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形形色色的分辨率解析(二)

资料来源:《广东印刷》2005年第1期 作者:季永芹 更新日期:2006-01-03

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。有的扫描仪广告上只写9600×9600DPI,这只是通过软件插值得到的最大分辨率,并不是扫描仪真正的光学分辨率。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1inch2的扫描幅面上,可采集到4800×4800Pixel。1inch2见方的扫描区域,用4800DPI的分辨率扫描后生成的图像大小是4800×4800Pixel。在扫描图像时,扫描分辨率设得越高,生成的图像就越精细,生成的图像文件也越大。

②打印机

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,表征图像输出效果的色点就越小,输出的图像就越精细。

对于文件大小固定的图像,打印机分辨率越大,打印出的图像尺寸就越小。打印机色点的大小只与打印机的硬件工艺有关,而与要输出图像的分辨率无关。

③显示器

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14inch的显示器(荧光屏对角线长度为14inch),其点距为O.28mm,那么:显示器分辨率=25.3995mm/inch÷0.28mm/Dot=90DPI(1
inch=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,进而可以推算出显示器可支持的最高显示模式。假设该14inch显示器荧光屏有效显示范围的对角线长度为11.5inch,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4inch,垂直高度为3Xinch,根据数学上的勾股定理,可得x=11.5÷5=2.3inch。所以有效显示范围宽度为2.3×4=
9.2inch,垂直高度为2.3 x
3=6.8inch。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。严格来讲,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性很大的最高分辨率,用户不能对它有任何突破。

在描述和理解设备分辨率时。我们必须借助其处理的图像的分辨率。图像的分辨率是描述图像本身精细程度的一个量度,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(Pixels
Per
Inch)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,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。

2.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高质量画面的大小,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(Charge
Coupled
Device:电荷耦合器件)芯片上像素的多少,像素越多,分辨率越高。由此可见,数码相机的分辨率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。

数码相机像素水平的高低与最终所能打印一定分辨率照片的尺寸,可用以下方法简单计算:假如彩色打印机的分辨率为NDPI,数码相机水平像素为M,最大可打印出的照片为M÷N英寸。比如,打印机的分辨率为300DPI,水平像素为3600的数码相机所摄影像文件不作插值处理所能打印出的最大照片尺寸为12inch(3600÷300)。很显然,要打印的数码照片的尺寸越大,就需要有更高像素水平的数码相机。计算显示尺寸的方法与打印尺寸的方法相同。

3. 印刷领域的分辨率

在印刷领域,分辨率以每英寸上等距离排列多少条网线即LPI(Lines Per
Inch)表示。在传统印刷制版过程中,制版时要在原始图像前加一个网屏,这一网屏由呈方格状的透明与不透明部分相等的网线构成。这些网线也就是光栅,其作用是切割光线解剖图像。由于光线具有衍射的物理特性,因此光线通过网线后,形成了反映原始图像影像变化的大小不同的点,这些点就是半色调点。一个半色调点最大不会超过一个网格的面积,网线越多,表现图像的层次越多,图像质量也就越好。因此商业印刷行业中采用了LPI表示分辨率。

4. 鼠标的分辨率

鼠标的分辨率是指每移动1inch能检测出的点数,分辨率越高,质量也就越高。以前鼠标的分辨率通常为100DPI,现在的鼠标分辨率从200DPI到400DPI不等。高分辨率的鼠标通常用于制图和精确计算机绘图等。

5. 触摸屏的分辨率

触摸屏的分辨率是指将屏幕分割成可识别的触点数目。通常用水平和垂直方向上的触点数目来表示,如32×32。有的人认为触摸屏的分辨率越高越好,其实并非如此,在选用触摸屏时应根据具体用途加以考虑。采用模拟技术的触摸屏分辨率很高,可达到1024×1024,能胜任一些类似屏幕绘画和写字(手写识别)的工作。而在多数场合下,触摸技术的应用只是让人们用手触摸来选择软件设计的“按钮”,没有必要使用如此高的分辨率。例如在14inch显示器上使用触摸屏时,显示区域的实际大小一般是25×18.5cm,一个分辨率为32×32的触摸屏就能把屏幕分割成1024个0.78×0.58cm(比一支香烟还细小)的触点。而人的手指按压触摸屏的触点比香烟的直径大多了,所以这样一个触点就已经足够了。

三、点(Dot)与像素(Pixel)的区别

DPI中的点(Dot)与图像分辨率中的像素(Pixel)是容易混淆的两个概念,DPI中的点可以说是硬件设备最小的显示单元,而像素则既可是一个点,又可是多个点的集合。在扫描仪扫描图像时,扫描仪的每一个样点都是和所形成图像的每一个像素相对应的,因此扫描时设定的DPI值与扫描形成图像的PPI值是相等的,此时两者可以划等号。

但在许多情况下,两者的区别是相当大的。比如,分辨率为1 PPI的图像,在300DPI的打印机上输出,此时图像的每一个像素,在打印时都对应了300×300Dot。在计算机显示器的运用上也存在类似问题,比如12inch显示器的有效显示区域约200×160mm,如果荧光屏的光点直径为0.31mm,通过换算可知荧光屏上最大可显示的光点数为640(200÷0.31)×480(160÷0.31),相应的分辨率为80DPI。

四、分辨率的作用

表示图像分辨率的方法有很多种,这主要取决于不同的用途。下面所要探讨的,就是在各种情况下分辨率所起的作用,以及它们相互间的关系。

1. 平面设计中分辨率的作用

在平面设计中,图像的分辨率以PPI来度量,它和图像的宽、高尺寸一起决定了图像文件的大小及图像质量。比如,一幅图像宽8inch,高6inch,分辨率为IOOPPI,如果保持图像文件的大小不变,也就是总的像素数不变,将分辨率降为50PPI,在宽高比不变的情况下,图像的宽将变为l6inch,高将变为12inch。

打印输出变化前后的这两幅图,我们会发现后者的幅面是前者的4倍,而且图像质量下降了许多。那么,把这两幅变化前后的图送入计算机显示器会出现什么现象呢?比如,将它们送入显示模式为800×600的显示器显示,我们会发现这两幅图的画面尺寸一样,画面质量也没有区别。对于计算机的显示系统来说,一幅图像的PPI值是没有意义的,起作用的是这幅图像所包含的总的像素数,也就是前面所讲的另一种分辨率表示方法:水平方向的像素数×垂直方向的像素数。这种分辨率表示方法同时也表示了图像显示时的宽高尺寸。前面所讲的PPI值变化前后的两幅图,它们总的像素数都是800X600,因此在显示时是分辨率相同、幅面相同的两幅图像。

2. 印刷输出时分辨率的作用

在计算机中处理的图像,有时要输出印刷。在大多数印刷方式中,都使用CMYK(品红、青、黄、黑)四色油墨来表现丰富多彩的色彩,但印刷表现色彩的方式和照片不一样,它使用一种半色调点的处理方法来表现图像的连续色调变化,不像后者能够直接表现出连续色调的变化。根据印刷行业的经验,印刷上所有的的LPI值与原始图像的PPI值有这样的关系,即:PPI值=LPI值×2×印刷图像的最大尺寸÷原始图像的最大尺寸。

一般说来,只有遵循这一公式,原始图像才能在印刷中得到较好地反映。印刷中采用的LPI值较为固定,通常报纸印刷采用75LPI,彩色印刷品使用150LPI或175LPI,因此在1:1印刷的情况下,针对不同用途,原始图像的分辨率应分别是150PPI、300PPI和350PPI。

实际上,我们常用的桌面打印机也大多采用了半色调点的处理方法,上述公式同样也是适用的,但在打印过程中它们并没有使用一个物理网屏,而是靠数学计算来实现半色调点的处理。在这些打印机中产生的一个半色调点,要靠许多打印点来组成,显然构成一个半色调点的打印点越多,它所能表现的灰度变化范围就越大。比如要模拟256级灰度变化,就需要有16×16=256个打印点构成一个半色调点。(作者单位:武汉大学新闻与传播学院)