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[学习笔记]图像学基本概念

时间:2022-11-14 11:12:25

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[学习笔记]图像学基本概念

1. 像素(Pixel)

像素是组成图像的最小单元,当我们把图片放大到一定的程度,那么可以看到许多小方块,一个方块就是一个像素,这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值,一个个的小方块拼合起来,就决定图像所呈现出来的样子,像素点越多,显示的图像就越清晰,像素点越少,显示的图像就越模糊。单位物理面积内,像素点越多,也就意味每个像素点越小。像素点越小,显示的图像也就越精细、越清晰。

比如:一张人像照片,如果有2000万个像素点,可能连毛孔都看得很清晰,如果只有100万个像素点可能鼻子眼睛都会模糊,这就是用像素的多少来描述图片的清晰程度。我们通常说的1000万像素、2000万像素、一亿像素指的就是图像的像素点总数。

2. 位图

像素组成的图像叫位图。像素越大,图像越清晰。

高度像素:图片竖向方向的像素个数宽度像素:图片横向方向的像素个数

3. 分辨率

分辨率是指在长和宽的两个方向上各拥有的像素个数,单位通常是像素/英寸

比如:分辨率为1200X500像素的图片,表示这张图片在每一个长度的方向上都有1200个像素点,而每一个宽度方向上都有500个像素点,总数就是1200X500=600000(像素),简称60万像素。

描述分辨率的单位有:

dpi: 点每英寸lpi: 线每英寸ppi: 像素每英寸PPD: PPPixels Per Degree 角分辨率,像素每度

只有lpi是描述光学分辨率的尺度的。虽然dpi和ppi也属于分辨率范畴内的单位,但是他们的含义与lpi不同。而且lpi与dpi无法换算,只能凭经验估算。 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。

4. 像素和分辨率的关系

分辨率越高,包含的像素越多。

一英寸平方的图像(1英寸=2.54厘米),如果分辨率是72的话,包含5184个像素,如果分辨率为300的话,包含9万个像素。高分辨率的图像要比低分辨率的图像包含更多的像素,所以像素点会更小,像素的密度更高。

同样的分辨率,对应的显示器物理尺寸却可能不同。

比如有24英寸的1920乘1080分辨率的显示器、也有27英寸的1920乘1080分辨率的显示器。我们前面说过了,单位物理面积内,像素数越多,清晰度越高,显示的图像越细腻。所以这里肯定是24英寸的显示器清晰度高。那就出现了一个问题,为什么24英寸和27英寸两个不同物理尺寸的显示器分辨率会是一样的呢?答案很简单,他们的每个像素点的大小不同。对不同的显示器来说,像素点的大小可能是不一样的。单位物理面积内,像素点越多,也就意味每个像素点越小。像素点越小,显示的图像也就越精细、越清晰 。

5. 清晰度

看电影或者播放视频的时候往往会涉及到清晰度,一般分为:标清、高清、超清、2K、4K等。

通常来说标清指代480P、高清指代720P、超清指代1080P、2K指代2560P、4K指代4096P。

480P中480的意思是构成视频的每一帧图片的竖向像素数至少达到480,P是逐行扫描的意思。

因为显示器都是对屏幕上的像素点进行逐行扫描,动态刷新的。以此类推,就知道720P、1080P、2560P、4096P的意思了。

以上清晰度分类仅为一般分类标准,实际上清晰度的分类标准有很多,基本各不相同。有的将360P称为标清,有的将540P称为高清,等等。

横向像素数达到4000左右就可以被称为4K屏,而不一定非要达到某个具体的数值,像4096 x 2160和3840 x 2160都可以称之为4K屏。2K屏也是一个道理。

6. 屏幕尺寸,屏幕分辨率,屏幕像素密度三者的关系

6.1 屏幕尺寸

指屏幕的对角线的长度,单位是英寸,1英寸=2.54厘米。 常见的屏幕尺寸有2.4、2.8、3.5、3.7、4.2、5.0、5.5、6.0等。

我们可以用我们数学的勾股定理来计算出我们屏幕的尺寸,或者直接用尺子量下对接线的长度。

6.2 屏幕分辨率

指在横纵向上的像素点数,单位是px,1px=1个像素点。一般以纵向像素横向像素来表示一个手机的分辨率, 如1980。(这里的1像素指的是物理设备的1个像素点)

6.3 屏幕像素密度/像素密度/屏幕密度

屏幕上每英寸可以显示的像素点的数量,单位是ppi,即“pixels per inch”的缩写。 屏幕像素密度与屏幕尺寸和屏幕分辨率有关,即在一个对角线长度为1英寸的正方形内所拥有的像素数。

我们还是拿华为荣耀7手机为例,我们知道它的尺寸为5.2英寸,分辨率为1920px*1080px(1920px就是公式里的纵向,1080px就是公式里的横向了)。

你不信的话就用公式算一下,最后得出的PPI,是不是就是424ppi。我算了一下,结果是423.6359942465958,懂得四舍五入的同学就知道424是个近似值了)。

屏幕的清晰程度其实是分辨率和尺寸大小共同决定,用ppi指数衡量屏幕清晰程度更加准确。

那下面我们来看下视频:

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