Ανάλυση

Τι είναι και πως επηρεάζει την οθόνη, τις φωτογραφίες και τις εκτυπώσεις μας.
Το άρθρο αυτό γράφτηκε για να βοηθήσει τους αρχάριους χρήστες των υπολογιστών και των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, να εξοικειωθούν με την ανάλυση και να καταλάβουν το ρόλο που αυτή παίζει στα ψηφιακά μέσα. Ακόμα και έμπειροι χρήστες όμως μπορούν να αποκομίσουν κάτι από αυτό.

Ανάλυση οθόνης
 

Γενικά την ανάλυση την εκφράζουμε σαν αριθμό στηλών που απαρτίζουν το πλάτος W(επί) τoν αριθμό των γραμμών που απαρτίζουν το ύψος H(WxH, π.χ. 800x600). Η τομή μιας γραμμής με μία στήλη αποτελούν το εικονοστοιχείο (pixel), που είναι και η ελάχιστη οπτική πληροφορία την οποία μπορούμε να χρωματίσουμε μοναδικά στις οθόνες μας. Είναι σαν ένα πολύ μικρό χρωματισμένο τετραγωνάκι.

Ας πούμε ότι στην οθόνη μας έχουμε ανάλυση 1024x768. Αυτό σημαίνει ότι η οθόνη μας έχει χωριστεί σε 1024 στήλες και 768 γραμμές. Μία οριζόντια γραμμή πλάτους 1 εικονοστοιχείου αποτελείται από 1024 (εικονοστοιχεία) και μία κάθετη γραμμή αποτελείται από 768. Χρωματίζοντας κατάλληλα τα εικονοστοιχεία αυτά, η οθόνη μας συνθέτει το γραφικό περιβάλλον που βλέπουμε στον υπολογιστή μας. Επειδή η σχέση πλάτους/ύψους των οθονών του υπολογιστή είναι 4/3, την ίδια αντιστοιχία διατηρούν και οι αναλύσεις που μπορούμε να εφαρμόσουμε. Για παράδειγμα στην ανάλυση 1024x768 είναι 768 = 1024 * 3/4. Διαφορετικά τα εικονοστοιχεία δεν θα είχαν τετράγωνο σχήμα δημιουργώντας προβλήματα απεικόνισης. Το πραγματικό μέγεθος των εικονοστοιχείων δεν είναι σταθερό. Αν δηλαδή εφαρμόσουμε ανάλυση 1024x768 σε μία οθόνη 17 ιντσών και σε μία οθόνη 15 ιντσών τότε τα γραφικά στην οθόνη των 15 ιντσών θα φαίνονται μικρότερα. Αυτό συμβαίνει γιατί σε μικρότερη επιφάνεια πρέπει να εμφανισθεί ο ίδιος αριθμός εικονοστοιχείων. Κάτι τέτοιο έχει ως αποτέλεσμα μικρότερο μέγεθος στα εικονοστοιχεία.

Αν τώρα χρησιμοποιήσουμε μεγαλύτερη ανάλυση στην ίδια οθόνη, τότε αποκτάμε περισσότερο χώρο εμφάνισης αλλά μικρότερα γραφικά. Για να χωρέσουν περισσότερα εικονοστοιχεία στην ίδια επιφάνεια, αναγκαστικά μειώνεται το μέγεθός τους. Το πραγματικό μέγεθος των αντικειμένων που βλέπουμε στην οθόνη μας είναι σταθερό. Για παράδειγμα ένα εικονίδιο έχει μέγεθος 30x30 εικονοστοιχεία. Αφού τα εικονοστοιχεία μίκρυναν σε μέγεθος είναι επόμενο να βλέπουμε μικρότερο και το αντικείμενο. Εμφανίζοντας όμως μικρότερα τα αντικείμενα έχουμε τη δυνατότητα να βλέπουμε περισσότερα στον ίδιο χώρο. Κατά κάποιο τρόπο, μεγαλώνουμε δηλαδή την επιφάνεια εργασίας. Συμπερασματικά θα λέγαμε, ότι για δεδομένο μέγεθος οθόνης, μεγαλύτερη ανάλυση σημαίνει μεγαλύτερη επιφάνια εργασίας αλλά και μικρότερα αντικείμενα. Επειδή μία εικόνα είναι χίλιες λέξεις δείτε την παρακάτω :

Παρατηρήστε ότι σε μικρές αναλύσεις δεν εμφανίζονται όλα τα περιεχόμενα του παραθύρου. Δείτε επίσης ότι τα εικονίδια εμφανίζονται όλo και μικρότερα όσο μεγαλώνει η ανάλυση.

Οι μεγάλες αναλύσεις μας βοηθάνε να εργαστούμε πιο άνετα, αφού μπορούμε να δούμε περισσότερα πράγματα στην οθόνη μας χωρίς να σκρολάρουμε πάνω-κάτω ή δεξιά-αριστερά. Ωστόσο, για κάθε μέγεθος οθόνης, υπάρχει και μία ιδανική ανάλυση, που αποτελεί την χρυσή τομή ανάμεσα στο μέγεθος των απεικονιζόμενων γραφικών και του χώρου εργασίας. Στις οθόνες 15, 17 και 19 ιντσών οι συνηθέστερες αναλύσεις είναι 800x600, 1024x768 και 1280x960 αντίστοιχα. Οι αναλύσεις αυτές θεωρούνται οι ελάχιστες για το κάθε μέγεθος οθόνης. Μπορούμε να ανεβάσουμε την ανάλυση της οθόνης μας, συνήθως όμως, πρέπει να κάνουμε και κάποιες επιπλέον επεμβάσεις για να μπορούμε να δουλέψουμε πιο άνετα. Για παράδειγμα αν θέλουμε σε μία οθόνη 15 ιντσών να βάλουμε ανάλυση 1024x768, θα ήταν καλό να θέσουμε και μεγάλη γραμματοσειρά για τα γράμματα (large fonts). Σε διαφορετική περίπτωση τα γράμματα θα φαίνονται πολύ μικρά και θα μας κουράζουν στο διάβασμα.

Εκτός από την ανάλυση μπορεί να έχετε ακούσει και για το βάθος χρώματος. Όπως είπαμε, κάθε εικονοστοιχείο μπορεί να χρωματιστεί διαφορετικά. Το πλήθος των χρωμάτων από το οποίο μπορούμε να επιλέξουμε για ένα εικονοστοιχείο καλείται βάθος χρώματος. Συνήθεις τιμές είναι τα 256 (8bit*), 65536(16bit) και 16,7 εκατομμύρια (24bit) χρώματα. Τα 24bit αναφέρονται και σαν "πραγματικό χρώμα" (true color)** γιατί θεωρείται ότι το ανθρώπινο μάτι δεν δύναται να ξεχωρίσει περισσότερες διαβαθμίσεις.

* Το bit, είναι η ελάχιστη μονάδα πληροφορίας στους υπολογιστές. Κάθε bit μπορεί να πάρει δύο τιμές, το 0 και το 1. Αυτό σημαίνει ότι αν δεσμεύσουμε 8bits για να αποθηκεύσουμε το χρώμα κάθε εικονοστοιχείου, τότε έχουμε 2⁸ = 256 χρώματα (συνδυασμούς).

** Λόγω της προόδου της τεχνολογίας των υπολογιστών το βάθος χρώματος που επιτρέπουν σήμερα είναι 32 ή και περισσότερα bit. Πρόκειται όμως περισσότερο για πλεονασμό παρά για πραγματική ανάγκη για τόσο μεγάλο βάθος χρώματος).

Για να αλλάξετε την ανάλυση της οθόνης σας κάντε δεξί κλίκ σε ένα ελεύθερο μέρος της επιφάνειας εργασίας και επιλέξτε "ιδιότητες" (properties). Στο παράθυρο που θα εμφανιστεί επιλέξτε την καρτέλα "ρυθμίσεις" (settings). Στο κάτω μέρος αυτής μπορείτε να θέσετε την ανάλυση που θέλετε αλλά και το βάθος χρώματος. Αν στην ίδια καρτέλα πατήσετε το πλήκτρο "για προχωρημένους" (advanced ...), μπορείτε να θέσετε και το μέγεθος της γραμματοσειράς. Πατήστε "οκ" ή "εφαρμογή" για να εφαρμόσετε τις αλλαγές που κάνατε. Αν έχετε κάνει αλλαγές και στο μέγεθος της γραμματοσειράς ίσως χρειαστεί να κάνετε επανεκκίνηση τον υπολογιστή σας για να εφαρμοστούν.

 

Σημείωση : Για την ποιότητα της απεικόνισης στην οθόνη μας, πολύ σημαντική, είναι η κάθετη συχνότητα σάρωσης. Κάθε μοντέλο οθόνης υποστηρίζει διαφορετικές συχνότητες για διαφορετικές αναλύσεις. Για να έχουμε σταθερή και ξεκούραστη εικόνα θα πρέπει για την ανάλυση που θα επιλέξουμε να έχουμε τουλάχιστον 85Ηz. Οι αντιστοιχίες των αναλύσεων και των μέγιστων συχνοτήτων, αναφέρονται στο εγχειρίδιο της οθόνης.

Ψηφιακές εικόνες και ανάλυση

Μία ψηφιακή εικόνα αποτελείται από εικονοστοιχεία. Οι διαστάσεις μιας φωτογραφίας εκφράζονται με τον ίδιο τρόπο που εκφράζεται και η ανάλυση μιας οθόνης. Δηλαδή σε αριθμό στηλών x αριθμό γραμμών που την αποτελούν. Αντίθετα με την ανάλυση των οθονών, εδώ δεν υφίσταται ο περιορισμός της σχέσης πλάτους / ύψους. Μπορούμε δηλαδή να έχουμε εικόνες με οποιοδήποτε αριθμό εικονοστοιχείων (π.χ. 512x500).

Μία ψηφιακή φωτογραφία μπορεί να προκύψει είτε από μία ψηφιακή φωτογραφική μηχανή είτε από μία τυπωμένη φωτογραφία την οποία θα ψηφιοποιήσουμε με τη βοήθεια ενός σαρωτή. Και στις δύο περιπτώσεις τα αναλογικά δεδομένα πρέπει να ψηφιοποιηθούν. Δεν θα μπω σε τεχνικές λεπτομέρειες, απλά θα πω ότι το κάδρο που βλέπει ο φακός της μηχανής χωρίζεται σε πολύ μικρά κομματάκια (εικονοστοιχεία), για κάθε ένα από τα οποία αποθηκεύεται το χρώμα τους. Όπως καταλαβαίνεται, όσο περισσσότερα τα κομματάκια που χωρίζεται μία αναλογική εικόνα τόσο μεγαλύτερη ευκρίνεια αποκτά, αφού το μάτι, από κάποιο σημείο και έπειτα δεν είναι δυνατόν να δει ατέλειες. Τέτοιες ατέλειες είναι ιδιαίτερα ορατές σε καμπύλες και σε υφές.

Στην παραπάνω εικόνα φαίνονται δύο τμήματα που προέκυψαν από δύο φωτογραφίες. Η μία ανάλυσης 640x480 και η άλλη 2048x1536. Έτσι θα φαίνονταν το κομμάτι από την πρώτη αν το προβάλαμε στην οθόνη μας στο ίδιο μέγεθος με αυτό της δεύτερης. H διαφορά στην ποιότητα είναι νομίζω εμφανής.

Οι διαστάσεις μιας φωτογραφίας παραμένουν σταθερές ανεξάρτητα από την ανάλυση που έχουμε στην οθόνη μας. Αν για παράδειγμα στην οθόνη μας έχουμε ανάλυση 800x600 και εμφανίσουμε στο πραγματικό της μέγεθος, μία εικόνα διαστάσεων 1024x768, τότε μόνο ένα τμήμα αυτής θα είναι κάθε φορά ορατό. Αντίστοιχα, αν εμφανίσουμε μία εικόνα 640x480 τότε θα υπάρχει κενός χώρος γύρω από την εικόνα.

Φυσικά υπάρχουν προγράμματα που μας επιτρέπουν να δούμε τις εικόνες στο μέγεθος που εμείς θέλουμε. Προσέξτε όμως ότι το μέγεθος στο οποίο βλέπουμε μία φωτογραφία δεν αλλάζει τις πραγματικές διαστάσεις της. Για να πετύχουμε κάτι τέτοιο θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη συγκεκριμένη λειτουργία ενός προγράμματος επεξεργασίας εικόνας. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται συνήθως resampling και γίνεται με ειδικούς αλγορίθμους.

Επίσης όπως και στις οθόνες, οι φωτογραφίες έχουν και ένα συγκεκριμένο βάθος χρώματος. Οι κατηγορίες είναι ίδιες με αυτές των οθονών, δηλαδή 8, 16 ή 24bit. Ο συνδυασμός των διαστάσεων της φωτογραφίας και του βάθους χρώματος μπορεί να μας δώσει και το μέγεθος που καταλαμβάνει μία φωτογραφία στο σκληρό μας δίσκο. Αν για παράδειγμα έχουμε μία φωτογραφία 1600x1200 τότε σημαίνει ότι αποτελείται από 1600 x 1200 = 1 920 000 εικονοστοιχεία. Αν έχει και βάθος χρώματος 24bit τότε σημαίνει ότι για κάθε ένα από αυτά τα 1.92εκ. εικονοστοιχεία πρέπει να αποθηκεύσουμε 24bit πληροφορίας για το χρώμα τους. Δηλαδή πρέπει να χρησιμοποιήσουμε 1.920.000 x 24bits = 46.080.000 bits = 5.760.000 bytes = 5625kb = 5.5MB *. Το μέγεθος αυτό είναι σε ασυμπίεστη μορφή. Οι περισσότερες** ψηφιακές κάμερες χρησιμοποιούν κάποιους απωλεστικούς αλγορίθμους συμπίεσης με αποτέλεσμα τα αρχεία που παράγουν να είναι σημαντικά μικρότερα. Για παράδειγμα η ίδια φωτογραφία από μία ψηφιακή φωτογραφική μηχανή θα είχε μέγεθος περίπου 800kb με πολύ μικρή απώλεια ποιότητας.

* Ένα byte είναι 8 bits, ένα kilobyte είναι 1024bytes και ένα MB είναι 1024kb.

** Υπάρχουν και μηχανές που δίνουν τη δυνατότητα αποθήκευσης των φωτογραφιών σε μη απωλεστικά φορμάτ αρχείων, όπως π.χ. tiff και raw.

Η συνολική ποιότητα της φωτογραφίας δεν κρίνεται μόνο από την ανάλυση της αλλά και από τον βαθμό συμπίεσης που έχει υποστεί. Γενικά όμως όσο μεγαλύτερη ανάλυση τόσο καλύτερη ποιότητα και ευκρίνεια έχει μία φωτογραφία.

Στις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές οι αναλύσεις εκφράζονται σε MegaPixel (MP ή απλά Μ). Τα MP προκύπτουν αν κάνουμε τον πολλαπλασιασμό της ανάλυσης W x H. Π.χ. μία φωτογραφική μηχανή των 3.2M βγάζει φωτογραφίες ανάλυσης 2048x1536, γιατί 2048χ1536 = 3.145.728. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα MP και οι αναλύσεις στις οποίες αντιστοιχούν (10/01/2003) .

MegaPixel	Ανάλυση παραγόμενων φωτογραφιών
0.3	640 x 480
0.5	800 x 600
0.8	1024 x 768
1.3	1280 x 960
2.1	1600 x 1200
3.2	2048 x 1536
4	2272 x 1704
5	2560 x 1920
7.5	3200 x 2400
11	4064 x 2704

Aν κάνετε τους πολλαπλασιασμούς θα διαπιστώσετε ότι δεν αντιστοιχούν πάντα με τον ακριβή αριθμό των διαφημιζόμενων megapixel.