圖象分辨率
圖象分辨率（Image Resolution）:指圖象中存儲的信息量。這種分辨率有多種衡量方法，典型的是以每英寸的像素數(shù)（PPI）來衡量。圖象分辨率和圖象尺寸的值一起決定文件的大小及輸出質(zhì)量，該值越大圖形文件所占用的磁盤空間也就越多。圖象分辨率以比例關(guān)系影響著文件的大小，即文件大小與其圖象分辨率的平方成正比。如果保持圖象尺寸不變，將圖象分辨率提高一倍，則其文件大小增大為原來的四倍。
掃描分辨率
掃描分辨率:指在掃描一幅圖象之前所設(shè)定的分辨率，它將影響所生成的圖象文件的質(zhì)量和使用性能，它決定圖象將以何種方式顯示或打印。如果掃描圖象用于640×480像素的屏幕顯示，則掃描分辨率不必大于一般顯示器屏幕的設(shè)備分辨率，即一般不超過120DPI。但大多數(shù)情況下，掃描圖象是為了在高分辨率的設(shè)備中輸出。如果圖象掃描分辨率過低，會導(dǎo)致輸出的效果非常粗糙。反之，如果掃描分辨率過高，則數(shù)字圖象中會產(chǎn)生超過打印所需要的信息，不但減慢打印速度，而且在打印輸出時會使圖象色調(diào)的細微過渡丟失。一般情況下，圖象分辨率應(yīng)該是網(wǎng)幕頻率的2倍，這是目前中國大多數(shù)輸出中心和印刷廠都采用的標(biāo)準(zhǔn)。然而實際上，圖象分辨率應(yīng)該是網(wǎng)幕頻率的1.5倍，關(guān)于這個問題，恐怕會有爭議，而具體到不同的圖象本身，情況也確實各不相同。要了解詳細內(nèi)容，請看《網(wǎng)屏角度及輸出分辨率》。
網(wǎng)屏分辨率
網(wǎng)屏分辨率（Screen Resolution）:又稱網(wǎng)幕頻率，指的是打印灰度級圖象或分色圖象所用的網(wǎng)屏上每英寸的點數(shù)。這種分辨率通過每英寸的行數(shù)（LPI）來表示。
圖象的位分辨率
圖象的位分辨率（Bit Resolution）:又稱位深，是用來衡量每個像素儲存信息的位數(shù)。這種分辨率決定可以標(biāo)記為多少種色彩等級的可能性。一般常見的有8位、16位、24位或32位色彩。有時我們也將位分辨率稱為顏色深度。所謂“位”，實際上是指“2”的平方次數(shù)，8位即是2的八次方，也就是8個2相乘，等于256。所以，一副8位色彩深度的圖象，所能表現(xiàn)的色彩等級是256級。
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設(shè)備分辨率
設(shè)備分辨率（Device Resolution）：又稱輸出分辨率，指的是各類輸出設(shè)備每英寸上可產(chǎn)生的點數(shù)，如顯示器、噴墨打印機、激光打印機、繪圖儀的分辨率。這種分辨率通過DPI來衡量，目前，PC顯示器的設(shè)備分辨率在60至120DPI之間。而打印設(shè)備的分辨率則在360至1440DPI之間。
1．掃描儀、打印機、顯示器的分辨率
對掃描儀、打印機及顯示器等硬件設(shè)備來說，其分辨率用每英寸上可產(chǎn)生的點數(shù)即DPI（Dots Per Inch）來度量。
掃描儀的分辨率要從三個方面來確定：光學(xué)部分、硬件部分和軟件部分。也就是說，掃描儀的分辨率等于其光學(xué)部件的分辨率加上其自身通過硬件及軟件進行處理分析所得到的分辨率。光學(xué)分辨率是掃描儀的光學(xué)部件在每平方英寸面積內(nèi)所能捕捉到的實際的光點數(shù)
是指掃描儀CCD的物理分辨率，也是掃描儀的真實分辨率，它的數(shù)值是由CCD的像素點除以掃描儀水平最大可掃尺寸得到的數(shù)值。分辨率為1200DPI的掃描儀，其光學(xué)部分的分辨率只占400～600DPI。擴充部分的分辨率（由硬件和軟件所生成的）是通過計算機對圖像進行分析，對空白部分進行科學(xué)填充所產(chǎn)生的（這一過程也叫插值處理）。光學(xué)掃描與輸出是一對一的，掃描到什么，輸出的就是什么。經(jīng)過計算機軟硬件處理之后，輸出的圖像就會變得更逼真，分辨率會更高。目前市面上出售的掃描儀大都具有對分辨率的軟、硬件擴充功能。有的掃描儀廣告上寫9600×9600DPI，這只是通過軟件插值得到的最大分辨率，并不是掃描儀真正光學(xué)分辨率。所以對掃描儀來講，其分辨率有光學(xué)分辨率（或稱光學(xué)解析度）和最大分辨率之說。
我們說某臺掃描儀的分辨率高達4800DPI（這個4800DPI是光學(xué)分辨率和軟件差值處理的總和），是指用掃描儀輸入圖像時，在1平方英寸的掃描幅面上，可采集到4800×4800個像素點（Pixel）。1英寸見方的掃描區(qū)域，用4800DPI的分辨率掃描后生成的圖像大小是4800Pixel×4800Pixel。在掃描圖像時，掃描分辨率設(shè)得越高，生成的圖像的效果就越精細，生成的圖像文件也越大，但插值成分也越多。
我們說某臺打印機的分辨率為360DPI，是指在用該打印機輸出圖像時，在每英寸打印紙上可以打印出360個表征圖像輸出效果的色點。表示打印機分辨率的這個數(shù)越大，表明圖像輸出的色點就越小，輸出的圖像效果就越精細。打印機色點的大小只同打印機的硬件工藝有關(guān)，而與要輸出圖像的分辨率無關(guān)。
我們說某個品牌的顯示器的分辨率為80DPI，是指在顯示器的有效顯示范圍內(nèi)，顯示器的顯像設(shè)備可以在每英寸熒光屏上產(chǎn)生80個光點。舉個例子來說，一臺14英寸的顯示器（熒光屏對角線長度為14英寸），其點距為0.28mm，那么：顯示器分辨率=25.3995mm/inch÷0.28mm/Dot≈90DPI（1 inch=25.3995mm）。顯示器出廠時一般并不標(biāo)出表征顯示器分辨率的DPI值，只給出點距，我們根據(jù)上述公式即可算出顯示器的分辨率。根據(jù)我們算出的DPI值，我們進而可以推算出顯示器可支持的最高顯示模式。假設(shè)該14英寸顯示器熒光屏
有效顯示范圍的對角線長度為11.5英寸，因顯示器的水平方向和垂直方向的顯示比例為4：3，故可設(shè)有效顯示范圍水平寬度為4X英寸，垂直高度為3X英寸，根據(jù)數(shù)學(xué)上的勾股定理，可得X=11.5÷5=2.3英寸。所以有效顯示范圍寬度為2.3×4=9.2英寸，垂直高度為2.3×3=6.8英寸。最高顯示模式約為：800（9.2×90）×600（6.8×90），這時是用一個點（Dot）表示一個像素（pixel）。
上面主要講述了掃描儀、打印機和顯示器的設(shè)備分辨率。嚴(yán)格來講，設(shè)備分辨率與用該設(shè)備處理的圖像的分辨率是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。設(shè)備分辨率是由硬件設(shè)備的生產(chǎn)工藝決定的，盡管可以通過軟件的方法調(diào)整有些設(shè)備的分辨率，但它們都有一個局限的最高分辨率，用戶不能對它有任何突破。圖像的分辨率是描述圖像本身精細程度的一個量度。對于掃描儀、打印機處理的圖像，其分辨率以每英寸上的像素數(shù)即PPI（PixelsPer Inch）來衡量。用于計算機視頻處理的圖像，以水平和垂直方向上所能顯示的像素數(shù)來表示分辨率，比如800×600、640×480等等。圖像本身是否精細只與圖像自身的分辨率有關(guān)，而與處理它的硬件設(shè)備的分辨率無關(guān)，但圖像的處理結(jié)果是否精細卻與處理它的設(shè)備的分辨率直接相關(guān)。舉例來說，一幅90PPI的圖像是比較精細的了，如果將它放在分辨率為40DPI的打印機上打印，打印效果也是相當(dāng)糟糕的。對掃描儀來講，其分辨率的高低與生成圖像的精細程度成正比，但其分辨率只能為圖像分辨率給出一個初始值（這個PPI值與掃描儀的分辨率的DPI的設(shè)定值是相等的），并不對圖像的分辨率產(chǎn)生限制，我們可以用軟件任意調(diào)整掃描生成的圖像的分辨率。另外，需要注意的是，我們通常說一幅640×480的圖像，說的是圖像的大小，其中并不包括圖像分辨率的含義。
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2．?dāng)?shù)碼相機的分辨率
數(shù)碼相機分辨率的高低決定了所拍攝影像最終所能打印出高質(zhì)量畫面的大小，或在計算機顯示器上所能顯示畫面的大小。數(shù)碼相機分辨率的高低，取決于相機中CCD（Charge Coupled Device:電荷耦合器件）芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。由此可見，數(shù)碼相機的分辨也是由其生產(chǎn)工藝決定的，在出廠時就固定了的，用戶只能選擇不同分辨率的數(shù)碼相機，卻不能調(diào)整一臺數(shù)碼相機的分辨率。就同類數(shù)碼相機而言，分辨率越高，相機檔次越高，但高分辨率的相機生成的數(shù)據(jù)文件很大，對加工、處理的計算機的速度、內(nèi)存和硬盤的容量以及相應(yīng)軟件都有較高的要求。
數(shù)碼相機像素水平的高低與最終所能打印一定分辨率照片的尺寸，可用以下方法簡單計算：假如彩色打印機的分辨率為N DPI ，數(shù)碼相機水平像素為M，最大可打印出的照片為M÷N英寸。比如，打印機的分辨率為300DPI，水平像素為3600的數(shù)碼相機所攝影像文件不作插值處理所能打印出的最大照片尺寸為12英寸（3600÷300）。很顯然，要打印得到的數(shù)碼照片的尺寸越大，就需要有更高像素水平的數(shù)碼相機。計算顯示尺寸的方法與打印尺寸的方法相同。
3．投影機的分辨率
投影機的分辨率常見的有兩種表示方式，一種是以電視線（TV線）的方式表示，另外是以像素的方式表示。以電視線表示時，其分辨率的含義與電視相似，這種分辨率表示方式主要是為了匹配接入投影機的電視信號而提供的。以像素方式表示時通常表示為1024×768等形式，從某種意義上講這種分辨率的限制是對輸入投影機的VGA信號的行頻及場頻作一定要求。當(dāng)VGA信號的行頻或場頻超過這個限制后，投影機就不能正常投顯了。有關(guān)行頻、場頻與分辨率的關(guān)系讀者可參看有關(guān)資料，這里不再贅述。
4．商業(yè)印刷領(lǐng)域的分辨率
在商業(yè)印刷領(lǐng)域，分辨率以每英寸上等距離排列多少條網(wǎng)線即LPI（Lines Per Inch）表示。在傳統(tǒng)商業(yè)印刷制版過程中，制版時要在原始圖像前加一個網(wǎng)屏，這一網(wǎng)屏由呈方格狀的透明與不透明部分相等的網(wǎng)線構(gòu)成。這些網(wǎng)線也就是光柵，其作用是切割光線解剖圖像。由于光線具有衍射的物理特性，因此光線通過網(wǎng)線后，形成了反映原始圖像影像變化的大小不同的點，這些點就是半色調(diào)點。一個半色調(diào)點最大不會超過一個網(wǎng)格的面積，網(wǎng)線越多，表現(xiàn)圖像的層次越多，圖像質(zhì)量也就越好。因此商業(yè)印刷行業(yè)中采用了LPI表示分辨率。
5．電視的分辨率
在電視工業(yè)中，分辨率指的是在熒光屏等于像高的距離內(nèi)人眼所能分辨的黑白條紋數(shù)，單位是電視線（TV線）。
我們國家采用的電視標(biāo)準(zhǔn)是PAL制式，它規(guī)定每秒25幀，每幀625掃描行。由于采用了隔行掃描方式，625行掃描線分為奇數(shù)行和偶數(shù)行，這分別構(gòu)成了每一幀的奇、偶兩場，由于在每一幀中電子束都要從上面開始掃描，因此存在著電子束從終點回到起點的掃描逆程期，在這期間被消隱的掃描行是不可能分解圖像的。掃描逆程期約占整個掃描時間的8％，因此625行中用于掃描圖像的有效行數(shù)只有576行，由此推導(dǎo)出圖像在垂直方向上的分辨率為576點。按現(xiàn)行4∶3寬高比的電視標(biāo)準(zhǔn)，圖像在水平方向上的分辨率應(yīng)為576×4/3=768點，這就得到了768×576這一常見的圖像大小。另外，在計算機視頻捕捉時，我們還會遇到遵循CCIR601標(biāo)準(zhǔn)的PAL制式圖像尺寸，其大小為720×576。對于我們還能接觸到的NTSC制式來講，它規(guī)定每秒30幀，每幀525行，同樣采用了隔行掃描方式，每一幀由兩場組成，其圖像大小是720×486。
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6．鼠標(biāo)的分辨率
鼠標(biāo)的分辨率是指每移動一英寸能檢測出的點數(shù)，分辨率越高，質(zhì)量也就越高。以前鼠標(biāo)的分辨率通常為100DPI，現(xiàn)在的鼠標(biāo)分辨率從200DPI到400DPI不等。高分辨率的鼠標(biāo)通常用于制圖和精確計算機繪圖等。
7．觸摸屏的分辨率
觸摸屏的分辨率是指將屏幕分割成可識別的觸點數(shù)目。通常用水平和垂直方向上的觸點數(shù)目來表示，如32×32。有的人認為觸摸屏的分辨率越高越好，其實并非如此，在選用觸摸屏?xí)r應(yīng)根據(jù)具體用途加以考慮。采用模擬量技術(shù)的觸摸屏分辨率很高，可達到1024×1024，能勝任一些類似屏幕繪畫和寫字（手寫識別）的工作。而在多數(shù)場合下，觸摸技術(shù)的應(yīng)用只是讓人們用手觸摸來選擇軟件設(shè)計的“按鈕”，沒有必要使用如此高的分辨率。例如在14英寸顯示器上使用觸摸屏?xí)r，顯示區(qū)域的實際大小一般是25cm×18.5cm，一個分辨率為32×32的觸摸屏就能把屏幕分割成1024個0.78cm×0.58cm（比一支香煙還細小）的觸點。人的手指按壓觸摸屏的觸點比香煙的直徑大多了，所以這樣一個觸點就已經(jīng)足夠了。
點（Dot）與像素（Pixel）的區(qū)別
DPI中的點（Dot）與圖像分辨率中的像素（Pixel）是容易混淆的兩個概念， DPI中的點可以說是硬件設(shè)備最小的顯示單元，而像素則既可是一個點，又可是多個點的集合。在掃描儀掃描圖像時，掃描儀的每一個樣點都是和所形成圖像的每一個像素相對應(yīng)的，因此掃描時設(shè)定的DPI值與掃描形成圖像的PPI值是相等的，此時兩者可以劃等號。但在許多情況下，兩者的區(qū)別是相當(dāng)大的。比如，分辨率為1 PPI的圖像，在300DPI的打印機上輸出，此時圖像的每一個像素，在打印時都對應(yīng)了300×300點。在計算機顯示器的運用上也存在類似問題，比如12英寸顯示器的有效顯示區(qū)域約200mm×160mm，如果熒光屏的光點直徑為0.31mm，通過換算可知熒光屏上最大可顯示的光點數(shù)為640（200÷0.31）×480（160÷0.31），相應(yīng)的分辨率為80DPI。這個80DPI是這樣來的：640Dot÷(200mm÷25.3995mm/Inch)≈80Dot/Inch或者 480Dot÷(160mm÷25.3995mm/Inch)≈80Dot/Inch 。
在這種情況下，顯示卡的顯示模式最高可設(shè)置為640×480，這時1 Pixel由1 Dot組成。如把顯示卡的顯示模式調(diào)整為320×200，在顯示一幅320×200的圖像時，一個像素就要對應(yīng)于四個光點。
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圖像分辨率的作用
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。下面所要探討的，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(guān)系。
1．平面設(shè)計中分辨率的作用
在平面設(shè)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(zhì)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(shù)不變，將分辨率降為50PPI，在寬高比不變的情況下，圖像的寬將變?yōu)?6英寸、高將變?yōu)?2英寸。打印輸出變化前后的這兩幅圖，我們會發(fā)現(xiàn)后者的幅面是前者的4倍，而且圖像質(zhì)量下降了許多。那么，把這兩幅變化前后的圖送入計算機顯示器會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？比如，將它們送入顯示模式為800×600的顯示器顯示，我們會發(fā)現(xiàn)這兩幅圖的畫面尺寸一樣，畫面質(zhì)量也沒有區(qū)別。對于計算機的顯示系統(tǒng)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(shù)，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(shù)×垂直方向的的像素數(shù)。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值變化前后的兩幅圖，它們總的像素數(shù)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(shù)印刷方式中，都使用CMYK（品紅、青、黃、黑）四色油墨來表現(xiàn)豐富多彩的色彩，但印刷表現(xiàn)色彩的方式和電視、照片不一樣，它使用一種半色調(diào)點的處理方法來表現(xiàn)圖像的連續(xù)色調(diào)變化，不像后兩者能夠直接表現(xiàn)出連續(xù)色調(diào)的變化。為了方便理解半色調(diào)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(fā)現(xiàn)這些照片都是由黑白相間的點構(gòu)成的，而且由于點的大小有所不同使照片表現(xiàn)出了黑白色調(diào)的變化。那么，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(tǒng)的印刷制版過程原理中找到。根據(jù)印刷行業(yè)的經(jīng)驗，印刷上所有的LPI值與原始圖像的PPI值有這樣的關(guān)系，即PI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，只有遵循這一公式，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(yīng)分別是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(diào)點的處理方法，上述公式同樣也是適用的，但在打印過程中它們并沒有使用一個物理網(wǎng)屏，而是靠數(shù)學(xué)計算來實現(xiàn)半色調(diào)點的處理。在這些打印機中產(chǎn)生的一個半色調(diào)點，要靠許多打印點來組成，顯然構(gòu)成一個半色調(diào)點的打印點越多，它所能表現(xiàn)的灰度變化范圍就越大。比如要模擬256級灰度變化，就需要有16×16=256個打印點構(gòu)成一個半色調(diào)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(wǎng)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(zhì)量。為此，大多數(shù)打印機采用了8×8的半色調(diào)圖案，相應(yīng)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(yīng)為90PPI。
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3．電視工業(yè)中分辨率的作用
在電視工業(yè)中，分辨率分為水平分辨率和垂直分辨率，在大多數(shù)情況下兩者是相等的，因此在技術(shù)指標(biāo)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標(biāo)準(zhǔn)的，因此要靠大量的實驗統(tǒng)計才能得出。按我們國家現(xiàn)行的電視標(biāo)準(zhǔn)，寬高比為4∶3，掃描行數(shù)為625行。去掉掃描逆程期，有效掃描行數(shù)是576行，相應(yīng)的有效像素為768×576（720×576），因此768×576（720×576）也是電視圖像與數(shù)字圖像相互轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。但此時的分辨率也可說是電視系統(tǒng)的極限分辨率，為625×0.7=438線。
由此也可看出，有效像素數(shù)與分辨率中的黑白條紋數(shù)并不是1∶1的對應(yīng)關(guān)系。影響分辨率的因素有很多，通常以電視設(shè)備中亮度信號的頻帶寬度×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，其模擬信號的帶寬最好的也就是5MHz，因此其分辨率也就是400線。電視設(shè)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(dāng)一光點直徑）一般為0.6mm～0.8mm，其DPI值在40以下，一臺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產(chǎn)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，幾乎所有軟件都將其相應(yīng)的數(shù)字圖像的分辨率設(shè)為72PPI，這也從另一方面說明了電視圖像的質(zhì)量水平。
總的說來，設(shè)備分辨率反映了硬件設(shè)備處理圖像時的效果，圖像分辨率指標(biāo)的高低反映了圖像清晰度的好壞。認清設(shè)備分辨率和圖像分辨率的關(guān)系，在圖像處理中選擇合適的設(shè)備分辨率值和圖像分辨率值，既能保證圖像質(zhì)量，又能提高工作效率和減少投資。在工作中我們應(yīng)注意積累這方面的經(jīng)驗。
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