Wie ist die Auflösung definiert?

Wie ist die Auflösung definiert?

Unterschiedlich in verschiedenen Kontexten und sogar unterschiedlich von verschiedenen Personen innerhalb desselben Kontexts. Einige Definitionen sind objektiv und werden als Gleichung oder Berechnungsverfahren ausgedrückt, andere können eher subjektiv sein.

Wir können immer mit dem Urvater aller Auflösungsdefinitionen beginnen, dem Rayleigh-Kriterium

Zwei luftige Scheiben in unterschiedlichen Abständen: ( oben rechts) der doppelte Abstand zum ersten Minimum, (Mitte) genau der Abstand zum ersten Minimum (Rayleigh-Kriterium) und ( unten links) der halbe Abstand. Dieses Bild verwendet eine nichtlineare Farbskala (insbesondere die vierte Wurzel), um die Minima und Maxima besser darzustellen. (beschnitten und von der Quelle gedreht )

Das mittlere Bild sieht nicht so aufgelöst aus, wie es sollte, weil der Autor sich entschieden hat, die vierte Helligkeitswurzel anstelle einer linearen Skala zu verwenden, aber Sie können sogar in diesem Bild ein dunkles Band zwischen den beiden "Sternen" in der Mitte sehen .

Diese Muster sind das, was die Beugung an einer kreisförmigen Öffnung verursacht, entweder Ihre Pupille oder ein Teleskop oder das Objektiv Ihrer Kamera. Es berücksichtigt jedoch nicht Ihre quadratischen Pixel , daher hilft es nicht.

Welche Pixelgröße wird als fein genug angesehen, damit das Objekt als aufgelöst betrachtet wird?

Ich würde sagen, dass eine Art von

Schönheit liegt im Auge des Betrachters

können hier verwendet werden. Astronomen treiben die Dinge bis zum Äußersten. Grob gesagt können sie die scheinbare Größe eines "aufgelösten" Objekts messen, wenn es beispielsweise 6 Pixel breit ist, solange alle anderen Sterne nicht breiter als 4 Pixel sind, aber sie führen zuerst eine gründliche Computeranalyse durch, einschließlich optischer Unschärfe und Simulationen verschieben zuerst die Positionen der Sterne um Bruchteile eines Pixels in jede Richtung, um sicherzustellen, dass das Objekt definitiv größer ist als alle unaufgelösten Sterne im Feld.

oben: aus der Antwort von @PeterIrwin auf Wurde Hubble jemals verwendet, um zu versuchen, einen erdnahen Asteroiden abzubilden?

Beschlossen? Nicht?

Hier ist ein weiterer Fall. Es ist von dieser Antwort auf Wie groß müsste ein QR-Code auf meinem Dach sein, damit ein Satellit ihn bei der heutigen zulässigen Auflösung scannen kann? in Weltraumforschung SE.

Es ist das Ergebnis einer Simulation eines 6-Meter-Pixel-"QR-Codes" (nicht genau) auf der Erdoberfläche, gesehen von einem 9-cm-Aperturteleskop in einer Umlaufbahn 575 Kilometer über der Erde, wobei die Pixel des Sensors eine Auflösung von 3 Metern auf der Erde haben. Ich habe eine Airy-Funktion verwendet , um das Bild zu simulieren, dasselbe, was diese konzentrischen Ringe im ersten Bild hier erzeugt.

Beschlossen? Nicht?

Vielleicht „kaum“ oder „fast“ oder „meistens, mit Ausnahme einiger Teile …“? Wir können erkennen, dass es QR-Code-artig sein könnte, aber von unserem Auge aus nicht

Sie können sehen, dass ich ungezogen war und die Achse des Bildsensors absichtlich um 45 ° gedreht habe, nur um es interessanter zu machen.

Wenn Sie einem Computerprogramm das richtige Bild geben, könnte es wahrscheinlich die meiste Zeit die Daten wiederherstellen, die im ursprünglichen "QR-Code" codiert waren, aber es könnte für eine Person viel schwieriger sein, es herauszufinden.

Pointe

Es liegt wirklich an Ihnen, basierend auf Ihrer Anwendung. Für Amateur-Astrofotografen oder Laien wie mich würde ich sagen, dass es gelöst ist, wenn andere Leute ein winziges Bild des Mondes mit wenigen Pixeln betrachten und es wahrscheinlich als den Mond erkennen, ohne dass es ihnen gesagt wird. Also vielleicht 10 Pixel breit? Ist es der Mond? Wenn ich Ihnen sagte, dass es so war, wäre es glaubwürdig? Wenn ich Sie ohne Hinweise fragen würde, was es war, wäre Moon Ihre erste Vermutung?

Beschlossen? Nicht?

Wenn wir jetzt tausend Monde hätten und Sie müssten welchen identifizieren? dann müssen Sie möglicherweise auf eine Breite von vielleicht 16 Pixel gehen.

Von barcodeart.com/artwork/portraits/pixel_presiden :

Beschlossen? Nicht?

Leon Harmon-1973

Im November 1973 schrieb ein Forscher der Bell Labs namens Leon Harmon einen Artikel für Scientific American mit dem Titel „The Recognition of Faces“. Es enthält mehrere „Blockporträt“-Illustrationen, vor allem diese von Abraham Lincoln. Er erstellte die Porträts mit einem prähistorischen Computer, der mit einem „Flying-Spot-Scanner“ ausgestattet war. Harmon verwendete diese verpixelten Porträts, um die menschliche Wahrnehmung und die automatische Mustererkennung zu testen. Der Artikel enthält eigentlich nicht das Wort "Pixel", aber er hat sicherlich eine neue Sichtweise eingeführt.

Salvador Dalí - 1976

Ein paar Jahre nach Harmons Artikel vollendete Salvador Dali dieses Gemälde mit dem Titel „Gala betrachtet das Mittelmeer, das in 30 Metern Entfernung zum Porträt von Abraham Lincoln wird (Hommage an Rothko).“ Dali passte nicht nur Harmons Porträt von Lincoln in die Gesamtkomposition an, sondern fügte auch eine kleinere Graustufenversion wieder in eine einzelne Kachel ein.

Ein Beispiel für ein einzelnes, quadratisches Objekt reicht nicht aus, um die Auflösung in diesem Zusammenhang zu erklären. Auflösung wird in Bezug auf die Fähigkeit definiert, Details in einem Bild aufzulösen – und ein einzelnes, quadratisches Objekt enthält keine solchen Details. Stattdessen wird es in Bezug auf die Fähigkeit definiert, separate Features/Objekte voneinander zu unterscheiden – wenn die Auflösung nicht hoch genug ist, verschmelzen separate Features zu einem, und Sie können nicht sagen, ob es sich um ein einzelnes Feature oder mehrere verschwommene Features handelt . Mit Ihren Worten und Ihrem Denkprozess waren Sie der wahren Definition jedoch sehr nahe. Anstelle eines einzelnen, quadratischen Objekts denken Sie bitte nur an zwei quadratische Objekte, die in einiger Entfernung voneinander sitzen; und ob Sie erkennen könnten, dass es tatsächlich zwei getrennte Objekte gibt. Wenn wir die Auflösung eines Bildes schrittweise verringern,

Es geht nicht wirklich um das Verhältnis von Objektgröße zu Pixelgröße. Bei Objektgröße vs. Pixelgröße geht es eher um unseren visuellen Komfort, bei dem die einzelnen Pixel klein genug sind, dass wir das Raster des Bildschirms nicht bemerken. Aber selbst wenn wir einen riesigen Bildschirm aus 10 m × 10 m Pixeln bauen würden, könnten wir immer noch detaillierte Bilder sehen, wenn die Auflösung hoch genug wäre. Der Bildschirm wäre zum Beispiel ein 8 km × 6,4 km großes Wunderwerk der Technik, das nutzlos wäre, wenn es aus der Entfernung betrachtet würde, in der wir normalerweise von einem Computerbildschirm oder Fernseher entfernt sitzen, aber wenn wir nur ein paar Kilometer davon entfernt wären, wäre es nutzlos wir sehen es als Ganzes und sehen somit das Detailbild.

Bitte schauen Sie sich diese TV-Auflösungstabelle von 1956 an. Sie hilft, die Auflösung des Fernsehbildschirms zu messen. Es besteht aus verschiedenen feinen Details, wie dünnen Linien, die in immer kleineren Abständen voneinander entfernt sind.

^{Quelle: https://www.cctvcameraworld.com/cms/wp-content/uploads/2014/03/resolution-chart.jpg .}