10 مفهوم اصلی در تصاویر دیجیتال
1. تصویر دیجیتال چیست؟
تصویر دیجیتال نمایشی از یک تصویر واقعی است که به صورت مجموعهای از اعداد ذخیره و پردازش میشود. این تصویر واقعی میتواند شامل عکسها، نقاشیها یا صحنههای مختلف باشد. تصویر دیجیتال به واحدهای کوچکی به نام پیکسل تقسیم میشود. هر پیکسل دارای مقادیری است که رنگ یا روشنایی آن را توصیف میکند. برای مثال، در تصاویر سیاه و سفید، پیکسلها ممکن است با مقادیر عددی از 0 تا 255 مشخص شوند، در حالی که پیکسلهای رنگی معمولاً شامل مقادیر قرمز، سبز و آبی هستند که هر کدام از 0 تا 255 متغیر است.
2. انواع تصاویر دیجیتال
تصاویر دیجیتال میتوانند به دستههای مختلف تقسیم شوند:
- تصاویر نوری: تصاویری که نور منعکس شده یا ساطع شده از اشیاء یا صحنهها را ثبت میکنند. این تصاویر معمولاً با دوربینها، اسکنرها یا تلسکوپها ایجاد میشوند و میتوانند توسط نرمافزارهایی مانند Photoshop و GIMP ویرایش شوند.
- تصاویر غیر نوری: تصاویری که سیگنالها یا امواج دیگری مانند صدا، اشعه ایکس یا امواج رادیویی را ثبت میکنند. این تصاویر توسط میکروفونها، دستگاههای اشعه ایکس و رادارها ایجاد و با نرمافزارهایی مانند Audacity و MATLAB پردازش میشوند.
- تصاویر مصنوعی: تصاویری که با استفاده از فرمولها یا مدلهای ریاضی تولید میشوند، نه از طریق ثبت اشیاء واقعی. این تصاویر توسط نرمافزارهایی مانند Blender و Mathematica ایجاد میشوند و برای شبیهسازی، انیمیشن یا تجسم استفاده میشوند.
3. ویژگیهای تصاویر دیجیتال
ویژگیهای اصلی تصاویر دیجیتال شامل موارد زیر است:
- رزولوشن: میزان جزئیاتی که یک تصویر در خود نگه میدارد، که به تعداد پیکسلهای تصویر اشاره دارد. رزولوشن بالاتر جزئیات بیشتری را نمایش میدهد.
- عمق رنگ: تعداد بیتهای استفاده شده برای نمایش رنگ هر پیکسل، که تعیینکننده تعداد رنگهای قابل نمایش است.
- فرمت: نحوه ذخیره و فشردهسازی تصویر که میتواند بر کیفیت و حجم فایل تأثیر بگذارد.
4. تاریخچه تصاویر دیجیتال
- 1951: اولین سیگنالهای دیجیتال توسط ضبطکننده نوار ویدئویی ذخیره شد.
- 1957: اولین تصویر دیجیتال توسط رایانه تولید شد.
- 1965: اولین دوربین دیجیتال برای اکتشاف فضایی اختراع شد.
- 1972: اولین نرمافزار پردازش تصویر دیجیتال منتشر شد.
- 1975: اولین دوربین دیجیتال با سنسور CCD معرفی شد.
- 1981: اولین دوربین دیجیتال تجاری به بازار عرضه شد.
- 1990: اولین نسخه نرمافزار Adobe Photoshop منتشر شد.
- 1991: اولین دوربین دیجیتال بدون فیلم تولید شد.
- 1995: اولین دوربین دیجیتال مصرفی معرفی شد.
- 2000: اولین گوشی دوربیندار به بازار آمد.
- 2003: اولین دوربین دیجیتال با بیش از 10 مگاپیکسل معرفی شد.
- 2005: اولین دوربین دیجیتال با بیش از 20 مگاپیکسل عرضه شد.
- 2010: اولین دوربین دیجیتال با بیش از 40 مگاپیکسل به بازار آمد.
- 2015: اولین دوربین دیجیتال با بیش از 100 مگاپیکسل معرفی شد.
5. پیکسل
پیکسل کوچکترین واحد تصویر دیجیتال است که میتواند بر روی صفحه نمایش داده شود. هر پیکسل شامل رنگی است که با ترکیب سه جزء اصلی رنگی قرمز، سبز و آبی در سیستم RGB تعیین میشود. تعداد بیتهای اختصاص داده شده به هر رنگ تعیینکننده کیفیت تصویر است. سیستمهای 24 بیتی که برای بیشتر نمایشگرها استفاده میشود، قادر به نمایش بیش از 16 میلیون رنگ هستند.
6. رزولوشن
رزولوشن میزان جزئیاتی است که یک تصویر دیجیتال ارائه میدهد و معمولاً به صورت عرض در ارتفاع پیکسلها بیان میشود. وضوح بالاتر به معنای جزئیات بیشتر است. از انواع رزولوشن میتوان به Full HD (1920×1080)، QHD (2560×1440)، و 4K (3840×2160) اشاره کرد. انتخاب رزولوشن مناسب به کاربرد و نیازهای خاص بستگی دارد.
7. نسبت تصویر
نسبت تصویر به رابطه بین عرض و ارتفاع تصویر اشاره دارد و معمولاً به صورت دو عدد جدا شده با دو نقطه بیان میشود. نسبتهای رایج شامل 4:3، 16:9 و 21:9 هستند. انتخاب نسبت تصویر مناسب برای دستگاه نمایشگر یا رسانهای که استفاده میشود، مهم است.
8. ارتقاء مقیاس (Upscaling)
ارتقاء مقیاس فرآیند افزایش وضوح تصویر است تا آن را برای صفحه نمایشهای بزرگتر واضحتر کند. این کار معمولاً با استفاده از الگوریتمهای هوش مصنوعی انجام میشود تا جزئیات و کیفیت تصویر بهبود یابد.
9. کاهش مقیاس (Downscaling)
کاهش مقیاس فرآیند کاهش وضوح تصویر برای کاهش حجم فایل و سازگاری با دستگاههای مختلف است. این کار میتواند به سادگی یا با استفاده از الگوریتمهای پیچیده انجام شود.
10. نرخ فریم (Frame Rate)
نرخ فریم به سرعت نمایش تصاویر در ویدیو اشاره دارد و بر حسب فریم در ثانیه (FPS) اندازهگیری میشود. نرخ فریم بالاتر معمولاً باعث حرکت نرمتر میشود، در حالی که نرخ فریم پایینتر ممکن است جلوهای سینمایی ایجاد کند. برای استفاده در پلتفرمهایی مانند اینستاگرام و TikTok، نرخ فریم 30 FPS توصیه میشود.
