TopSłownik technicznyRozdzielczość obrazu

Rozdzielczość obrazu

Aby zrozumieć, czym tak naprawdę jest rozdzielczość i jakie ma znaczenie w praktyce, należy zacząć od przedstawienia najmniejszego, jednolitego elementu wyświetlanego na ekranie, który nazywa się pikselem (px). Każdy piksel ma możliwość wyświetlenia trzech kolorów naraz w konfiguracji RGB (czerwony, zielony, niebieski), w różnych natężeniach jasności. Dzięki temu możliwe jest wyświetlenie właściwie każdego koloru (rys. 1). Zbiór symetrycznie rozłożonych pikseli na siatce prostokąta to po prostu wyświetlacz. Chociaż konstrukcja urządzeń do wyświetlania obrazu jest przeróżna, ich zasada działania jest zazwyczaj taka sama.W monitorach typu LCD niekiedy można się spotkać z „martwym pikselem”. Jest to uszkodzony piksel pozbawiony możliwości sterowania. Nie emituje żadnego koloru, przez co widoczny jest jako czarna plamka.

 

Rys. 1. Powiększony obraz składający się z 9 pikseli

 

Poniżej, dla przykładu zaprezentowane zostały obrazy w kilku popularnych rozdzielczościach. Obrazem wejściowym było zdjęcie o rozdzielczości 2048x1536. Oczywiście zostało ono pomniejszone, żeby mogło się tutaj zmieścić, jednak skala pomiędzy kolejnymi rozdzielczościami tego samego zdjęcia została zachowana (rys. 2).

 

Rys. 2. Porównanie kilku popularnie używanych rozdzielczości

 

Dla ułatwienia popularne rozdzielczości otrzymały swoje nazwy. Przykładowo, jeżeli w specyfikacji kamery widnieje informacja, że nagrywa ona w rozdzielczości VGA, to oznacza, że rejestruje obrazy w rozmiarze 640x480 px. Innym dość istotnym parametrem, który nierozłącznie wiąże się z rozdzielczością jest format obrazu, opisywany jako iloraz długości obrazu i jego wysokości. Najpopularniejszym formatem obrazu jest format 4:3, używany w zasadzie od początku istnienia sygnału telewizyjnego, oraz dużo bardziej panoramiczny 16:9, używany jako standard sygnału wysokiej rozdzielczości.

 

Tab. 1. Wybrane rozdzielczości i odpowiadające im nazwy

 

QVGA 320 x 240
VGA 640 x 480
NTSC 640 x 482
PAL 720 x 576
SVGA 800 x 600
XGA 1024 x 768
HDTV 720p 1280 x 720
HDTV 1366 x 768
WXGA 1280 x 800
HD+ 1600 x 900
HDTV 1080p 1920 x 1080
4K UHD 4096 x 2304

Rozdzielczość obrazu - prezentacja graficzna 

Tak więc im większa rozdzielczość, tym obraz większy, zawierający więcej szczegółów, ale także zajmujący więcej przestrzeni dyskowej. Poniżej, dla porównania, przedstawiono zrzuty obrazu z dwóch kamer przemysłowych z oferty firmy Delta: C86A-2812 oraz APTI-32C4-2812. Nie należy się sugerować różnicami w głębi koloru, ostrości czy kącie widzenia obu kamer, gdyż są to różne modele kamer, działające w różnych standardach. Ponadto, na ogólną jakość obrazu wpływa jeszcze dużo innych czynników. Warto tu jedynie zwrócić uwagę na rozdzielczość, w jakiej pracują oba urządzenia. Pierwsze to kamera działająca w systemie PAL. Chociaż jest to sygnał analogowy mierzony w ilościach linii, jego rozmiar w przeliczeniu na piksele wynosi 720x576. Drugie to kamera IP, pozwalająca na zapis w rozdzielczości 2048x1536. Od razu rzuca się w oczy, że różnica w samych liczbach jest porażająca. A jak to wygląda w praktyce?

 

Rys. 3. Porównanie zrzutów z kamery APTI-32C4-2812 oraz C86A-2812

 

Jak widać, różnica jest ogromna (rys. 3). To najlepszy dowód na to, że również w branży monitoringu przemysłowego wciąż pojawiające się nowe technologie nieustannie wypierają poprzednie. Na dowód tego, że obraz składający się z większej ilości pikseli jest dokładniejszy, wykadrujemy oba zrzuty w ten sposób, aby spróbować odczytać godzinę z zegara powieszonego w głębi pomieszczenia testowego. Oto jaki otrzymamy efekt (rys. 4).

 

Rys. 4. Porównanie powiększonych fragmentów zrzutów z kamer. Po lewej zrzut z kamery APTI-32C4-2812, po prawej: C86A-2812

 

Obraz z kamery APTI-32C4-2812 został wykadrowany i dwukrotnie powiększony. Co prawda nie widać dokładnie tarczy zegara, ale można się domyślić, jaką wskazuje godzinę. Bez problemu widać za to numery segregatorów czy twarz manekina. Z prawej strony jest obraz z kamery C86A-2812, wykadrowany w ten sam sposób i powiększony kilkukrotnie tak, żeby rozmiarem zrównać go z obrazem z kamery APTI. Niestety, jakość nie jest zadowalająca. Widać jedynie ogólny zarys postaci, brakuje szczegółów, obiekty są zniekształcone, a ich krawędzie poszarpane. Okrągłe kontury stają się kwadratowe. Efekt ten, potocznie zwany „pikselozą”, powstaje wtedy, gdy mamy do czynienia ze zbyt niską rozdzielczością obrazu. Oczywiście obraz po lewej przy dalszej próbie powiększania również stawałby się coraz bardziej „kwadratowy”, jednak nastąpi to dużo później niż w przypadku obrazu o mniejszej rozdzielczości.

 

Jak już wspomnieliśmy, rozdzielczość to nie jedyny parametr wpływający na jakość obrazu, niemniej jednak jest bardzo istotny. Również im wyższa rozdzielczość, tym więcej przestrzeni dyskowej zajmuje obraz lub film, a co za tym idzie potrzeba odpowiednio wydajnego sprzętu, który będzie zdolny go zapisać. Przy wyborze rejestratora do obsługi kamer przemysłowych należy też zwrócić uwagę na obsługiwane rozdzielczości. Przyjmuje się, że film dla ludzkiego oka jest płynny wtedy, gdy nagrany jest w tempie 25 klatek na sekundę. Oznacza to, że na jedną sekundę sekwencji wideo potrzeba aż 25 obrazów. Dla rozdzielczości 1920x1080 i ilości 25 klatek na sekundę może być wymagana prędkość zapisu aż do 10 Mb/s (megabitów na sekundę). Do tego trzeba pamiętać, że z reguły rejestrator ma możliwość podłączenia więcej niż jednej kamery, co sprawia, że ilość danych, jakie musi obsłużyć jest spora. Oczywiście istnieją różne metody kompresji przesyłanego sygnału stosowane w kamerach przemysłowych, które potrafią te wymagania obniżyć. Obecne rejestratory posiadają też duże możliwości konfiguracji na zasadzie „coś kosztem czegoś”, np. lepsza rozdzielczość zapisu kosztem ilości klatek na sekundę. Wszystkie te informacje należy mieć na uwadze, decydując się na zakup rejestratora.

Chcąc uzyskać jak najlepszy efekt, trzeba wybrać dobrej klasy sprzęt, który „nadąży” za kamerami. Dla przykładu sprawdźmy, jakimi możliwościami zapisu dysponuje dobrej klasy, a jednocześnie w przystępnej cenie rejestrator HYBRO-416 z oferty firmy Delta.

Urządzenie potrafi współpracować z kamerami w różnych standardach – AHD (Analog High Definition), PAL oraz IP. Zajmiemy się tym pierwszym. Jeżeli w rejestratorze ustawimy rozdzielczość zapisu na 1280x720, otrzymamy łącznie 100 klatek na sekundę do podziału na 4 kanały, czyli po 25 klatek na kanał. Jeżeli natomiast rozdzielczość zwiększymy do 1920x1080, wówczas prędkość zapisu spada do 60 klatek na sekundę do podziału na 4 kanały, co daje już tylko po 15 klatek na sekundę na kanał. Obraz będzie bardzo dobrej jakości, ale za to mniej płynny.

 

Czasami zagłębiając się w specyfikację danego sprzętu rejestrującego obraz, można spotkać się z terminem rozdzielczość interpolowana. Jest to swojego rodzaju chwyt marketingowy, bezlitośnie wykorzystywany przez producentów sprzętu elektronicznego, kierowanego do nieświadomych użytkowników. Zabieg interpolowania, krótko mówiąc, polega na sztucznym podwyższeniu rozdzielczości rejestrowanego obrazu. Często w takich urządzeniach montowane są słabe przetworniki, które potrafią zarejestrować obraz jedynie w rozdzielczości 640x480 lub 800x600. Przekłada się to na ogólny koszt urządzenia, które z reguły jest tańsze. Jak to jest możliwe zatem, że obraz jest nagrany z formacie 1280×720, co by sugerowało, że jest to obraz HD? Odpowiada za to elektronika danego urządzenia. Pomiędzy dwa piksele wstawiane są kolejne, których barwa oraz jasność wyliczane są za pomocą różnych algorytmów na podstawie sąsiednich pikseli. W ten sposób obraz uzyskuje dodatkowe piksele, przez co jego rozdzielczość rośnie. Niestety, tak otrzymany obraz z oczywistych względów nie może być lepszej jakości. Nie różni się właściwie niczym od obrazu zarejestrowanego na tym samym urządzeniu w niższej rozdzielczości, z tą różnicą, że po prostu jest większy.

 

Jak już wspomnieliśmy, rozdzielczość obrazu rejestrowanego przez kamerę to nie wszystko. Niekiedy może się okazać, że kamera nagrywająca w mniejszej rozdzielczości może zapewnić lepszą jakość wideo w zależności od wykorzystanego w niej procesora graficznego czy przetwornika. Nie bez znaczenia jest także otoczenie, w jakim będzie pracować. Jak widać, dobór odpowiedniego urządzenia nie należy do łatwych decyzji. Nie można jednoznacznie określić, jaka kamera i o jakiej rozdzielczości będzie odpowiednim wyborem. Każdy projekt powinien być przemyślany i przeanalizowany indywidualnie, w czym chętnie pomogą pracownicy firmy Delta.

 


Netto:0.00 USD
Brutto:0.00 USD
Waga:0.00 kg
Gwarancja dzisiejszej wysyłki, jeśli zamówisz w czasie:
Szczególnie polecamy
WIELOFUNKCYJNY TESTER CCTV CS-H7-70H
CS-H7-70H

Netto: 648.66 USD

ŁĄCZÓWKA ZASILANIA LZ-8/POL
LZ-8/POL

Netto: 7.38 USD

TRANSFORMATOR WIDEO TR-1RJ-HD*P2
TR-1RJ-HD*P2

Netto: 5.19 USD

DYSK DO REJESTRATORA HDD-WD40PURZ 4TB 24/7 WESTERN DIGITAL
HDD-WD40PURZ

Netto: 111.50 USD

REJESTRATOR AHD, HD-CVI, HD-TVI, CVBS, TCP/IP DS-7208HQHI-K1 8 KANAŁÓW HIKVISION
DS-7208HQHI-K1

Netto: 211.72 USD

REJESTRATOR AHD, HD-CVI, HD-TVI, CVBS, TCP/IP DS-7204HUHI-K1 4 KANAŁY HIKVISION
DS-7204HUHI-K1

Netto: 211.72 USD

ZASILACZ IMPULSOWY 12V/1A/5.5*P100
12V/1A/5.5*P100

Netto: 302.02 USD

ZASILACZ 12V/5A/5.5*P50
12V/5A/5.5*P50

Netto: 483.25 USD

PATCH PANEL KEYSTONE PP-24/FX/C
PP-24/FX/C

Netto: 14.74 USD

 
60-713 Poznań, Graniczna 10
tel.: +(48) 61 864 69 60
e-mail: info@delta.poznan.pl
Godziny pracy
Pon.-Piąt.: 8.00 - 19.00
Sob.: 8.00 - 14.00
Dział Handlowy, Wysyłki
tel.: +(48) 61 864 69 69
e-mail: sklep@delta.poznan.pl
Wsparcie techniczne
tel.: +(48) 61 864 69 70
e-mail: technika@delta.poznan.pl
(c) 2001-2019 DELTA