图像像素、尺寸、分辨率PPI、DPI关系

图像像素、尺寸、分辨率(PPIDPI)关系
图像尺寸与分辨率之一:图解PPI
  关于我的数码照片能输出打印、冲印、喷绘……)多大?的问题,可能是迪派论坛争论时间最久、岐见最多、反反复复被提起的一个问题了,在和大家讨论这个问题的时候,我一再强调PPIDPI两个概念的不同,因为只有分清了这两个概念,进一步的讨论才有可能深入下去,但,每次这两个概念都弄得夹缠不清,原因是没有实际例子,语言描述比较困难,今天就来个实例分析。
  图解PPI
  从字面上看,所谓PPI就是英文"Pixels Per Inch" 的缩写,意指每英寸多少个像素。这是一个描述数码照片精度的量,如果输出尺寸一定,这个数值越大,图片的清晰度越高,反之,则越低。一定要强调的是,前提是输出尺寸一定,如果不确定输出尺寸,这个值毫无意义,甚至可以说这个量根本就不存在。
omap4460  本质来说,点阵图形式的数码照片是没有可度量的尺寸的,其最小分度单位是像素,一个像素点有一个确定的彩值,不能再分切,照片的精度也只有用像素数量的多少来描述,因为,一幅千万像素的照片如果输出幅面非常大,精度仍嫌不够,而一幅百万像素的照片,如果输出幅面不大,也足够清晰。
  以这幅各印厂广泛采用做校、打样样张的图片为例(点击可下载原始分辨率大图),其精度为3920x3073像素,也就是说,在图像宽度方向上可以描述3920个不同颜的点,高度方向上,可以描述3073个不同颜的点。
我们在Photoshop中转换其输出精度:
  如果输出成宽9.8英寸,高7.683英寸的一幅照片,其输出精度就是400PPI,即在每英寸宽的距离中,最多可描述400种不同的彩、明暗。
  如果输出尺寸扩大到13x10英寸(在Photoshop中进行尺寸换算时去掉"Resample Image"前面的打钩,照片输出尺寸调整,图像本身不做变化),精度就下降到300PPI了。
  也许用惯了公制的我们,对13x10英寸没有概念,换算成公制,就是33x26厘米,大概相当两本杂志并起来的尺寸。
  一旦确定下来输出13x10英寸的图片,我们取其中1x1英寸的区域。
  就是烟斗和手套的这一小片区域,这个区域包含300x300个像素。
  那么,如果我们再取其中0.1x0.1英寸的区域,放大来看就是这个样子,宽、高方向上各有
30个像素。(这里需要特别说明,我们这里只是为了说明事情的真相而引用了Photoshop的放大图,看上去一个像素就是一个正方形的块,事实上,像素是一个纯理论的概念,它没有形状也没有尺寸,看不见摸不着,只存在于理论计算中,这也许正是PPI的概念难于为大家所接受的根本原因)。
  再放大其中一个更小的区域,我们得到了一个像素!它就是一个有确切彩的点,这个点的彩在IEC61966-2.1 sRGB系中(注意:在说一个点的彩数值之前,一定要确定是在什么系中,即使都是RGB系,sRGBAdobe RGB的值是不一样的)的值是
RGB1335142,在U.S Web CoatedSWOPV2 CMYK 系中的值就是C 35%M 81%Y 78%K% 42
  烟斗上的花纹就是类似上面的这些像素拼凑起来的,当然,烟斗斗身上包含的像素点越多,其细节就约清晰:

300PPI

150PPI

72PPI
  这个结果是否印证了“PPI数值越高,得到的照片越清晰的说法呢?不!因为还有另外一个概念DPI需要了解,不同的输出方式,DPI的概念是相差甚远的,敬请关注下篇:图解DPI
图像尺寸与分辨率之二:图解DPI(上)——数码冲印、热升华打印、热敏打印的DPI
  所谓DPI,是英文“Dot Per Inch”的缩写,意即每英寸多少个’”。这里的大有讲究,很多人把它混同与前文提到的一个像素,但此远非彼,针对不通的输出方式,这个点是看的见(在高倍显微镜下)摸得着(假如人的触觉能足够灵敏,输出的点足够大,例如10 DPI),因为它是确确实实存在的。
  对于数码冲印(原理见《数码彩扩的技术核心》)、热升华打印(原理见《热升华打印机的工作原理》)、热敏打印(原理见《光固着型热敏打印(TA)系统 》)三种方式输出的数码照片而言,这一个就是激光或打印头扫描定位的一个点。这个点有一种真实的颜,这个颜是青、品、黄三种颜按照适当的比例混合出来的,为示区别,我们给这个点取名
  我们进一步分析上面放大出来的这个像素点:
  我们已经知道了这个像素点的值,在输出过程中,最能真实还原这个点的颜,得到的照片就是效果最好的。这两个值的意义是,如果一台显示器经校准为IEC61966-2.1 sRGB系,那么,红、绿、蓝三分辨以1335142混合输出,就显示为这个颜;如
果打印输出系统(包括设备、墨水、纸张)按U.S Web CoatedSWOPV2 CMYK 系校准,35% 的青、81%的品红、78%的黄再加上42%煤仓疏松机的黑墨,混合输出就是这个颜。(关于彩的管理问题我们这里不做深入讨论,请大家参考本学院彩管理方面的教程文章)。
  如果用激光输出、热升华打印或者热敏打印,这个像素的颜是可以真实还原的。也就是说这三种输出方式的一个可以对应一个像素点。如果把输出的照片撕开,这个点其实是由三层透明的颜料组成的(示意图,不同相纸的实际结构是不同的):

数码冲印、热升华打印、热敏打印的照片结构
  要得到图示这像素点的颜,青颜料用得很少,品红用得最多,其次是黄。
  我们回顾一下激光冲印的原理:
  对于使用三激光束的激光冲印设备(例如著名的富士魔术手),RGB三激光经光学系统混和为单束激光束,经过一个旋转的多棱镜表面的反射,激光束均匀地在相纸上面扫过,相纸的移动又改变了扫描线位置,综合的结果就是激光束扫描过了相纸成像区域的每一个点,所谓DPI就是每英寸有多少条扫描线,而每条扫描线上,激光束能有控制地变化
多少次。激光束中各光强度的变化,导致相纸感光多少的变化,决定了产生多少染料的生成。红激光控制青染料,绿激光控制品红染料,蓝激光控制黄染料。
 
 

热升华打印机的带
批量控制器  对于热升华打印机,更容易理解一些,它是通过热敏打印头,将三带上的颜直接蒸发到相纸上。所谓DPI就是打印头在每英寸移动多少个点。它所蒸发附着的染料也是透明的,可以在相纸的同一个位置附着上不同的染料,最后形成一个
 
热敏打印纸的层
  热敏打印纸在结构上与相纸类似,打印过程与热升华打印类似,同样可以在相纸的同一个位置混合青、品、黄三种颜而形成需要的颜。
  这三种成像输出方式的一个共同特点是:虽然它们只使用青、品、黄三种基来合成彩,但每一种基的浓淡都是可以变化的,这种浓淡的控制是依靠染料的分子多少变化的,可以从最淡到最浓形成连续的调。另一方面,它们所形成的点之间没有明显的界
限,相邻的点相互渗透,相互洇染,从而最终形成连续的相,这也正是他们的DPI数值不高,成像质量却非常优秀的原因。
 
 

PPI < DPI
  根据这三种输出方式的成像原理,如果 PPI<DPI,电石发气量像素点大,保证彩正确还原没问题,但输出设备的高分辨率浪费了;
  如果 PPI > DPI,也就是像素点小,由于点不能再分割,只有舍弃某些像素点,或者将几个像素点合并计算出一种综合用一个点来描述,无论哪种方式,彩都不是真实表现。

PPI = DPI
  对于这几种数输出方式而言,最佳的输出效果是输出设备的与原始数码照片的像素点相吻合,也就是PPI=DPI
  也许有人对上述理论分析有些不以为然,尤其对于PPI>DPI时,不相信输出质量反而会下
降,总认为原始图片的精度越高越好,其实上述分析并非纸上谈兵,对于数码冲印、热升华打印,都是经过忧天实际测试的。
  这里是针对数码冲印、热升华打印、热敏打印这三种能在相纸上的同一个形成千变万化的真实颜的输出方式而言,对于喷墨打印,则又是另外一种情形,敬请关注下文:图解DPI(下)。
图像尺寸与分辨率之三:图解DPI(下)——数码冲印喷墨打印
  相信很多朋友有这样的困惑:我的喷墨打印机不是号称2400DPI(甚至4800DPI)吗?怎么打印照片的效果总是不如300DPI的数码冲印呢?。这是因为喷墨打印机的DPI是完全另外一个概念:此所谓的2400DPI,是指墨点的直径小到1/2400英寸,也就是说可以在一英寸的长度上排列2400个墨点,请您明白一点:这个墨点要么是青,要么是品,要么是黄,要么是黑……总之是一种墨水的颜。
  喷墨打印机在表现一个颜的浓淡时,并不能像激光数码输出那样通过激光的强弱直接生成浓淡不同的颜,而是通过墨点的多少来体现。需要浓的颜,就多喷几个墨点,需要淡的颜就少喷几个墨点。
  在表现丰富多彩的其它颜时,喷墨打印机也不能直接用不同的墨水合成出这个颜,而是通过不同颜墨点的不同数量来组合、模拟。这种组合也是基于CMYK系的,虽然现
在有68甚至16的喷墨打印机,只是多了几种淡调的墨水而已,基本上还是基于利用青、品、黄三来合成其它各种彩,用黑墨辅助调和明暗以及打印纯黑。
 
  仍以烟斗上的这个像素点安全带卡扣为例,喷墨打印机在表现这个像素点时,并不能合成出“C35 M81 Y78 K42”一种颜来,而是用非常多的墨点来拼成一个点阵:
  这个像素点泄洪道放大了可能是这个样子:
  这里,所谓DPI——Dots Per InchDot是一个墨点,而所谓PPI——Pixels Per Inch Pixel就是整个这一个区域了。
 
  对于喷墨打印机而言,如果 PPI << DPI,即,像素点远大于墨点,就是上图出现的情况,用非常多的不用颜的墨点配比,表现像素点的颜,墨点越多,配比就越丰富,打印出的颜就越接近真实。但 PPI过低,分辨率会受影响。

PPI < DPI 但相差不大
  如果 PPI < DPI,但相差不大,则一个像素点只能用几十甚至几个墨点来表现,用有限数量的墨滴配比来表现像素点,那么配比可调控范围有限,彩必定有所舍弃。

本文发布于:2024-09-22 05:40:05,感谢您对本站的认可!

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