分辨率的基本知識

    分辨率是和圖像相關的一個重要概念，它是衡量圖像細節表現力的技術參數。但分辨率的種類有很多，其含義也各不相同。正確理解分辨率在各種情況下的具體含義，弄清不同表示方法之間的相互關系，是至關重要的一步。下面對幾種常見的圖像輸入/輸出分辨率及不同圖像輸入/輸出設備分辨率作個介紹，供大家參考。
     
     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（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定的分辨率，它將影響所生成的圖象文件的質量和使用性能，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備分辨率，即一般不超過120DPI。但大多數情況下，掃描圖象是為了在高分辨率的設備中輸出。如果圖象掃描分辨率過低，會導致輸出的效果非常粗糙。反之，如果掃描分辨率過高，則數字圖象中會產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的細微過渡丟失。一般情況下，圖象分辨率應該是網幕頻率的2倍，這是目前中國大多數輸出中心和印刷廠都采用的標準。然而實際上，圖象分辨率應該是網幕頻率的1.5倍，關于這個問題，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。要了解詳細內容，請看《網屏角度及輸出分辨率》。
     
     網屏分辨率 
      
    網屏分辨率（Screen Resolution）:又稱網幕頻率，指的是打印灰度級圖象或分色圖象所用的網屏上每英寸的點數。這種分辨率通過每英寸的行數（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。這種分辨率決定可以標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，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，所能表現的色彩等級是256級。 
      
    設備分辨率 
      
    設備分辨率（Device Resolution）：又稱輸出分辨率，指的是各類輸出設備每英寸上可產生的點數，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顯示器的設備分辨率在60至120DPI之間。而打印設備的分辨率則在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備來說，其分辨率用每英寸上可產生的點數即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。光學分辨率是掃描儀的光學部件在每平方英寸面積內所能捕捉到的實際的光點數, 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值。分辨率為1200DPI的掃描儀，其光學部分的分辨率只占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填充所產生的（這一過程也叫插值處理）。光學掃描與輸出是一對一的，掃描到什么，輸出的就是什么。經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分辨率。所以對掃描儀來講，其分辨率有光學分辨率（或稱光學解析度）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，而與要輸出圖像的分辨率無關。 
    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，顯示器的顯像設備可以在每英寸熒光屏上產生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出表征顯示器分辨率的DPI值，只給出點距，我們根據上述公式即可算出顯示器的分辨率。根據我們算出的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，故可設有效顯示范圍水平寬度為4X英寸，垂直高度為3X英寸，根據數學上的勾股定理，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備分辨率。嚴格來講，設備分辨率與用該設備處理的圖像的分辨率是兩個既有聯系又有區別的概念。設備分辨率是由硬件設備的生產工藝決定的，盡管可以通過軟件的方法調整有些設備的分辨率，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即PPI（Pixels Per 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，而與處理它的硬件設備的分辨率無關，但圖像的處理結果是否精細卻與處理它的設備的分辨率直接相關。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的設定值是相等的），并不對圖像的分辨率產生限制，我們可以用軟件任意調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。 

    2．數碼相機的分辨率 
    數碼相機分辨率的高低決定了所拍攝影像最終所能打印出畫面的大小，或在計算機顯示器上所能顯示畫面的大小。數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。數碼相機的分辨也是由其生產工藝決定的，在出廠時就固定了的，用戶只能選擇不同分辨率的數碼相機，卻不能調整一臺數碼相機的分辨率。就同類數碼相機而言，分辨率越高，相機檔次越高，但高分辨率的相機生成的數據文件很大，對加工、處理的計算機的速度、內存和硬盤的容量以及相應軟件都有較高的要求。