「干貨」圖像質(zhì)量與圖像分辨率的關(guān)系

在談?wù)搱D像質(zhì)量時汉额,我們都會提到分辨率数尿。 分辨率當(dāng)然是指以像素(圖像元素)為單位測量的圖像的大小庆捺。 當(dāng)您將圖像分辨率的寬度和高度相乘時古今,它將給出圖像的總像素數(shù)。 而質(zhì)量是指圖像中存儲在像素中的細節(jié)內(nèi)容滔以,如顏色捉腥、陰影、對比度等你画。 有些說法是抵碟,更高的分辨率可以提高圖像的質(zhì)量。 意思就是說坏匪,如果你有一張低分辨率的圖片拟逮,增加它的分辨率也會提高質(zhì)量。 這樣真的能提高圖像的質(zhì)量嗎适滓?

這是實際分辨率為1280x960像素的原始圖像

這里有一張分辨率為1280x960像素的照片敦迄。 原始圖像與放大到646%的 圖像一起顯示。

原始分辨率圖像顯示在左邊,放大的在右邊

圖像放大時颅崩,仍然可以看到場景的細節(jié)几于。 雖然隨著圖像的放大,圖像變得越來越像素化和模糊沿后,但質(zhì)量看起來還不錯沿彭,即便不是很好。

如果我們提高圖像的分辨率尖滚,圖像細節(jié)的質(zhì)量會更好嗎喉刘?

現(xiàn)在,原始圖像將被放大到3800 x 2850像素的分辨率漆弄。 我們使用了一個300ppi 的兩次立方插值算法睦裳。 再一次將圖像放大646% 顯示。

原始分辨率圖像顯示在左邊撼唾,放大的在右邊

我們看到廉邑,通過增加分辨率,圖像質(zhì)量本身沒有什么明顯改善倒谷。 雖然在無縮放時最大分辨率下看起來還不錯蛛蒙,但是當(dāng)你開始放大圖像的時候,圖像的質(zhì)量實際上會受到影響渤愁。 它看起來更模糊牵祟。 顏色看起來也更加淡了,場景看起來不那么協(xié)調(diào)抖格。 事實上诺苹,低分辨率拍攝到的圖像在縮放到高分辨率時不會提高質(zhì)量。

那么雹拄,圖像分辨率不能決定圖像質(zhì)量嗎收奔?

圖像的分辨率和質(zhì)量取決于一些因素。 為了更好地理解這一點办桨,我們要先了解筹淫,電子傳感器(單反和無反相機)捕捉到的數(shù)字圖像使用了所謂的光柵格式。 光柵格式使用像素(數(shù)字成像)或點(打印數(shù)字圖像時)創(chuàng)建圖像呢撞。 光柵文件被創(chuàng)建并存儲在可以被照片編輯軟件修改的存儲介質(zhì)上损姜。 之后我們可以壓縮光柵文件(RAW格式)以減小文件大小(JPEG格式) ,但需要在畫面細節(jié)上進行折衷殊霞。

一旦圖像通過光柵格式獲得摧阅,它就將所有細節(jié)存儲在圖像的像素里。 因此绷蹲,你事實上是不能通過提到更高的分辨率來提高圖像的質(zhì)量棒卷。 相反顾孽,通過軟件插值來提供分辨率,其實是復(fù)制相鄰或最近的像素比规,你實際上添加的是已經(jīng)存儲在原始圖像像素中的已有信息若厚。 例如,如果在原始圖像中捕獲的某個像素的 RGB 值為“39,48,43” 蜒什,那么當(dāng)圖像被放大時测秸,它仍然是相同的值。 沒有任何新的信息可以添加(如今通過AI人工智能技術(shù)可以動態(tài)添加一些信息灾常,但技術(shù)還不成熟和高效霎冯,暫不在本文討論范圍)。

Photoshop放大圖片分辨率的原理示意圖

這就是為什么專業(yè)攝影師和老司機們更喜歡使用高分辨率圖像的原因钞瀑,因為他們有更多的像素來存儲更多的信息沈撞。 更多的信息意味著更多的細節(jié),因此比低分辨率的圖像質(zhì)量要好得多雕什。 如果這是商業(yè)化攝影缠俺,擁有最高質(zhì)量的圖像是很重要的。 如果一個攝影師用800萬像素而不是3200萬像素拍攝這張照片监徘,那么這張照片在印刷時就不那么好看了晋修,但是在網(wǎng)絡(luò)上可能不會有什么不同。 這是因為大多數(shù)網(wǎng)頁內(nèi)容凰盔,像圖片一樣,沒有以100%的大小顯示倦春,所以不會有明顯的差別户敬。 當(dāng)打印時,質(zhì)量是非常明顯的睁本。 這就是為什么出版商在影像分辨率和質(zhì)量方面會給攝影師一定的標(biāo)準(zhǔn)尿庐。

圖像質(zhì)量的衡量

分辨率由像素與圖像大小的比例決定。 這是以 PPI (每英寸像素)來衡量的呢堰。 高分辨率的圖像通常每平方英寸有更多的像素抄瑟。 對角線像素的數(shù)量與穿過圖像的對角線的長度成比例。 PPI 越高枉疼,圖像分辨率越高皮假,這也意味著圖像質(zhì)量越高。

點間距(Dot Pitch)是用來測定圖像清晰度的一種方法骂维。 這是使用毫米為單位惹资,數(shù)值越小意味著越清晰的圖像。 當(dāng)你有更近的像素點間距航闺,圖像看起來更清晰褪测。 點間距是從一個像素的中心到下一個像素的距離猴誊。 一般情況下,點間距更小的圖像質(zhì)量看上去更好侮措。 例如懈叹,1024 x 768分辨率的點距為0.297。 3840 x 2400分辨率的點距為0.125分扎。 后者將比前者更清晰项阴,因此有更好的圖像質(zhì)量。(這里我們可以參考手機屏幕的像素密度笆包,類似的概念)

點間距(Dot Pitch)

壓縮是衡量質(zhì)量的另一個因素环揽。 原始光柵格式的圖像稱為 RAW 文件。 Raw 文件包含最高質(zhì)量的圖像庵佣,所以一些攝影師只使用所謂的無損格式來保持圖像質(zhì)量歉胶。 這方面的一個例子是 TIFF 文件格式,它也占用了磁盤上最大的存儲空間巴粪。 Jpeg 格式通今,基于 DCT (離散余弦變換)算法,允許進一步壓縮圖像(有損數(shù)據(jù)壓縮) 肛根,以減少文件大小辫塌。 然而,通過壓縮圖像派哲, 其質(zhì)量會損失臼氨。 圖像壓縮的次數(shù)越多,保存的質(zhì)量就越差芭届。 在互聯(lián)網(wǎng)的早期储矩,JPEG 在網(wǎng)頁內(nèi)容上變得流行起來。 由于文件尺寸較小褂乍,它允許網(wǎng)站在帶寬有限的情況下加載內(nèi)容更快些持隧。

更多的壓縮會減少文件大小,但是會得到質(zhì)量較低的圖像

決定質(zhì)量的是設(shè)備

這可能是大多數(shù)人都知道的逃片。 與普通的智能手機相機相比屡拨,佳能5d Mark IV 相機在默認(rèn)情況下肯定能夠捕捉到更好的圖像。 相機的鏡頭褥实,傳感器大小呀狼,圖像分辨率,固件功能性锭,IS系統(tǒng)和圖像信號處理器等規(guī)格特性決定了質(zhì)量赠潦。 傳感器的大小很重要,攝影圈內(nèi)有句“底大一級壓死人”就是說的它草冈,因為它負責(zé)收集光線來創(chuàng)建圖像她奥。 由于智能手機的傳感器尺寸更小瓮增,相比同等像素數(shù)碼單反相機的質(zhì)量就沒那么好了。

必須要有好的光線

在影像質(zhì)量方面哩俭,光線可能經(jīng)常被忽略绷跑,但它和相機一樣重要。 你需要光線來創(chuàng)建圖像凡资。 偉大攝影師所拍攝的質(zhì)量最好的照片有一個共同點砸捏,那就是良好的光線。 不管相機有多高端隙赁,如果光線不好垦藏,你不會得到高質(zhì)量的圖像。 光線不好的圖像編輯起來也很痛苦伞访,因為某些細節(jié)無法從陰影和顆粒狀區(qū)域恢復(fù)掂骏。 缺乏光線也會產(chǎn)生模糊的圖像,不夠清晰厚掷。 在光線不好的情況下弟灼,顏色也會受到影響,從而降低圖像的整體質(zhì)量冒黑。 故意在光線不好的情況下拍攝一張照片可能會被解釋為藝術(shù)田绑,但這更多的是出于創(chuàng)造性的目的,而不是最佳實踐抡爹。

顯示設(shè)備也很重要

有一臺好的顯示器掩驱,對于還原圖像原貌,查看最高品質(zhì)的圖像也是很重要的豁延。 標(biāo)準(zhǔn) VGA 顯示器與4 k 顯示器相比就是天壤之別昙篙。 當(dāng)你試圖在 VGA 顯示器上查看你的32mp 圖像時,你不會得到很好的質(zhì)量诱咏。 這也表明,即使是高分辨率的圖像缴挖,如果你的顯示效果很差袋狞,也可能會看到很差的質(zhì)量。 當(dāng)然映屋,一個100萬像素的圖像在4 k 顯示器上也不會變好苟鸯。 這就是為什么在后期制作工作室里,編輯們要求使用最好的顯示屏和5 k 以上的分辨率棚点。

總結(jié)

剛開始時可能會令人有點困惑早处,現(xiàn)在讓我們分析一下到目前為止討論的內(nèi)容。

圖像分辨率和圖像質(zhì)量直接由圖像被捕捉的一刻決定(不考慮后期)瘫析。 例如砌梆,如果你用高分辨率的設(shè)備拍攝默责,你就會得到高質(zhì)量的圖像。

在編輯圖像時咸包,圖像分辨率和圖像質(zhì)量并不相關(guān)桃序。 例如,當(dāng)你將一個低分辨率的圖像的分辨率提高烂瘫,你不會提高它的質(zhì)量媒熊。

用于顯示圖像的媒介類型非常重要。 在高分辨率顯示器(如電腦顯示器坟比、電視芦鳍、電影屏幕)上觀看效果最佳。 在印刷品上發(fā)表的圖片要看起來高質(zhì)量葛账,就需要用高分辨率輸出柠衅。 在高分辨率顯示器上顯示的低分辨率圖像看起來也不會好多少。 低分辨率的圖片在網(wǎng)頁上看起來不錯注竿,但在印刷品上就不行了茄茁。

壓縮圖像文件會導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降

光線好巩割,質(zhì)量高裙顽,光線差,質(zhì)量低宣谈。

隨著技術(shù)的進步愈犹,現(xiàn)在有新的算法正在研發(fā),可以放大圖像闻丑,同時添加“新的”細節(jié)漩怎,以改善圖像質(zhì)量。 利用機器學(xué)習(xí)的人工智能方法嗦嗡,研究人員正在測試使用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成像算法勋锤。 這可能很快就會成為常態(tài),在這種情況下侥祭,提高圖像分辨率確實可以改善圖像質(zhì)量叁执。 對于傳統(tǒng)成像(不涉及人工智能) ,圖像質(zhì)量仍然在很大程度上取決于捕捉的時刻矮冬,其質(zhì)量將取決于相機的規(guī)格(如圖像分辨率谈宛、傳感器大小等)。

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