【光电智造】分辨率和像素的计算方法

今日光电 2024-06-22 18:00

今日光电

     有人说,20世纪是电的世纪,21世纪是光的世纪;知光解电,再小的个体都可以被赋能。追光逐电,光赢未来...欢迎来到今日光电!




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      假如在电脑中存储的相片(或者说图片),它已经有了一定的像素数量,详细地说,就是横向有若干像素点(设有X个),综向有若干像素点(设为Y),那么整个图片有多少像素(设为Z)呢?就是Z=X*Y

相片的清晰度与图片的总像素数直接有关,所以分辨率,就可以直接用像素数表示。那么上边的公式就是你所说的分辨率和像素的关系,即他们的计算方法。

 具体说,相片横向有4000像素(可以说一行有4000点),纵向有3000像素(也可以说有3000行)。那么总像素数为4000*3000=12000000个,这是1200万像素,就可以说这个相片的分辨率是1200万的。 

另外呢,在需要打印的时候,分辨率应该用单位长度(横向或纵向,一般两个方式是一样的)内由多少像素点组成来表示,长度常用英寸(英文单位为inch),像素点单位用px,分辨率就是XX像素每英寸,每的英文为per,分辨率单位常写成ppi  。每英寸如果有300像素点,那么就是300ppi,有的时候就称为300线。

在这时,就有了这么个关系,某一方向上的总长度×分辨率=该方向上的像素数,另一方向上的总长度×分辨率=另一方向上的像素数。

      以上两个方向(横向和纵向)上的像素数相乘,就是总像素数,最上边我写的式子就是这个意思。

得注意,电脑中存储的相片究竟是多长,或者多高,是没有太大意义的,你可以在电脑图像处理的软件中任意设,具体说,在PhotoShop这个软件中,你可以将相片设成多少多少厘米或英寸,以及多大多大的分辨率(如300像素每英寸)。你设置了这些后,PhotoShop这个软件就会给重新计算出这个图片的横向和纵向的像素数(当然,如果超过来原始横向和纵向的像素数,图片存储容量就会变大,可以虽然像素多了,但是也不会变得更清楚,这只是软件通过插值算法增加了像素)。抛开打印相关方面,电脑中存储相片,仅用像素数来表示即可。

 什么是像素?像素和分辨率的关系?像素密度怎么算?


从定义上来看,像素是指基本原色素及其灰度的基本编码。像素是构成数码影像的基本单元,通常以像素每英寸PPI(pixels per inch)为单位来表示影像分辨率的大小。

1、什么是像素

自从智能手机的广泛使用,小编觉得大家对像素这个词多多少少都有点认识吧?如果还是不知道,那就反转你的手机看看背后的摄像头,或者来看一下小编的科普吧。像素是构成数码影像的基本单元,通常以像素每英寸PPI(pixels per inch)为单位来表示影像分辨率的大小。因此,像素指的是摄像头的分辨率,像素越大,意味着光敏元件越多,相应的成本就越大。
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元——像素。这种最小的图形单元在屏幕上显示通常是单个的染色点。越高位的像素,其拥有的色板也就越丰富,也就越能表达颜色的真实感。
摄像头的图像质量部分是由像素决定的,大过一定尺寸再单纯拿像素来比较就没有意义了,目前主流单反摄像头像素在1000万左右,但是普通摄影及家用500万像素已足够用,因为我们使用的显示器的分辨率有限,一般为1024×768至1920×1200,这样的分辨率如果显示像素过高的图片是,图片会被压缩至当前屏幕的大小,此时有的图片就会出现锐利度过高的情况而失真。

成像质量主要取决于相机的镜头,感光元件大小及质量。像素越大,照片的分辨率也越大,可打印尺寸也更大,但是。早期的摄像头都是低于100万像素的。从1999年下半年开始,200万像素的产品渐渐成为市场的主流,现在的手机普遍都是500万像素。当前的摄像头的发展趋势,像素宛如PC机的CPU主频,有越来越大的势头。
其实从市场分类角度看,面向普及型的产品,考虑性价比的因素,像素并不是越大越好。毕竟500万像素的产品,已经能够满足目前普通消费者的大多数应用。因此大多数厂商在追求高像素的同时,当前其产量最大的,仍是面向普及型的产品。另外值得消费者注意的是,当前的手机产品,在像素标称上分为CCD像素和经软件优化后的像素,后者大大高于前者。如某品牌手机,其CCD像素为230万,而软件优化后的像素可达到330万。

2、像素和分辨率的关系

1)像素是指照片的点数(表示照片是由多少点构成的),分辨率是指照片像素点的密度(是用单位尺寸内的像素点,一般用每英寸多少点表示--dpi)。照片实际大小是像素决定的。一个像素很大的照片,如果将分辨率设置很大的话,打印出来的照片可能并不大(但是很清晰)。反之,一个像素并不很大的照片,如果将分辨率设置得很小,那么打印出来的照片可能很大(但是不清晰)。

2)分辨率指单位长度上的像素值,与打印质量有关,一般使用的量纲为PPI; 总像素指图片的样本精度,与可打印尺寸有关,通常使用“长×宽”的方式表示,乘积就是通常所说的总像素。由于图片的宽高比不同,所以,同一总像素可以有多种规格。

3、像素密度怎么算

1)电脑及手机
PPI = (横向像素2 +纵向像素2 )1/2 /屏幕尺寸
PPI:每英寸的像素数目
屏幕尺寸:屏幕对角线的长度[1]
d_p为屏幕对角线的分辨率
w_p为屏幕横向分辨率
h_p为屏幕纵向分辨率
d_i为屏幕对角线的长度(单位为英寸)。

以屏幕尺寸为4吋的iPhone 5为例,分辨率为1136x640,像素密度为326PPI。而分辨率为1920x1080的家用21.5寸显示器,像素密度为103PPI。
另外,由于屏幕的尺寸有时并不代表其实际的大小(例如苹果公司生产的21.5寸iMac电脑实际对角线长度为21.465寸),因此单凭尺寸算得的每英寸像素值会有一定的误差。

2)数码相机

与电脑和手机上的显示器不同,数码相机上的屏幕通常不用像素,而是用“点色数”来计算。
每一个像素包含了三个点色数,分别是原色:红色、绿色和蓝色。例如。佳能50D相机显示屏有920,000个点色数,即92万色。
而通过这个数据,可以推算这块屏幕的像素为307,200个,分辨率为640×480。因为这个区别,相机屏幕的点色数和像素也常常被人混淆。

3)扫描仪和相机

每英寸像素值有时也会用在扫描仪和相机上,此时每英寸像素指的是单位面积上的样本数,其值等于总像素除以CCD传感器尺寸的商。

一台专业的数码单反相机,每英寸像素值只有100-620万像素/平方厘米;而一台普通卡片机的每英寸像素值可以高达2,000-7,000万像素/平方厘米。
例如一台2010万像素的Sony α单反相机,每英寸像素值约为620万像素/平方厘米;而一台2040万像素的索尼DSC-HX50卡片机的每英寸像素值为7,000万像素/平方厘米。
也就是说,照相机的每英寸像素值越低,单位面积CCD传感器反映的画面尺寸就越小,成像效果也越好。

4、像素原理

从像素的思想派生出几个其它类型的概念,如体素(voxel),纹素(texel)和曲面元素(surfel),它们被用于其它计算机图形学和图像处理应用。
      点有时也用来表示像素,特别是计算机市场营销人员,多数时间使用DPI(dots per inch)表示。


我们可以说在一幅可见的图像中的像素(如打印出来的一页)或者用电子信号表示的像素,或者用数码表示的像素,或者显示器上的像素,或者数码相机(感光元素)中的像素。这个列表还可以添加很多其它的例子,根据上下文会有一些更为精确的同义词,例如画素,采样点,字节,比特,点,斑,超集,三合点,条纹集,窗口等。
我们也可以抽象地讨论像素,特别是使用像素作为解析度(也称分辨率,下同)衡量时,例如2400像素每英寸或者640像素每线。一幅图像中的像素个数有时被称为图像解析度,虽然解析度有一个更为特定的定义。用来表示一幅图像的像素越多,结果就越接近原始图像。


像素可以用一个数表示,比如一个“0.3兆像素”数码相机,它有额定30万像素;也可以用一对数字表示,例如“640x480显示器”,它表示横向640像素和纵向480像素(就像VGA显示器),因此其总数为640 × 480 = 307,200像素。
数字化图像的彩色采样点(例如网页中常用的JPG文件)也称为像素。由于计算机显示器的类型不同,这些可能和屏幕像素有些区域不是一一对应的。在这种区别很明显的区域,图像文件中的点更接近纹理元素。
在计算机编程中,像素组成的图像叫位图或者光栅图像。光栅一词源于模拟电视技术,位图化图像可用于编码数字影像和某些类型的计算机生成艺术。简单说起来,像素就是图像的点的数值,点画成线,线画成面。当然,图片的清晰度不仅仅是由像素决定的。
来源:新机器视觉



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