Точек на дюйм ( DPI или dpi [1] ) — это мера плотности точек пространственной печати , видео или сканера изображений , в частности количество отдельных точек, которые можно разместить в строке на расстоянии 1 дюйм (2,54 см). . Аналогичным образом, количество точек на сантиметр ( d/cm или dpcm ) обозначает количество отдельных точек, которые можно разместить на линии шириной 1 сантиметр (0,394 дюйма). [2]
DPI используется для описания разрешения количества точек на дюйм при цифровой печати и разрешения печати при печати на бумажном носителе, то есть увеличения размера полутоновых точек во время печати. Это вызвано растеканием чернил по поверхности носителя.
До определенного момента принтеры с более высоким разрешением обеспечивают более четкую и детальную печать. Принтер не обязательно имеет единственное измерение DPI; это зависит от режима печати, на который обычно влияют настройки драйвера. Диапазон поддерживаемого принтером разрешения больше всего зависит от используемой технологии печатающей головки. Например, матричный принтер наносит чернила с помощью крошечных стержней, ударяющих о красящую ленту, и имеет относительно низкое разрешение, обычно в диапазоне от 60 до 90 точек на дюйм (от 420 до 280 мкм ) . Струйный принтер распыляет чернила через крошечные сопла и обычно имеет разрешение 300–720 точек на дюйм. [3] Лазерный принтер наносит тонер посредством контролируемого электростатического заряда и может иметь разрешение в диапазоне от 600 до 2400 точек на дюйм.
Измерение DPI принтера часто должно быть значительно выше, чем измерение пикселей на дюйм (PPI) видеодисплея, чтобы обеспечить вывод аналогичного качества. Это связано с ограниченным диапазоном цветов для каждой точки, обычно доступным на принтере. В каждом положении точки цветной принтер простейшего типа может либо печатать без точки, либо печатать точку, состоящую из фиксированного объема чернил в каждом из четырех цветовых каналов (обычно CMYK с голубыми , пурпурными , желтыми и черными чернилами) или 2 4 = 16 цветов на лазерных, восковых и большинстве струйных принтерах, из которых только 14 или 15 (или всего лишь 8 или 9) могут быть действительно различимы в зависимости от интенсивности черного компонента, стратегии, используемой для наложения и объединения его с другие цвета и находится ли он в «цветном» режиме.
Струйные принтеры более высокого класса могут предлагать 5, 6 или 7 цветов чернил, что дает 32, 64 или 128 возможных тонов на точку (и опять же, может случиться так, что не все комбинации дадут уникальный результат). Сравните это со стандартным монитором sRGB , где каждый пиксель излучает 256 интенсивностей света в каждом из трех каналов ( RGB ).
Хотя некоторые цветные принтеры могут создавать капли разного объема в каждой позиции точки и могут использовать дополнительные каналы цвета чернил, количество цветов все равно обычно меньше, чем на мониторе. Поэтому большинству принтеров приходится создавать дополнительные цвета с помощью процесса полутонов или размытия и полагаться на то, что их базовое разрешение достаточно высокое, чтобы «обмануть» глаз человека-наблюдателя, заставив его воспринимать участок одного гладкого цвета.
Исключением из этого правила являются сублимационные принтеры , которые могут наносить гораздо более переменное количество красителя — близкое или превышающее количество из 256 уровней на канал, доступных на обычном мониторе — к каждому «пикселю» на странице без размытия. , но с другими ограничениями:
Эти недостатки означают, что, несмотря на их заметное превосходство в производстве хороших фотографий и нелинейных диаграмм, принтеры с сублимационной печатью остаются нишевыми продуктами, и, таким образом, другие устройства, использующие более высокое разрешение, меньшую глубину цвета и шаблоны размытия, остаются нормой.
Этот процесс печати с размытием может потребовать области от четырех до шести точек (измеренных поперек каждой стороны), чтобы точно воспроизвести цвет в одном пикселе. Изображение шириной 100 пикселей при печати может иметь ширину от 400 до 600 точек; Если изображение размером 100 × 100 пикселей необходимо напечатать на квадрате размером в один дюйм, принтер должен иметь разрешение от 400 до 600 точек на дюйм для воспроизведения изображения. Соответственно, 600 точек на дюйм (иногда 720) в настоящее время является типичным выходным разрешением лазерных принтеров начального уровня и некоторых струйных принтеров общего назначения, при этом 1200–1440 и 2400–2880 являются обычными «высокими» разрешениями. Это контрастирует с разрешением 300–360 (или 240) точек на дюйм ранних моделей и примерно 200 точек на дюйм матричных принтеров и факсов, которые печатали по факсу и на компьютере документы, особенно те, в которых интенсивно использовалась графика или цветные блоки. текст — характерный «оцифрованный» внешний вид из-за грубых, очевидных узоров размытия, неточных цветов, потери четкости на фотографиях и неровных («сглаживаемых») краев в некоторых текстах и штриховых рисунках.
При печати DPI (точек на дюйм) относится к выходному разрешению принтера или фотонаборного устройства, а PPI (пикселей на дюйм) относится к входному разрешению фотографии или изображения.DPI относится к физической плотности точек изображения, когда оно воспроизводится как реальный физический объект, например, напечатанное на бумаге. Изображение, хранящееся в цифровом формате, не имеет физических размеров, измеряемых в дюймах или сантиметрах. Некоторые форматы цифровых файлов записывают значение DPI или, чаще, значение PPI ( пикселей на дюйм ), которое должно использоваться при печати изображения. Это число позволяет принтеру или программному обеспечению узнать предполагаемый размер изображения или, в случае сканированных изображений , размер исходного сканируемого объекта. Например, растровое изображение может иметь размер 1000 × 1000 пикселей и разрешение 1 мегапиксель . Если на нем указано 250 PPI, это инструкция принтеру распечатать его размером 4 × 4 дюйма. Изменение PPI на 100 в программе редактирования изображений приведет к тому, что принтер напечатает изображение размером 10 × 10 дюймов. Однако изменение значения PPI не изменит размер изображения в пикселях, который по-прежнему будет составлять 1000 × 1000. Изображение также может быть подвергнуто повторной выборке, чтобы изменить количество пикселей и, следовательно, размер или разрешение изображения, но это сильно отличается от простой установки нового PPI для файла.
Для векторных изображений : поскольку файл не зависит от разрешения, нет необходимости выполнять повторную выборку изображения перед изменением его размера. (печатает одинаково хорошо всех размеров). Тем не менее, все еще существует целевой размер печати. Некоторые форматы изображений, например формат Photoshop, могут содержать в одном файле как растровые, так и векторные данные. Настройка PPI в файле Photoshop изменит предполагаемый размер печати растровой части данных, а также изменит предполагаемый размер печати векторных данных в соответствии с ним. Таким образом, векторные и растровые данные сохраняют согласованное соотношение размеров при изменении целевого размера печати. Текст, хранящийся в виде контурных шрифтов в форматах растровых изображений, обрабатывается таким же образом. Другие форматы, такие как PDF, в основном представляют собой векторные форматы, которые могут содержать изображения, возможно, с разными разрешениями. В этих форматах целевой PPI растровых изображений корректируется в соответствии с изменением целевого размера печати файла. Это противоположно тому, как он работает в преимущественно растровом формате, таком как Photoshop , но дает точно такой же результат - сохранение взаимосвязи между векторными и растровыми частями данных. [ нужна цитата ]
С 1980-х годов на компьютерах Mac по умолчанию для дисплея «DPI» установлено значение 72 PPI, тогда как в операционной системе Microsoft Windows используется значение по умолчанию 96 PPI. [4] Эти спецификации по умолчанию возникли из-за проблем с отображением стандартных шрифтов в ранних системах отображения 1980-х годов, включая дисплеи CGA , EGA , VGA и 8514 на базе IBM , а также дисплеи Macintosh , представленные в компьютере 128K и его преемниках. . Выбор Macintosh 72 пикселей на дюйм для своих дисплеев был обусловлен существующим соглашением: официальные 72 точки на дюйм отражали 72 пикселя на дюйм , которые появлялись на экранах их дисплеев. ( Пункты — это физическая единица измерения в типографике , восходящая к временам печатных станков, где 1 пункт по современному определению равен 1/72 международного дюйма ( 25,4 мм ) , что , следовательно, составляет 1 пункт примерно 0,0139 дюйма или 352,8 мкм. ). Таким образом, 72 пикселя на дюйм, видимые на дисплее, имели точно такие же физические размеры, как и 72 пикселя на дюйм, которые позже можно было увидеть на распечатке, причем 1 точка в печатном тексте равна 1 пикселю на экране дисплея. В действительности, Macintosh 128K имел экран размером 512 пикселей в ширину и 342 пикселя в высоту, что соответствовало ширине стандартной офисной бумаги (512 пикселей ÷ 72 пикселей/дюйм ≈ 7,1 дюйма, с полем 0,7 дюйма вниз по каждому из них). сторона, если предположить 8+1 ⁄ дюйма × 11 дюймов формата бумаги для Северной Америки; в остальном мире он составляет 210 × 297 мм и называетсяA4. B5 — 176×250 мм). [ нужна цитата ]
Следствием решения Apple стало то, что широко используемым 10-точечным шрифтам эпохи пишущих машинок пришлось выделить 10 пикселей дисплея по высоте em и 5 пикселей дисплея по высоте x . Технически это описывается как 10 пикселей на em ( PPEm ). Из-за этого шрифты размером 10 пунктов отображались грубо и затрудняли их чтение на экране дисплея, особенно символы нижнего регистра. Кроме того, считалось, что экраны компьютеров обычно просматриваются (за столом) на расстоянии, на 30% большем, чем печатные материалы, что приводит к несоответствию между воспринимаемыми размерами, видимыми на экране компьютера, и размерами на распечатках. [ нужна цитата ]
Microsoft попыталась решить обе проблемы с помощью взлома, который имел долгосрочные последствия для понимания того, что означают DPI и PPI. [5] Microsoft начала писать свое программное обеспечение для работы с экраном так, как будто оно обеспечивает характеристику PPI, составляющую 4 ⁄ 3 от того, что на самом деле отображает экран. Поскольку большинство экранов в то время обеспечивало около 72 пикселей на дюйм, Microsoft, по сути, написала свое программное обеспечение, предполагая, что каждый экран обеспечивает 96 пикселей на дюйм (поскольку 72 × 4 ⁄ 3 = 96). Краткосрочная выгода от этого обмана была двойной:
Так, например, шрифт размером 10 пунктов на Macintosh (при 72 PPI) был представлен 10 пикселями (т. е. 10 PPEm), тогда как шрифт размером 10 пунктов на платформе Windows (при 96 PPI) при том же уровне масштабирования. представлено 13 пикселями (т. е. Microsoft округляет 13 пикселей) .+от 1 ⁄ 3 до 13 пикселей, или 13 PPEm) — и на типичном мониторе потребительского уровня физически он выглядел бы высотой от 15 ⁄ 72 до 16 ⁄ 72 дюйма вместо 10 ⁄ 72 дюйма . Аналогичным образом, шрифт размером 12 пунктов был представлен 12 пикселями на Macintosh и 16 пикселями (или физическая высота дисплея, возможно, 19 ⁄ 72 дюйма) на платформе Windows при том же масштабе и так далее. [6] Негативным последствием этого стандарта является то, что при дисплеях с разрешением 96 пикселей на дюйм больше нет однозначного соотношения между размером шрифта в пикселях и размером распечатки в пунктах. Эта разница усиливается на более поздних дисплеях с более высокой плотностью пикселей . Это стало меньшей проблемой с появлением векторной графики и шрифтов, используемых вместо растровой графики и шрифтов. Более того, с 1980-х годов было написано множество программ для Windows, в которых предполагается, что экран обеспечивает плотность 96 пикселей на дюйм. Соответственно, эти программы не отображаются должным образом при обычных альтернативных разрешениях, таких как 72 PPI или 120 PPI. Решением стало введение двух концепций: [5]
Программное обеспечение отображает изображения на виртуальном экране, а затем операционная система отображает виртуальный экран на физическом экране. При логическом PPI, равном 96 PPI, старые программы по-прежнему могут работать правильно независимо от фактического физического PPI экрана дисплея, хотя они могут демонстрировать некоторые визуальные искажения благодаря эффективному уровню масштабирования пикселей 133,3% (требующему удвоения каждого третьего пикселя). по ширине/высоте или использовать жесткое сглаживание). [ нужна цитата ]
Дисплеи с высокой плотностью пикселей не были распространены до эпохи Windows XP. Дисплеи с высоким разрешением стали популярными примерно во время выпуска Windows 8. Масштабирование дисплея путем ввода специального значения DPI независимо от разрешения экрана было функцией Microsoft Windows начиная с Windows 95. [7] В Windows XP появилась библиотека GDI+, которая позволяет масштабировать текст независимо от разрешения. [8]
В Windows Vista появилась поддержка программ, позволяющих заявлять ОС о том, что они поддерживают высокий уровень разрешения, через файл манифеста или с помощью API. [9] [10] Для программ, которые не заявляют себя как поддерживающие DPI, Windows Vista поддерживает функцию совместимости, называемую виртуализацией DPI, поэтому системные метрики и элементы пользовательского интерфейса представляются приложениям так, как если бы они работали с разрешением 96 DPI, и диспетчером окон рабочего стола. затем масштабирует полученное окно приложения в соответствии с настройкой DPI. В Windows Vista сохраняется опция масштабирования в стиле Windows XP, которая при включении отключает виртуализацию DPI для всех приложений во всем мире. Виртуализация DPI — это вариант совместимости, поскольку все разработчики приложений должны обновлять свои приложения для поддержки высокого DPI, не полагаясь на виртуализацию DPI.
Windows Vista также представляет Windows Presentation Foundation . Приложения WPF .NET основаны на векторах, а не на пикселях, и разработаны с учетом независимости от разрешения. Разработчикам, использующим старый API GDI и Windows Forms в среде выполнения .NET Framework, необходимо обновить свои приложения, чтобы они поддерживали DPI, и пометить свои приложения как поддерживающие DPI.
Windows 7 добавляет возможность изменять DPI, выполняя только выход из системы, а не полную перезагрузку, и делает эту настройку индивидуальной для каждого пользователя. Кроме того, Windows 7 считывает значение DPI монитора из EDID и автоматически устанавливает значение DPI системы в соответствии с физической плотностью пикселей монитора, если только эффективное разрешение не меньше 1024 × 768.
В Windows 8 в диалоговом окне изменения разрешения отображается только процент масштабирования DPI, а отображение необработанного значения DPI было удалено. [11] В Windows 8.1 глобальная настройка отключения виртуализации DPI (использовать только масштабирование в стиле XP) удалена и добавлена настройка для каждого приложения, позволяющая пользователю отключить виртуализацию DPI на вкладке «Совместимость». [11] Если для параметра масштабирования DPI установлено значение выше 120 PPI (125%), виртуализация DPI включается для всех приложений, если только приложение не откажется от нее, указав флаг осведомленности о DPI (манифест) как «true» внутри EXE. В Windows 8.1 сохраняется возможность отключения виртуализации DPI для каждого приложения. [11] Windows 8.1 также добавляет возможность для разных дисплеев использовать независимые коэффициенты масштабирования DPI, хотя она рассчитывает их автоматически для каждого дисплея и включает виртуализацию DPI для всех мониторов на любом уровне масштабирования.
В Windows 10 добавлено ручное управление масштабированием DPI для отдельных мониторов.
Продолжаются попытки отказаться от единицы разрешения изображения DPI в пользу метрической единицы , указывающей расстояние между точками в точках на сантиметр (пиксели/см или dpcm), как это используется в медиазапросах CSS3 [12] или микрометрах (мкм) . ) между точками. [13] Например, разрешение 72 dpi соответствует разрешению около 28 dpcm или расстоянию между точками около 353 мкм.