分辨率：从高清扫描到打印输出，如何准确理解并应用？
分辨率：从高清扫描到打印输出，如何准确理解并应用？
分辨率是衡量图像质量的重要指标，从高清扫描到打印输出，准确理解并应用分辨率对于获得高质量的图像至关重要。本文将为您详细解析分辨率的基本概念、应用场景以及如何正确使用分辨率，帮助您更好地掌握这一关键技术指标。
分辨率的基本概念
分辨率，简单来说，就是单位尺寸或面积内像素点的数量。在数字图像中，分辨率通常以像素（Pixels）为单位来衡量。对于扫描仪和打印机等设备，分辨率则是以每英寸点数（DPI，Dots Per Inch或PPI，Point Per Inch）或每厘米点数（DPC，Dots Per Centimeter）来表示。
图片的本质
北宋 崔白 寒雀图卷 绢本25.5cx101.4北京故宫藏
图片由像素单元组成，每一个像素单元记录了一份图像信息，因此，图片是信息的一种载体，分辨率等同于信息密度。单位尺寸内信息密度越高，图像的细节越多，图片越清晰，相应的分辨率越高。
而信息的本质是一切宇宙万物的基本单元。数学家香农（Claude E.Shannon）指出：“信息是用来消除随机不定性的东西”，因此图片的本质就是为了消除空间中随机不定的图像信息而产生的信息集合。这些信息以一定的规律有效的组合起来而产生图像，即用二维的图形化方式存储信息和表达图像信息。
图片的类型有矢量图和点阵图（又称位图）两种类型，矢量图因为是空间位置的信息表达，没有分辨率概念，本文仅讲解点阵图即位图。文中“图片”即指点阵图和位图。
分辨率72dpi，图片局部放大
分辨率600dpi，图片局部放大
上图示例可知分辨率越高，图片信息量越多，图片越清晰。在高清扫描中，高分辨率意味着扫描设备能够捕捉到更多的细节，使图像更接近原物。而在高清打印输出中，高分辨率则保证了图像在物理呈现上还原数字信息，高清打印的还原精度能保障输出的图像依然能保持清晰，避免出现锯齿状或模糊的现象。
总结来说，分辨率是理解和评价图片质量的关键。无论是从扫描还是打印的角度，我们都应深入理解并准确应用分辨率的相关知识。只有这样，我们才能更好地欣赏和利用数字图像带来的视觉享受。
分辨率：从概念到应用
数字化的普及，图片成为最重要的一种信息载体，在工作生活中扮演了重要角色，通过高清图片获取图片的信息内容，随时随地欣赏艺术作品成为可能，因此如何描述图片质量，分辨率至关重要。图片主要从“来源”到“展示”分成以下四个应用场景。
- 采集
相机或扫描仪通过光电反应，将物体的信息通过数字信号转变成图像信息，存储而来的图片文件，分辨率取决于光电反应传感器的信号单元尺寸，一般用“像元”表示。
- 创建
由计算机创建的数字图像文件，如画图软件或其他软件输出或导出保存的文件，分辨率根据需要人为设置。
- 显示
由显示器显示屏幕通过显示单元对数字信号进行解析，模拟显示出来的图片信息。分辨率取决于显示单元的物理尺寸，如液晶屏的液晶单元尺寸。
- 输出
通过墨水或颜料印刷到物理材料载体上（如纸张）呈现图像信息内容的实体形式。分辨率取决于印刷工艺如网板的透墨密度，或喷墨打印的墨滴尺寸和墨点密度。
图片在不同场景切换，需要考虑图片信息的转换、传输、存储和解析以及干扰，但总体上图片来源决定了图片的信息质量，图片展现只是在现有的图片信息质量基础上对图片信息的解析过程。
分辨率和像素的关系
在数字时代，我们经常被各种炫目的技术参数所迷惑，其中分辨率无疑是其中之一。商家们常常用它来展示产品的卓越品质，但实际上，分辨率往往和像素混淆。
分辨率与像素：并非一回事
首先，我们要明确一个概念：分辨率和像素并不是一回事。虽然它们在某种程度上有所关联，但它们的意义截然不同。分辨率是指图片或显示设备的清晰度和细腻程度，是一种比值，是信息密度的概念，而像素则是构成图像的基本单位，是信息量的概念。
分辨率=像素值/尺寸
两者直接关联的的物理尺寸往往是被忽略了，因此造成了概念的混淆。
广告宣传中的误导
在日常生活中，我们经常会看到各种显示器宣传自己的分辨率达到了2K或4K，而相机则会宣传自己的像素高达800万、2000万甚至1亿。这些数字看起来非常吸引人，但实际上，它们并不能真实反映设备的实际性能。因为，分辨率和像素并不能完全代表图像的质量。
感光单元：决定图像质量的关键
作为图像信息采集的工具，相机和手机的传感器尺寸和像元尺寸（单元尺寸）直接决定了图像的质量。传感器的感光单元数量决定了一次可采集的图像总像素，而感光单元的物理尺寸则决定了其获取光信息的质量。如果感光单元太小，其获取的光信息量就会受到限制，导致图像质量无法显著提升。
因此，我们不能仅仅关注像素数量而忽视了像素质量。一台手机虽然宣称其像素高达5000万、8000万甚至一亿，但如果其传感器尺寸很小且像素单元被过度压缩，那么其图像质量可能并不会显著提高。因为像素单元的尺寸限制了其能够采集到的光信息量，导致图像质量无法得到有效提升。
办公扫描仪的扫描分辨率
又比如办公用的扫描仪，通常办公扫描仪可以调整扫描分辨率到600dpi或1200dpi，但实际扫描出来的图片差强人意，虽然扫出来的图片的确是1200dpi，但为什么还是模糊的呢？
因为图片信息并不是有效的，硬件的可采集的有效像素是固定的，提高分辨率只是人为通过算法插值进行扩充增加的像素，增加的像素并没有消除不确定，而是不确定的体现，图片的信息不确定造成图片仍然是模糊的。
普通扫描仪调节分辨率只有量变并没有质变。
总之，分辨率和像素虽然在一定程度上有所关联，但它们的意义并不相同。我们不能被表面的数字所迷惑而忽视了实际的图像质量。在选择显示设备或相机时，我们应该更加关注其感光单元的尺寸和数量以及整体的图像处理技术而不仅仅是看像素数量。只有这样，我们才能真正享受到高质量的数字图像带来的视觉盛宴。
分辨率与像素和尺寸的换算
图片的尺寸、分辨率、像素之间存在的公式关系
分辨率=总像素/总尺寸
因此图片总像素不变的情况下，尺寸和分辨率成反比。
也就是说同一张图片，分辨率越大，尺寸越小，尺寸越大，分辨率越小。
1英寸≈2.54cm，当分辨率是300dpi时，上图图片尺寸和分辨率的具体的计算等式如下：
450像素/（3.81/2.54英寸）=299.9999≈300dpi
当不改变像素量前提下，分辨率是72dpi时，上图图片尺寸和分辨率的具体的计算等式如下：
450像素/（15.88/2.54英寸）=71.97733≈72dpi
但如果直接拉大图片，不考虑“真实像素”，增加分辨率的同时，人为增加像素，我们得到的图片就是软件通过算法模拟自动添加的像素信息，
这种信息是不确定的，也是不真实的像素，故而我们得到的最终图片并不能“清晰”或“真实”，当然目前AI人工智能在图片放大处理中引入了大量的计算机的学习能力，能够模拟较为准确的新增像素信息，但也仅仅是模拟，是消除信息不确定性的一种手段，并不能取代“真实像素”。在特定场合下可以使用，但“原始图片”在生成的那一瞬间，图片质量就已然确定了，后期是无法改变图片信息的本质。
如何正确使用分辨率
由于分辨率是一种图片质量的技术参数，出于商业的考虑，常常与像素/点混淆，只有深刻理解分辨率是有效图像信息的信息密度的参数，才可以避免对分辨率的误判。
我们举例说明。
印刷和打印网点
分辨率涉及的印刷分辨率
一般的广告喷绘采用72dpi的分辨率进行喷绘，从而达到大尺寸的输出效果。
虽然分辨率很低，打印出来远看时人眼的感受是清晰的，但一旦近距离观看会看到画面的颗粒感，这就是信息密度在不同尺度上的反应，同样数量的点在不同尺度下的分辨率是不同的。以人眼分辨为界限，高于人眼分辨率的就会平滑，低于人眼分辨率就会看见颗粒间隙。
近距离观察的印刷件，印刷分辨率一般是人眼分辨率178DPIx2（安全系数）≈350DPI，文件的分辨率应不低于350DPI。
因此输出打印分辨率的设置与人眼观察距离有关。根据应用场景设置合适的打印分辨率是最主要的考虑因素。而获取图片时扫描分辨率的设置就要根据印刷分辨率来设置。
显示器的显示分辨率
分辨率涉及的显示器的显示分辨率
例如：
一台24英寸显示屏显示比例器16:10，分辨率1920x1200像素，其宽度为20.35英寸（51.69cm），高度为12.72英寸(32.31cm)，真实分辨率应该是总的像素点数量/总显示尺寸，如宽度方向分辨率≈1920/20.35≈94.3 像素点/英寸（PPI），高度方向分辨率≈1200/12.71≈94.3像素点/英寸（PPI）。因此该显示屏显示分辨率为94像素点/英寸（PPI），也就是一英寸可以显示94.3个像素点。
一台27英寸显示器显示比例16:9，分辨率2560 x 1440 像素，宽度23.53英寸（59.77cm），高度13.24英寸（33.62cm）。宽度方向分辨率≈2560/23.53≈108.8像素点/英寸（PPI），高度方向分辨率≈1200/13.24≈108.8像素点/英寸（PPI）。因此该显示屏显示分辨率为108dpi，也就是一英寸可以显示108.8个像素点。
由上参数，抛开其他因素，单从分辨率角度，可以知道该27英寸的显示屏的显示效果优于24英寸显示屏，显示更细腻，细节更丰富。
如果屏幕分辨率达到或超过人眼分辨率178DPI，则可以称之为视网膜显示屏，因为这样的屏幕的细腻度人肉眼是无法看见明显的颗粒感的，人的肉眼感受就是显示细腻清晰。
图片放大后的马赛克现象
打印分辨率和扫描分辨率的对应关系
因为图片的像素是有限量的，图片的放大不能无限度放大，放大到一定程度就会看到单个像素单元，看到的就是单个像素颗粒，就出现锯齿状马赛克。给人的感觉就是图片不清晰，因此在创建图片时要考虑到今后使用的图片应用场景，需要放大到何种程度，由此反推出具体的尺寸和分辨率。
比如，我们需要将一幅尺寸20cmx30cm的作品放大打印到60x90cm，如何设置扫描分辨率呢？
首先，我们知道60x90cm的画面比20x30cm的画面放大了3倍，因此，若已知打印精度要求300dpi，我们要扫描时的分辨率应该是3x300dpi=900dpi，即按原尺寸900dpi进行扫描获取高清图片。
又比如，我们已知一幅尺寸20x30cm的300dpi的图片，想要用输出分辨率72dpi输出，那最大能输出多大的图片呢？
分辨率72dpi/300dpi的比值和图片大小比值一致，因此72dpi图片输出尺寸是20/（72/300）x30/（72/300）cm，计算得出约等于83.3x124.9cm
通过以上的介绍，相信大家对分辨率有了更深入的了解。分辨率不仅关乎我们日常生活中的视觉体验，更是衡量图片质量的重要标准。在未来的日子里，随着科技的不断进步，我们期待更高分辨率的图片处理技术，为我们带来更加清晰、生动的视觉盛宴。
常见问题解答
扫描的分辨率要求多少合适？
原则上和输出分辨率有直接关系，输出分辨率的上限即扫描分辨率上限，但不知道输出分辨率的情况下，尽可能的提高扫描分辨率。比如艺术微喷高清打印机的墨点数量1.33英寸有800个墨点，分辨率达到了800/1.33=601.5dpi。也就是在601.5dpi以内的图片都可以真实还原。因此配合该型号的打印机扫描分辨率可以提高到600dpi，而如果只考虑到人眼分辨率，178dpi，打印分辨率乘以安全系数2，178*2≈350dpi。如果户外喷绘打印分辨率只需要72dpi就可以的情况下，扫描分辨率就有非常大的裁剪量。使用低分辨率输出时，当通过放大镜放大观看打印稿时，很容易就可以看到喷墨墨点，如果要追求更高的打印效果，当然是打印分辨率越高越好，这就要求图片扫描时的分辨率足够高，这样就能够发辉高清打印设备的优势。
已有的图片能不能直接放大？
不能，图片的放大是对原有的图片信息的像素数量进行扩充，并不能直接带来真实像素，即像素的真实性无法保证，当然现今AI技术的应用，通过计算机模拟符合人眼习惯和实际效果的像素可以被虚构出来，有部分的图片放大后可以达到接近真实像素的效果，但是这种效果的使用并不能替代原始图片的真实像素，因此原始图片的质量至关重要。