概念
指圖像中存儲的信息量,是每英寸圖像内有多少個像素點,分辨率的單位為PPI(PixelsPerInch),通常叫做:像素每英寸。
概念信息
用以描述圖像細節分辨能力,同樣适用于圖像、圖像、及其他類型圖像。常用'線每毫米'、'線每'等來衡量。
通常,“分辨率”被表示成每一個方向上的像素數量,比如640x480等。而在某些情況下,它也可以同時表示成“每英吋像素”(pixelsperinch,ppi)以及圖形的長度和寬度。比如72ppi,和8x6英吋。
表示
表示圖像分辨率的方法有很多種,這主要取決于不同的用途。下面所要探讨的,就是在各種情況下分辨率所起的作用,以及它們相互間的關系。
1.平面設計中分辨率的作用
在平面設計中,圖像的分辨率以PPI來度量,它和圖像的寬、高尺寸一起決定了圖像文件的大小及圖像質量。比如,一幅圖像寬8英寸、高6英寸,分辨率為100PPI,如果保持圖像文件的大小不變,也就是總的像素數不變,将分辨率降為50PPI,在寬高比不變的情況下,圖像的寬将變為16英寸、高将變為12英寸。
打印輸出變化前後的這兩幅圖,我們會發現後者的幅面是前者的4倍,而且圖像質量下降了許多。那麼,把這兩幅變化前後的圖送入計算機顯示器會出現什麼現象呢?比如,将它們送入顯示模式為800×600的顯示器顯示,我們會發現這兩幅圖的畫面尺寸一樣,畫面質量也沒有區别。
對于計算機的顯示系統來說,一幅圖像的PPI值是沒有意義的,起作用的是這幅圖像所包含的總的像素數,也就是前面所講的另一種分辨率表示方法:水平方向的像素數×垂直方向的的像素數。這種分辨率表示方法同時也表示了圖像顯示時的寬高尺寸。前面所講的PPI值變化前後的兩幅圖,它們總的像素數都是800×600,因此在顯示時是分辨率相同、幅面相同的兩幅圖像。讀者不妨嘗試一下這個例子。
2.印刷輸出時分辨率的作用
在計算機中處理的圖像,有時要輸出印刷。在大多數印刷方式中,都使用CMYK(品紅、青、黃、黑)四色油墨來表現豐富多彩的色彩,但印刷表現色彩的方式和電視、照片不一樣,它使用一種半色調點的處理方法來表現圖像的連續色調變化,不像後兩者能夠直接表現出連續色調的變化。為了方便理解半色調點的處理方法,我們下面都以黑白照片的處理加以分析。
用放大鏡仔細觀察報紙上的照片,可以發現這些照片都是由黑白相間的點構成的,而且由于點的大小有所不同使照片表現出了黑白色調的變化。那麼,這些大小不同的點是怎樣形成的呢?這個問題的答案可從傳統的印刷制版過程原理中找到。根據印刷行業的經驗,印刷上所有的LPI值與原始圖像的PPI值有這樣的關系,即:PPI值=LPI值×2×印刷圖像的最大尺寸÷原始圖像的最大尺寸。
一般說來,隻有遵循這一公式,原始圖像才能在印刷中得到較好地反映。印刷中采用的LPI值較為固定,通常報紙印刷采用75LPI,彩色印刷品使用150LPI或175LPI,因此在1∶1印刷的情況下,針對不同用途,原始圖像的分辨率應分别是150PPI、300PPI和350PPI。
實際上,我們常用的桌面打印機也大多采用了半色調點的處理方法,上述公式同樣也是适用的,但在打印過程中它們并沒有使用一個物理網屏,而是靠數學計算來實現半色調點的處理。在這些打印機中産生的一個半色調點,要靠許多打印點來組成,顯然構成一個半色調點的打印點越多,它所能表現的灰度變化範圍就越大。
比如要模拟256級灰度變化,就需要有16×16=256個打印點構成一個半色調點。但從另一方面看,對于常用的360DPI的打印機來說,此時的行屏幕也就是網線僅為360/16=22.5行,這使得打印圖像中的行十分明顯,同樣影響了圖像質量。為此,大多數打印機采用了8×8的半色調圖案,相應的行屏幕為45LPI。通過公式可算出,對于這些打印機來說,打印圖像的分辨率應為90PPI。
3.電視工業中分辨率的作用
在電視工業中,分辨率分為水平分辨率和垂直分辨率,在大多數情況下兩者是相等的,因此在技術指标中一般僅給出水平分辨率,其度量單位電視線也往往簡稱為線。從前面的定義中可知,這種分辨率是以人眼的感覺為标準的,因此要靠大量的實驗統計才能得出。按我們國家現行的電視标準,寬高比為4∶3,掃描行數為625行。去掉掃描逆程期,有效掃描行數是576行,相應的有效像素為768×576(720×576),因此768×576(720×576)也是電視圖像與數字圖像相互轉換的标準。但此時的分辨率也可說是電視系統的極限分辨率,為625×0.7=438線。
由此也可看出,有效像素數與分辨率中的黑白條紋數并不是1∶1的對應關系。影響分辨率的因素有很多,通常以電視設備中亮度信号的頻帶寬度×80線/MHz來估算分辨率的大小。比如,我們廣泛使用的視頻捕捉卡,其模拟信号的帶寬最好的也就是5MHz,因此其分辨率也就是400線。
電視設備的分辨率總的來說是較低的,家用VHS型錄像機的分辨率僅略高于250線,電視機與計算機顯示器也無法相提并論,電視機的點距(相當一光點直徑)一般為0.6mm~0.8mm,其DPI值在40以下,一台29英寸電視機的分辨率僅在410線左右。值得一提的是,某些國外廠家在電視機産品宣傳中聲稱水平分辨率達到800線,這純屬無稽之談。如果一幅電視圖像要硬拷貝輸出,幾乎所有軟件都将其相應的數字圖像的分辨率設為72PPI,這也從另一方面說明了電視圖像的質量水平。
總的說來,設備分辨率反映了硬件設備處理圖像時的效果,圖像分辨率指标的高低反映了圖像清晰度的好壞。認清設備分辨率和圖像分辨率的關系,在圖像處理中選擇合适的設備分辨率值和圖像分辨率值,既能保證圖像質量,又能提高工作效率和減少投資。在工作中我們應注意積累這方面的經驗。
相關原理
圖像分辨率原理
數碼圖像有兩大類,一類是矢量圖,也叫向量圖;另一類是點陣圖,也叫位圖。矢量圖比較簡單,它是由大量數學方程式創建的,其圖形是由線條和填充顔色的塊面構成的,而不是由像素組成的,對這種圖形進行放大和縮小,不會引起圖形失真。
點陣圖很複雜,是通過攝像機、數碼相機和掃描儀等設備,利用掃描的方法獲得,由像素組成的,是以每英寸的像素數(PPI)來衡量。點陣圖具有精細的圖像結構、豐富的灰度層次和廣闊的顔色階調。當然,矢量圖經過圖像軟件的處理,也可以轉換成點陣圖。家庭影院所使用的圖像,動畫片的原圖屬于矢量圖一類,但經過制作中的轉化,已經和其他電影片一樣,也屬于點陣圖一類了。