Resolución de la imagen

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La resolución de imagen es el nivel de detalle de una imagen . El término se aplica a imágenes digitales, imágenes de película y otros tipos de imágenes. "Mayor resolución" significa más detalle de imagen. La resolución de imagen se puede medir de varias formas. La resolución cuantifica qué tan cerca pueden estar las líneas entre sí y aún así ser visiblemente resueltas . Las unidades de resolución se pueden vincular a tamaños físicos (por ejemplo, líneas por mm, líneas por pulgada), al tamaño general de una imagen (líneas por altura de imagen, también conocidas simplemente como líneas, líneas de TV o TVL) o al subtendido angular. En lugar de líneas individuales, a menudo se utilizan pares de líneas , compuestos por una línea oscura y una línea clara adyacente; por ejemplo, una resolución de 10 líneas por milímetro significa 5 líneas oscuras alternadas con 5 líneas claras, o 5 pares de líneas por milímetro (5 LP/mm). Las lentes fotográficas se expresan con mayor frecuencia en pares de líneas por milímetro.

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La resolución de las cámaras digitales se puede describir de muchas maneras diferentes.

El término resolución se considera a menudo equivalente al recuento de píxeles en imágenes digitales , aunque los estándares internacionales en el campo de las cámaras digitales especifican que debería llamarse en cambio "Número de píxeles totales" en relación con los sensores de imagen, y como "Número de píxeles grabados" para lo que se captura completamente. Por lo tanto, CIPA DCG-001 requiere una notación como "Número de píxeles grabados 1000 × 1500". ^{[1] [2]} Según los mismos estándares, el "Número de píxeles efectivos" que tiene un sensor de imagen o una cámara digital es el recuento de sensores de píxeles que contribuyen a la imagen final (incluidos los píxeles que no están en dicha imagen pero que, sin embargo, respaldan el proceso de filtrado de imágenes), en oposición al número de píxeles totales , que incluye píxeles no utilizados o protegidos de la luz alrededor de los bordes.

Una imagen de N píxeles de alto por M píxeles de ancho puede tener cualquier resolución menor que N líneas por altura de imagen, o N líneas de TV. Pero cuando se hace referencia a los recuentos de píxeles como "resolución", la convención es describir la resolución de píxeles con el conjunto de dos números enteros positivos , donde el primer número es el número de columnas de píxeles (ancho) y el segundo es el número de filas de píxeles (alto), por ejemplo como 7680 × 6876 . Otra convención popular es citar la resolución como el número total de píxeles en la imagen, generalmente expresado como número de megapíxeles , que se puede calcular multiplicando las columnas de píxeles por las filas de píxeles y dividiéndolo por un millón. Otras convenciones incluyen la descripción de píxeles por unidad de longitud o píxeles por unidad de área, como píxeles por pulgada o por pulgada cuadrada. Ninguna de estas resoluciones de píxeles son resoluciones verdaderas ^{[ aclaración necesaria ]} , pero se las conoce ampliamente como tales; sirven como límites superiores en la resolución de la imagen.

A continuación se muestra una ilustración de cómo podría aparecer la misma imagen con diferentes resoluciones de píxeles, si los píxeles estuvieran mal representados como cuadrados nítidos (normalmente, sería preferible una reconstrucción suave de la imagen a partir de píxeles, pero para la ilustración de píxeles, los cuadrados nítidos resaltan mejor el punto).

Una imagen de 2048 píxeles de ancho y 1536 píxeles de alto tiene un total de 2048×1536 = 3.145.728 píxeles o 3,1 megapíxeles. Se podría decir que es una imagen de 2048 por 1536 o de 3,1 megapíxeles. La imagen sería de muy baja calidad (72 ppp) si se imprime con un ancho de aproximadamente 28,5 pulgadas, pero de muy buena calidad (300 ppp) si se imprime con un ancho de aproximadamente 7 pulgadas.

La cantidad de fotodiodos en el sensor de imagen de una cámara digital en color suele ser un múltiplo de la cantidad de píxeles de la imagen que produce, ya que se utiliza información de una matriz de sensores de imagen en color para reconstruir el color de un solo píxel. La imagen debe interpolarse o desmosaicarse para producir los tres colores para cada píxel de salida.

Los términos borrosidad y nitidez se utilizan para imágenes digitales, pero se emplean otros descriptores para hacer referencia al hardware que captura y muestra las imágenes.

La resolución espacial en radiología es la capacidad de la modalidad de obtención de imágenes para diferenciar dos objetos. Las técnicas de baja resolución espacial no podrán diferenciar entre dos objetos que estén relativamente cerca uno del otro.

La medida de la precisión con la que se pueden resolver las líneas en una imagen se denomina resolución espacial y depende de las propiedades del sistema que crea la imagen, no solo de la resolución de píxeles en píxeles por pulgada (ppi). Para fines prácticos, la claridad de la imagen se determina por su resolución espacial, no por la cantidad de píxeles de la imagen. En efecto, la resolución espacial es la cantidad de valores de píxeles independientes por unidad de longitud.

La resolución espacial de las pantallas de los consumidores varía entre 50 y 800 líneas de píxeles por pulgada. En el caso de los escáneres, a veces se utiliza la resolución óptica para distinguir la resolución espacial de la cantidad de píxeles por pulgada.

En teledetección , la resolución espacial suele estar limitada por la difracción , así como por las aberraciones, el enfoque imperfecto y la distorsión atmosférica. La distancia de muestra terrestre (GSD) de una imagen, el espaciado de píxeles en la superficie de la Tierra, suele ser considerablemente menor que el tamaño del punto resoluble.

En astronomía , a menudo se mide la resolución espacial en puntos de datos por segundo de arco subtendido en el punto de observación, porque la distancia física entre los objetos en la imagen depende de su distancia y esto varía ampliamente con el objeto de interés. Por otro lado, en microscopía electrónica , la resolución de línea o franja es la separación mínima detectable entre líneas paralelas adyacentes (por ejemplo, entre planos de átomos), mientras que la resolución de punto es, en cambio, la separación mínima entre puntos adyacentes que se pueden detectar e interpretar , por ejemplo, como columnas adyacentes de átomos. La primera a menudo ayuda a detectar la periodicidad en las muestras, mientras que la segunda (aunque más difícil de lograr) es clave para visualizar cómo interactúan los átomos individuales.

En las imágenes 3D estereoscópicas, la resolución espacial podría definirse como la información espacial registrada o capturada por dos puntos de vista de una cámara estéreo (cámara izquierda y derecha).

La codificación de píxeles limita la información almacenada en una imagen digital, y el término perfil de color se utiliza para las imágenes digitales, pero se usan otros descriptores para hacer referencia al hardware que captura y muestra las imágenes.

La resolución espectral es la capacidad de resolver las características y bandas espectrales en sus componentes separados. Las imágenes en color distinguen la luz de diferentes espectros . Las imágenes multiespectrales pueden resolver diferencias aún más sutiles de espectro o longitud de onda midiendo y almacenando más de las 3 imágenes en color RGB comunes tradicionales.

La resolución temporal (TR) es la precisión de una medición con respecto al tiempo.

Las cámaras de cine y las cámaras de alta velocidad pueden resolver eventos en diferentes puntos del tiempo. La resolución temporal utilizada para películas es generalmente de 24 a 48 cuadros por segundo (cuadros/s), mientras que las cámaras de alta velocidad pueden resolver de 50 a 300 cuadros/s, o incluso más.

El principio de incertidumbre de Heisenberg describe el límite fundamental de la resolución espacial máxima de la información sobre las coordenadas de una partícula impuesta por la medición o existencia de información sobre su momento con cualquier grado de precisión.

Esta limitación fundamental puede, a su vez, ser un factor en la resolución máxima de imágenes a escalas subatómicas, como puede ocurrir con los microscopios electrónicos de barrido .

La resolución radiométrica determina la precisión con la que un sistema puede representar o distinguir diferencias de intensidad y, por lo general, se expresa como un número de niveles o un número de bits , por ejemplo, 8 bits o 256 niveles, que es lo típico de los archivos de imágenes de computadora. Cuanto mayor sea la resolución radiométrica, mejor se pueden representar las diferencias sutiles de intensidad o reflectividad , al menos en teoría. En la práctica, la resolución radiométrica efectiva suele estar limitada por el nivel de ruido, en lugar de por el número de bits de representación.

Esta es una lista de resoluciones horizontales analógicas tradicionales para varios medios. La lista solo incluye formatos populares, no formatos raros, y todos los valores son aproximados, porque la calidad real puede variar de una máquina a otra o de una cinta a otra. Para facilitar la comparación, todos los valores corresponden al sistema NTSC. (Para los sistemas PAL, reemplace 480 por 576). Los formatos analógicos generalmente tenían una resolución cromática menor.

• Analógico y digital temprano ^[3]

Muchas cámaras y pantallas desplazan los componentes de color entre sí o mezclan la resolución temporal con la espacial:

• 
  Cámara digital ( conjunto de filtros de color Bayer )
• 
  LCD ( Geometría de píxeles triangulares )
• 
  CRT (máscara de sombra)

• Resoluciones de pantalla de computadora de pantalla estrecha 4:3
  • 320×200: MCGA
  • 320×240: QVGA
  • 640×350: EGA
  • 640 × 480: VGA
  • 800×600: Súper VGA
  • 1024×768: XGA / EVGA
  • 1600×1200: UXGA
• Cosa análoga
  • 320×200: monitores CRT
  • 333×480: VHS , Video8 , Umatic
  • 350×480: Betamáx
  • 420×480: Súper Betamax, Betacam
  • 460×480: Betacam SP, Umatic SP, NTSC (televisión por aire)
  • 580×480: Súper VHS , Hi8 , Disco láser
  • 700×480: Betamax de definición mejorada, límite de transmisión analógica ( NTSC )
  • 768×576: Límite de transmisión analógica ( PAL , SECAM )
• Digital
  • 352×240: CD de vídeo
  • 500×480: Digital8
  • 720×480: D-VHS , DVD , miniDV , Betacam digital (NTSC)
  • 720×480: DVD de pantalla ancha (anamórfico) (NTSC)
  • 854×480: EDTV (Televisión de Definición Mejorada)
  • 720×576: D-VHS , DVD , miniDV , Digital8 , Betacam digital (PAL/SECAM)
  • 720×576 o 1024 x 576: DVD de pantalla ancha (anamórfico) (PAL/SECAM)
  • 1280×720: D-VHS, HD DVD , Blu-ray , HDV (miniDV)
  • 1440 × 1080: HDV (miniDV)
  • 1920 × 1080: HDV (miniDV), AVCHD, HD DVD, Blu-ray, HDCAM SR
  • 1998 × 1080: 2K plana (1,85:1)
  • 2048×1080: Cine digital 2K
  • 3840 × 2160: 4K UHDTV , Blu-ray Ultra HD
  • 4096×2160: Cine digital 4K
  • 7680×4320: Televisión UHD 8K
  • 15360×8640: Cine digital 16K
  • 30720x17280: 32K
  • Las secuencias de películas más nuevas se escanean a 2.000, 4.000 o incluso 8.000 columnas, llamadas 2K, 4K y 8K , para realizar una edición de efectos visuales de calidad en computadoras.
  • IMAX , incluidos IMAX HD y OMNIMAX: resolución aproximada de 10 000 × 7000 (7000 líneas). Tiene unos 70 MP, que es la resolución más alta que ofrece actualmente una cámara de cine digital de un solo sensor (a enero de 2012). ^{[ cita requerida ]}
• Película
  • A partir de 2005, las películas de 35 mm se escanean para su lanzamiento en DVD a 1080 o 2000 líneas.
  • La resolución real de los negativos de cámara originales de 35 mm es objeto de mucho debate. Las resoluciones medidas de la película negativa han oscilado entre 25 y 200 LP/mm, lo que equivale a un rango de 325 líneas para 2 perforaciones , hasta (teóricamente) más de 2300 líneas para 4 perforaciones tomadas en T-Max 100. ^{[4] [5] [6]} Kodak afirma que la película de 35 mm tiene el equivalente a una resolución de 6K horizontalmente según un vicepresidente sénior de IMAX. ^[7]
• Imprimir

• Resoluciones de cámaras digitales modernas
  • Cámara digital de formato medio: un solo sensor digital grande, no combinado, 80 MP (a partir de 2011, actual a partir de 2013) – 10320 × 7752 o 10380 × 7816 (81,1 MP). ^{[8] [9] [10] [11]}
  • Teléfono móvil – Nokia 808 PureView – 41 MP (7728 × 5368), Nokia Lumia 1020 – también 41 MP (7712 × 5360)
  • Cámara fotográfica digital – Canon EOS 5DS – 51 MP (8688 × 5792)

• Resolución de pantalla
• Puntos por pulgada
• Captura HDR con exposición múltiple
• Transmisión de imágenes de alta resolución
• Escalado de imagen
• Escáner de imágenes
• Factor Kell , que normalmente limita la cantidad de líneas visibles a 0,7 veces la resolución del dispositivo
• Densidad de píxeles