Punktów na cal
Kropki na cal ( DPI lub dpi ) to miara gęstości punktów druku przestrzennego , wideo lub skanera obrazu , w szczególności liczba pojedynczych punktów, które można umieścić w linii w rozpiętości 1 cala (2,54 cm). Podobnie kropki na centymetr ( d/cm lub dpcm ) odnoszą się do liczby pojedynczych kropek, które można umieścić w linii o długości 1 centymetra (0,394 cala).
Pomiar DPI w druku
DPI jest używane do opisania liczby punktów na cal w druku cyfrowym oraz rozdzielczości drukowania przyrostu punktu wydruku, czyli wzrostu rozmiaru punktów półtonowych podczas drukowania. Jest to spowodowane rozprowadzaniem atramentu na powierzchni nośnika.
Do pewnego momentu drukarki o wyższym DPI zapewniają wyraźniejsze i bardziej szczegółowe wydruki. Drukarka niekoniecznie ma jeden pomiar DPI; zależy to od trybu drukowania, na który zwykle mają wpływ ustawienia sterownika. Zakres DPI obsługiwany przez drukarkę jest najbardziej zależny od zastosowanej technologii głowicy drukującej. drukarka igłowa nakłada atrament za pomocą maleńkich pręcików uderzających w taśmę barwiącą i ma stosunkowo niską rozdzielczość, zazwyczaj w zakresie od 60 do 90 DPI (420 do 280 μm). Drukarka atramentowa rozpyla atrament przez małe dysze i zazwyczaj ma rozdzielczość 300–720 DPI. Drukarka laserowa nakłada toner za pomocą kontrolowanego ładunku elektrostatycznego i może mieścić się w zakresie od 600 do 2400 DPI.
Pomiar DPI drukarki często musi być znacznie wyższy niż pomiar liczby pikseli na cal (PPI) wyświetlacza wideo, aby uzyskać wydruk o podobnej jakości. Wynika to z ograniczonej gamy kolorów dla każdej kropki, zwykle dostępnej w drukarce. W każdym położeniu punktu najprostszy typ drukarki kolorowej może drukować bez punktu lub drukować punkt składający się ze stałej objętości atramentu w każdym z czterech kanałów kolorów (zwykle CMYK z atramentem cyjan , magenta , żółtym i czarnym ) lub 2 4 = 16 kolorów na drukarkach laserowych, woskowych i większości drukarek atramentowych, z których tylko 14 lub 15 (lub zaledwie 8 lub 9) może być faktycznie dostrzegalnych w zależności od siły czarnego składnika, strategii stosowanej do nakładania i łączenia go z inne kolory i czy jest w trybie „kolor”.
Drukarki atramentowe z wyższej półki mogą oferować 5, 6 lub 7 kolorów atramentu, co daje 32, 64 lub 128 możliwych tonów na punkt (i znowu może się zdarzyć, że nie wszystkie kombinacje dadzą unikalny rezultat). Porównaj to ze standardowym sRGB , w którym każdy piksel wytwarza 256 intensywności światła w każdym z trzech kanałów ( RGB ).
Chociaż niektóre drukarki kolorowe mogą wytwarzać zmienne objętości kropli w każdej pozycji punktu i mogą wykorzystywać dodatkowe kanały koloru atramentu, liczba kolorów jest nadal zwykle mniejsza niż na monitorze. Większość drukarek musi zatem wytwarzać dodatkowe kolory w półtonów lub ditheringu i polegać na swojej podstawowej rozdzielczości, która jest wystarczająco wysoka, aby „oszukać” ludzkie oko obserwatora, aby dostrzegł plamę pojedynczego gładkiego koloru.
Wyjątkiem od tej reguły są drukarki termosublimacyjne , które mogą nakładać znacznie bardziej zmienną ilość barwnika — bliską lub przekraczającą liczbę 256 poziomów na kanał dostępnych na typowym monitorze — na każdy „piksel” na stronie bez ditheringu , ale z innymi ograniczeniami:
- niższa rozdzielczość przestrzenna (zwykle 200 do 300 dpi), przez co tekst i linie mogą wyglądać nieco szorstko
- niższa prędkość wyjściowa (pojedyncza strona wymagająca trzech lub czterech pełnych przebiegów, po jednym dla każdego koloru barwnika, z których każdy może zająć więcej niż piętnaście sekund - generalnie jednak szybciej niż tryby „fotograficzne” większości drukarek atramentowych)
- nieekonomiczny (i, w przypadku dokumentów poufnych, niepewny) system kaset z rolką folii barwiącej
- sporadyczne błędy rejestracji kolorów (głównie wzdłuż długiej osi strony), które wymagają ponownej kalibracji drukarki w celu uwzględnienia poślizgu i dryfu w systemie podawania papieru.
Te wady oznaczają, że pomimo ich wyraźnej przewagi w tworzeniu dobrych wydruków fotograficznych i nieliniowych schematów, drukarki termosublimacyjne pozostają produktami niszowymi, a zatem inne urządzenia wykorzystujące wyższą rozdzielczość, niższą głębię kolorów i wzory ditheringu pozostają normą.
Ten proces drukowania z ditheringiem może wymagać obszaru od czterech do sześciu punktów (mierzonych z każdej strony), aby wiernie odtworzyć kolor w pojedynczym pikselu. Obraz o szerokości 100 pikseli może wymagać szerokości od 400 do 600 punktów na wydruku; jeśli obraz o wymiarach 100 × 100 pikseli ma być wydrukowany na kwadracie o boku jednego cala, drukarka musi być w stanie odtworzyć obraz z szybkością od 400 do 600 punktów na cal. Odpowiednio, 600 dpi (czasem 720) jest obecnie typową rozdzielczością wyjściową podstawowych drukarek laserowych i niektórych użytkowych drukarek atramentowych, przy czym 1200–1440 i 2400–2880 to powszechnie stosowane „wysokie” rozdzielczości. Kontrastuje to z rozdzielczością 300–360 (lub 240) dpi we wczesnych modelach i około 200 dpi drukarek igłowych i faksów, które dawały dokumenty faksowane i drukowane komputerowo - zwłaszcza te, które intensywnie wykorzystywały grafikę lub kolorowy blok tekst — charakterystyczny „zdigitalizowany” wygląd ze względu na ich szorstkie, oczywiste wzory drgań, niedokładne kolory, utratę wyrazistości fotografii i postrzępione („aliasowane”) krawędzie niektórych tekstów i grafik liniowych.
DPI lub PPI w cyfrowych plikach graficznych
W druku DPI (punkty na cal) odnosi się do rozdzielczości wyjściowej drukarki lub naświetlarki, a PPI (piksele na cal) odnosi się do rozdzielczości wejściowej fotografii lub obrazu. DPI odnosi się do fizycznej gęstości kropek obrazu, gdy jest on odtwarzany jako rzeczywista jednostka fizyczna, na przykład drukowany na papierze. Cyfrowo zapisany obraz nie ma fizycznych wymiarów, mierzonych w calach lub centymetrach. Niektóre formaty plików cyfrowych rejestrują wartość DPI lub częściej wartość PPI ( piksele na cal ), która ma być używana podczas drukowania obrazu. Ta liczba informuje drukarkę lub oprogramowanie o zamierzonym rozmiarze obrazu lub, w przypadku zeskanowanych obrazów , o rozmiarze oryginalnego zeskanowanego obiektu. Na przykład bitmapowy może mieć wymiary 1000 × 1000 pikseli i rozdzielczość 1 megapiksela . Jeśli jest oznaczony jako 250 PPI, jest to instrukcja dla drukarki , aby wydrukowała go w rozmiarze 4 × 4 cale. Zmiana PPI na 100 w programie do edycji obrazu kazałaby drukarce wydrukować go w rozmiarze 10 × 10 cali. Jednak zmiana wartości PPI nie zmieniłaby rozmiaru obrazu w pikselach, który nadal wynosiłby 1000 × 1000. Obraz może być również ponownie próbkowany w celu zmiany liczby pikseli, a tym samym rozmiaru lub rozdzielczości obrazu, ale różni się to od prostego ustawienia nowego PPI dla pliku.
W przypadku obrazów wektorowych nie ma odpowiednika ponownego próbkowania obrazu po zmianie jego rozmiaru, aw pliku nie ma PPI, ponieważ jest on niezależny od rozdzielczości (drukuje równie dobrze we wszystkich rozmiarach). Jednak nadal istnieje docelowy rozmiar wydruku. Niektóre formaty obrazów, takie jak format programu Photoshop, mogą zawierać w tym samym pliku dane bitmapowe i wektorowe. Dostosowanie PPI w pliku programu Photoshop zmieni zamierzony rozmiar wydruku bitmapowej części danych, a także zmieni zamierzony rozmiar wydruku danych wektorowych w celu dopasowania. W ten sposób dane wektorowe i mapy bitowe zachowują spójną relację rozmiaru, gdy zmienia się docelowy rozmiar wydruku. Tekst przechowywany jako czcionki konturowe w formatach obrazów bitmapowych jest obsługiwany w ten sam sposób. Inne formaty, takie jak PDF, to głównie formaty wektorowe, które mogą zawierać obrazy, potencjalnie w różnych rozdzielczościach. W tych formatach docelowy PPI map bitowych jest dostosowywany, aby odpowiadał zmianie docelowego rozmiaru wydruku pliku. Jest to odwrotność tego, jak działa w formacie głównie bitmapowym, takim jak Photoshop , ale ma dokładnie taki sam wynik, jak zachowanie relacji między częściami wektorowymi i bitmapowymi danych.
Standardy DPI monitora komputerowego
Od lat 80. komputery Mac ustawiły domyślną wartość „DPI” wyświetlacza na 72 PPI, podczas gdy system operacyjny Microsoft Windows używał wartości domyślnej 96 PPI. Te domyślne specyfikacje powstały w wyniku problemów z renderowaniem standardowych czcionek we wczesnych systemach wyświetlania w latach 80., w tym opartych na IBM wyświetlaczach CGA , EGA , VGA i 8514 , a także na wyświetlaczach Macintosh występujących w komputerze 128K i jego następcach. Wybór 72 PPI przez Macintosha dla ich wyświetlaczy wynikał z istniejącej konwencji: oficjalne 72 punkty na cal odzwierciedlały 72 piksele na cal , które pojawiły się na ich ekranach. ( Punkty to fizyczna jednostka miary w typografii , pochodząca z czasów pras drukarskich , gdzie 1 punkt według współczesnej definicji to 1 ⁄ 72 cala międzynarodowego (25,4 mm), co w związku z tym daje 1 punkt w przybliżeniu 0,0139 cala lub 352,8 µm ). Tak więc 72 piksele na cal widoczne na wyświetlaczu miały dokładnie takie same wymiary fizyczne, jak 72 punkty na cal widoczne później na wydruku, przy czym 1 punkt w tekście drukowanym równa się 1 pikselowi na ekranie wyświetlacza. W tej chwili Macintosh 128K miał ekran o wymiarach 512 pikseli szerokości i 342 pikseli wysokości, co odpowiadało szerokości standardowego papieru biurowego (512 px ÷ 72 px/in ≈ 7,1 cala, z marginesem 0,7 cala w dół każdy przy założeniu 8 + 1 ⁄ 2 cala × 11 w formacie papieru w Ameryce Północnej ; w pozostałych częściach świata jest to 210 mm × 297 mm – zwany A4 . B5 to 176 mm × 250 mm). [ potrzebne źródło ]
Konsekwencją decyzji Apple było to, że powszechnie używane 10-punktowe czcionki z epoki maszyn do pisania musiały mieć przydzielone 10 pikseli wyświetlania na wysokości em i 5 pikseli wyświetlania na wysokości x . Jest to technicznie opisane jako 10 pikseli na em ( PPEm ). To spowodowało, że 10-punktowe czcionki były renderowane prymitywnie i utrudniały ich odczytanie na ekranie wyświetlacza, zwłaszcza małe litery. Ponadto zwrócono uwagę, że ekrany komputerów są zwykle oglądane (przy biurku) z odległości o 30% większej niż materiały drukowane, co powoduje rozbieżność między postrzeganymi rozmiarami widzianymi na ekranie komputera a rozmiarami na wydrukach. [ potrzebne źródło ]
Microsoft próbował rozwiązać oba problemy za pomocą hacka, który miał długoterminowe konsekwencje dla zrozumienia, co oznaczają DPI i PPI. Microsoft zaczął pisać swoje oprogramowanie, aby traktować ekran tak, jakby zapewniał charakterystykę PPI, która stanowi 4 ⁄ 3 tego, co faktycznie wyświetla ekran. Ponieważ większość ekranów w tamtym czasie zapewniała około 72 PPI, Microsoft zasadniczo napisał swoje oprogramowanie, aby założyć, że każdy ekran zapewnia 96 PPI (ponieważ 72 × 4 / 3 = 96). Krótkoterminowa korzyść z tego oszustwa była dwojaka:
- Oprogramowaniu wydawałoby się, że do renderowania obrazu dostępna jest o jedną trzecią więcej pikseli, co pozwala na tworzenie czcionek bitmapowych z większą szczegółowością.
- Na każdym ekranie, który faktycznie zapewniał 72 PPI, każdy element graficzny (taki jak znak tekstu) byłby renderowany w rozmiarze o jedną trzecią większym niż „powinien” być, umożliwiając w ten sposób osobie siedzenie w wygodnej odległości od ekranu. Jednak większe elementy graficzne oznaczały, że programy do rysowania miały mniej miejsca na ekranie; rzeczywiście, chociaż domyślny tryb szerokokątny 720 pikseli karty graficznej Hercules mono (niegdyś złoty standard grafiki komputerowej o wysokiej rozdzielczości) - lub „podrasowana” karta VGA – zapewniał pozorną szerokość strony 7 + 1 ⁄ 2 cala przy tej rozdzielczości wszystkie bardziej popularne i obsługujące kolory karty graficzne tamtych czasów zapewniały obraz o szerokości 640 pikseli w swoich trybach wysokiej rozdzielczości, wystarczający do zaledwie 6 + 2 ⁄ 3 cala przy 100% powiększeniu (i prawie niewidoczny wysokość strony – maksymalnie 5 cali, w porównaniu z 4 + 3 ⁄ 4 ). W związku z tym domyślne marginesy w programie Microsoft Word zostały ustawione i nadal pozostają na poziomie 1 cala ze wszystkich stron strony, utrzymując „szerokość tekstu” dla papieru do drukarek o standardowym rozmiarze w widocznych granicach; pomimo tego, że większość monitorów komputerowych jest teraz zarówno większa, jak i o drobniejszej podziałce, a transport papieru do drukarek stał się bardziej wyrafinowany, standardowe półcalowe obramowania dla komputerów Mac nadal są wymienione w ustawieniach układu strony programu Word 2010 jako opcja „wąska” (w porównaniu z 1-calową domyślny). [ potrzebne źródło ]
- Bez użycia dodatkowych, dostarczanych przez oprogramowanie poziomów powiększenia, relacja 1:1 między wyświetlaczem a rozmiarem wydruku została (celowo) utracona; dostępność różnych rozmiarów, regulowanych przez użytkownika monitorów i adapterów wyświetlaczy o różnych rozdzielczościach wyjściowych pogorszyła to, ponieważ nie można było polegać na odpowiednio wyregulowanym „standardowym” monitorze i adapterze o znanym PPI. Na przykład 12-calowy monitor Hercules i adapter z grubą ramką i niewielkim underscanem mogą oferować 90 „fizycznych” PPI, a wyświetlany obraz wygląda prawie identycznie jak na papierze (zakładając, że gęstość H-scan została odpowiednio dostosowana, aby dać kwadratowe piksele ), ale 14-calowy monitor VGA z cienką ramką, dostosowany do wyświetlania bez obramowania, może mieć rozdzielczość bliższą 60, a ten sam obraz bitmapowy wydaje się być o 50% większy; jednak ktoś z adapterem 8514 („XGA”) i tym samym monitorem mógłby osiągnąć 100 DPI przy użyciu trybu panoramicznego 1024 pikseli i dostosowaniu obrazu tak, aby był niedoskanowany. Użytkownik, który chciałby bezpośrednio porównać elementy na ekranie z elementami na istniejącej wydrukowanej stronie, trzymając go przed monitorem, musiałby najpierw określić odpowiedni poziom powiększenia, głównie metodą prób i błędów, i często nie byłby w stanie uzyskać dokładne dopasowanie w programach, które zezwalały tylko na całkowite ustawienia procentowe, a nawet stałe, zaprogramowane wcześniej poziomy powiększenia. W przypadku powyższych przykładów może być konieczne użycie odpowiednio 94% (dokładnie 93,75) - lub 90 / 96 , 63% (62,5) - lub 60 / 96 ; i 104% (104,167) - lub 100 / 96 , przy czym bardziej powszechnie dostępne 110% jest w rzeczywistości mniej dokładnym dopasowaniem. [ potrzebne źródło ]
Na przykład czcionka 10-punktowa na komputerze Macintosh (przy 72 PPI) była reprezentowana przez 10 pikseli (tj. 10 PPEm), podczas gdy czcionka 10-punktowa na platformie Windows (przy 96 PPI) przy tym samym poziomie powiększenia jest reprezentowany przez 13 pikseli (tj. Microsoft zaokrągla 13 + 1⁄ 3 do 13 pikseli lub 13 PPEm) – i na typowym monitorze klasy konsumenckiej miałby fizycznie około 15 ⁄ 72 do 16 ⁄ 72 cali wysokości zamiast 10 ⁄ 72 . Podobnie, 12-punktowa czcionka była reprezentowana przez 12 pikseli na Macintoshu i 16 pikseli (lub fizyczną wysokość wyświetlacza może 19/72 dalej . cala) na platformie Windows przy tym samym powiększeniu i tak Negatywną konsekwencją tego standardu jest to, że przy wyświetlaczach 96 PPI nie ma już relacji jeden do jednego między rozmiarem czcionki w pikselach a rozmiarem wydruku w punktach. Ta różnica jest jeszcze bardziej widoczna w nowszych wyświetlaczach, które charakteryzują się większą gęstością pikseli . Było to mniejszym problemem wraz z pojawieniem się grafiki wektorowej i czcionek używanych zamiast grafiki bitmapowej i czcionek. Co więcej, od lat 80. napisano wiele programów Windows, które zakładają, że ekran zapewnia 96 PPI. W związku z tym programy te nie wyświetlają się prawidłowo w typowych alternatywnych rozdzielczościach, takich jak 72 PPI lub 120 PPI. Rozwiązaniem było wprowadzenie dwóch koncepcji:
- logiczny PPI : PPI, które według oprogramowania zapewnia ekran. Można to traktować jako PPI zapewniane przez wirtualny ekran utworzony przez system operacyjny.
- fizyczne PPI : PPI faktycznie zapewniane przez ekran fizyczny.
Programy renderują obrazy na ekran wirtualny, a następnie system operacyjny renderuje ekran wirtualny na ekran fizyczny. Przy logicznym PPI na poziomie 96 PPI starsze programy mogą nadal działać poprawnie, niezależnie od rzeczywistego fizycznego PPI ekranu wyświetlacza, chociaż mogą wykazywać pewne zniekształcenia wizualne dzięki efektywnemu poziomowi powiększenia pikseli wynoszącemu 133,3% (wymagającemu podwojenia co trzeciego piksela na szerokość/wysokość lub zastosować wygładzanie ciężką ręką). [ potrzebne źródło ]
Jak Microsoft Windows obsługuje skalowanie DPI
Wyświetlacze o dużej gęstości pikseli nie były powszechne aż do ery systemu Windows XP. Wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości DPI stały się popularne mniej więcej w momencie wydania systemu Windows 8. Skalowanie wyświetlacza poprzez wprowadzenie niestandardowego DPI niezależnie od rozdzielczości wyświetlacza jest funkcją systemu Microsoft Windows od systemu Windows 95. W systemie Windows XP wprowadzono bibliotekę GDI +, która umożliwia skalowanie tekstu niezależne od rozdzielczości.
W systemie Windows Vista wprowadzono obsługę programów, które deklarują w systemie operacyjnym, że są świadome wysokiego DPI za pośrednictwem pliku manifestu lub przy użyciu interfejsu API. W przypadku programów, które nie deklarują, że obsługują DPI, system Windows Vista obsługuje funkcję zgodności zwaną wirtualizacją DPI, dzięki czemu metryki systemowe i elementy interfejsu użytkownika są prezentowane aplikacjom tak, jakby działały z rozdzielczością 96 DPI, a następnie Menedżer okien pulpitu skaluje wynikowe okno aplikacji aby dopasować ustawienie DPI. System Windows Vista zachowuje opcję skalowania w stylu systemu Windows XP, która po włączeniu wyłącza wirtualizację DPI dla wszystkich aplikacji na całym świecie. Wirtualizacja DPI jest opcją kompatybilności, ponieważ wszyscy twórcy aplikacji powinni aktualizować swoje aplikacje, aby obsługiwały wysokie DPI bez polegania na wirtualizacji DPI.
Windows Vista wprowadza również Windows Presentation Foundation . Aplikacje WPF .NET są oparte na wektorach, a nie na pikselach i są zaprojektowane tak, aby były niezależne od rozdzielczości. Deweloperzy korzystający ze starego interfejsu API GDI i Windows Forms w środowisku uruchomieniowym .NET Framework muszą aktualizować swoje aplikacje, aby były zgodne z DPI i oflagować swoje aplikacje jako obsługujące DPI.
Windows 7 dodaje możliwość zmiany DPI poprzez wylogowanie, a nie pełne ponowne uruchomienie i ustawia to ustawienie dla każdego użytkownika. Ponadto system Windows 7 odczytuje DPI monitora z EDID i automatycznie ustawia systemową wartość DPI, aby odpowiadała fizycznej gęstości pikseli monitora, chyba że efektywna rozdzielczość jest mniejsza niż 1024 × 768.
W systemie Windows 8 w oknie dialogowym zmiany DPI pokazywana jest tylko wartość procentowa skalowania DPI, a wyświetlanie nieprzetworzonej wartości DPI zostało usunięte. W systemie Windows 8.1 usunięto globalne ustawienie wyłączania wirtualizacji DPI (używaj tylko skalowania w stylu XP) i dodano ustawienie dla poszczególnych aplikacji, aby użytkownik mógł wyłączyć wirtualizację DPI na karcie Zgodność. Gdy ustawienie skalowania DPI jest ustawione na wartość wyższą niż 120 PPI (125%), wirtualizacja DPI jest włączona dla wszystkich aplikacji, chyba że aplikacja zrezygnuje z niej, określając flagę świadomą DPI (manifest) jako „true” w pliku EXE. Windows 8.1 zachowuje opcję dla poszczególnych aplikacji, aby wyłączyć wirtualizację DPI aplikacji. Windows 8.1 dodaje również możliwość używania niezależnych współczynników skalowania DPI przez różne wyświetlacze, chociaż oblicza to automatycznie dla każdego wyświetlacza i włącza wirtualizację DPI dla wszystkich monitorów na dowolnym poziomie skalowania.
Windows 10 dodaje ręczną kontrolę nad skalowaniem DPI dla poszczególnych monitorów.
Proponowana metryka
Trwają próby rezygnacji z jednostki rozdzielczości obrazu DPI na rzecz jednostki metrycznej , podającej odstępy między kropkami w kropkach na centymetr (px/cm lub dpcm), stosowane w zapytaniach o media CSS3 lub mikrometrach (µm) między kropkami . Na przykład rozdzielczość 72 DPI odpowiada rozdzielczości około 28 dpcm lub odstępowi między punktami około 353 µm.
|
DPI (kropka/cale) |
dpcm (kropka/cm) |
Skok (µm) |
|---|---|---|
| 72 | 28 | 353 |
| 96 | 38 | 265 |
| 150 | 59 | 169 |
| 203 | 80 | 125 |
| 300 | 118 | 85 |
| 2540 | 1000 | 10 |
| 4000 | 1575 | 6 |
Zobacz też
- Zagęszczenie pikseli
- Próbki na cal – pokrewna koncepcja dla skanerów obrazu
- Linie na cal
- Metryczne jednostki typograficzne
- Rozdzielczość wyświetlacza
- DPI myszy
- Twip
- Punkty za stopień