ドット/インチ

ドットパーインチ（DPI、またはdpi ^[1]）は、空間印刷、ビデオ、または画像スキャナのドット密度の尺度であり、特に1インチ（2.54 cm）の範囲内に配置できる個々のドットの数を指します。同様に、ドットパーセンチメートル（d/cmまたはdpcm）は、1センチメートル（0.394インチ）の線内に配置できる個々のドットの数を指します。^[2]

DPI は、デジタル印刷の 1 インチあたりのドット数の解像度と、ハード コピー印刷のドット ゲイン (印刷中にハーフトーン ドットのサイズが増加する) の印刷解像度を表すために使用されます。これは、メディアの表面でのインクの拡散によって発生します。

ある程度までは、DPI が高いプリンターの方が、より鮮明で詳細な出力を生成します。プリンターの DPI 測定値は必ずしも 1 つではなく、印刷モードに依存し、印刷モードは通常、ドライバー設定によって影響を受けます。プリンターでサポートされる DPI の範囲は、使用するプリント ヘッド技術に最も依存します。たとえば、ドット マトリックス プリンターは、インク リボンに当たる小さなロッドを介してインクを塗布し、解像度は比較的低く、通常は 60～90 DPI (420～280 μm) の範囲です。インクジェット プリンターは、小さなノズルからインクを噴射し、通常は 300～720 DPI が可能です。^[3]レーザープリンターは、制御された静電気によって トナーを塗布し、600～2,400 DPI の範囲になります。

同様の品質の出力を生成するには、プリンターの DPI 測定値がビデオ ディスプレイの1 インチあたりのピクセル数(PPI) 測定値よりもかなり高くなければならないことがよくあります。これは、プリンターで通常使用できる各ドットの色の範囲が限られているためです。各ドット位置で、最も単純なタイプのカラー プリンターは、ドットを印刷しないか、4 つのカラー チャネル (通常はCMYKで、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインク) ごとに一定量のインクで構成されるドットを印刷するか、レーザー プリンター、ワックス プリンター、およびほとんどのインクジェット プリンターで 2 ⁴ = 16 色を印刷します。そのうち、黒のコンポーネントの強度、黒を他の色と重ね合わせて組み合わせる方法、および「カラー」モードであるかどうかに応じて、実際に識別できるのは 14 または 15 (または 8 または 9 程度) だけです。

高級インクジェット プリンターは 5、6、または 7 色のインクを提供でき、ドット位置ごとに 32、64、または 128 のトーンを実現できます (繰り返しますが、すべての組み合わせで一意の結果が生成されるわけではありません)。これを、各ピクセルが 3 つのチャネル ( RGB )のそれぞれで 256 の光強度を生成する標準のsRGBモニターと比較してください。

一部のカラー プリンタでは、ドット位置ごとに異なる液滴量を生成でき、追加のインク色チャネルを使用する場合もありますが、それでも色の数はモニタよりも少なくなります。そのため、ほとんどのプリンタでは、ハーフトーンまたはディザリングプロセスを通じて追加の色を生成する必要があり、人間の観察者の目を「騙して」単一の滑らかな色のパッチを認識させるのに十分なほど高い基本解像度に依存しています。

この規則の例外は昇華型プリンタです。昇華型プリンタでは、ディザリングなしでページ上の各「ピクセル」に、一般的なモニタで使用可能なチャネルあたり 256 レベルに近いかそれを超える、はるかに可変の量の染料を適用できますが、他の制限があります。

• 空間解像度が低い（通常 200 ～ 300 dpi）ため、テキストや線が多少粗く見えることがあります。
• 出力速度が遅い (1 ページあたり 3 回または 4 回の印刷が必要で、各印刷色に 1 回ずつかかるため、1 回あたり 15 秒以上かかることがありますが、ほとんどのインクジェット プリンタの「写真」モードよりは一般的に高速です)
• 無駄の多い（そして機密文書には安全ではない）染料フィルムロールカートリッジシステム
• 時々カラー位置合わせエラーが発生する (主にページの長軸に沿って)。このエラーが発生すると、用紙送りシステムのずれやドリフトを考慮してプリンターを再調整する必要があります。

これらの欠点は、優れた写真や非線形の図式出力を生成するという点で顕著な優位性があるにもかかわらず、昇華型プリンタが依然としてニッチな製品であり、そのため、より高い解像度、より低い色深度、およびディザ パターンを使用する他のデバイスが標準のままであることを意味します。

このディザリング印刷プロセスでは、1 ピクセルの色を正確に再現するために、4 ～ 6 ドット (各辺で測定) の領域が必要になる場合があります。幅 100 ピクセルの画像は、印刷出力では幅 400 ～ 600 ドットにする必要があります。100 × 100 ピクセルの画像を 1 インチ四方に印刷する場合、画像を再現するには、プリンタが 1 インチあたり 400 ～ 600 ドットに対応している必要があります。そのため、現在では、エントリーレベルのレーザー プリンタや一部のユーティリティ インクジェット プリンタの標準的な出力解像度は 600 dpi (場合によっては 720) で、一般的な「高」解像度は 1,200 ～ 1,440 および 2,400 ～ 2,880 です。これは、初期モデルの 300～360 (または 240) dpi や、ドットマトリックス プリンタおよびファックス機の約 200 dpi とは対照的です。これらの機種では、ファックスやコンピュータで印刷した文書 (特にグラフィックスや色付きのブロック テキストを多用したもの) に、粗く目立つディザ パターン、不正確な色、写真の鮮明さの低下、一部のテキストや線画のギザギザ (「エイリアス」) のエッジなどにより、特徴的な「デジタル化された」外観が与えられました。

印刷において、DPI（1インチあたりのドット数）はプリンターまたはイメージセッターの出力解像度を指し、PPI（1インチあたりのピクセル数）は写真または画像の入力解像度を指します。DPI は、たとえば紙に印刷されるなど、実際の物理的実体として再現される画像の物理的なドット密度を指します。^[4]デジタルで保存された画像には、インチまたはセンチメートルで測定される固有の物理的寸法はありません。一部のデジタルファイル形式では、画像を印刷するときに使用するDPI値、またはより一般的にはPPI（1インチあたりのピクセル数）値が記録されます。この数値により、プリンターまたはソフトウェアは画像の意図されたサイズ、またはスキャンされた画像の場合には元のスキャンされたオブジェクトのサイズを認識できます。たとえば、ビットマップ画像のサイズは1,000 × 1,000ピクセルで、解像度は1メガピクセルです。250 PPIとラベル付けされている場合、それはプリンターに4 × 4インチのサイズで印刷するように指示することになります。画像編集プログラムで PPI を 100 に変更すると、プリンタは 10 × 10 インチのサイズで印刷するように指示されます。ただし、PPI 値を変更しても、ピクセル単位の画像サイズは変更されず、1,000 × 1,000 のままです。画像を再サンプリングしてピクセル数を変更し、画像のサイズや解像度を変更することもできますが、これはファイルに新しい PPI を設定するだけの場合とはまったく異なります。

ベクター画像の場合、ファイルは解像度に依存しないため、どのサイズでも同じように印刷されるため、サイズを変更する前に画像を再サンプリングする必要はありません。ただし、目標印刷サイズは存在します。Photoshop 形式などの一部の画像形式では、同じファイルにビットマップ データとベクター データの両方を含めることができます。Photoshop ファイルの PPI を調整すると、データのビットマップ部分の予定印刷サイズが変更され、それに合わせてベクター データの予定印刷サイズも変更されます。このようにして、目標印刷サイズが変更されても、ベクター データとビットマップ データは一貫したサイズ関係を維持します。ビットマップ画像形式でアウトライン フォントとして保存されたテキストも同様に処理されます。PDF などの他の形式は主にベクター形式で、画像を含めることができ、解像度が混在している可能性があります。これらの形式では、ファイルの目標印刷サイズが変更されると、ビットマップの目標 PPI が一致するように調整されます。これは、Photoshopなどの主にビットマップ形式での動作とは逆ですが、データのベクトル部分とビットマップ部分の関係を維持するという点でまったく同じ結果になります。^[要出典]

1980年代以降、Macはデフォルトのディスプレイ「DPI」を72 PPIに設定しているが、Microsoft Windowsオペレーティングシステムはデフォルトで96 PPIを使用している。^[5] これらのデフォルトの仕様は、IBMベースのCGA、EGA、VGA、8514ディスプレイや、 128Kコンピュータとその後継機に搭載されたMacintoshディスプレイなど、1980年代初期のディスプレイシステムで標準フォントをレンダリングする際に発生した問題から生じたものである。Macintoshがディスプレイに72 PPIを選択した理由は、既存の慣習によるものである。公式の72ポイント/インチは、ディスプレイ画面に表示される72ピクセル/インチを反映していた。(ポイントは、印刷機の時代から続くタイポグラフィの物理的な測定単位で、現代の定義では1ポイントは国際インチ(25.4 mm)の1 ⁄ 72であり、したがって1ポイントは約0.0139インチまたは352.8 μmになる。)したがって、ディスプレイに表示される 72 ピクセル/インチは、後で印刷される 72 ポイント/インチと物理的にまったく同じ寸法であり、印刷されたテキストの 1 ポイントはディスプレイ画面の 1 ピクセルに相当します。実際、Macintosh 128K の画面は幅 512 ピクセル、高さ 342 ピクセルで、これは標準的なオフィス用紙の幅 (512 ピクセル ÷ 72 ピクセル/インチ ≈ 7.1 インチ、8 インチと仮定すると各側に 0.7 インチの余白があります) に相当します。+1 ⁄ 2 インチ × 11 インチの北米の用紙サイズ。世界の他の地域では 210 mm × 297 mm で、A4。B5 は 176 mm × 250 mm です。^[要出典]

Apple の決定の結果、タイプライター時代から広く使用されていた 10 ポイント フォントには、emの高さに 10 表示ピクセル、x の高さに 5 表示ピクセルを割り当てる必要がありました。これは技術的には 10ピクセル/em ( PPEm ) と説明されます。これにより、10 ポイント フォントは粗くレンダリングされ、特に小文字はディスプレイ画面上で読みにくくなりました。さらに、コンピューター画面は通常 (机上で) 印刷物よりも 30% 離れた距離で見られるため、コンピューター画面で認識されるサイズと印刷物で認識されるサイズが一致しないという問題もありました。^[要出典]

マイクロソフトは、 DPI と PPI の意味の理解に長期的な影響を及ぼすハックで両方の問題を解決しようとしました。^{[6]マイクロソフトは、画面が実際に表示するものの}4 ⁄ 3のPPI 特性を提供するかのように画面を扱うソフトウェアの作成を開始しました。当時のほとんどの画面は 72 PPI 程度だったため、マイクロソフトは基本的に、すべての画面が 96 PPI を提供すると想定してソフトウェアを作成しました (72 × 4 ⁄ 3 = 96 であるため)。このトリックの短期的な利点は 2 つありました。

• ソフトウェアにとっては、イメージのレンダリングに使用できるピクセルが 3 分の 1 増加したように見えるため、より詳細なビットマップ フォントを作成できるようになります。
• 実際に 72 PPI を提供するすべての画面では、各グラフィック要素 (テキストの文字など) は「本来」のサイズより 3 分の 1 大きいサイズでレンダリングされ、それによって、画面から快適な距離に座ることができるようになります。ただし、グラフィック要素が大きいほど、プログラムが描画できる画面スペースが少なくなります。実際、Hercules モノラル グラフィック アダプター (高解像度 PC グラフィックのかつてのゴールド スタンダード) のデフォルトの 720 ピクセル幅モード、または「調整された」VGA アダプターは、見かけ上7+この解像度では、 1 ⁄ 2インチのページ幅しか表示できませんでした。しかし、当時のより一般的なカラー対応ディスプレイアダプタは、高解像度モードで640ピクセル幅の画像を提供していました。これは、 6+100%ズームで2 ⁄ 3インチ、ページの高さはほとんど変わらない（最大5インチ、 4インチ）+3 ⁄ 4。その結果、Microsoft Word の既定の余白は、ページのすべての側で 1 インチに設定され、標準サイズのプリンタ用紙の「テキスト幅」が目に見える範囲内に保たれています。ほとんどのコンピュータ モニターが現在ではより大きく、より細かくピッチ化され、プリンタ用紙の搬送がより洗練されているにもかかわらず、Mac 標準の 0.5 インチの境界線は、Word 2010 のページ レイアウト プリセットで「狭い」オプションとしてリストされています (1 インチの既定値に対して)。 ^{[引用が必要]}
• ソフトウェアが提供する補助的なズーム レベルを使用しないと、ディスプレイと印刷サイズの 1:1 の関係は (意図的に) 失われます。さまざまなサイズでユーザーが調整可能なモニターや、さまざまな出力解像度を持つディスプレイ アダプターが利用可能になったことで、既知の PPI を持つ適切に調整された「標準」モニターとアダプターに頼ることができず、この問題がさらに悪化しました。たとえば、厚いベゼルと少しアンダースキャンのある 12 インチ Hercules モニターとアダプターは、90 の「物理的」 PPI を提供し、表示される画像はハードコピーとほぼ同じように見えます (H スキャン密度が正方形ピクセルになるように適切に調整されていると仮定)。しかし、縁なし表示になるように調整された薄いベゼルの 14 インチ VGA モニターは、60 に近くなる可能性があり、同じビットマップ画像が 50% 大きく表示されます。しかし、8514 ("XGA") アダプターと同じモニターを持っている人は、1024 ピクセル ワイド モードを使用し、画像をアンダースキャンするように調整することで、100 DPI を実現できます。したがって、画面上の要素を既存の印刷されたページと直接比較するために、モニターにかざしてそのページを印刷したいユーザーは、まず、主に試行錯誤によって、使用する適切なズーム レベルを決定する必要があり、整数パーセント設定のみを許可するプログラムや、固定の事前プログラムされたズーム レベルでさえ、正確な一致を得ることができないことがよくあります。上記の例では、それぞれ 94% (正確には 93.75) – または90 ⁄ 96、63 % (62.5) – または60 ⁄ 96、104 % (104.167) – または100 ⁄ 96を使用する必要がある場合があります。より一般的にアクセス可能な 110% は、実際にはそれほど正確ではありません。^[要出典]

例えば、Macintosh（72PPI）上の10ポイントフォントは10ピクセル（つまり10PPEm）で表現されますが、Windowsプラットフォーム（96PPI）上の10ポイントフォントは、同じズームレベルでは13ピクセル（つまりMicrosoftの丸められた13 ）で表現されます。+1 ⁄ 3から 13 ピクセル、または 13 PPEm）で、一般的な消費者向けモニターでは、物理的には10 ⁄ 72インチではなく、約15 ⁄ 72から16 ⁄ 72インチの高さで表示されます。同様に、12 ポイントのフォントは、Macintosh では 12 ピクセルで表示され、同じズームでは Windows プラットフォームでは16 ピクセル（または物理的なディスプレイの高さはおそらく19 ⁄ 72^{インチ）で表示されます。 [7]}この標準のマイナス面は、96 PPI のディスプレイでは、ピクセル単位のフォント サイズとポイント単位の印刷サイズが 1 対 1 で対応しなくなることです。この違いは、ピクセル密度が高い最近のディスプレイでは顕著になります。ビットマップ グラフィックスとフォントの代わりにベクター グラフィックスとフォントが使用されるようになったため、この問題はそれほど大きくなくなりましたさらに、1980年代以降、多くのWindowsソフトウェアプログラムは、画面が96PPIを提供することを前提として作成されました。したがって、これらのプログラムは、72PPIや120PPIなどの一般的な代替解像度では適切に表示されません。解決策として、2つの概念が導入されました。 ^[6]

• 論理 PPI : ソフトウェアが画面が提供すると主張する PPI。これは、オペレーティング システムによって作成された仮想画面によって提供される PPI と考えることができます。
• 物理 PPI : 物理画面が実際に提供する PPI。

ソフトウェア プログラムは仮想画面に画像をレンダリングし、オペレーティング システムは仮想画面を物理画面にレンダリングします。論理 PPI が 96 PPI の場合、古いプログラムは、ディスプレイ画面の実際の物理 PPI に関係なく適切に実行できますが、有効な 133.3% ピクセル ズーム レベル (3 ピクセルごとに幅/高さを 2 倍にするか、強引なスムージングを行う必要があります) により、視覚的に多少の歪みが生じる可能性があります。^{[引用が必要]}

高ピクセル密度のディスプレイは、Windows XP 時代までは一般的ではありませんでした。高 DPI ディスプレイは、Windows 8 がリリースされた頃に主流になりました。ディスプレイ解像度に関係なくカスタム DPI を入力してディスプレイをスケーリングする機能は、Windows 95 以来の Microsoft Windows の機能です。^[8] Windows XP では、解像度に依存しないテキスト スケーリングを可能にする GDI+ ライブラリが導入されました。^[9]

Windows Vistaでは、マニフェストファイルまたはAPIを使用して、高DPI対応であることをOSに宣言するプログラムのサポートが導入されました。^{[10] [11]} DPI対応として宣言しないプログラムの場合、Windows VistaはDPI仮想化と呼ばれる互換性機能をサポートしているため、システムメトリックとUI要素は、96 DPIで実行されているかのようにアプリケーションに表示され、デスクトップウィンドウマネージャーは、結果として得られるアプリケーションウィンドウをDPI設定に合わせて拡大縮小します。Windows Vistaは、有効にするとすべてのアプリケーションのDPI仮想化をグローバルにオフにするWindows XPスタイルのスケーリングオプションを保持しています。DPI仮想化は互換性オプションであり、アプリケーション開発者はすべて、DPI仮想化に依存せずに高DPIをサポートするようにアプリを更新することが期待されています。

Windows Vista では、Windows Presentation Foundationも導入されています。WPF .NET アプリケーションはピクセル ベースではなくベクター ベースであり、解像度に依存しないように設計されています。.NET Framework ランタイムで古い GDI API と Windows フォームを使用している開発者は、アプリケーションを DPI 対応に更新し、アプリケーションを DPI 対応としてフラグ付けする必要があります。

Windows 7 では、完全な再起動ではなくログオフのみで DPI を変更できる機能が追加され、ユーザーごとに設定できるようになりました。さらに、Windows 7 はEDIDからモニターの DPI を読み取り、有効解像度が 1024 × 768 未満でない限り、モニターの物理ピクセル密度に合わせてシステム DPI 値を自動的に設定します。

Windows 8では、DPI変更ダイアログにはDPIスケーリングのパーセンテージのみが表示され、生のDPI値の表示は削除されました。^[12] Windows 8.1では、DPI仮想化を無効にする（XPスタイルのスケーリングのみを使用する）グローバル設定が削除され、ユーザーが互換性タブからDPI仮想化を無効にできるアプリごとの設定が追加されました。^[12] DPIスケーリング設定が120 PPI（125%）よりも高く設定されている場合、EXE内でDPI対応フラグ（マニフェスト）を「true」に指定してアプリケーションがオプトアウトしない限り、すべてのアプリケーションでDPI仮想化が有効になります。 Windows 8.1では、アプリのDPI仮想化を無効にするアプリケーションごとのオプションが保持されています。^[12] Windows 8.1では、異なるディスプレイで独立したDPIスケーリング係数を使用する機能も追加されていますが、これはディスプレイごとに自動的に計算され、すべてのモニターでどのスケーリングレベルでもDPI仮想化が有効になります。

Windows 10 では、個々のモニターの DPI スケーリングを手動で制御できるようになりました。

画像解像度の単位であるDPIを廃止し、 CSS3メディアクエリ^[13]で使用されるセンチメートルあたりのドット数（px/cmまたはdpcm）またはドット間のマイクロメートル（μm）でドット間隔を表すメートル法の単位を採用する取り組みが進行中です。 ^[14] たとえば、72 DPIの解像度は、約28 dpcmの解像度、または約353 μmのドット間隔に相当します。

• ピクセル密度
• 1インチあたりのサンプル数–画像スキャナに関連する概念
• 1インチあたりの行数
• メートル法の印刷単位
• ディスプレイ解像度
• マウスDPI
• トゥイップ
• 学位あたりのポイント

• デジタル写真のすべて – DPI の神話
• モニターDPI検出器
• DPI/PPI に基づくピクセルからインチへの計算機