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分辨率和像素是什么关系?

2023-03-25 04:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

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知识点概要

像素的分类:数码像素与屏幕像素(或者叫物理像素,有实实在在的物理尺寸)分辨率的多个概念及相互之间的关系:Resolution, ppi, dpi (直接用英文,中文都叫分辨率,会搞混)评论区的一些问题解答。

1.像素(pixel,缩写px)

1.1数码像素屏幕像素

1.1.1:数码像素是一种虚拟化的数字,大小可以任意,或者说没有实际的物理尺寸大小(像素大小是去适配显示屏的像素大小,或适配打印的大小。如图2,左图表示显示屏的像素点很小,右图表是显示屏的像素点很大,当然是同一幅图),无固定形式,就单个像素来说,本身的形状是任意的,没有被明确定义的,或者是被捕获时的摄像机或相机、或扫描仪等定义的,本身不具备显示功能,数码像素要显示必须依赖显示设备,包括显卡,显示屏。通常我们理解的一个像素是1:1的正方形块,这只是它最常见的一种形式,有的摄像机捕获的像素并不是1:1的正方向,比如:1:1.21,1:1.09,1:1.46等等,但摄像机或相机的光感器形状都是矩形(正方形或长方形,其实也可以是圆形,不规则图形,但没人会用圆形或不规则图形)如下图

图1:像素点比列与形状图2:数码像素点无固定大小,可以任意缩放去适配显示屏的像素点大小

1.1.2:屏幕像素。屏幕像素是指显示屏的像素,包括电视机,电脑显示屏,手机显示屏等等,这些像素不是虚拟的,是实实在在存在的,具有物理尺寸大小,通常是英寸-inch, 这些像素通常来说只有一种比列1:1的正方形,并且像素点之间是紧挨着的。但是我们经常会看到户外显示屏的像素点,通常人们叫LED屏幕,这些屏幕的像素点就有不同比例的,还有圆形的,因为人们观看广告的距离不是近距离,而是几十米上百米远,所以他们的像素点并不是一颗紧挨着另一颗,像素点之间有空隙和距离。如下图,黑色缝隙挺大的。

LED大屏的像素点缝隙

2.分辨率(数码图像分辨率Resolution,数码打印分辨率或屏幕分辨率ppi,打印机分辨率或物理世界dpi, ppi=pixels per inch, dpi=dots per inch)

首先指出一个误解:通常我们会看到“分辨率1920*1080”,此处分辨率=Resolution,是数码图像的分辨率,与屏幕分辨率ppi和打印机分辨率dpi无关,它表示的是“像素数量”不要理解为面积,跟面积无任何关系。数码打印或屏幕或打印机的分辨率只与长度相关,ppi=pixels per inch,表示每英寸有多少个像素点(通常指屏幕点或屏幕像素点,也是数码图像的打印分辨率,但对数码图像的显示不起作用),dpi=dots per inch,表示每英寸有多少个点(通常指打印点,与屏幕像素点无关)总结是:ppi作为屏幕分辨率时与dpi打印机分辨率无任何关系;ppi作为数码图像打印分辨率时与dpi关系是输入和输出。

2.1数码图像分辨率Resolution。数码图像的分辨率就是指这幅图的像素多少,究竟有多少个像素。数码图像的物理尺寸可以是任意的(参考前面:数码像素)比如3ppi,100ppi,表示打印的时候一英寸打3个和100个像素点。如果我的图像分辨率是5000x4000px,打印分辨率是100ppi,那么这幅图打印出来的实际尺寸是宽=5000/100=50inch,和高=4000/100=40inch

2.1.1数码图像宽高像素(Resolution),与数码图像打印分辨率(ppi)的关系。

①显示角度来说:无关。数码图像在屏幕显示上起作用的是宽高像素Resolution,分辨率可以设置为任何值,所以无关,ppi分辨率在图像显示上来说无任何意义。看下图PS中步骤:

注意:设置数码图像打印分辨率ppi的时候不能勾选重新采样,否者图像原始像素会改变。没法做到定量定性分析。当设置了图像打印分辨率ppi后,其实图像能打印多大的物理尺寸,PS已经自动计算出来了,也在下图的宽和高中查看。

②打印来说。数码图像宽高像素Resolution起决定性作用,打印分辨率ppi起二次作用。什么意思:Resolution=父级,打印分辨率ppi=子级,父级起总控作用,父级的宽高像素直接决定了打印图像的清晰度和大小,如果父级宽高像素很低,即便子级-打印分辨率设置再高,打印也不会清晰,或者打印图像很小。父级和子级,其中任何一个设置过低=打印不清晰或打印图像很小,父级和子级同时设置高值=打印清晰(这有个前提是:观看打印图的距离不变,如果很远的观看距离,当然需要降低打印分辨率ppi,让图像打印尺寸变大。)

数码图像ppi设置的意义有两点:一是让你的原始数码图像应该打印多大的物理尺寸。二是高ppi可以让打印更精细,但是画面元素在物理尺寸上会缩小,反之,画面元素会放大。接上面图的步骤

左图300ppi近距离观看就这么精细,右图1ppi近距离观看就是硕大的像素点,但是你站到500米外观看右图时就和左图效果差不多了。你站到500米外看左图时,就看不清了,甚至根本看不见,因为打印图太小了。

2.2打印机分辨率dpi。打印机分辨率指打印的精细度,dots指的是油墨点。打印机分辨率越高表示打印点越小,1单位长度就会有更多的点来表示,那么打印就精细和锐利清晰。反之亦然。打印机分辨率dpi不能决定打印图像的物理尺寸大小,物理尺寸大小inch是由ppi决定,或者人为指定一个大小。

2.2.1打印机分辨率dpi与数码图像打印分辨率ppi。在整个打印流程里,ppi是指打印输入的精度,dpi是指打印输出的精度。举个例子:打印分辨率是100ppi,当打印机分辨率为100dpi时,我们可以理解为100ppi由100dpi来打印 ,但不能说100dpi由100ppi来表示,因为dpi的服务对象是ppi,肯定先有输入再有输出,一个像素可以由很多打印点来打印, 100ppi≠100dpi,像素是方形的,但是打印点就不一定了,可能是圆形,椭圆形,或其它形状,油墨点还有流动性,当然由于打印技术的不同,也可能不是油墨打印,如热敏打印等等(本人不是很了解打印技术)。当然了,输入的精度直接决定了输出的精度,ppi都不高,dpi设置再高,图像打印出来都是硕大的方块。结合前面2.1.1,可知这三者的控制关系:数码图像分辨率(Resolution,总控)>数码图像打印分辨率(ppi,二级控制)>打印机分辨率(dpi,最后控制),经过这个流程后就会得到我们打印出来的图像精细度。

打印机分辨率dpi,与数码图像打印分辨率ppi来自两个完全不同的世界,除了上述关系,dpi不能进入数字领域来表示像素,ppi也不能进入物理世界来表示打印点。

2.2.2打印的物理尺寸大小与观看距离的关系。

需要远距离观看打印图的时候=高Resolution+较低ppi+较低dpi(如大尺寸广告图)

需要近距离观看打印图的时候=高Resolution+较高ppi+较高dpi(如相片等小尺寸)

如果你的图像Resolution并不高,可能你需要重新采样来放大图像,也就是增加图像的宽高像素。当然了,重新采样并不能完全得到理想的效果,你应该在拍摄的时候,或者渲染的时候就应该选择较高的Resolution来满足你的打印。

当你想把当前的高Resolution图打印成小的物理尺寸图的时候,你可以设置物理尺寸的宽高inch或厘米,打印分辨率ppi会自动调整,如果不想改变打印分辨率ppi,在PS里勾选重新采样。

歇一会,我打个广告,微公号:小7的背包

2.3屏幕分辨率ppi。屏幕分辨率为ppi,因为屏幕上的一个点代表一个像素。不过与打印机不同的是,屏幕分辨率不是指横向和竖向1个单位长度有多少个像素点,而是指方形屏幕对角线长度有多少个像素点,然后得到1个单位长度有多少个点。

计算公式,屏幕ppi=√(长的像素数量²+宽的像素数量²)/对角线长度(inch)

补充:有评论说,屏幕分辨率PPi指的就是像素密度,其实也没错,因为像素密度既可以用横向和竖向单位长度的像素数量来衡量,也可以用显示器对角线单位长度的像素数量来衡量。但是直接把横向像素密度或竖向像素密度和显示器像素密度划等号就是错的,维基百科也明确说了屏幕分辨率的ppi就是勾股定律的对角线算出来的,或者说显示器分辨率显示器像素密度,我只是用的屏幕分辨率来翻译monitor PPI,可通过下面链接去看如何计算monitor PPI的“Calculation of monitor PPI

2.3.1数码图像与屏幕分辨率ppi的关系。同一幅图像,屏幕分辨率越高,图像显示越小,图像看起来越精细,锐利,清晰,但可能会降低识别度,什么意思,图片太小了看不清楚图上的文字和一些细节,所以屏幕分辨率并不是越高越好。反之亦然。(当然了,安卓手机的反向思路就是解决这个问题的),假设下面左手机屏幕ppi=240,右手机屏幕ppi=50,并且显示效果并非实际效果,只做理论解释使用。

补充:有评论说,屏幕分辨率PPi指的就是像素密度,其实也没错,因为像素密度既可以用横向和竖向单位长度的像素数量来衡量,也可以用对角线单位长度的像素数量来衡量。然而维基百科也明确说了屏幕分辨率的ppi就是勾股定律的对角线算出来的,或者说显示器分辨率显示器像素密度,我只是用的屏幕分辨率来翻译monitor PPI,可通过下面链接去看如何计算monitor PPI的“Calculation of monitor PPI

结论1:同一幅图100%显示,高ppi屏幕显示更清晰,图像更小。结论2:屏幕ppi相同时,图像缩小后,显示更清晰。

2.3.2数码图像打印分辨率ppi与屏幕分辨率ppi的关系。前面说了,用来显示起决定作用的是宽高像素或Resolution,所以他们除了名字一样,没有其他关系。

2.3.3数码图像分辨率Resolution与屏幕分辨率ppi的关系。严格来说是无关的,但是由于屏幕分辨率的公式涉及到长的像素和宽的像素,所以间接关系还是有的,也就是与屏幕的长宽像素数量有一定关系的。屏幕的长宽像素数量限制了数码图像的显示。无论数码图像的宽高像素有多大,显示的时候是无法超过屏幕像素数量的。比如一张数码图5000x4000px,但是屏幕像素为1920x1080px,所以这张数码图最多显示1920x1080个像素。特别是要放到户外LED大屏广告的图像,直接将数码图像的像素高宽设置为LED大屏的像素就行了。过多的数码图像像素只会增加图像文件的内存大小(kb.mb),加载或显示起来还会很慢,还会卡顿,过多的数码图像像素并不会增加LED大屏显示的清晰度。

2.4像素密度ppi与dpi可通用。像素密度指的是现实物理世界中的显示器,电视机,相机感光器,扫描仪等在宽或高方向上或显示器对角线方向上,一个单位长度的像素数量或点的数量。前面我们说数码图像打印分辨率ppi与打印机分辨率dpi无任何关系,那是因为两者的世界不同,ppi数码世界(ppi感觉是联通数码和物理世界的桥梁),dpi物理世界。但在此处像素密度都是指物理世界,所以物理世界中一个实实在在的像素就是一个点,所以当表示像素密度的时候ppi=dpi,通常像素密度也还表示为ppcm, cm=centimetre=厘米,所以可以简写成ppi=ppcm=dpi

像素密度表示精细度。在显示器上,就代表肉眼能看到多细腻的画面。摄像机或相机的像素密度表示能捕获到多精细的画面,但对于相机感光器来说,像素密度越高,成像质量反而下降(其他条件不变的情况下),比如1英寸感光器上有500个像素的成像质量就比1英寸感光器有1000个像素成像质量高, 原理也很简单:相同1英寸的感光器上,越少像素表示每个像素的物理尺寸更大,物理尺寸更大就能容纳更多的光子,所以成像质量更好,上面例子中:1/500=0.002大于1/1000=0.001,这个计算结果就是每个像素点的物理尺寸,Easy ? 我觉得我解释的很清楚了啦

嗯,主要内容到此结束啦!看累了休息一下。

冷知识:安卓手机的开发者用dip (density-independent pixels)来表示“像素适应屏幕密度(像素密度)”或者叫做“屏幕密度与像素无关,意思就是屏幕密度不管是多少,都不用绝对数量的像素来适配,而是用相对的像素数量去适配”,它的思路是反向的,1英寸的正方形屏幕面积上,应该由多少像素来适配,这样就保证了在不同屏幕密度的手机上,所有图标看起来在物理尺寸上是一致的,人们才容易点击到这个图标,否者图标过小,我们点击起来不方便。

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补充:(其实平时基本没接触LR,还是去看了一下官方教程)

第一个评论区问题:LightRoom打印时,为什么ppi越高越清晰,并且打印输出的尺寸不变?

原因:LR打印时,首先设置了打印输出的固定尺寸(即设置了纸张大小),然后定义ppi,最后的原始图像像素根据这两个参数自动适配。具体原因如下公式:

打印输出尺寸(inch)=图像的Resolution/数码图像打印ppi

所以当我们定义了“打印输出尺寸(inch)”和“数码图像打印ppi”时,打印时的“图像的Resolution”会自动适配,ppi越高意味着图像的Resolution越高,打印纸张大小不变时,打印更清晰,反之亦然。

评论区第二个问题:为什么数码图像打印ppi高于一个值后,打印的清晰度不会再增加?

假设图像原始Resolution=2000px*1000px,打印输出尺寸宽(2000px)为7寸,那么当ppi定义为286以上时,打印的清晰度不会再增加。计算方式还是上面的公式。

下面官方视频时间的12:00-12:40解释了打印时自动适配问题。

1.视频中建议是取消勾选ppi设置,也就是不设置ppi,这样LR会根据照片的Resolution和你设置的打印纸张大小自动匹配ppi。

2.视频中也说了只有在你不希望LR去改变图像原始Resolution的情况下才设置ppi。 同样根据上面公式和例子,你依然希望LR打印2000*1000px的原始图像Resolution,那么此时你应该设置至少286的ppi,虽然高于这个值没有实际作用,但保证了你打印的是原始图像的像素大小。

不过视频中这样解释似乎有点画蛇添足,因为纸张大小你已经设置了,数码图像的Resolution也自动被LR识别了,那么LR当然会自动适配最高的ppi(例子中的286),应该解释为当你偏要打印“低清晰度”的照片时,设置ppi就有意义了,否者应该不设置ppi。

视频来源

LightRoom打印设置https://www.zhihu.com/video/1214801305195397120

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对分辨率问题很关心的大概也有摄影师,所以

继续补充

评论区关于某些网站所说的图像dpi是什么?

答案是:数码图像的打印分辨率ppi

比如:某虫图片网站,这个网站显示的图片分辨率是dpi,如图所示。下图中的300dpi,72dpi其实就是数码图像的打印分辨率300ppi,72ppi。

某虫网,自己也标明了,dpi与图像实际大小Resolution无关,下图中最后那句话。图虫网说的dpi概念打印机的打印分辨率,但是,请注意下图中最后一句话,“可以通过PS软件修改,与原图属性无关”,这句话就肯定了此网站图片的dpi指的是“数码图像的打印分辨率ppi”,也就是说,它标一个300dpi和72dpi其实没有实际作用,给你看看的。起作用的是5000*3333这个Resolution。而且在此表明了网站开发者并没有理清楚:打印机分辨率dpi和数码图像打印分辨率ppi的关系,所以就混用了,应该叫误用。我见过很多网站都是用dpi来表示ppi,就是开发者的锅,开发者没有与专业的平面设计师对接,想当然的用了这个概念,说明在网站开发者的圈子里,这个dpi已经流行开了,所以此时你要明白他们所说的dpi就是“数码图像打印分辨率ppi”,叫你上传一张300dpi的头像用于报考某个证书,也是指的300ppi。

某虫网对“dpi的概念解释”和“最后一句话”是自相矛盾的,概念解释指的是打印机的打印分辨率,最后一句话指的是数码图像的打印分辨率ppi(每英寸打印多少个像素点)。PS只能修改数码图像打印分辨率ppi,而不能修改打印机的打印分辨率dpi,打印机的打印分辨率dpi是通过打印机的属性去修改的,其他软件修改不了,不过目前来说打印机的打印分辨率通常是固定的,没法修改;不知道有没有可以修改打印机打印分辨率dpi的机子。

@一直模仿从未超越

你只需要在PS中按如下操作就行了

如果你想保持图片是1000667像素的大小(如下图,仅作举例),那就不要勾选“重新采样”,直接将图片分辨率改成300即可。如果勾选了重新采样,图片会根据分辨率的改变进行缩放,也就是1000*667的像素会改变。



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