1.2 分辨率的设置
分辨率是图像处理中的重要术语,它指一个图像文件中包含的细节和信息的大小,以及输入、输出或显示设备能够产生的细节程度,它是衡量图像细节表现能力的技术参数。
1.2.1 图像的分辨率
图像分辨率是位图所特有的。为了更好地对位图图像中像素的位置进行量化,图像的分辨率便成了重要的度量手段,通常用PPI(pixels per inch)来衡量,即每英寸长度范围内所包含的像素点的多少。可以想象,在输出尺寸一定的情况下,分辨率越高,单位长度上的像素数越多,图像越清晰。在分辨率一定的情况下,假如知道图像的尺寸,就可以精确算出图像中具有多少像素。图像分辨率决定了图像输出的质量,图像分辨率和图像尺寸(宽和高)的值一起决定了文件的大小,且该值越大图像文件所占用的磁盘空间也就越多,在处理的过程中所需要的内存也越大,如图1-6所示,宽度的像素数=宽度的英寸数×分辨率,即1181=3.937×300,高度的像素数采用同样的方法来计算。因此,我们要明确了解图像的尺寸、图像的分辨率、图像文件大小三者之间的密切关系。
图1-6 图像的像素、分辨率和尺寸
无论是新建文件,还是编辑处理现有的文件,都需要考虑分辨率的设置。不同品质的图像、不同的输出需求,图像的分辨率也要设置恰当,这样才能最经济有效地制作出作品。那如何恰当地设计图像的分辨率呢?通常,为了使输出的图像显得清晰,要使得图像的分辨率等于输出设备的分辨率。下面讲述常用的分辨率设置。
1.2.2 屏幕显示分辨率
屏幕显示分辨率是确定计算机屏幕上显示多少像素的设置,以水平和垂直像素数值来衡量。因为每一款显示器硬件的尺寸是固定的,屏幕显示分辨率低时(例如800×600像素),在屏幕上显示的像素少,但各图标、文字的尺寸就比较大;屏幕分辨率高时(例如1600×1200像素),在屏幕上显示的像素多,但图标、文字等尺寸比较小。比如同一款19英寸的显示器的屏幕,可以设置为1280×800,也可以设置为800×600。屏幕显示分辨率的修改,可以在桌面的空白区域单击右键,在出现的快捷菜单中选择“屏幕分辨率”命令,在出现的如图1-7所示的对话框中修改分辨率的设置。
图1-7 设置屏幕分辨率
1.2.3 输出设备的分辨率
设备分辨率又称输出分辨率,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、数码冲印机的分辨率。这种分辨率通过DPI(dots per inch)来衡量,PC显示器的设备分辨率在60~120DPI之间,打印设备的分辨率在360~2400DPI。
1. 显示器的分辨率
假设某个品牌的显示器的分辨率为96DPI,则这是指在显示器的有效显示范围内,显示器的显像设备可以在每英寸屏上产生96个光点,D指的是光点。举个例子来说,一台23英寸的显示器(屏幕对角线长度为23英寸),其点距为0.265mm,那么显示器分辨率=25.4mm/英寸÷0.265mm/Dot≈96DPI(1英寸=25.4mm)。
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输出分辨率。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23英寸显示器有效显示范围的对角线长度为23英寸,因显示器的水平方向和垂直方向的显示比例为16:9,故可设有效显示范围水平宽度为16X英寸,垂直高度为9X英寸,根据数学上的勾股定理,可得X≈1.2529英寸。所以有效显示范围宽度为1.2529×16≈20英寸,垂直高度为1.2529×9≈11.27英寸。相应地可以算出宽度值为20×96=1920,高度值为11.27×96≈1080,于是1920×1080就是该显示器最高的屏幕分辨率。反过来,如果知道了显示器最高的屏幕分辨率以及宽度值,则可以计算出显示器的输出分辨率,例如1920÷20(英寸)=96。
Windows 7系统默认的显示器输出分辨率是96DPI,如图1-8所示,利用【控制面板】|【个性化】|【显示】|【自定义文本大小】命令,可以打开“自定义DPI设置”对话框,单击并拖动,可以设置自定义文本大小。
图1-8 显示器的输出分辨率设置
2. 打印设备的输出分辨率
打印设备的类型很多,原理也不一样,有喷墨打印、激光打印、热敏打印、热升华打印等,比如说,热升华照片打印机分辨率只有300DPI但是打印效果看起来比2400DPI的彩喷还要好。这里的D,即Dot,指的是色点。
对于数码冲印、热升华打印、热敏打印三种方式输出的数码图片而言,这一个“色点”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色,这个颜色是青、品、黄三种颜色按照适当的比例混合出来的,这个点取名“色点”,如图1-9所示,色点1的颜色取值是C=95,M=73,Y=26,K=9。我们已经知道了这个像素点的色值,希望在输出过程中能够真实还原这个点的颜色,以得到最好的图片效果,如图1-9所示,当原始数字图片的“像素点”与输出设备的“色点”相吻合即PPI=DPI的时候,一个像素对应一个色点,图像输出最清晰。当前数码冲印设备的分辨率通常在300DPI,所以图像的分辨率也要设置为300PPI,冲印效果最清晰。
图1-9 图像分辨率等于输出设备分辨率
喷墨打印机的DPI是完全另外一个概念。比如喷墨打印机的分辨率是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,这个墨点不对应像素的颜色,而是CMYK中的一种墨水的颜色。喷墨打印机在表现同一个颜色的浓淡时,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特定颜色,而是通过墨点的多少来体现,如图1-10所示,需要浓的颜色,就多喷几个墨点,需要淡的颜色就少喷几个墨点。在其他颜色时,比如在表现图1-9中的蓝色时(C=95,M=73,Y=26,K=9),喷墨打印机并不能合成这样的一种颜色,而是通过大量不同颜色的墨点来组合表现,如图1-11所示,这种组合也是基于CMYK色系,主要利用青、品、黄三色来合成其他各种色彩,用黑墨辅助调和明暗以及打印纯黑色。所以喷墨打印机的打印分辨率都比较大。
图1-10 喷墨打印的颜色浓淡
图1-11 喷墨打印某个颜色
3. 扫描仪分辨率
扫描仪本身有一个分辨率指标,这要从三个方面来确定:光学部分、硬件部分和软件部分,也就是说扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬件及软件进行处理分析所得到的分辨率。光学分辨率是扫描仪的光学部件在每平方英寸面积内所能捕捉到的实际的光点数,是指扫描仪CCD的物理分辨率,也是扫描仪的真实分辨率,它的数值是由CCD的像素点除以扫描仪水平最大可扫尺寸得到的数值。分辨率为1200DPI的扫描仪,其光学部分的分辨率只占400~600DPI。扩充部分的分辨率(由硬件和软件所生成的)是通过计算机对图像进行分析、对空白部分进行科学填充所产生的(这一过程也叫插值处理)。光学扫描与输出是一对一的,扫描到什么输出的就是什么。经过计算机软硬件处理之后,输出的图像就会变得更逼真,分辨率会更高。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。
在使用扫描仪的时候,扫描分辨率要怎么设置呢?这个分辨率的设置与扫描图片的用途有密切的关系。例如,要扫描一张5英寸的老照片,该用多大的分辨率扫描呢?如果想扫描以后重新数码冲印5英寸照片,即图像的分辨率要设置在300PPI,则要设置300DPI的扫描分辨率。如果想冲印10英寸照片,即尺寸变为原来的2倍,则要设置600DPI的扫描分辨率。所以,扫描分辨率的设置公式如下:
扫描分辨率=放大倍数N×图像输出设备的分辨率
设想一下,如果想扫描图片制作课件,且比原图放大一倍,则扫描的分辨率应该是多少?制作课件是基于显示器的输出,显示器的分辨率是96DPI,所以,扫描分辨率是2×96=192DPI。
通常在扫描的时候可以采用稍大一点的分辨率,建议最低300PPI,得到数字图像以后可以采用Photoshop等软件调整大小。当然也不能太大,扫描分辨率设置的数值越大,则扫描速度越慢。
4. 印刷分辨率
印刷分辨率是指将数码图像进行大量印刷时,印刷制图所选用的分辨率,即指在单位长度上具有的印刷线数。印刷分辨率的单位是LPI(line per inch),即“线/英寸”,意思是在每英寸长度上有多少条印刷线。印刷线是由像素组成的,但又不是一个像素点对应一条印刷线,所以印刷分辨率不等于图像的分辨率,二者的关系是:1LPI=(1.5~2)PPI,即为了获得某一数量的印刷分辨率,需要1.5倍到2倍的图像分辨率来提供。比如,准备用150LPI的印刷分辨率进行图片印刷时,事先设定的图像分辨率应当选225~300PPI才行。
不同媒介的印刷分辨率也是不同的,例如普通报纸大约85LPI,彩色杂志大约150LPI,美术画册、精美的艺术书籍则可能用到300LPI,相应的报纸、色彩杂志、美术画册和精美画册中图像的分辨率就要设置为170PPI、300PPI、600PPI。在扫描图像用于印刷时,也需要根据印刷的精度要求确定扫描分辨率。如果想使得印刷输出的文件大小和扫描原稿大小一致,则扫描分辨率等于印刷输出的线数(LPI)×2。因此,用于报纸、杂志、和艺术画册印刷时的最佳扫描分辨率分别应为170DPI、300DPI和600DPI。
5. 分辨率总结
为了确保数字图片输出的效果清晰,我们要在新建或者编辑位图的时候设置恰当的图像分辨率,这个图像的分辨率PPI要等于输出设备的分辨率DPI。见表1-1常用设备的输出分辨率。
表1-1 常用设备的输出分辨率
这是常用的一些分辨率的设置。其实图像最终的输出效果与很多因素有关,比如图像本身的内容,采用的输出介质的质量等。例如用来写真的图片中只有空旷的蓝天或大海,那么图片在设计时采用稍低的图像分辨率也不会极大影响输出质量。如果图片中是很小的文字或者五颜六色的细细的线条,则分辨率稍低就会显得很模糊。