Razlučivost fotografija – DPI i PPI

Razlučivost je važna za digitalnu fotografiju. Vezana je prije svega za fotoaparate tj. senzore. Ovisno o razlučivosti, tj. broju piksela, fotoaparati mogu biti u različitim razredima.

Danas smo svjedoci visokorazlučivih senzora koji mogu isporučiti razlučivost koja premašuje razlučivost objektiva (barem u brojkama*), pa se često pitamo na koji način odabrati broj megapiksela i o čemu ovisi pravilan odabir?

Razlučivost kod digitalne fotografije možemo proučavati vezano za ukupni broj piksela (engl. pixel = picture element) nekog uređaja ili medija (fotoaparata, monitora, fotografije…), a također i kao broj piksela po jedinici površine. Broj piksela po jedinici površine se izražava “pikselima po inču” ili PPI (engl. piksels per inch).

Razlučivost senzora je ukupni broj piksela – fotodioda koje bilježe dijelove prizora. Današnji digitalni fotoaparati imaju visoku razlučivost (10 i više miliona piksela  tj. MP – megapiksela. 35mm DSLR-i do 24,5 MP, a ima i profesionalnih sustava koji se penju do cca 40MP). Najvažnije za sve sustave, bili to kompaktni, DSLR, srednjeformatni ili bilo koji drugi, je kompatibilnost s optičkim dijelom tj. objektivima. Ako je razlučivost senzora viša od razlučivosti objektiva fotografija neće biti tehnički kvalitetnija, jer je svjetlost ta koja “piše” sliku, a objektiv je taj koji upravlja svjetlost ka senzoru.

Digitalni fotoaparat ima stvarnu razlučivost (ukupni broj fotodioda) i efektivnu razlučivost (razlučivost koju ima fotografija pošto je procesor fotoaparata obradio podatke iz senzora). Efektivna razlučivost je kod većina digitalnih fotoaparata manja od stvarne razlučivosti, jer se boja nekog piksela računa pomoću informacija okolnih piksela. Veći broj piksela daje digitalnoj fotografiji veći potencijal za bolju definiciju detalja tj. oštrinu. Istovremeno rastom razlučivosti senzora raste i glad za memorijskim prostorom memorijskih kartica i računala, kao i glad za računalnim resursima.

Razlučivost je važna i za veličinu ispisa. Broj piksela određuje kvalitetu i veličinu ispisa. Ako je razlučivost viša možemo izraditi fotografije većeg formata bez da kvadratni oblik piksela postane zamjetljiv.

Fotoaparat koji snima fotografije razlučivosti 3,2 MP kreira digitalnu fotografiju koja je dovoljne kvalitete za ispis veličine 13 x 18 cm pri razlučivosti od 300PPI. Za ispis/tisak odlične kvalitete fotografija u tiskovinama A4 formata (210 x 298 mm) dovoljna je 6MP razlučivost senzora, a za fotografije formata A3 (298 x 420 mm) iste kvalitete, biti će potrebno 12MP. Prilikom odabira fotoaparata najvažnije je definirati namjenu fotografija i prema tome odabrati model (ako ste perfekcionista u svakom pogledu, odaberite model sa superlativima (naj…)  i pripremite se na odljev kapitala). Današnji senzori su dostigli razlučivost objektiva (vezano na formate  tj. dimenzije senzora 12 – 14 MP za APS-C senzore i 21 – 24 MP za full frame senzore) i svako daljnje povećanje razlučivosti senzora nema smisla ako se ne promijeni čitava ponuda objektiva (izuzetak su neki vrh-vrhunski objektivi koji su ionako nedostižni fotoamaterima, entuzijastima i mnogim profesionalcima). Razlučivost sama po sebi nije mjerilo tehničke kvalitete zabilježenih fotografija.

Zamjetne su razlike u kvaliteti između DSLR-a od 6MP i kompakta od 8MP (višu kvalitetu ima DSLR sa 6MP). Povećanje razlučivosti ud 2MP nije faktor koji može značajno poboljšati kvalitetu fotografija. Više utjecaja imaju kvaliteta objektiva, obrada fotografija unutar fotoaparata (da se ne spominje obrada RAW datoteke koje mogu zabilježiti DSLR-i) itd. Pri nabavci fotoaparata ne bi se trebalo zaslijepiti brojkama koje označavaju megapiksele (osobito ako ne planirate izrađivati velika povećanja).

Fotografija je bitmapa. To znači da je svaki najsitniji element slike – piksel strogo definirani kvadratić. Povećavanjem bitmape povećavaju se i pikseli i postaju više nego primjetni. Takve manipulacije dopuštene su samo u dizajnerskim zahvatima. Kod fotografije se teži da pikseli nisu zamijetni.

Optimalna količina PPI ovisna je o vrsti i formatu ispisa (ili tiska) fotografije. Ako se fotografija ispisuje na ink-jet pisaču i papiru slabije kvalitete dovoljno je 150 – 200PPI. Bolji pisači s kvalitetnim papirima zahtijevaju 300 – 360PPI da pokažu sve što mogu. Za tiskane materijale se razlučivost fotografije određuje prema linijaturi rastera (novine 85 LPI**– najmanje 130 PPI, časopisi 120 LPI – najmanje 180 PPI, 150 LPI – najmanje 225 PPI, tisak visoke kvalitete 300LPI – 360PPI).

Može se i pretjerati s brojem piksela. Previše piksela može pogoršati definiciju boja i oštrinu, jer u većini ispisnih uređaja računalni program uzima srednju vrijednost više piksela da bi dobio jednu točku na ispisu (suvremeni programi uglavnom uspješno rješavaju takve pojave). Ako je piksela premalo dobit ćemo vidljive piksele kvadratnog oblika, gubi se definicija i oštrina i tonalne nijanse. Broj piksela za pojedine dimenzije ispisanih fotografija ovisan je i o formatu – za veće formate možemo uporabiti manje PPI, jer se fotografija gleda iz veće udaljenosti. Naše oči su prijemčive na oštrinu od 300PPI na udaljenosti od 30 cm. Poveća li se udaljenost fotografije od promatrača, sposobnost oka da razlučuje linije se smanjuje.

Sve što PPI radi je da utječe na veličinu ispisa fotografije. Veličinu ispisa možemo mijenjati na dva načina: s ponovnim uzorkovanjem (Resample) i bez ponovnog uzorkovanja. Mijenjanje veličine s ponovnim uzorkovanjem mijenja broj PPI, tj. ukupni broj piksela (time se mijenja i veličina datoteke).

  1. Kod promjene veličine fotografije u Photoshopu (Alt+Ctrl+I) bez ponovnog uzorkovanja isključuje se “Resample Image” opcija. Promjena razlučivosti ispisa u odjeljku Document Size – Resolution, mijenja širinu i visinu (Width; Hight) ispisanog dokumenta, pri čemu vrijedi i obrnuto: promjena širine i visine ispisanog dokumenta mijenja razlučivost. Dimenzija u pikselima (“Pixel Dimensions“) je konstanta. Ovim načinom se određuje veličina fotografije pri ispisu bez promjene ukupne razlučivosti polazne fotografije.
    Ovdje se može lijepo vidjeti kako su parametri veličine i razlučivosti obrnuto proporcionalni. To uvijek trebate imati na umu kada radite velika povećanja (smanjenjem širine/visine razlučivost raste, a povećanjem širine/visine razlučivost pada).
  2. Kod promjene s ponovnim uzorkovanjem možete mijenjati sve parametre, a Photoshop će prilagoditi ostalo. Opcija “Resample Image” mora biti uključena što omogućuje Photoshopu da prilagođava broj piksela prema vašim želljama. U ovom načinu aktivna je i promjena ukupnog broja piksela polazne fotografije (“Pixel Dimensions“).
    U “Resample Image” izborniku možete birati na koji način će Photoshop umetati/eliminirati nove piksele glede susjednih piksela (Nearest Neighbor, Bilinear, Bicubic, Bicubic Smoother, Bicubic Sharpen). Za povećanje (“napuhavanje”) broja piksela na fotografijama preporučuje se Bicubic i Bicubic smoother, a za smanjivanje broja piksela preporučuje se Bilinear i Bicubic Sharper. Nearest Nighbor je za grafike ili “screen shotove” jer ne omekšava oštrinu rubova (npr. kada želimo povećati dijaloške okvire koje smo “snimili” s monitora pritiskom na tipku PrtSc).
    Sve promjene se mogu određivati tako da se sačuvaju proporcije fotografije, a mogu se i neproporcionalno mijenjati, ako isključimo “Constrain Proportions” (mijenjati možete samo širinu ili samo visinu il samo razlučivost visine ili samo širine).

Fotografijama uglavnom treba prilagođavati broj PPI, jer se za objavu koriste različiti formati (npr. objava na internetu traži malu razlučivost (72 – 96 PPI). Ako bi pretjerali s veličinom fotografije korisnici naših stranica imali bi probleme sa sporim učitavanjem fotografija).

Postupak promjene PPI je slijedeći:

  1. Nakon što smo obradili fotografiju, memoriramo je u njenoj maksimalnoj kvaliteti (pri tom odabiremo “standardnu” datoteku koja čuva sve podatke – slojeve, kanale, dubinu boje… (Photoshop: Save as>*.psd, Gimp: Save as>*.xcf itd.).
  2. Dupliciramo fotografiju i memoriramo kopiju pod drugim imenom (npr. ime fotografije_resample.psd). Tako nam je original uvijek očuvan i možemo se uvijek vratiti na početak. Promjene razlučivosti s primjenom ponovnog uzorkovanja (resampling) su destruktivne i nepovratne.
  3. Odredite dimenzije i razlučivost prema potrebi. Ovaj korak je važan ako će fotografije završiti kao umanjene varijante fotografije iz točke 1. Grafičari će vam biti zahvalni što ih ne opterećujete prevelikim datotekama. Raspitajte se koja je razlučivost optimalna za tehnologiju ispisa/tiska kod servisa koji će vam ispisivati/tiskati fotografije. (npr. za vrhunski ispis na Durst LED fotoprinteru s kemijskim foto postupkom maksimalnih dimenzija 76,2 x 400 cm potrebna je razlučivost 254 PPI (to je jedan piksel po 0,1 milimetru).
    Ako fotografija mora biti veća nego joj to dopušta njena nazivna razlučivost (maksimalna razlučivost koju ima nakon obrade) možemo je do neke mjere “napuhati”. To uzrokuje pad kvalitete, ali se ponekad mora primijeniti. “Napuhavanje” se može izvoditi povećanjem u koracima od 110% do postizanja tražene veličine, no preporuka je da se koristi povećanje većih razmjera i Bicubic smoother Resampling. Takve manipulacije su krajnje destruktivne, ali ponekad uz podešavanje oštrine na kraju procesa mogu napraviti efektne iluzije veće razlučivosti (a velike fotografije se gledaju iz veće daljine, pa naše oči nisu toliko prijemčive na mutne detalje).
  4. Spremite fotografiju.

DPI ili PPI?

DPI znači dots per inch (engl.) tj. “broj točaka po inču” i odnosi se na broj točaka po inču kod ispisnih uređaja. Da bi se dobila neka boja pisač miješa tinte različite boje (njih 4 – 6) i za jedan piksel mora ispisati određeni broj točkica. Broj točkica ovisi o razlučivosti pisača. Danas možemo naći pisače s 4800DPI. Veći broj DPI ne može povećati PPI. Ta dva parametra kvalitete nisu domena istih medija. PPI se odnosi na raspoložive piksele po inču koji grade fotografiju, a DPI na to koliko će točkica tinte pisač ispisati da bi ispisao piksele na jednom inču papirne plohe. Manji broj DPI može zamaskirati nedostatak PPI.

Lijevi kvadrat je shematski prikaz jednog piksela. Za jedan piksel pisač mora imati minimalno 256 točkica po boji, jer ispisuje 256 nivoa 8 bitne boje. To znači da jedan piksel ima minimalnu širinu od 16 točkica (16 x 16 = 256), a to znači da će minimum foto-kvalitete pisač odraditi ako ima 2400 DPI (točkica po inču) pri razlučivosti 150 PPI (150 x 16 = 2400) Što je više točkica (DPI) tinte koju pisač ispiše bolja će biti definicija toga piksela i ljepša će boja nastati mješanjem osnovnih boja. Kvalitetni pisači imaju do 6 boja. 4 su osnovne tiskarske boje (CMYK – Cyan – Cijan, Magenta – Magenta, Yellow – Žuta, K – Black – Crna) kojima se dodaju svijetla magenta i svijetli cijan (CcMmYK ) za ljepše gradijente i za proširenje gamuta običnog CMYK-a.

Da bi se dobila ljepša slika sa što vjernijim bojama jedan piksel se mora ispisati s većim brojem točkica koje su (ovisno o tipu pisača) zapravo mnogo sitnije i od samog piksela. Kvaliteta boja i kvaliteta miješanja boja ovisna je o DPI broju. Ukupna kvaliteta ispisa ovisna je i o papiru koji koristimo. Na papirima visoke kvalitete može doći do izražaja veliki DPI. Na papirima slabije kvalitete tinta se jače razlijeva i visoki DPI nema smisla. Viši DPI usporava ispis i troši više tinte. Optimalna kvaliteta (potrebni DPI) određuju se eksperimentalno za svaki pisač tako da se ispiše fotografija sa najvišim DPI koji nam omogućuje pisač na kvalitetnom papiru koji namjeravamo koristiti. Zatim se DPI pisača smanjuje do razine pri kojoj se počinje primjećivati pad kvalitete. Ako smo to radili u npr. četiri koraka i kod četvrtoga primjetimo pad kvalitete – vraćamo se na DPI trećeg koraka i to koristimo kao optimum (to je potrebno napraviti sa svakim papirom na kojem radimo, jer svaki papir ima različite karakteristike).

Ono što se vidi na ispisanoj fotografiji rezultat je optimalnog podešavanja niza parametara koji se određuju prema papiru i motivu, a to može izgledati bolje nego kada se postave maksimalni parametri (a i ekonomičnije je za osobni budžet). U pisačima već postoje unaprijed definirani parametri koji daju optimalne rezultate, ali to vrijedi samo za papire i tinte koje potpisuje proizvođač pisača.

Primjer:
Pisač s 4800 DPI koristi 4800 DPI po boji za kreiranje boja. Ako je razlučivost fotografije 300 PPI svaki piksel biti će ispisan sa 256 potencijalnih točkica (4800 x 4800 DPI / 300 x 300 PPI = 256). Niža vrijednost DPI će koristiti manje točkica po pikselu, što može rezultirati manjom kvalitetom boja, a omogućuje i ispis s manje PPI. 150 – 360 PPI je razlučivost fotografije koja se preporučuje za ispis na ink-jet pisačima (za velike formate i običan papir 150 PPI, za formate 100 x 70 cm 200 PPI, za manje od 40 x 60 cm 300 – 360 PPI – ovisno o kvaliteti pisača i papira i boja). Ako je fotografija slabijeg fokusa nije potreban veliki broj piksela. Bolje je fotografiju prilagoditi prije ispisa (smanjiti) jer je pisač spor u oduzimanju nepotrebnih piksela.


lpmm* Nikon D3x i Sony A900 imaju razlučivost 6048 x 4032 = 24,5MP i senzor ima dimenzije 35,9 x 24mm. Podijelimo li vodoravne parametre (razlučivost i dimenzije) 6048/35,9 dobit ćemo 168 piksela po milimetru. Canon EOS 50D (15,1MP, APS-C senzor 22,3 x 14,9 mm) ima 213 piksela po milimetru,. Olympus E-30 (12,3MP, FourThirdsSystem 17,3 x 13 mm) ima 233 piksela po milimetru. Razlučivost visokokvalitetnih objektiva je oko 50 – 80 lp/mm, što u praksi znači 100 – 160 linija/mm (engl. lp = line pairs per milimeter – tj. parova linija po milimetru. Objektivi se testiraju s test karticama koje imaju parove crnih i bijelih linija koje se ponavljaju). Mogli bi pomisliti da su senzori dostigli i u nekim slučajevima prestigli razlučivost i ponekih vrlo skupih objektiva, no jedan red (linija) piksela ne označava zapravo ništa. Da bi se neka crna linija (s test kartice za ispitivanje razlučivosti objektiva) zabilježila potrebno je više piksela, (jedan piksel će zabilježiti neku sivu nijansu), pa je tu i šum kojega treba filtrirati, pa Bayer filter koji “mozaikira” sliku koju treba “demozaikirati”, pa antialiasing filter koji sve malko zamuti. Kada se sve to dešifrira to neće biti: jedna linija (tj. par linija) koju je objektiv ispisao = jedna linija fotodioda na senzoru, tj. ne može se uspoređivati broj linija piksela na senzoru i broj linija koje ispisuje objektiv na isti načina kao kod analogne fotografije. Digitalni senzor će uvijek progutati nešto definicije. I pored toga današnji visokorazlučivi senzori daju visoku razinu oštrine i definicije.

raster

**LPI – engl. lines per inch, tj. “linija po inču” ili frekvencija rastera je razlučivost za sisteme koji koriste rastersku tehnologiju tiska. To je mjera koja pokazuje koliko su blizu linije rasterskih redova. Veći LPI označava viši nivo detalja i oštrine. Novinski tisak na grubom papiru nije isti kao tisak visokokvalitetnih časopisa na vrhunski obrađenim papirima, što znači da se razlučivost fotografije prilagođava potrebama, tj. namjeni.

o