Um dos termos mais comuns hoje em dia em se tratando do assunto "imagem digital" é sua resolução. Ao contrário das imagens analógicas, cuja resolução é medida em quantidade de linhas, as imagens digitais tem sua resolução medida em quantidade de pixels. Quanto maior esta quantidade, maior é a resolução da imagem. No entanto diversos processos ocorrem desde a captação da imagem até sua exibição final, processos estes que normalmente alteram a quantidade de pixels na imagem. Assim, pode-se dizer que a resolução das imagens digitais capturadas pela câmera aplica-se a 3 etapas distintas: sua captação, seu armazenamento e sua exibição.

Captando a imagem...

A primeira etapa é a da aquisição da imagem. Nesta etapa, quanto maior for a fragmentação da imagem em pixels maior será sua resolução. Para CCDs com mesmo tamanho, o que tiver mais pixels terá maior resolução, pois o tamanho de seus pixels será menor, conseguindo assim individualizar fragmentos menores da imagem e tornando com isso mais fiel a cópia eletrônica da imagem. A figura abaixo mostra porque o tamanho do pixel (decorrente de sua maior ou menor quantidade no CCD) influencia o detalhamento (e consequentemente a resolução) da imagem captada: não existe "meio" pixel, o pixel registra a luminosidade que atinge a área correspondente ao mesmo de maneira uniforme. No desenho, no primeiro quadro à esquerda a imagem de um círculo preto sobre fundo branco é projetada na superfície do CCD; as linhas azuis representam os pixels em um pequeno trecho da borda do círculo:

O desenho mostra que os pixels recebem luz em diferentes proporções em sua superfície com 4 exemplos de pixels, um que recebe luz em 40% de sua superfície, outro que recebe luz em 90% de sua superfície, outro que não recebe nenhuma luz e um último que recebe 100% de luz. Como o pixel é uma célula fotoelétrica em miniatura, cada um desses pixels mencionados vai gerar energia elétrica, com exceção do localizado na parte escura da imagem. E de acordo com a intensidade luminosa que recebe, cada pixel gerará uma intensidade diferente de energia elétrica. Cada pixel possui um ‘acumulador’ de energia associado ao mesmo. Assim, com o passar do tempo (milisegundos) a energia gerada em cada um deles vai sendo armazenada individualmente. O segundo desenho da figura mostra os pixels depois de alguns milisegundos de exposição à luz da imagem.

Os acumuladores de energia dos pixels são a seguir lidos pelo circuito eletrônico gerando um sinal elétrico de intensidade variável (conforme a carga acumulada para cada pixel) que, após sofrer algumas transformações e ajustes é armazenado em uma fita ou disco. No momento de reproduzir a imagem, a informação armazenada para cada pixel é recuperada. Para um dos pixels da borda do círculo por exemplo, será "área com 40% de luminosidade", o que fará com que a área correspondente ao mesmo na tela do monitor fique cinza, idêntica à do segundo desenho da figura. A conclusão: perdeu-se o detalhe da curvatura do círculo.

Porém, como o CCD contém uma quantidade muito grande de pixels, o tamanho de cada pixel fica pequeno, da mesma forma como também fica pequena a imprecisão perdida no contorno do círculo, como mostram os desenhos seguintes da parte direita da figura, onde o tamanho da imagem foi gradativamente sendo reduzido para mostrar isso. Na realidade, sempre que observarmos imagens digitais ampliadas será possível perceber essa característica, conhecida como pixelamento da imagem. Em outras palavras, quanto mais pixels, menores eles serão e menos perceptível será o efeito do pixelamento na imagem: as curvas serão mais perfeitas, os contornos mais suaves e portanto a imagem ficará mais nítida e fiel à realidade. Será possível ‘resolver’ com mais precisão pequenos detalhes da imagem, por isso diz-se que o CCD terá maior resolução.

Embora muitos CCDs possuam uma quantidade imensa de pixels, quase nunca a totalidade desses pixels é utilizada integralmente para a formação da imagem: durante a etapa de armazenamento da imagem (fita / disco) uma parte da informação obtida é descartada, o que leva à segunda etapa da resolução das imagens digitais.

Armazenando a imagem...

A segunda etapa é a do armazenamento dos dados adquiridos na primeira. Conforme visto acima, uma parte dos pixels é desprezada e um dos motivos para isso é a adequação dos diferentes tamanhos de imagens produzidas pelas diversas lentes nas diversas câmeras e o tamanho da área do CCD, que por motivos de escala de produção industrial tem geralmente tamanhos pré-definidos.

Um outro fator associado à redução da resolução da imagem na etapa de armazenamento é a opção, presente geralmente na geração de imagens fotográficas de se economizar espaço no(s) arquivo(s) gerados, diminuindo seu tamanho. Issso porque quanto mais pixels existirem, mais informação será gerada para uma determinada imagem e maior será portanto o espaço ocupado por essas informações. Estas opções empregam um software na câmera para calcular a média da intensidade luminosa de alguns pixels adjacentes e gerar a partir daí a informação para um único pixel. A quantidade de pixels resultante desse processo varia conforme a opção de se economizar mais ou menos espaço no arquivo, permitindo com isso que mais imagens sejam armazenadas pela câmera. Geralmente as opções utilizadas recebem nomes como "Standard" (pior resolução, arquivo menor), "Fine" (resolução média, arquivo de tamanho médio) e "Super-Fine" (resolução máxima, arquivo grande).

Existem outros fatores, no entanto, diretamente ligados ao formato das imagens que se quer gerar. Isto porque cada formato possui seu próprio padrão definido de resolução. O padrão de vídeo DV (Mini-DV, Digital-8, DVCAM) do tipo NTSC por exemplo, estabelece 720 x 480 pixels (largura x altura da imagem). Assim, se o CCD gerar quantidade de pixels maior do que esta, os mesmos serão descartados para gerar uma imagem de vídeo no formato Mini-DV por exemplo, em um processo de "agrupamento" de pixels.

Em câmeras de vídeo digitais que fazem duplo papel (foto / vídeo) a quantidade maior de pixels do CCD é utilizada somente no modo foto, não no modo vídeo, ocorrendo descarte de informação, conforme visto acima. A resolução no modo vídeo é sempre fixa, determinada pelo padrão utilizado (DV por exemplo). Assim, no sistema DV NTSC o padrão é 720 x 480 pixels.

Antes de ser gravado no meio de armazenamento, as informações passam por diversos processos gerenciados por softwares de compressão, que empregam diversos tipos de algoritmos para reduzir o tamanho final do arquivo a ser gravado. Esta etapa no entanto não diminui a resolução da imagem, apenas diminui o tamanho ocupado pelas informações que compõem a mesma, informações estas que serão lidas e recuperadas pelos processos de exibição da imagem, que compõem a terceira etapa na qual aplica-se a resolução da imagem digital.

Exibindo a imagem...

A terceira etapa é a da reprodução da imagem. Conforme visto acima, uma determinada imagem digital (foto ou vídeo) conterá sempre um determinado número de pixels. Assim, quanto mais pixels a imagem possuir, maior será a sua resolução. A resolução da imagem está diretamente associada à quantidade de pixels que possui. Os principais meios de exibição de uma imagem são a tela do monitor e, para imagens fotográficas, também o papel.

Monitores analógicos (monitor de vídeo, TV por exemplo) tem sua resolução medida em linhas verticais e linhas horizontais. Imagens de vídeo digital, ao serem exibidas em monitores deste tipo, devem ser convertidas através de um circuito eletrônico do modo digital para analógico. Monitores digitais (tela de microcomputador por exemplo) tem sua resolução medida em quantidade de pixels. Neste caso, existem sempre dois valores de resolução: um deles, determina a quantidade máxima de pixels que o monitor pode apresentar na tela. O outro, a quantidade para a qual o monitor está ajustada no momento. Alguns valores possíveis: 800x600 pixels (o ajuste mais comum), 1024x768 e outros.

Para uma dada imagem (quantidade fixa de pixels, portanto), quanto maior for a resolução ajustada para o monitor, menor será o tamanho com que a imagem será apresentada na tela. Isto ocorre porque o monitor mostra pixels, a imagem contém pixels e existe uma relação de um para um entre a imagem e o monitor: com a maior resolução do monitor os pixels tormam-se menores, aumentando com isso a densidade dos mesmos na tela (mais pixels por área).

Ao contrário da impressão em papel, onde a área a ser impressa é medida em polegadas e a densidade de pontos impressos em pontos por polegada (dpi - dot per inch) , na exibição de imagens na tela não existe o conceito de polegadas. O que determina a resolução de uma imagem mostrada na tela é a quantidade de pixels que a imagem possui e a densidade de pixels ajustada para o monitor. Assim, uma mesma imagem com resolução 800x600 pixels preencherá toda a tela de um monitor ajustado para 800x600 pixels, somente parte da tela de outro ajustado para 1024x768 pixels e não caberá em um terceiro ajustado para 640x480 pixels.

Em outras palavras, imagens com qualquer resolução podem ser exibidas na tela do monitor de um microcomputador: conforme a resolução ajustada para o monitor, a imagem caberá ou não na tela (se não couber, apenas um trecho da mesma será mostrado). O tamanho da imagem na tela depende naturalmente do tamanho físico da tela do monitor: em dois monitores ajustados para mostrar 800x600 pixels na tela, o primeiro com tela menor do que o segundo, as imagens ficarão maiores no segundo e com a mesma resolução nos dois (no caso o tamanho de cada pixel no segundo é maior).

Portanto, é o conjunto desses 3 fatores, captação - armazenamento - exibição que determina a resolução final das imagens digitais. Isso leva a uma visão mais ampla do termo "resolução" para esse tipo de imagem.