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刚买手机时候,照相机的像素数是一个重要的参数;从网上下载电影,在资源和硬件允许的情况下,会优先选择1080P的资源;现在的各大电视厂商,纷纷推出了2K甚至是4K显示屏。很久以来,我对于其中包含的经常看到的名词都没有搞得很清楚,仅仅是知道它们的名字。下面是我根据网上的资料整理的笔记。

1.像素

“像素”(Pixel)是由Picture和Element这两个字母所组成的,是用来计算数码影像的一种单位,如同摄影的相片一样,数码影像也具有连续性的浓淡阶调,我们若把影像放大数倍,会发现 这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成,这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”。

像素格子

像素数决定了一张图片由多少个像素组成。如1024×768,指宽度有1024个像素,高度有768个像素。

数码相机像素数同样是“宽×高”得出的数字,1024×768=786432,即约80万像素。

比如:我的手机是三星GALAXY S4,它的后置摄像头像素为1300万,支持最大4128×3096像素的拍摄,表示宽度有4128个像素,高度有3096个像素。但是,这种像素的比例是4:3。一般,我更喜欢16:9的比例,这种比例下的照片大小为4128×2322,拍摄时候的实际有效像素为4128×2322=9 585 216,约为960万。

2.分辨率

维基百科给出的定义

图像处理或信号处理中的空间或时间分辨率,能够分辨图像中两个点或线的能力。

一般包括显示分辨率图像分辨率两个方面。

显示分辨率(屏幕分辨率)是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素有多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。可以把整个图像想象成是一个大型的棋盘,而分辨率的表示方式就是所有经线和纬线交叉点的数目。显示分辨率一定的情况下,显示屏越小图像越清晰,反之,显示屏大小固定时,显示分辨率越高图像越清晰。

图像分辨率(ImageResolution)指图像中存储的信息量。图像分辨率决定了图像输出的质量,图像分辨率和图像尺寸(高宽)的值一起决定了文件的大小,且该值越大图形文件所占用的磁盘空间也就越多。图像分辨率以比例关系影响着文件的大小, 即文件大小与其图像分辨率的平方成正比。如果保持图像尺寸不变,将图像分辨率提高一倍,则其文件大小增大为原来的四倍。

照片的清晰度不是取决于总的像素数,而是取决于图片的分辨率。在像素数一定的情况下,照片的尺寸越小,分辨率越高,清晰地越高。

3.像素与分辨率之间的关系

分辨率有多种衡量方法,典型的是以每英寸的像素数(PPI,pixel per inch)来衡量,其与像素数的关系为:

$$ PPI = \dfrac{\sqrt{X^2 + Y^2}}{Z} $$

其中,$X$和$Y$分别表示水平和垂直方向的像素数,$Z$表示屏幕的对角线长度,也就是我们常说的手机或者电脑显示器的大小,一般以英寸(inch)为单位。

比如:

1、我的手机三星GALAXY S4,主屏物理尺寸为4.99inch,主屏像素数为1080×1920像素,根据上述公式计算得到的屏幕像素密度为441.46ppi,与官方给出的值一致。

2、我的电脑显示器为三星S24C350BL,屏幕像素数与手机相同,即1920×1080像素,而屏幕尺寸为23.6inch,其屏幕像素密度为93.34ppi。大部分显示器的屏幕像素密度为80-130ppi。

视网膜(Retina)屏幕:当屏幕的像素密度达到326像素/英寸(ppi),你的视网膜就无法分辨出像素点了,称之为“视网膜屏幕”。第一次被人们熟知,是苹果将其用在iphone 4手机上,它将960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。

4.点距

点距就是指屏幕上两个像素点之间的距离,它由屏幕面积大小及屏幕的分辨率决定。同等屏幕面积,分辨率越高,点距就越小,图像越清晰;而当分辨率一定时,屏幕面积越小,点距就越小,图像越清晰。它是现今液晶屏幕的一项指标。点距的单位为毫米(mm)。

比如:

显示器三星S24C350BL,屏幕像素数为1920×1080像素,而屏幕尺寸为23.6 inch,比例为16:9。据此可以计算得到显示器的可视面积为522.46×293.88(mm)(该参数实际应该由官方给出,但我没有在网上找到)。根据点距的定义,

点距 = 长边(522.46)/1920,或宽边(293.88)/1080

所以这款23.6英寸LCD的点距为 0.272mm,这是一个典型的值,现在的显示器点距一般在0.25mm到0.29mm之间。

5.1080P

1080p是一种视频显示格式,字母P意为逐行扫描(Progressive scan),有别于1080i的隔行扫描(interlaced scan)。数字1080则表示水平方向有1080条水平扫描线。通常1080p的画面分辨率为1920×1080。

1080P

相应的,720P表示水平方向有1080条水平扫描线。其他视频标准如下图所示:

数字视频标准,图片来自维基百科

6.4K屏幕

4K分辨率(4K resolution)是种新兴的数字电影及电脑视频的超高分辨率标准,其实就是水平方向有4000个左右像素点的分辨率,并不是恒定值,常见的分辨率有3840×2160和4096×2160像素两种规格。那么2K也就是水平方向有2000个左右像素点的分辨率,也是一个范围值。

分辨率对比,图片来自维基百科

(完)