分辨率的知识

前言

分辨率是和图像相关的一个重要概念，它是衡量图像细节表现力的技术参数。但分辨率的种类有很多，其含义也各不相同。正确理解分辨率在各种情况下的具体含义，弄清不同表示方法之间的相互关系，是至关重要的一步。下面对几种常见的图像输入/输出分辨率及不同图像输入/输出设备分辨率作个介绍，供大家参考。

PPI、DPI、LPI和位深

图象分辨率（PPI）
图象分辨率（ImageResolution）:指图象中存储的信息量。这种分辨率有多种衡量方法，典型的是以每英寸的像素数（PPI）来衡量。图象分辨率和图象尺寸(高宽)的值一起决定文件的大小及输出的质量，该值越大图形文件所占用的磁盘空间也就越多。
图象分辨率以比例关系影响着文件的大小， 即文件大小与其图象分辨率的平方成正比。如果保持图象尺寸不变，将图象分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的四倍。

扫描分辨率（DPI）
扫描分辨率:指在扫描一幅图象之前所设定的分辨率，它将影响所生成的图象文件的质量和使用性能，它决定图象将以何种方式显示或打印。如果扫描图象用于640×480像素的屏幕显示，则扫描分辨率不必大于一般显示器屏幕的设备分辨率，即一般不超过120DPI。
但大多数情况下，扫描图象是为了在高分辨率的设备中输出。如果图象扫描分辨率过低，会导致输出的效果非常粗糙。反之，如果扫描分辨率过高，则数字图象中会产生超过打印所需要的信息，不但减慢打印速度，而且在打印输出时会使图象色调的细微过渡丢失。一般情况下，图象分辨率应该是网屏分辨率的2倍，这是目前中国大多数输出中心和印刷厂都采用的标准。然而实际上，图象分辨率应该是网幕频率的1.5 倍，关于这个问题，恐怕会有争议，而具体到不同的图象本身，情况也确实各不相同。要了解详细内容，请看《网屏角度及输出分辨率》。

网屏分辨率（LPI）
网屏分辨率（ScreenResolution）:又称网幕频率（是印刷术语），指的是印刷图象所用的网屏的每英寸的网线数（即挂网网线数），以（LPI）来表示。例如，150LPI是指每英寸加有150条网线。

图象的位分辨率（位）
图象的位分辨率（BitResolution）:又称位深，是用来衡量每个像素储存信息的位数。这种分辨率决定可以标记为多少种色彩等级的可能性。一般常见的有8位、16位、24位或32位色彩。有时我们也将位分辨率称为颜色深度。所谓“位”，实际上是指“2”的平方次数，8位即是2的八次方，也就是8个2相乘，等于256。所以，一幅8位色彩深度的图象，所能表现的色彩等级是256级。

设备分辨率（DPI）
设备分辨率（DeviceResolution）：又称输出分辨率，指的是各类输出设备每英寸上可产生的点数，如显示器、喷墨打印机、激光打印机、绘图仪的分辨率。这种分辨率通过DPI来衡量，目前，PC显示器的设备分辨率在60至120DPI之间。而打印设备的分辨率则在360至1440DPI之间。

于扫描仪、打印机、显示器的分辨率

对扫描仪、打印机及显示器等硬件设备来说，其分辨率用每英寸上可产生的点数即DPI（Dots Per Inch）来度量。
扫描仪的分辨率要从三个方面来确定：光学部分、硬件部分和软件部分。也就是说，扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬件及软件进行处理分析所得到的分辨率。光学分辨率是扫描仪的光学部件在每平方英寸面积内所能捕捉到的实际的光点数,是指扫描仪CCD 的物理分辨率，也是扫描仪的真实分辨率，它的数值是由CCD的像素点除以扫描仪水平最大可扫尺寸得到的数值。分辨率为1200DPI的扫描仪，其光学部分的分辨率只占400～600DPI。扩充部分的分辨率，是通过计算机对图像进行分析，对空白部分进行科学填充所产生的（由硬件和软件所生成，这一过程也叫“插值”处理）。光学扫描与输出是一对一的，扫描到什么，输出的就是什么。经过计算机软硬件处理之后，输出的图像就会变得更逼真，分辨率会更高。目前市面上出售的扫描仪大都具有对分辨率的软、硬件扩充功能。有的扫描仪广告上写9600×9600DPI，这只是通过软件“插值”所得到的最大分辨率，并不是扫描仪真正光学分辨率。所以对扫描仪来讲，其分辨率有光学分辨率（或称光学解析度）和最大分辨率之说。我们说某台扫描仪的分辨率高达4800DPI（这个4800DPI 是光学分辨率和软件差值处理的总和），是指用扫描仪输入图像时，在1平方英寸的扫描幅面上，可采集到4800×4800个像素点（Pixel）。1英寸见方的扫描区域，用4800DPI的分辨率扫描后生成的图像大小是800Pixel×4800Pixel。在扫描图像时，扫描分辨率设得越高，生成的图像的效果就越精细，生成的图像文件也就越大，但插值成分也越多。
我们说某台打印机的分辨率为360DPI，是指在用该打印机输出图像时，在每英寸打印纸上可以打印出360个表征图像输出效果的色点。表示打印机分辨率的这个数越大，表明图像输出的色点就越小，输出的图像效果就越精细。打印机色点的大小只同打印机的硬件工艺有关，而与要输出图像的分辨率无关。
我们说某个品牌的显示器的分辨率为80DPI，是指在显示器的有效显示范围内，显示器的显像设备可以在每英寸荧光屏上产生80个光点。举个例子来说，一台14英寸的显示器（荧光屏对角线长度为14英寸），其点距为0.28mm，那么：显示器分辨率=25.3995mm/inch÷.28mm/Dot≈90DPI（1inch=25.3995mm）。显示器出厂时一般并不标出表征显示器分辨率的DPI值，只给出点距，我们根据上述公式即可算出显示器的分辨率。根据我们算出的DPI值，我们进而可以推算出显示器可支持的最高显示模式。假设该14英寸显示器荧光屏有效显示范围的对角线长度为11.5英寸，因显示器的水平方向和垂直方向的显示比例为4：3，故可设有效显示范围水平宽度为4x 英寸，垂直高度为3x 英寸，根据数学上的勾股定理，可得x=11.5÷5=2.3英寸。所以有效显示范围宽度为2.3×4=9.2英寸，垂直高度为2.3×3=6.8英寸。最高显示模式约为：800（9.2×90）×600（6.8×90），这时是用一个点（Dot）表示一个像素（pixel）。
上面主要讲述了扫描仪、打印机和显示器的设备分辨率。
特别提醒：设备分辨率与用该设备处理的图像的分辨率是两个既有联系又有区别的概念。
设备分辨率是由硬件设备的生产工艺决定的，尽管可以通过软件的方法调整有些设备的分辨率，但它们都有一个局限的最高分辨率，用户不能对它有任何突破。对于扫描仪、打印机处理的图像，其分辨率以每英寸上的像素数即PPI（PixelsPerInch）来衡量。用于计算机视频处理的图像，以水平和垂直方向上所能显示的像素数来表示分辨率，比如800×600、640×480 等等。
而图像的分辨率则是描述图像本身精细程度的一个量度。图像本身是否精细只与图像自身的分辨率有关，而与处理它的硬件设备的分辨率无关，但图像的处理结果是否精细却与处理它的设备的分辨率直接相关。举例来说，一幅90PPI的图像是比较精细的了，如果将它放在分辨率为40DPI的打印机上打印，打印效果也是相当糟糕的。对扫描仪来讲，其分辨率的高低与生成图像的精细程度成正比，但其分辨率只能为图像分辨率给出一个初始值（这个PPI值与扫描 仪的分辨率的DPI的设定值是相等的），并不对图像的分辨率产生限制，我们可以用软件任意调整扫描生成的图像的分辨率。另外，需要注意的是，我们通常说一幅640×480的图像，说的是图像的大小，其中并不包括图像分辨率的含义。

关于数码相机的分辨率

数码相机分辨率的高低决定了所拍摄影像最终所能打印出画面的大小，或在计算机显示器上所能显示画面的大小。数码相机分辨率的高低，取决于相机中CCD（ChargeCoupledDevice:电荷耦合器件）芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。数码相机的分辨也是由其生产工艺决定的，在出厂时就固定了的，用户只能选择不同分辨率的数码相机，却不能调整一台数码相机的分辨率。就同类数码相机而言，分辨率越高，相机档次越高，但高分辨率的相机生成的数据文件很大，对加工、处理的计算机的速度、内存和硬盘的容量以及相应软件都有较高的要求。