数字图像(上)

news/2024/12/5 4:53:49/

前言
数字图像是一个比较大的话题,其中有许多我们常听说却并不十分清楚的概念,也有之前并不曾深入了解的细节原理。本文会尽量详细的串起这些知识点。其中的一些术语及容易混淆的概念会专门在基本概念中描述。都属于主题的拓展,如果觉得有些点很难区分不妨先放下读完全文再去看或许就能理解。也可能看到一些概念觉得新奇那可以在参考文档里找到资料去深入了解。总的来说全文的每个模块会尽量都描述详细而不依赖前置条件,所以可以挑选自己需要的部分观看。当然如果能从头读到尾或许会有更多收获。

图像存储
数字化图像数据有两种存储方式:位图存储(Bitmap)和矢量存储(Vector)。我们平常是以图像分辨率(即象素点)和颜色数来描述数字图象的。例如一张分辨率为640*480,16位色的数字图片,就由2^16=65536种颜色的307200(=640*480)个素点组成。

1.位图图像(点阵图)
位图图像(在技术上称作栅格图像)使用图片元素的矩形网格(像素)表现图像。每个像素都分配有特定的位置和颜色值。在处理位图图像时,您所编辑的是像素,而不是对象或形状。
在这里插入图片描述

2.矢量图形
矢量图形(有时称作矢量形状或矢量对象)是由称作矢量的数学对象定义的直线和曲线构成的。矢量根据图像的几何特征对图像进行描述。
您可以任意移动或修改矢量图形,而不会丢失细节或影响清晰度,因为矢量图形是与分辨率无关的。
在这里插入图片描述

也就是说位图描述的是像素信息,而矢量图描述的是路径信息。因此位图的信息量与尺寸是正相关的。而放大图片会需要更多的像素信息,现有的像素信息不足以描述更大的图会进行信息填充,就会失真。而矢量图描述的是路径,路径的描述与图片大小无关因此就不会失真。

基本概念

**像素:**像素是组成图像的最基本单元

像素尺寸:位图图像高度和宽度上的像素数目

**图像分辨率:**每单位长度上像素数目 像素/英寸ppi。比如1英寸上能够显示300像素,则称为300ppi。则11的图片中像素总数为90000
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WiiHRDXC-1595502413047)(/img/bVbJKHq)]
如图,可以看到该手机信息描述为分辨率为2400
1176像素。看到这里你可能在想不是说好了单位ppi吗? 注意了,ppi是图像分辨率,而这里的分辨率是屏幕分辨率。接下来我们就要来理清关于分辨率这块的一些概念了。

1、2k、4k、1080p是什么
1080p,这里的P(Progressive)表示的是“逐行扫描”,简单来说,P指的是图像横向像素的总行数,比如720P表示图像有720行的像素,1080P表示图像总共有1080行像素数。那么为什么又从720p、1080p的描述变到了2k、4k、8k呢?这是因为**这是因为随着数字技术的不断发展,像素数量变得越来越大,人们就以K为单位表示视频或屏幕的水平分辨率。**1K=1024,2K=2048,4K=4096,8K=8192,代表着1K图像即水平方向上有1024个像素的图像,2K图像即水平方向上有2048个像素的图像,以此类推,8K图像即水平方向上有8192个像素的图像。也就是说p表示的是逐行扫描的行数,而k表示的是不考虑屏宽比情况下的列数,是两个维度,理论上来讲1080p也可以称为2k。以下是常见的分辨率描述。
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2、dpi与ppi
PPI描述数字图像的像素分辨率,而DPI描述打印图像上的墨点数量。**PPI或每英寸像素数是指屏幕可以显示的固定像素数和数字图像中像素的密度。**像素或“图片元素”是数字图像的最小组成部分。放大任何数字图像,你会看到它分解为彩色正方形-这些都是像素。
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较低的ppi意味着每英寸只能又更少的信息数量,那么就会缺失细节。但是同样的高ppi意味着需要相同尺寸的内容需要更多个描述信息,就会占据更多内存。关于存储大小这个点我们后面就详细述。
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**DPI或每英寸点数是指物理打印机的分辨率值。**打印机通过喷出微小的点来再现图像,每英寸的点数会影响打印的细节量和整体质量。

如果一台打印机的分辨率是4800×1200dpi,那么意味着横向上,两个墨点最近的距离可以达到1/4800英寸;在纵向上,两个墨点的距离可以达到1/1200英寸。 另外,通常情况下我们认为600x600DPI以上的图像, 在普通纸上按照更高打印精度的打印是没有意义的。这意味着在纸张横向上,每一英寸长度上理论上可以放置4800个墨点。但是如果真的在普通介质的一英寸上放置全部的4800个墨点,会发生什么情况呢?–纸张对墨水的吸收过饱和,墨水连成一片,反而使分辨率下降。所以"理论"点数,是指打印机能够达到的能力极限,但是实现起来需要依靠纸张的配合,如果采用专用纸张,便可达到更好的性能,在每个英寸上放置更多的独立墨点,如果使用纸张不能支持选定的最高分辨率,就会出现相邻的墨点交融联成一片的情况,从而影响打印效果。
在这里插入图片描述

可以看到dpi和ppi其实都是描述单位长度上的呈像细节,区别在于屏幕成像的最小单位是像素所以用ppi描述像素分辨率,而印刷是用墨点的所以衡量单位就是点,用dpi来描述扫描精度。
另外,ppi和dpi经常都会出现混用现象。但是他们所用的领域也存在区别。从技术角度说,“像素”只存在于电脑显示领域,而“点”只出现于打印或印刷领域。
以上文本取字分辨率的百度百科。因为事实上这两个概念会被混用,所以也会在非印刷场合看到dpi,这时就需要根据上下文语境判断来,因为dpi的dot这个点一般是指喷墨打印的墨点,但也会被用来指扫描仪的采样点,指数字图像的最小单位像素。所以有人用dpi跟来描述屏幕成像,他可能就是指图像分辨率。

3、图像分辨率与屏幕分辨率
分辨率,又称解析度、解像度,可以细分为显示分辨率、图像分辨率、打印分辨率和扫描分辨率等。
**屏幕分辨率(显示分辨率)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。因此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。
图像分辨率则是单位英寸中所包含的像素点数,其定义更趋近于分辨率本身的定义。
扫描分辨率指在扫描一幅图像之前所设定的分辨率,它影响所生成的图像文件的质量和使用性能,决定了图像将以何种方式显示或打印。如果扫描图像用于640×480像素的屏幕显示,则扫描分辨率不必大于一般显示器屏幕的设备分辨率即一般不超过120DPI。
**设备分辨率(Device Resolution)又称输出分辨率,指的是各类输出设备每英寸上可产生的点数。**如显示器、喷墨打印机、激光打印机、绘图仪的分辨率。这种分辨率通过DPI来衡量,PC显示器的设备分辨率在60至120DPI之间,打印设备的分辨率在360至2400DPI之间。

资料参考:
dpi与ppi区别:
https://99designs.com/blog/tips/ppi-vs-dpi-whats-the-difference/
1080p和2k、4k的关系https://www.zhihu.com/question/24205632/answer/806843084


http://www.ppmy.cn/news/533119.html

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