數(shù)碼相機(jī)的分辨率

1、最近在網(wǎng)上看到一位攝友發(fā)帖說起“有個關(guān)于像素與分辨率的疑惑”。像素(Pixel和分辨率(Resolution這兩個詞對我們大家來說已經(jīng)是經(jīng)常見面的了。但是這里面還是有一些值得深思的問題。因此,我想發(fā)一帖來說說分辨率,也算是對那個攝友帖子的回答吧。個人看法,如有不妥,歡迎批評指正。數(shù)碼相機(jī)的分辨率我們在購買數(shù)碼相機(jī)時,分辨率是一個很重要的指標(biāo)。早年的數(shù)碼相機(jī)分辨率很低,如CASIO的QV-10不到10萬像素(320X240、18萬像素的KODAK DC20(493X373其分辨率還比不上現(xiàn)在的攝像手機(jī)和攝像頭。經(jīng)過近十年的發(fā)展,數(shù)碼相機(jī)的分辨率不斷增高,目前已經(jīng)超過1千萬像素。就以上述帖子里所舉

2、的A70相機(jī)設(shè)置為2048X1536X16M來說,這就是300萬像素。2048X1536就是說在寬度方向有2048個像素,在高度方向有1536個像素。2048X1536=3145728,我們就稱其為300萬像素(因為1K=1024,1M=1048576。而后面的16M是指顏色深度。每個像素是有顏色的,而每像素的顏色用3個BYTE來記錄,分別是紅,綠,藍(lán)。每BYTE可以記錄256個層次,因此共可記錄256X256X256=16777216種不同的顏色,即16M,也稱為24位顏色深度。因此,如果按RGB顏色記錄一個2048X1536像素的圖像文件,就要2048X1536X3=9437184個BYT

3、E,即9MB,再加上文件頭等其他信息,最終要大于9MB。不過數(shù)碼相機(jī)平時多數(shù)用JPG格式,這是一種有失真的,壓縮比較大的圖像文件格式,一般情況下,2048X1536像素的JPG文件根據(jù)其壓縮比的不同文件尺寸也不同,大約在1-2MB左右。同樣也可以計算出1600X1200X16M等其他像素的文件大小。由此可見,2048X1536X16M與1600X1200X16M的照片,包含的像素點是不一樣的,也就是說其信息含量是不一樣的。如果用同樣的輸出分辨率來打印照片,得到的照片大小是不一樣的,反過來,如果輸出同樣大小的照片,照片上單位長度里的像素點數(shù)是不一樣的,也就是照片的細(xì)膩程度是不一樣的。打印機(jī)和數(shù)碼

4、沖印從上面的討論中我們可以看出,數(shù)碼相機(jī)的分辨率并非真正的分辨率(Resolution,而是像素數(shù)(Pixel。這個分辨率與打印或者數(shù)碼沖印出來的照片質(zhì)量并無直接的關(guān)系。決定照片質(zhì)量的是打印機(jī)或者數(shù)碼沖印設(shè)備的輸出分辨率。打印機(jī)的分辨率是指在打印輸出時水平和垂直方向上每英寸最多能夠打印的點數(shù)dpi(dot per inch。而數(shù)碼沖印這一類的打印輸出設(shè)備的分辨率稱為ppi(pixel per inch。打印輸出的分辨率越高,產(chǎn)生的點的尺寸就越小,打印出來的圖像就越細(xì)膩。同時我們要注意到,同樣像素數(shù)的圖像文件在打印輸出的時候,打印分辯率越高,則輸出的圖像就越校如同樣是一個2560X1920像素的

5、圖像文件,用300ppi的分辯率打印輸出,可以得到一張如果以2048X1536X16M,1600X1200X16M,1024X768X16M三種分辨率的照片同樣數(shù)碼沖洗成5寸照片,效果會相差多少呢?回答這個問題,首先要考慮數(shù)碼輸出設(shè)備的分辨率是多少。5英寸的照片的長和寬分別為5和3.5英寸。如果用富士Frontier 沖印設(shè)備的最高分辨率(大約300ppi來輸出。5英寸照片要求的像素是1500X1050。也就是說,2048X1536X16M和1600X1200X16M的照片沖印出來的效果是完全沒有區(qū)別的。即使用1024X768的照片來沖印,效果也差些也是有限的。如果用150ppi的分辨率(這是

6、一般要求下可以接受的分辨率來輸出,上述三種分辨率的照片沖洗效果將毫無區(qū)別。我們可以說,只有在沖洗大尺寸的照片時,高分辨率才是有意義的。如果只是沖洗5寸、6寸之類的較小的照片時,大分辨率的照片是顯示不出優(yōu)勢來的。這里順便簡單地說一說ppi與dpi是兩個概念的區(qū)別。ppi是關(guān)于圖像細(xì)節(jié)的,是指每英寸有多少個像素,而dpi是輸出設(shè)備的物理能力,對打印機(jī)來說就是每英寸打多少個點。現(xiàn)在一般的激光打印機(jī)都可以有600dpi的打印分辨率。但是,打印機(jī)打印出來的點是沒有灰階的,也就是說只有黑(有點和白(無點兩種情況。在打印文字或者類似線條圖形之類的黑白兩值圖時,是沒有問題的。在打印有灰階的照片圖像時,就不一樣

7、了。此時,一般要采用抖動算法,以密度來代替灰度。在這種情況下,一個有灰階的“像素”就要用許多無灰階的“點”的組合來表示。在這個組合中黑點越多,就表示這個像素顏色深,越接近于黑色,反之,則表示顏色淡。因此,打印機(jī)的dpi雖然很高,但是打印輸出圖像時的ppi實際上要小得多。顯示器的分辯率網(wǎng)友問:如果2048X1536X16M,1600X1200X16M,1024X768X16M這3種分辨率的照片同樣以1024X768 (顯示器的分辨率來顯示的話,會有什么不同嗎?說到這個問題,就得談一談顯示器的分辨率。與數(shù)碼相機(jī)一樣,我們所說的顯示器分辯率在物理意義上并不是分辯率,而是像素點,也就是指的是屏幕上所能

8、顯示的基本像素點的數(shù)目。隨著顯示器技術(shù)的發(fā)展,顯示器的分辯率也越來越高。從早年的CGA(320X200到EGA(640X400、VGA (640X480到目前普遍采用的1024X768。在顯示器上顯示的圖像和字符也越來越精細(xì),質(zhì)量也越來越高。如果要說真正意義上的分辨率,就不僅與顯示模式有關(guān),而且與顯示器的尺寸有關(guān)。以1024X768的情況來說,如果是15英寸的顯示器,其對角線為15英寸,寬與高之比為4:3,因此,其寬度是12英寸。其分辨率應(yīng)該是每英寸85點左右。而對20英寸的顯示器而言,分辨率為每英寸64點。屏幕尺寸大時分辨率反而小了?這并不奇怪,因為屏幕尺寸大了,就可以支持更多的像素模式。如

9、屏幕尺寸為20英寸時,就可有1600X1200或者1920X1440等。在1024X768分辨率的顯示器上,1024X768的照片在100%顯示時也可以看到全幅,而2048X1536X16M和1600X1200X16M分辨率的照片在100%顯示時就無法看到全幅了。你可以以較小的百分比(如50%來顯示?；蛘哂?00%顯示,但此時你只能看到一部分,用上下左右移動照片的辦法來看其他部分。掃描儀分辨率下面再談?wù)剴呙鑳x的分辨率。在對掃描質(zhì)量的評價中,掃描儀的分辨率是一個十分重要的因素。分辨率是指進(jìn)行數(shù)字化時所得到的信息數(shù)量或者密度。掃描儀的分辨率也分光學(xué)分辨率和內(nèi)插分辨率。作為掃描儀的指標(biāo),光學(xué)分辨率是

10、指掃描儀的光學(xué)系統(tǒng)可以進(jìn)行掃描采樣的最高信息密度(即單位長度內(nèi)得到的像素數(shù);而內(nèi)插分辨率則是進(jìn)行插值運(yùn)算后得到的分辨率。很顯然,對一臺掃描儀的分辨率評價,最重要的是其光學(xué)分辨率(就像DC鏡頭的光學(xué)變焦倍數(shù)是最重要的,數(shù)碼變焦只是一種偽變焦而已。在掃描時,具體的掃描分辨率是可以設(shè)定的。用高分辨率掃描得到的信息量大,同時產(chǎn)生的文件尺寸也大。因此,并不是把掃描分辨率設(shè)定得越高越好的,一般要根據(jù)以后打印輸出的需要來設(shè)定掃描分辨率。鏡頭的分辨率最后,還得要說一說鏡頭的分辨率。分辨率是判斷鏡頭好壞的一個重要指標(biāo),一般用單位距離里能分辨的線對數(shù)(如每毫米線對數(shù)lp/mm來表示。鏡頭的分辨率一定程度上決定了被

11、攝物通過鏡頭成像后的清晰程度。要說分辨率,首先要搞清楚什么才算是能分辨的,什么是不能分辨的。在光學(xué)上有一個標(biāo)準(zhǔn),稱為瑞利判據(jù)。我們知道,任何鏡頭都存在像差,物體上的一點,通過鏡頭成像后并不是一點,而是一個分布,也稱為彌散園。在物體上的很接近的兩點如果本來是能分辨的,成像之后就有可能變成不能分辨了。這就引起了像的模糊。根據(jù)瑞利判據(jù),如果兩點之間的光強(qiáng)不超過最大光強(qiáng)的81.1%,我們就能感覺到這兩點中間有一個暗區(qū),這兩點就是可以分辨的。否則,這兩點就會連成一片,我們無法分別這是兩點還是一點。這就是不能分辨。因此,我們說瑞利判據(jù)是決定分辨率的依據(jù)。盡管這個判據(jù)實際上的根據(jù)經(jīng)驗而不是根據(jù)理論得到的,但這是在光學(xué)中受到普遍承認(rèn)的。顯然,鏡頭的像差大小決定了彌散園的大校好的鏡頭像差較小,分辯率就高,反之反分辨率就低。另外,必須指出,即使在沒有像差的理想情況下,由于光的衍射現(xiàn)象的存在,物上一點所成的像也是一個彌散光斑,此時稱為