Näytön kuvatarkkuus

Näytön kuvatarkkuus eli resoluutio kertoo digitaalitelevision, tietokoneen näytön tai muun näyttölaitteen erillisten kuvapisteiden lukumäärän kaikissa näytön näyttämissä mittasuhteissa. Se on monimerkityksinen käsite, sillä kuvapisteitä ohjataan eri tavoin kuvaputkinäytöissä, litteissä näytöissä (mukaan lukien nestekidenäytöt) ja heijastettavissa näytöissä, jotka käyttävät kiinteää kuvapisteiden järjestystä. 

Kuvatarkkuus ilmoitetaan yleensä leveyden ja korkeuden tulona, jonka yksikkönä käytetään kuvapistettä eli pikseliä. Esimerkiksi 1024 × 768 tarkoittaa leveyden olevan 1024 kuvapistettä ja korkeuden 768 kuvapistettä, ja se luetaan kirjakielellä tavallisesti "tuhatkaksikymmentäneljä kertaa seitsemänsataakuusikymmentäkahdeksan". 

Käsitteen "näytön kuvatarkkuus" käyttö koskee kiinteiden kuvapistejärjestysten näyttöjä kuten plasmanäyttöjä, nestekidenäyttöjä (LCD), DLP-projektoreja, orgaanisia loistediodinäyttöjä (OLED) ja muita samankaltaisia näyttöjä, ja se on yksinkertaisesti näytön muodostavien sarakkeiden ja rivien lukumäärä, (esim. 1920 × 1080). Kiinteän kuvapisteiden järjestyksen seurauksena kaikki näytöt tarvitsevat skaalaimen (muistillisen digitaalisen videosuorittimen) sovittaakseen monien eri tallennusmuotojen kuvan näytölle sopivaksi. 

Sanojen kuvatarkkuus tai resoluutio käyttö koskien laitteiden, kuten puhelinten, tablettien, tietokoneen näyttöjen ja televisioiden näyttöjä on harhaanjohtavaa mutta yleistä. Näytön kuvatarkkuuden käsitteellä on tarkoitus tarkoittaa kuvapisteiden mittasuhteita eli kuvapisteiden lukumäärää kussakin ulottuvuudessa kuten 1920 × 1080, mikä ei kerro mitään kuvapisteiden tiheydestä näytöllä, johon kuva itse asiassa perustuu. Kuvatarkkuus viittaa virallisesti kuvapisteiden tiheyteen eli niiden lukumäärään tietyllä matkalla tai alueella, ei niiden kokonaismäärään. Näytön kuvatarkkuus voidaan ilmoittaa digitaalisessa mittauksessa tuuman alueella olevina kuvapisteinä (PPI). Analogisessa mittauksessa, jos näyttö on 10 tuuman korkuinen, vaakasuuntainen kuvatarkkuus mitataan kymmenen tuuman levyisen neliön poikki.   Tätä kutsutaan TV-standardeissa juovien vaakasuuntaiseksi kuvatarkkuudeksi kuvan korkeutta kohden.  Esimerkiksi analogiset NTSC-TV:t näyttävät yleensä vaakasuuntaisena kuvatarkkuutena 340 juovaa kuvan korkeutta kohden, joka on tasavertainen todellisen kuvan 440 juovan (vasemmasta reunasta oikeaan reunaan) kanssa.

Taustatietoa 

Jotkut toimittajat käyttävät näytön kuvatarkkuutta myös ilmaisemaan syöttömuotojen valikoimaa, jonka näytön elektroniikka hyväksyy, ja sisältää usein näytön alkuperäistä kuvakokoa suurempia tallennusmuotoja, vaikka ne joudutaankin skaalaamaan huonommaksi, jotta ne saadaan sopimaan näytön säätöarvoihin (esimerkiksi täysteräväpiirron hyväksyminen näytettäväksi näytöllä, jolla on 1366 × 768 kuvapistettä). Television ohjelmalähteiden tapauksessa monet valmistajat pienentävät ohjelmalähteen syötettä 5%, joten ohjelmalähteen kuvatarkkuus ei ole välttämättä sama kuin näytön kuvatarkkuus. Kuvan kannalta kuvatarkkuuden taso muuttaa kuvataajuutta vain hieman (esim. 1080p - 720p = 5f). 

Silmän havaintoon näytön kuvatarkkuudesta vaikuttaa monta tekijää. Näytön suorakaiteen muotoisuus on yksi tekijä, ja se ilmenee kuvan korkeuden ja leveyden suhteena, jota kutsutaan kuvasuhteeksi. Näytön fysikaalinen kuvasuhde ja yksittäinen kuvasuhde eivät ole välttämättä samat. Kun 1280 × 720 kuvapistettä näytetään 16:9 näytöllä, kuvapisteet ovat neliöitä, mutta kun samalla näytöllä näytetään 1024 × 768 kuvapistettä, ne ovat pitkulaisia. 

Esimerkki kuvapisteiden muodon vaikutuksesta "kuvatarkkuuteen" tai nähtyyn terävyyteen: kun pienemmällä pinta-alalla näytetään enemmän tietoa korkeampaa kuvatarkkuutta käyttäen, kuvasta tulee paljon selkeämpi ja terävämpi. Suurin osa nykyisistä näytöistä on kuitenkin valmistettu tiettyyn kuvatarkkuuteen, joten kuvatarkkuuden laskeminen huonontaa terävyyttä reilusti tällaisilla näytöillä, koska niissä käytetään interpolointia, jotta ohjelmalähteen näytön alkuperäisestä poikkeava kuvatarkkuus saadaan sovitettua näytölle. 

Vaikka jotkut kuvaputkinäytöt saattavatkin käyttää digitaalista videon käsittelyä, joka sisältää muistin tietokenttiä hyödyntävää skaalausta, kuvaputkinäyttöjen kuvatarkkuuteen vaikuttaa monia eri muuttujia kuten kuvapisteiden koko ja tarkkuus, hajataitto näytön kulmissa, kuvaputken pinnan väriloisteaineen pistejako (kuten Sonyn Trinitron) värillisissä kuvaputkissa sekä kuvan kaistanleveys.

Lomituksen ja peräkkäispyyhkäisyn vertailu

Kuvan sovittaminen suurentamalla ja pienentämällä 

Suurin osa televisioiden näyttöjen valmistajista sovittaa kuvan suurentamalla näytöilleen (kuvaputkille, plasmanäytöille, nestekidenäytöille jne.), joten näytön todellinen kuva saattaa huonota esimerkiksi 720 × 576:sta 680 × 550:aan. Näkymättömän alueen koko riippuu jonkin verran näyttölaitteesta. Myös teräväpiirtotelevisiot tekevät vastaavalla tavalla. 

Tietokoneiden näytöt, mukaan lukien projektorit, eivät yleensä sovita kuvaa näytölle suurentamalla, vaikka monet mallit, kuten kuvaputkinäytöt, mahdollistaisivatkin sen. Kuvaputkilla on tapana sovittaa kuva näytölle pienentämällä peittääkseen kasvavia vääristymiä kulmissa.

Nykyisin käytettävät näytön kuvatarkkuudet

Televisiot 
Televisioita on seuraavilla kuvatarkkuuksilla: 

 Vakiopiirtotelevisio (SDTV): 
 480i (NTSC:n kanssa yhteensopiva digitaalinen standardi, joka käyttää kahta lomitettua kenttää, joissa molemmissa on 243 vaakajuovaa.) 
 576i (PAL:n kanssa yhteensopiva digitaalinen standardi, joka käyttää kahta lomitettua kenttää, joissa molemmissa on 243 vaakajuovaa.) 
 Parannetun tarkkuuden televisio (EDTV): 
 480p (720 × 480 peräkkäispyyhkäisyllä) 
 576p (720 × 576 peräkkäispyyhkäisyllä) 
 Teräväpiirtotelevisio (HDTV): 
 Teräväpiirto (1280 × 720 peräkkäispyyhkäisyllä) 
 Lomitettu täysteräväpiirto (1920 × 1080, joka on jaettu kahteen 540 juovan lomitettuun kenttään.) 
 Täysteräväpiirto (1920 × 1080 peräkkäispyyhkäisyllä). Tätä kuvatarkkuutta sanotaan usein lyhyemmin teräväpiirroksi, koska se on nykyisin yleisin näistä tarkkuuksista. 
 Ultrateräväpiirtotelevisio (UHDTV): 
 4K-ultrateräväpiirto (3840 × 2160 peräkkäispyyhkäisyllä) 
 DCI 4K (4096 × 2160) 
 8K-ultrateräväpiirto (7680 × 4320 peräkkäispyyhkäisyllä)

Tietokoneiden näytöt 

Tietokoneiden näytöissä on ollut perinteisesti korkeammat kuvatarkkuudet kuin useimmissa televisioissa.

2000-luvulla 
Heinäkuussa 2002 XGA-näytönohjaimen 1024 × 768 oli yleisin näytön kuvatarkkuus.   Monet verkkosivustot ja multimediatuotteet oli suunniteltu uudelleen edeltävästä 800 × 600 kuvatarkkuudesta, jotta ne saatiin optimoitua 1024 × 768:lle. 

Kohtuuhintaisten nestekidenäyttöjen saatavuus on tehnyt 5:4-kuvasuhteen kuvatarkkuudesta 1280 × 1024 suositumman pöytäkonekäyttöön 2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen aikana. Monet tietokoneen käyttäjät kuten tietokoneavusteisen suunnittelun käyttäjät, graafikot ja tietokonepelien pelaajat käyttivät kuvatarkkuutta 1600 × 1200 (UXGA) tai korkeampaa kuten 2048 × 1536 (QXGA), jos heillä oli tarvittava laitteisto. Muut saatavilla olleet kuvatarkkuudet sisälsivät  ylisuuria muotoja kuten 1400 × 1050 ja laajoja muotoja kuten 1280 × 800 (WXGA), 1440 × 900 (WXGA+) ja 1920 × 1200 (WUXGA). 720p:n ja 1280p:n näytöt eivät myöskään olleet epätavallisia kotikäyttäjien ja pelaajien  × keskuudessa, koska niissä oli täydellinen yhteensopivuus elokuva- ja pelijulkaisuiden kanssa. Uusi teräväpiirron ylittävä tarkkuus 2560 × 1200 (WQXGA) julkaistiin 30-tuumaisille nestekidenäytöille vuonna 2007.

2010-luvulla 
1366 × 768 oli yleisin kuvatarkkuus maaliskuussa 2012.  

Useat valmistajat, kuten Apple,  julkaisivat vuonna 2010 27-tuumaisia näyttöjä 2560 × 1440 kuvatarkkuudella, ja Apple esitteli 2880 × 1800 kuvapisteen näytön MacBook Prolle vuonna 2012.   Ammattikäyttönäytöt, joita käytetään esimerkiksi lääketieteessä ja lennonjohdossa, tukevat kuvatarkkuuksia 4096 × 2160 kuvapisteeseen saakka.

Yleiset näytön kuvatarkkuudet 

Kun tietokoneen näytän kuvatarkkuus asetetaan näytön fysikaalista (alkuperäistä) kuvatarkkuutta korkeammaksi, jotkin video-ohjaimen ajurit tekevät virtuaalisen ruudun vieritettäväksi fyysisen ruudun yli, jolloin nähdään kaksiulotteinen virtuaalinen työpöytä ikkunoineen. Jotkin nestekidenäyttöjen valmistajat merkitsevät, että ruudun alkuperäisen kuvatarkkuuden käyttö muulla kuvatarkkuudella aiheuttaa huonomman kuvanlaadun. Kuva sovitetaan karsimalla kuvapisteitä (käytettäessä digitaalista sisääntuloa) tai vajavaisella analogisen signaalin näytteellä (käytettäessä VGA-liitintä). Muutamat kuvaputkinäyttöjen valmistajat laittavat todellisen alkuperäisen kuvatarkkuuden lainausmerkkeihin, koska kuvaputket ovat luonnostaan analogisia ja voivat vaihdella toistoaan 320 × 200:sta (vanhojen tietokoneiden ja pelikonsoleiden emuloinnissa) elektroniikkansa ylärajalle asti, tai muuten kuvasta tulee liian yksityiskohtainen virkistettäväksi tyhjiöputkessa. Täten kuvaputket tarjoavat kuvatarkkuuden vaihtelevuutta, jota kiinteän kuvatarkkuuden nestekidenäytöt eivät voi tarjota. 

16:9-kuvasuhde on yleistynyt viime vuosina kannettavien tietokoneiden näytöissä. Teräväpiirtoinen 1366 × 768 on yleistynyt suurimmassa osassa ruutuko'oista, kun taas 1600 × 900 (HD+) ja 1920 × 1080 (täysteräväpiirto) ovat saatavilla suuremmille läppäreille. 

Digitaalisen elokuvan osalta, videon kuvataajuus riippuu ensisijaisesti kuvauskaluston ruutujen kuvasuhteesta (joka tutkitaan tavallisesti digitaalista keskitason jälkituotantoa varten) sekä todellisten pisteiden määrästä. Vaikka ainutlaatuista standardisoitujen kuvakokojen valikoimaa ei olekaan, on yleistä, että elokuvateollisuus viittaa "nK:lla" kuvanlaatuun, jossa n on kokonaisluku, joka soveltuu todellisten kuvatarkkuuksien vaihtoehdoiksi riippuen elokuvan tallennusmuodosta. Kuten lähde arvioi, 4:3-kuvasuhteelle, jolle kuvaruutu (riippumatta tallennusmuodosta) on tarkoitettu vaakasuoralla sovituksella, n on 1024:n kerroin, jolloin vaakasuuntainen kuvatarkkuus on tarkalleen 1024*n kuvapistettä. Esimerkiksi 2K:n suosituskuvatarkkuus on 2048 × 1536 kuvapistettä ja 4K:n 4096 × 3072 kuvapistettä. 2K voi kuitenkin viitata myös muihin kuvatarkkuuksiin kuten 2048 × 1556 (täydellä aukolla), 2048 × 1152 (täysteräväpiirto 16:9-kuvasuhteella) tai 2048 × 872 kuvapistettä (Cinemascope-laajakuva 2,35:1-kuvasuhteella). On myös huomionarvoista, että jos ruudun kuvatarkkuus on esimerkiksi 3:2-kuvasuhteella 720 × 480 (NTSC), se ei ole sama, joka näkyy ruudulla (esim. 4:3 tai 16:9 riippuen suorakaidekuvapisteiden järjestyksestä).

Standardien kehittyminen 
Monet kotitietokoneet, jotka tulivat markkinoille 1970-luvun lopulla tai 1980-luvulla, suunniteltiin käyttäen TV-vastaanottimia näyttöinä saaden kuvatarkkuuden riippumaan televisiostandardeista, kuten PALista ja NTSC:stä. Kuvakokoa oli yleensä rajoitettu, jotta kaikkien kuvapisteiden näkyvyys saatiin taattua suurimmissa TV-standardeissa ja laajassa valikoimassa TV-laitteita, jotka käyttivät vaihtelevissa määrin kuvan sovittamista suurentamalla. Todellinen näytettävä kuva oli siksi ruutua pienempi ja yleensä yksiväristen reunusten ympäröimä (kuva oikealla). Yleensä käytettiin myös lomitusta kuvan vakauden parantamiseksi, jolloin pystysuuntainen kuvatarkkuus puolittui. 160 × 200, 320 × 200 ja 640 × 100 olivat suhteellisen yleisiä NTSC:n kuvatarkkuuksia tällä aikakaudella (224, 240 ja 256 juovaa olivat myös yleisiä). Näitä kuvatarkkuuksia käytettiin myös IBM:n kotitietokoneiden 16-värisillä EGA-näytönohjaimilla. 

Yksi perinteisten televisioiden käytön haitoista oli se, että tietokoneiden kuvatarkkuus on korkeampi kuin nämä pystyivät purkamaan koodia. NTSC/PAL-televisioiden värillinen kuvatarkkuus on kaistanleveydeltään rajoitettuja enintään 1,5 megahertsiin tai suunnilleen 160 kuvapisteen leveyteen, mikä johtaa 320- tai 640-juovaisten signaaleiden värien epäterävyyteen, mikä tekee tekstistä vaikealukuista (katso toinen kuva oikealla). Monet käyttäjät vaihtoivat korkeamman kuvanlaadun tTV:hin, joissa oli S-video- tai RGBI-liitännät jotka auttoivat poistamaan värien epäterävyyttä ja tuottamaan lukukelpoisempia näyttöjä. Vanhin ja halvin ratkaisu väriongelmaan otettiin käyttöön Atari 2600 -tietokonejärjestelmässä ja Apple II+:ssa, joista molemmissa oli mahdollisuus kytkeä värit pois päältä ja näyttää mustavalkoista kuvaa. GEOS jäljitteli Commodore 64:ssä Mac OS:n tapaa käyttämällä mustavalkoisuutta luettavuuden parantamiseen. 

640 × 400i:n kuvatarkkuus (720 × 480i ilman reunuksia) esiteltiin ensi kertaa kotitietokoneissa kuten Commodore Amigassa ja myöhemmin Atari Falconissa. Nämä tietokoneet käyttivät lomitusta tehostaakseen enimmäispystykuvatarkkuutta. Nämä soveltuivat vain kuville ja pelaamiseen, koska välkkyvä lomitus teki tekstinkäsittelyohjelmien, tietokantojen ja taulukkolaskentaohjelmien teksteistä vaikealukuisia. Nykyaikaiset pelikonsolit ratkaisivat ongelman uudelleensuodattamalla 480i-kuvan matalammalle kuvatarkkuudelle. Esimerkiksi Final Fantasy XII kärsii välkkymisestä, kun suodin on pois päältä, mutta vakautuu, kun suodin kytketään päälle. 1980-luvun tietokoneissa ei ollut kylliksi tehoa vastaavan suodinohjelman käyttöön. 

720 × 480i:n suurentamalla sovitetun kuvan etuna oli se, että sen sai sovitettua helposti limitettyyn televisioon, mikä johti Newtekin Video Toasterin kehitykseen. Laite mahdollisti Amigasin käytön CGI-luomisessa monilla uusilla aloilla (esim. sään ennustamisessa), draamaohjelmissa kuten NBC's seaQuestissa, WB:n Babylon 5:ssä ja varhaisissa Disneyn tietokoneanimaatioissa kuten Pienessä merenneidossa, Kaunottaressa ja hirviössä ja Aladdinissa. 

PC-maailmassa IBM:n PS/2 VGA monivärinäytönohjaimet käyttivät 640 × 480 × 16 värillistä kuvatarkkuutta peräkkäispyyhkäisyllä. Se oli helppolukuisempi ja siten käytännöllisempi toimistotyöhön, ja se oli vakiokuvatarkkuus vuodesta 1990 vuoden 1996 paikkeille. Sen jälkeen vakiokuvatarkkuutena oli 800 × 600 vuoden 2000 paikkeille asti. Vuonna 2001 julkaistu Microsoft Windows XP suunniteltiin 800 × 600:n vähimmäistarkkuudelle, vaikka on mahdollista valita alkuperäinen 640 × 480 edistyneistä asetuksista. 

Vanhoja laitteistoja jäljittelemään suunnitellut ohjelmat, kuten Atari, Sega sekä Nintendon pelikonsoleiden emulaattorit käyttävät paljon pienempiä kuvatarkkuuksia, kuten 160 × 200 tai 320 × 400, kun ne liitetään kuvaputkiin, joissa on kuvan sovitus sekä suurentamalla että pienentämällä. Näin saadaan aikaan aidompi kuva, vaikka muut emulaattorit ovat ottaneet vaarin kuvapisteiden sijoittelusta ympyrään, kolmioon tai muihin kuvioihin pienemmällä kuvatarkkuudella skaalatumpaa vektoriesitystä varten.

Katso myös
 Näyttötila 
 Kuvasuhde 
 Kuvan lomitus

Lähteet

Aiheesta muualla 

Televisiotermit
Televisiotekniikka
Näyttötekniikka