【光电智造】了解一下分辨率和像素的计算方法

今日光电 2024-09-18 18:01

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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：机器视觉沙龙

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