PPI, DPI ja LPI, mitä hittoa? Osa I

Viimeisessä postauksessa oli tarinaa rastereista ja resoluutioista. Ne kun tuntuvat olevan sekaisin kuin entisenmiehen puurot ja vellit, niin koitan tässä selventää käsitteitä. Poikkitieteelliseen tyyliin tietenkin eli juristeja lainaten sotkuiset käsitteet selvitetään ja  selvät käsitteet sotketaan.

Ehkä suurin syy näiden käsitteiden sotkuisuuteen on se, että niitä käytetään eri yhteyksissä hyvin sekavasti. Kun tarkoitetaan PPI:tä, niin saatetaan puhua DPI:stä tai LPI:stä. Lisämausteensa soppaan tuo tietysti mittayksikkönä käytetyt tuumat ja senttimetrit sekaisin.

Lähdetään liikkeelle PPI:stä. Se on varmaan konkreettisin kaikista - luulisin. Isolla kirjoitettaessa PPI tarkoittaa pikseleiden määrää tuumaa kohti. Pienellä kirjoitettuna (ppi) PPI:n lukuarvoa. SI-järjestestelmän mitoissa yksikkö on ppcm eli pikseliä senttimetriä kohti. Näissäkään ei olla kovin systemaattisia.

 Käyttämässäni Canonin kamerassa on ns. täyden kinokoon kenno, jonka mitat ovat 36 mm x 24 mm. 

Kun Photoshopissa syötetään kameralla otetetun kuvan tietoihin kohtaan Document Size kennon fyysiset mitat, niin kennon resoluutio tulee automaattisesti näkyville. Tällä kameralla se  on siis 3962,4 ppi tai 1560 ppcm. Kennon pituus ja leveysmitat täytyy tiettysti tietää, jotta tätä metosia voidaan käyttää. Syytä huomioida, että laatikko Resample Image pitää nyt jättää valitsematta. Tiheässä ovat alkeis- tai yksikkökennot kameran kennostolla. Kameran kennon resoluutiota voidaan pienentää siten, että yksi kuvapikseli muodostuu useammasta kennon pikselistä. 

Tässä havaintokuvassa näytetään, miten eri värejä rekisteröivät alkeiskennot sijaitsevat ns. bayer-matriisia käyttävissä kennoissa.  Vihreän dominanssi johtuu siitä, että silmä on herkempi vihreälle värille kuin siniselle ja punaiselle. Vihreän väri-informaatio on näköaistin kannalta merkityksellisempää kuin kahden muun päävärin. Siksi tämä logiikka kennoissa. Näitä eri väreille herkkiä alkeiskennoja minun Canonissani on siis 5616 x 3744 = 21026304.  Havaintokuvassa alkeiskennojen määrä on tietysti selkeyden vuoksi paljon pienempi.

Joku saattaa ihmetellä lukua Pixel Dimensions: 60,2 M. Luku on kolminkertainen pikseleiden määrään nähden (älkää jääkö suotta ihmettelemään pyöristyksiä, ne ovat ns. korkeampaa digimatematiikkaa). 60,2 M tarkoittaa sitä, että kuvassa on 60,2 miljoonaa 8 bitin tavua. Jokainen kuvan väri talletetaan yhtenä 8 bitin tavuna. Kolme väriä kertaa 20 miljoonaa on 60 miljoonaa, pyörein luvuin.

Kuva voidaan tallentaa myös 16 bittisenä. Esimerkiksi silloin, kun kuvat otetaan RAW-muodossa ja tallennetaan vaikka PSD-muodossa. Tavujen määrä kuvassa on silloin tuplat, eli 120 Megatavua.

Myös kuvaruutu koostuu pikseleistä ja silläkin on oma resoluutionsa, joka voidaan ilmaista ppi- tai ppcm-yksiköinä.

Lähikuva minun kuvaruudustani. Yksi neliön muotoinen kolmen värin yhdistelmä on kuvaruudun pikseli. Vaikka viivoitin ei ole ihan linjassa, niin kuvasta voi laskea kuvaruutuni resoluution olevan parhaimmillaan vajaat 40 ppcm, eli  vähän alle 100 ppi. Standardi lienee 96 ppi. 

Kuvaruudun pikseli koostuu kolmesta väristä. Ehkä tässä on hyvä korostaa sitä periaatteellista eroa, mikä on kameran kennon pikselillä ja kuvaruudun pikselillä. Kameran kennon alkeiskennot, siis kuvan pikselit muodostavat yksiköt,  ovat herkkiä eri väreille.  Itse alkeiskenno rekisteröi vain värillisen suodattimen lävitse tulleen valon määrän. Lopullinen värikuva muodostuu monimutkaisen matemaattisen algoritmin avulla useiden vierekkäisten kennojen saaman valoinformaation avulla. 

Kuvaruudun resoluutiota voidaan säätää pienemmäksi ihan samalla tavalla kuin kamerankin resoluutiota. Silloin vain useampi kuvaruudun alkeispisteistä vastaa kuvapikselin. Tosin sanaa resoluutio käytetään usein harhaanjohtavasti kuvaruudun pikseleiden määrän mittana. Resoluutio on kuitenkin erottelukyvyn mitta. Pikseleitä tai pisteitä tai mitä vain pituus, pinta-ala tai tilavuusyksikköä kohti. 

Kuvatiedostolle määritellään myös resoluutio. Esimerkiksi joissain kuvaohjeissa kerrotaan, että kuvat pitää toimittaa 300 ppi resoluutiolla. Se osoittaa yleensä sitä, että ohjeen antajalle digitaalisen kuvan peruskäsitteet ovat enemmän tai vähemmän hämäriä.

Abstraktilla kuvatiedostolla ei voi sinänsä olla mitään konkreettista resoluutiota. Eihän sillä ole mitään fyysisiä mittoja. Pituutta eikä leveyttä.

Otetaan esimerkiksi passikuva, jonka mitat on tarkasti määrätty. Passikuvaohjeissa sanotaan seuraavasti: "Kuvan mittojen on oltava tarkalleen 500 x 653 pikseliä. Yhdenkään pikselin poikkeamia ei hyväksytä." Resoluutiosta ei puhuta mitään. Ei tarvitakaan, koska passintekolaitteistot on kalibroitu siten, että 500 x 653 pikselin suuruinen kuva printtautuu passiin juuri oikean kokoisena.

Tässä passikuvani fyysinen koko määräytyy kuvaruudun resoluution mukaan. Minun kuvaruudullani kuvan leveys on 13,0 cm. Kun sen pikseleiden määrä levyssuunnassa on 500 pikseliä, niin siitä voidaan päätellä kuvaruutuni resoluution olevan jo yllä päätellyn noin 40 ppcm.

Jos kuvatiedosto halutaan tulostaa tietyn kokoisena, niin se täytyy jotenkin kertoa tulostimelle. Se voidaan tehdä joko ilmoittamalla tulostimelle, että tämä kuva tulostetaan niin ja niin leveänä ja niin ja niin korkeana. Kuvan pikselikoon ja tulostuskoon yhdistävä linkki on kuvan resoluutio. Jos näistä yhden arvoja muutetaan, niin ainakin toisen muista arvojen on muututtava.

Näillä arvoilla passikuvani tulostuu saman kokoisena kuin se on passikuvaohjeen mukaan määritelty. Itse passihan kuva on hieman pienempi.