第二章　影像的后期数字基础

第一节　像素、分辨率和图像质量

像素数

像素是组成数码影像的基本单元，像素数是衡量数码影像质量的关键技术数据，总像素数指的是一个画面上像素的总数目。我们知道，像素数越高，则画面记录的信息就越多，解像分辨率就越好。分辨率指的是每英寸包含的点数，单位是“dpi”，这个“点”在实际意义上可以和像素等同，所以dpi就等于每英寸长度内所含的像素数。虽然数码照相机的像素数决定了影像的分辨率，但像素数并不是决定数码照相机成像质量的唯一指标。感光体的外形尺寸和制造质量都和成像质量紧密相关。

分辨率

数码影像都要经过摄取、存储、显示或打印等程序，而每个步骤的载体都不一样，所以分辨率就分为扫描分辨率、显示分辨率和打印分辨率等。分辨率对于数码摄影初学者来说是一个非常重要也相当头痛的问题，因为它与图像质量和尺寸大小都紧密相关，所以读者一定要将这些概念搞清楚。

扫描分辨率

扫描分辨率是扫描仪将图片数字化时显示精度的标志，一般用每英寸取样数（samplings per inch，简称spi）来表示。spi数值越高，精度就越高，所扫描的图片解像力就越高。取样数上限取决于扫描仪的光学解像力，如一台600×1200dpi扫描仪（扫描仪的解像力习惯上用“最高解像力×2倍最高解像力”的格式表示）最高只能有600spi的解像力率。

显示分辨率

显示分辨率是显示器显示图像的解像力标志，它一般用每英寸像素数（pixels per inch，简称ppi）来表示，标号的高低是由显示器的种类和操作系统里用户所选的显示参数所共同决定的。

显示器的种类首先决定了该屏幕可显示的总像素。显示器经过几十年的演变，已从仅能用700（横）×350（竖）个像素显示黑白图像的MDA标准发展到了能以“全彩”1600万多种颜色显示1600×1200像素的SVGA标准。显示器和点阵图一样，是通过很多的色点排成的矩阵来显示图像的（实际上“光栅图”这个词就源于显示器的“光格子”），色点越多，其显示分辨率就越高。不过因为XGA标准以上的显示器可以选择比最高解像率更低的显示参数，所以一个显示器的显示分辨率并不是固定的。比如一台19英寸的显示器，若用户在操作系统下选择了1600×1200像素的屏幕区域，则其显示分辨率为1600（长边像素值）÷15.2（19in是显示器的对角线长度，实际屏宽只有15.2in）=105ppi。要是用户选用了800×600的显示精度，那么其显示分辨率就只有52.5ppi了（同理，为800÷15.2所得）。

从上面的计算我们可以看出，显示器的色点宽度决定了它的最高显示分辨率，显示器制造精度越高，显示器的最高可能解像力就越高，但如果用户在操作系统上选择了较小的屏幕区域尺寸，就会使显示器用一个以上的色点来表示一个像素。这样，单位面积里能容纳的信息量就减少了，实际显示分辨率也因此降低了。理解这一点非常重要，因为同样一个数码图像，根据所选的屏幕区域大小不同，在显示器上显示出的大小就不一样，虽然图像本身没有起任何变化。下面的图例就说明，若将屏幕区域的值设定得越小，图像在屏幕上所显示的面积就越大。

图像分辨率（内在分辨率）

数码图像生成途径不同，其内在分辨率也不尽相同，如通过数码照相机、数码摄像机或扫描仪获得的数字影像，其影像的内在分辨率都不一样。内在分辨率和显示分辨率一样，用每英寸像素数ppi表示。数码照相机和摄像机生成的图像一般都是固定的72dpi（苹果机显示器的标准分辨率），而扫描仪扫出的图片则由扫描仪上设定的扫描分辨率转变而成，若扫描仪上设定的扫描分辨率是300spi，则影像存盘后的内在分辨率就变成了300ppi。

打印分辨率

打印分辨率是打印输出图片的解像力标志，用每英寸点数（dots per inch，简称dpi）来表示。显而易见，每英寸能容纳的点越多，点就更细小，解像力就越高。打印分辨率因此首先受输出设备的最高可能分辨率限制，任何图片打印出的分辨率都不可能高于打印机的最高分辨率。但是若用高分辨率的打印机打印较低分辨率的图像，打印机这时也和上面讲过的高分辨率显示器置于小屏幕区域一样，是用几个点来代表一个像素。至于一个图像需要多少dpi的分辨率才行，这得看最终所需的打印质量。

各种分辨率之间的关系

对数字影像有一定基础和了解的读者可能会问，一般只听说过分辨率是dpi，而没有听说过ppi和spi。其实，在概念上，扫描分辨率应为spi，显示分辨率和内在分辨率是ppi，而打印分辨率是dpi，这些名词的区分有助于明确概念。但在实际操作过程中，一旦扫描的照片存盘后，扫描分辨率便成了内在分辨率，而在打印时，内在分辨率又变成了打印分辨率，加上像素、显示器色点和打印机打印点都很小，所以一般就简化了事，也统称为dpi。目前就是扫描仪制造商也顺应潮流，将扫描仪分辨率也叫作dpi。虽然名称简化为一个dpi，但分辨率还是一个容易搞错的概念。特别难以理解的是，一张照片扫描后显示在屏幕上要比原照大好多，但若将其缩小，打印出来又比原照小了好多，或者图像质量根本就不行。下面就用一则实例帮助读者理解各种分辨率之间的关系。

例如，有一张5英寸×3英寸的照片，用300dpi的扫描分辨率获取。要是将其显示在一个屏幕区域为1024×768像素的17英寸显示器上，再分别用杂志质量和报纸质量打印，那么扫描成的图像的像素总数是多少？在显示器上显示和在打印机上打印出的图片尺寸各是多少？

此例中，扫描后图像的总像素数是5英寸×3英寸×300dpi=1500×900像素。根据前面显示分辨率的计算，我们知道，17英寸屏幕的实际宽度只有13.6英寸，在1024×768屏宽时显示器的显示分辨率为75ppi（1024÷13.6=75）。那么，这张照片在显示器上的面积就是20英寸×12英寸（1500÷75=20，900÷75=12），屏幕显示不了整个画面。虽然图像在显示器上放大了四倍（读者可能已经明白，图像在屏幕上的放大倍率实际上就是图像内在分辨率和显示器显示分辨率的比），但要是以图像内在分辨率打印的话，那么打印件大小还是和原照一样大。因为扫描分辨率变成了内在分辨率，而内在分辨率又变成了打印分辨率。但要用杂志质量（175dpi，350dpi）打印的话，打印件的尺寸就要缩小了。缩小的比例就是扫描分辨率/内在分辨率（300dpi）和所需打印分辨率（350dpi）的比，所以，这时的打印件尺寸是4.3英寸×2.6英寸。若用报纸图片质量打印，则打印件的尺寸就要放大。和缩小时一样，放大倍率就是扫描分辨率/内在分辨率（300dpi）和所需打印分辨率（120dpi）的比，这时，打印件就成了12.5英寸×7.5英寸。

当然，上述例子只是为了说明各分辨率之间的关系而用了300dpi的扫描分辨率。一般来说，知道最终输出结果的网点数就可以直接算出所需的扫描分辨率，这样，扫描分辨率、内在分辨率和打印分辨率就等值，也就不用计算了。打印出来的图片也和原件同样大小，唯一不同的是图片在显示器上要被放大或缩小，而缩放比就是扫描分辨率和显示器显示分辨率的比。

我们的经验是，在计算时要拋开各个分辨率，而抓住总像素数不放。因为不管各种分辨率如何，万变不离其宗，进入计算机后，图像质量的好坏最终取决于总像素数。