level 3. Každý pixel obrazu je reprezentován třemi složkami R, G a B. Pokud každý pixel má hloubku 8 bitů, každý pixel sdílí 24bitovou reprezentaci a každý pixel může být jeden z 16777216 barev.

Když je pixel reprezentován hodnotou 32 bitů, jestliže R, G a B jsou reprezentovány 8 bity, zbývajících 8 bitů je často označováno jako alfa kanálové bity. V softwaru Adobe Photoshop je k dispozici alfa kanál. Častěji jsou v režimu CMYK čtyři 8-bitové kanály, a to azurový kanál, purpurový kanál, žlutý kanál a černý kanál.

Za třetí, barevný model obrazu

Barevná reprezentace různých barevných modelů je odlišná a má vliv na barevné digitální snímky. Níže jsou uvedeny některé z hlavních společných modelů pro popis barev.

Barevný model RGB

Červená, zelená a modrá jsou tři základní barvy barvy a tři vlnové délky červené, zelené a modré jsou základem všech barev v přírodě. Většina viditelného spektra může být smíšena s různými proporcemi a intenzitami červeného, zeleného a modrého (RGB) světla. To znamená, že azurová, purpurová a žlutá se vytvářejí v místech, kde se barvy překrývají. Vzhledem k tomu, že syntéza barevného světla RGB produkuje bílou barvu, je RGB barevným modelem aditivní režim. Barevné modely RGB se běžně používají pro osvětlení, video a displeje. Systémy, jako jsou barvy vyrobené na displeji, mají stejné základní vlastnosti jako paprsky vyrobené v přírodě: barvy mohou být vyráběny v červené, zelené a modré barvě, což je základem barevného modelu RGB. Většina skenerů může také použít barevný model RGB pro záznam dat z digitálních snímků. Barevný displej může vyzařovat tři druhy světelných paprsků s různou intenzitou, takže fosforeskující materiály pokrývající červené, zelené a modré barvy uvnitř obrazovky vyzařují světlo, čímž vytvářejí barvy. Když například ve Photoshopu uvidíte červenou barvu, displej se rozsvítí a červený paprsek stimuluje červený fosfor, aby se na obrazovce zobrazil červený pixel.

Pokud používáte nástroj pro výběr barev RGB, můžete ve Photoshopu změnit barvu pixelů kombinací tří hodnot barev červené, zelené a modré. Hodnoty barev tří základních barev se pohybují v rozmezí od 0 do 255. R: 255, G: 255, B: 255 překrývají, aby produkovaly bílou barvu, ale R: 0, G: 0, B: O, které jsou vytvořeny jako černé (bez barvy světla ). R: 185, G: 132, B: 234 Superimpozice vytváří barvu podle obrázku.

Ve spojení s předchozími znalostmi o hloubce obrazových pixelů je 16777216 barev dostačujících pro křišťálově čistý digitální obraz na displeji připojeném k počítači vybavenému 24bitovou barvou, i když je to viditelné pouze v přírodě. část.

Barevný model CMYK

Qing, Pin a Yellow jsou sekundární barvy, které jsou doplňující barvy červené, zelené a modré. Barevný model CMYK je založen na charakteristice absorpce světla inkoustu vytištěného na papíře. Když je na průsvitné inkoustové světlo aplikováno bílé světlo, část spektra se absorbuje a částečně odráží zpět do oka. Teoreticky mohou čisté azurové (C), purpurové (M) a žluté (Y) pigmenty syntetizovat a absorbovat všechny barvy a produkovat černou. Z tohoto důvodu se model CMYK nazývá subtraktivní model. Ve skutečnosti však tisková barva bude obsahovat určité nečistoty. Tyto tři inkousty ve skutečnosti produkují druh zemní šedé, který musí být smíchán s černým (K) inkoustem, aby se vytvořila pravá černá (s použitím K nebo Bk místo B, aby se zabránilo záměně s modrou). ). Barva tisku se skládá z 39% azurové, 47% purpurové, 0% žluté a 1% černé (černá absorbuje veškeré světlo). Tento tisk bude odrážet 60% červená, 52% zelená a 99% modrá. .

Laboratorní režim barev

Barevný model laboratoře byl postaven na základě Mezinárodních norem pro měření barev vyvinutých Mezinárodní komisí pro osvětlení (CIE) v roce 1931. V roce 1976 byl tento model revidován a pojmenován CIELab a Lab barevný design je nezávislý na zařízení; bez ohledu na to, jaké zařízení (například monitor, tiskárna, počítač nebo skener) se používá k vytvoření nebo výstupu obrázku, vzor barev vytváří zbývající barvu. Konzistentní. Barva Lab se skládá z psychometrické složky (L) a dvou chrominančních složek; tyto dvě složky jsou složkou (od zelené po červenou) a složkou b (od modré po žlutou). Lab obraz je tříkanálový obraz obsahující 24 (8 x 3) bitů / pixel.

Režim Lab můžete použít ke zpracování obrazů fotografií CD, samostatně upravovat hodnoty výšky a barev v obrazech, přenášet snímky mezi různými systémy a tisknout na tiskárny PostScript (R) Level 2 a Level 3. Chcete-li tisknout obrázky Lab na jiná barevná PostScriptová zařízení, měli byste je nejprve převést na CMYK. Obecně platí, že Lab barva je vnitřní režim barev, který Photoshop používá při převodu mezi různými barevnými režimy.

Barevný režim HSB

HSB je založen na vnímání barvy osobou, nikoliv na hodnotě počítače RGB, ani na procentu CMYK tiskárny. Lidské oko se domnívá, že barva se skládá z chromatičnosti, sytosti a jasu. Model HSB popisuje tři základní charakteristiky barvy:

1. Chromatičnost H, na standardním barevném kole od 0 do 360 stupňů, odstín se měří podle polohy. Při normálním použití je odstín identifikován názvem barvy, například červenou, oranžovou nebo zelenou. Chroma je založena na vlnové délce světelné vlny odražené zpět od objektu nebo vlnové délky světelné vlny přenášené objektem.

2. Sytost S označuje intenzitu nebo čistotu barvy. Sytost se týká podílu barevných složek v odstínu, měřeno v procentech od 0% (šedé) do 100% (plně nasycené). Na standardním barevném kole se zvyšuje sytost od středu k okraji. Saturace je často označována jako barva díla. Čím vyšší je sytost, tím nižší je šedá složka a vyšší intenzita barvy.

3. Výška B, což je relativní jas barvy, se obvykle měří v procentech od 0% (černá) do 100% (bílá).

Tyto čtyři barevné modely jsou několik modelů, které se často používají při zpracování obrazu. Barevné modely obrazů jsou odlišné a barva je samozřejmě jiná.

Za čtvrté, formát pro ukládání obrázků

Formáty pro ukládání obrázků mají velký vliv na digitální snímky. Formát úložiště je relevantní pro to, zda je obrázek komprimován, počet barev, které může vyjádřit, a hloubka obrazových pixelů. Zde je stručný přehled některých našich běžných formátů úložiště:

*. Jpg / *. Jpeg (Joint Photographic Expert Group)

*. Jpg / *. Jpeg je 24-bitový formát obrazového souboru a vysoce účinný formát komprese, který je kompresním standardem pro statické obrazy s nepřetržitým tónem. Jeho původním účelem bylo přenášet komprimovaný obraz s rozlišením 720 × 576 pomocí komunikační linky 64 kb / s. S minimální ztrátou rozlišení můžete snížit nároky na velikost obrazu na 10% původní velikosti. Díky své účinné účinnosti komprese a normalizaci je široce používán při přenosu barevných faxů, statických snímků, telekonferencí, tisku a novinových fotografií. Tyto odstraněné údaje však nelze při dekompresi obnovit, takže *. Jpg / *. Soubor jpeg není vhodný pro přiblížení a ovlivní kvalitu výstupu do tisku. Jeho dopad na ztrátu grafických obrázků však není příliš velký, 16M (24bitový) *. Jpg / *. Obraz jpeg nevypadá moc odlišně od fotografie a neprofesionálové nemohou ani říct. Stejný obrázek s *. jpg / *. Soubory uložené ve formátu jpeg jsou 1/10 až 1/20 jiných typů grafických souborů. Obecně, *. Jpe / *. Soubor jpes je pouze několik desítek kB a počet barev může být až 24 bitů.

* .tif / *. tiff (formát souboru obrázku značky)

* .tiff je formát grafického souboru vyvinutý společností Aldus pro počítače Macintosh. To bylo nejprve popularizováno na Macintoshi, a je nyní podporován běžnými obrazovými aplikacemi na Windows. V současné době je nejrozšířenější bitmapový formát na počítačích Macintosh a PC. Je velmi výhodné portovat grafiku * .tiff na těchto dvou hardwarových platformách. Většina skenerů může také zobrazovat obrazové soubory ve formátu * .tiff. Formát podporuje až 16M barev. Jeho vlastnosti jsou: uložená kvalita obrazu je vysoká, ale obsazený úložný prostor je také velmi velký, velikost odpovídá desetinásobku obrázku * .jpeg; jemnější úroveň informací je více, což přispívá k reprodukci původního tónu a barvy. Formát je k dispozici v komprimovaných i nekomprimovaných formách, kde komprimovaná forma používá schéma bezeztrátové komprese LZW (Lempel-Ziv-Welch). Ve formátu PhotoShop podporuje formát * .tiff 24 kanálů, což je jediný formát souboru, který může ukládat více než čtyři kanály kromě formátu PhotoShop (* .psd a * .pdd). Jediná nevýhoda je, že soubor * .tiff je velmi obtížné dekomprimovat kvůli jedinečné proměnné struktuře * .tiff.

*. Pcd (Kodak PhotoCD)

*. pcd je formát souboru Photo CD vyvinutý společností Kodak, který lze číst pouze jinými softwarovými systémy. Tento formát se používá především k ukládání barev naskenovaných obrazů na disk CD-ROM, který používá barevný režim YCC k definování barev v obraze. Barevný režim Y CC je variantou barevného režimu CIE. Barevný prostor CIE je mezinárodní norma, která definuje barvy, které mohou všechny lidské oči pozorovat. Barevné prostory YCC a CIE obsahují mnohem více barev než barvy RGS a CMYK displeje a tiskového zařízení. Foto CD obrazy jsou většinou velmi vysoké kvality. Náklady na skenování role filmu do souborů Photp CD nejsou vysoké, ale kvalita skenování závisí na typu použitého filmu a na úrovni provozu uživatele skeneru.

*. Eps (Encapsulated PostScript)

*. Eps je formát grafického souboru ASCII popsaný v jazyce PostScript. Dokáže tisknout vysoce kvalitní grafické obrazy na grafické tiskárně PostScript s až 32bitovou grafikou. Formát je rozdělen do formátu PhotoShop EPS (Adobe Illustrator Eps) a standardního formátu EPS a standardní formát EPS lze rozdělit do grafického formátu a formátu obrazu. Za zmínku stojí, že v aplikaci PhotoShop lze otevřít pouze soubory EPS ve formátu obrázku. *. Formát eps se skládá ze dvou částí: první část je obrazový soubor s nízkým rozlišením na obrazovce pro náhled a umístění během zpracování obrazu; druhá část obsahuje samostatná data pro každou separaci barev. *. Soubor Eps je uložen ve formátu DCS / CMYK. Soubor obsahuje samostatná data čtyř barev CMYK, které mohou přímo výstup čtyřbarevné sítě. Nicméně, kromě toho, že je spolehlivější na postscriptových tiskárnách, formát * .e ps má řadu nevýhod: Za prvé, formát * .eps ukládá obrazy s obzvláště nízkou účinností; za druhé, schéma komprese * .eps formátu je také špatné, obecně stejný obraz *. Po Tiffově kompresi je Tiff 3 až 4 stupně menší než obraz * .eps.

*. bmp (bitmapa)

*. bmp je bitmapový (Bitmapový) formát pro Windows a OS / 2. Soubor je téměř nekomprimovaný a zabírá spoustu místa na disku. Formát barevného ukládání je 1, 4, 8 a 24 bitů. Rozlišení může být také 480 × 320 až 1024 × 768. Tento formát je v prostředí Windows poměrně stabilní a je podporován softwarem pro zpracování obrazu v prostředích DOS a Windows. Tento formát je proto v dnešních aplikacích široce používaným formátem. Nevýhodou však je, že formátový soubor je relativně velký, takže jej lze použít pouze na jediném stroji a síť ho neuznává.

Výše uvedené je formát ukládání obrazového souboru. Pokud jde o ukládání obrázku, velikost obrazu souvisí také s uložením obrazu. Zde jsou představeny následující dva pojmy velikosti obrazu: jedna je fyzická velikost obrázku, tj. Výška a šířka. U digitálních obrazů se obvykle vyjadřuje v pixelech namísto palců nebo milimetrů. V hotovém uspořádání je však velikost obrázku obvykle vyjádřena v palcích. Druhá se týká velikosti obrazového souboru, tj. Kolik bytů (bajtů nebo megabajtů). To zahrnuje rozlišení, hloubku pixelů a maximální velikost obrazu. Velikost digitálního obrazu můžeme vypočítat pomocí následujícího vzorce: (šířka pixelů × výška pixelů) × (hloubka pixelů ÷ 8)

To vypočítá počet bajtů v souboru. Rozdělením počtu bytů o 1024 se získají kilobajty. Pokud rozdělíte 1024, získáte megabajty. Například digitální obraz ve 24bitovém režimu barev RGB s šířkou pixelů 459 pixelů a výškou pixelů 612 pixelů, velikost souboru je 823 kB:

(459 × 612) × (24 ° 8) = 842724 bytů ÷ 1024 = 823K