分辨率與圖像質量
發布時間：2024-12-03 點擊：194
圖像是表達和傳遞信息的重要手段，是大眾傳媒的主要形式。作為印刷桌面出版的圖像，主要是通過以下幾種方式獲得：數碼相機拍攝、光盤庫、網上下載，還有常用的也是很重要的一種方式即通過掃描儀掃描獲得。無論我們以哪種方式獲得的圖像，我們都必須使其適合印刷。
本文主要針對分辨率與圖像質量的關系進行論述。
1．分辨率常表示形式
ppi（pixei per inch）即每英寸的像素數，是輸入設備每英寸內可以實際采樣的像素數。連續調照片要成為計算機能夠識別并處理的信息就必須將其數字化，像素則是數字圖像的基礎。每一個像素都是獨立的，都有其固定的位置和特定的值。像素一詞可以用來描述幾種不同的現象：每英寸內掃描設備可以捕捉信息的多少（輸入或掃描分辨率）、一幅電腦數字圖像的信息總數（圖像分辨率）和計算機顯視器可以同時顯示的獨立的水平和垂直元素數（屏幕分辨率）。因此一些輸入設備（如掃描儀）的分辨率一般用“ppi”來表示。當在掃描接口中見到“dpi”時，就要將它看成是“ppi”。這是因為在描述數字圖像時，像素是基礎而非點子。這一點是應該注意的。
dpi（dot per inch）即每英寸點數，是輸出設備每英寸內可以記錄的點數。很多雜志和某些掃描軟件接口仍然使用dpi來描述掃描或輸入分辨率，然而在技術上來說，每英寸的點數是用于描述輸入設備分辨率的，如噴墨打印機、激光照排機和postseript激光打印機的分辨率。
lpi（line per inch）是加網線數的度量單位，指每英寸的網線數。印刷的過程是一個二值化的過程，采用加網的方法對各種灰色階調和彩色階調進行模擬，使連續調的圖像最終用印刷網點的大小（或疏密）來表示。
2．掃描分辨率
掃描儀的分辨率分為光學分辨率和插值分辨率。
“光學分辨率”是指掃描儀的光學系統可以采樣的實際信息量。例如，一個可以接受最寬為8.5英寸的原始圖像的掃描儀內有一個5100單元的電荷耦合器件陣列，它的最高水平光學分辨率為600ppi（5100/8.5=600ppi），此時的像素大小為1/600英寸。垂直分辨率主要取決于ccd在此方向上步進裝置的機械設計。目前，很多掃描儀的垂直分辨率是水平分辨率的2倍。這類掃描儀的ccd步進機構采用“半步”方式，即其步進式電機每次前進半個像素的距離，掃描儀采樣后將像素疊合起來進行數學計算。一般來說，水平分辨率代表了掃描儀的主要光學性能。
“插值分辨率”是指掃描儀根據一定的算法而得到的分辨率，插值分辨率不會增加圖像新的細節。當一幅圖像的信息量太少的時候，最好的方法是重新掃描而盡量避免使用插值分辨率。
圖像文件大小是與分辨率直接相關的。文件大小的計算公式為：文件大小（m）=長（inch）×寬（inch）×分辨率2（dpi）×d/8×10242。公式中d值與圖像存儲模式有關，當圖像是墨白線條稿時，d=1；當圖像是灰度圖時，d=8；當圖像是rgb格式時，d=24；當圖像是cmyk格式時，d=32。有些人錯誤地認為，圖像分辨率越大越好，其實不然，掃描分辨率過高將導致文件過大，會增加圖像處理時間。另外，輸出設備輸出能力是有限的，因此多余的掃描分辨率就浪費了。掃描分辨率過高還會影響到圖像在屏幕上顯示的大小，從而造成操作上的不便。而且不要用高于掃描設備最大光學分辨率的輸入分門率進行掃描，采用插值分辨率掃描實際上會惡化圖像的清晰度和反差。因此選擇一臺好的掃描儀或電分機是獲取好的圖像的最佳方法。
3．屏幕（顯示器）分辨率
有些設計和制作人員總是喜歡將圖像在屏幕上以百分之百的比例顯示，如果發現圖像不夠清晰就擔心圖像的分辨率不夠或清晰度有問題，其實不然。屏幕分辨率是指計算機屏幕上一次可以顯示的總的信息量（例如640×480像素，800×600像素）或者指顯示器在水平方向上每一英寸顯示的像素數（例如72ppi或者96ppi），顯示器分辨率只會影響用戶處理圖像時的方便性，不會影響圖像的輸出質量。顯示器上像素數的大小是固定不變的，這一點與掃描設備不一樣，顯示器是以固定的像素尺寸去顯示每幅圖像的所有像素，同樣大小的原稿以不同的分辨率掃描，得到的圖像在顯示器上看到的大小是不一樣的。一幅以350dpi精度掃描的圖像在顯示器上百分之百顯示的大小實際圖像大小的350/72即大概5倍的大小。如果您已經選擇了一臺好的掃描儀或電分機的話，就不用在這個問題上大傷腦筋了。
4．輸出設備分辨率
輸出設備分辨率是激光照排機或打印機等設備的分辨率，也用dpi來表示。如某黑白打印機的分辨率可達600dpi，某發排機的分辨率可達3386dpi等等。事實上印刷復制方法、加網線數、輸出設備分辨率加在一起才決定了圖像的最終分辨率。
5．影響掃描與輸出分辨率選擇的因素
如果要通過印刷的方式再現一幅原稿，掃描分辨率、加網線數、輸出設備分辨率的合理選擇與匹配是非常重要的。下面我們來談一談如何在不同的原稿、輸出、曬版、印刷條例上選擇合適的分辨率。
（1）連續調圖像分辨率的選擇
在掃描過程中不存在適合于所有圖像的通用輸入分辨率，掃描的最終目的是要獲得恰如其分的信息量以滿足輸出的要求。因此，要根據實際條件和要求，選擇不同的掃描分辨率。
①掃描分辨率與加網線數
加網線數一般等于數字圖像的分辨率，即數字圖像的每個像素均輸出到菲林上，但上述規則僅適合于水平和垂直方向加網（即網線角度為0度或90度）的場合，當網線角度不等于0度或90度時，在其方向由會發生像素不夠的情況，最不理想是45度時：假設數字圖像在縱向和橫向均為10個像素，圖像長度為l，其分辨率為r=10/l，當加網角度為45度時，對角線長度為1.414l，在這樣長度上像素數也為10個，則分辨率為10/1.414l=0.707（10/l）=0.707r。顯然，當加網角度為45度時，在對角線方向上圖像分辨率不夠，所以無論灰度圖像還是彩色圖像，均需將圖像分辨率提高1.414倍（約1.5倍），桌面出版系統在掃描原稿時通常采用2倍放大率，此值稱為質量因子。
掃描分辨率可用下列公式表示：
掃描分辨率（dpi）=加網線數（lpi）×2×圖像縮放倍率（此公式的前提條件是掃描儀的光學分辨率足夠高）。
例如當你使用175lpi印刷時，若放大倍率為4倍，則掃描分辨率為：175×2×4=1400ppi。
②輸出設備分辨率與加網線數
加網線數越高，圖像越細膩，質量也越好。但加網線數不能太高，否則在印刷或打樣時由于網點擴大造成糊版，反而減低了質量。因而加網線數也應根據印刷中使用的紙張、印刷機的狀況及工藝方法來決定。
傳統的照相加網技術通過網屏將圖像分割成若干個面積相同的小方塊，根據原稿的亮度差產生不同的光通量，最后在分割的小方塊中形成大小不同的點子。數字加網技術則采用了不同的方法，頁面中的圖像由輸出分辨率和加網技術則采用了不同的方法，頁面中的圖像由輸出分辨率和加網線數匹配來生成類似于照相加網網格的網點柵格點陣，在生成每個網點時，由輸出設備（激光照排機）的控制輸出記錄光點在柵格點陣中各單元上是否曝光實現。
所謂網點柵格點陣就是由多個可曝光的點組成的點陣，如圖1所示的為3×3的點陣，它由9個可曝光的點組成。點陣中的點子是否曝光取決于數字圖像中像素的灰度值。因為點子只有曝光和不曝光兩種狀態，即每個可曝光的點只能表示黑白兩個值。所以3×3的點陣只能表示9+1+10個不同的灰度值（包括所有點子都不曝光的白色）。
圖1 33點陣的不同曝光情況
要想增加輸出圖像的灰度級數，就必須增加點陣的維數（n×n階點陣，n稱為維數），則灰度級數n可用下式求取：n=n×n。
由于輸出分辨率是固定的或分為有限的幾級，所以柵格點陣的大小取決于加網線數的多少：n=輸出設備分辨率/加網線數。例如在3386dpi的輸出設備上，采用175lpi的加網線數，所產生的灰度級數為：灰度級數=（3386/175）2，即361級灰度，此灰度級別完全可以滿足印刷的要求。
由上述公式可以看出，在輸出設備分辨率不變時，加網線數與灰度級數成反比關系，加網線數與灰度級數成反比關系。當加網線數增加時，點子小，印品表現的層次細節就多，但構成網點的點陣維數減少，印品的灰度級數也減少；當減少網線數時，網點變大，圖像相對粗糙，但點陣維數增加，印品表現灰度級數也隨之增加。為了獲得高質量的印刷品，往往要采用較大的灰度級數和加網線數，此時具有高分辨率的輸出設備就成了最佳的選擇。
6．印刷條件與分辨率的選擇
從理論上講，加網線數越高，網點越細，反映圖像的層次越多。但在實際的印刷中，加網線數超過200lpi就很難印刷了，而且必須使用高質量的銅版紙，顆粒細膩的油墨，分辨率很高的ps版。例如過高的加網線數而在較粗糙的紙張上印刷時，會產生以下幾種情況：一是在圖像的高調區域，由于網點過于細小而在紙張上不能印上油墨，使畫面失去高調層次；二是由于粗糙的紙張吸墨量增多，致使暗調網點并糊，而失去暗調層次。由此可見，選擇合適加網線數還必須根據印刷用的設備、材料和工藝等來決定。
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1．分辨率常表示形式
ppi（pixei per inch）即每英寸的像素數，是輸入設備每英寸內可以實際采樣的像素數。連續調照片要成為計算機能夠識別并處理的信息就必須將其數字化，像素則是數字圖像的基礎。每一個像素都是獨立的，都有其固定的位置和特定的值。像素一詞可以用來描述幾種不同的現象：每英寸內掃描設備可以捕捉信息的多少（輸入或掃描分辨率）、一幅電腦數字圖像的信息總數（圖像分辨率）和計算機顯視器可以同時顯示的獨立的水平和垂直元素數（屏幕分辨率）。因此一些輸入設備（如掃描儀）的分辨率一般用“ppi”來表示。當在掃描接口中見到“dpi”時，就要將它看成是“ppi”。這是因為在描述數字圖像時，像素是基礎而非點子。這一點是應該注意的。
dpi（dot per inch）即每英寸點數，是輸出設備每英寸內可以記錄的點數。很多雜志和某些掃描軟件接口仍然使用dpi來描述掃描或輸入分辨率，然而在技術上來說，每英寸的點數是用于描述輸入設備分辨率的，如噴墨打印機、激光照排機和postseript激光打印機的分辨率。
lpi（line per inch）是加網線數的度量單位，指每英寸的網線數。印刷的過程是一個二值化的過程，采用加網的方法對各種灰色階調和彩色階調進行模擬，使連續調的圖像最終用印刷網點的大小（或疏密）來表示。
2．掃描分辨率
掃描儀的分辨率分為光學分辨率和插值分辨率。
“光學分辨率”是指掃描儀的光學系統可以采樣的實際信息量。例如，一個可以接受最寬為8.5英寸的原始圖像的掃描儀內有一個5100單元的電荷耦合器件陣列，它的最高水平光學分辨率為600ppi（5100/8.5=600ppi），此時的像素大小為1/600英寸。垂直分辨率主要取決于ccd在此方向上步進裝置的機械設計。目前，很多掃描儀的垂直分辨率是水平分辨率的2倍。這類掃描儀的ccd步進機構采用“半步”方式，即其步進式電機每次前進半個像素的距離，掃描儀采樣后將像素疊合起來進行數學計算。一般來說，水平分辨率代表了掃描儀的主要光學性能。
“插值分辨率”是指掃描儀根據一定的算法而得到的分辨率，插值分辨率不會增加圖像新的細節。當一幅圖像的信息量太少的時候，最好的方法是重新掃描而盡量避免使用插值分辨率。
圖像文件大小是與分辨率直接相關的。文件大小的計算公式為：文件大小（m）=長（inch）×寬（inch）×分辨率2（dpi）×d/8×10242。公式中d值與圖像存儲模式有關，當圖像是墨白線條稿時，d=1；當圖像是灰度圖時，d=8；當圖像是rgb格式時，d=24；當圖像是cmyk格式時，d=32。有些人錯誤地認為，圖像分辨率越大越好，其實不然，掃描分辨率過高將導致文件過大，會增加圖像處理時間。另外，輸出設備輸出能力是有限的，因此多余的掃描分辨率就浪費了。掃描分辨率過高還會影響到圖像在屏幕上顯示的大小，從而造成操作上的不便。而且不要用高于掃描設備最大光學分辨率的輸入分門率進行掃描，采用插值分辨率掃描實際上會惡化圖像的清晰度和反差。因此選擇一臺好的掃描儀或電分機是獲取好的圖像的最佳方法。
3．屏幕（顯示器）分辨率
有些設計和制作人員總是喜歡將圖像在屏幕上以百分之百的比例顯示，如果發現圖像不夠清晰就擔心圖像的分辨率不夠或清晰度有問題，其實不然。屏幕分辨率是指計算機屏幕上一次可以顯示的總的信息量（例如640×480像素，800×600像素）或者指顯示器在水平方向上每一英寸顯示的像素數（例如72ppi或者96ppi），顯示器分辨率只會影響用戶處理圖像時的方便性，不會影響圖像的輸出質量。顯示器上像素數的大小是固定不變的，這一點與掃描設備不一樣，顯示器是以固定的像素尺寸去顯示每幅圖像的所有像素，同樣大小的原稿以不同的分辨率掃描，得到的圖像在顯示器上看到的大小是不一樣的。一幅以350dpi精度掃描的圖像在顯示器上百分之百顯示的大小實際圖像大小的350/72即大概5倍的大小。如果您已經選擇了一臺好的掃描儀或電分機的話，就不用在這個問題上大傷腦筋了。
4．輸出設備分辨率
輸出設備分辨率是激光照排機或打印機等設備的分辨率，也用dpi來表示。如某黑白打印機的分辨率可達600dpi，某發排機的分辨率可達3386dpi等等。事實上印刷復制方法、加網線數、輸出設備分辨率加在一起才決定了圖像的最終分辨率。
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如果要通過印刷的方式再現一幅原稿，掃描分辨率、加網線數、輸出設備分辨率的合理選擇與匹配是非常重要的。下面我們來談一談如何在不同的原稿、輸出、曬版、印刷條例上選擇合適的分辨率。
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在掃描過程中不存在適合于所有圖像的通用輸入分辨率，掃描的最終目的是要獲得恰如其分的信息量以滿足輸出的要求。因此，要根據實際條件和要求，選擇不同的掃描分辨率。
①掃描分辨率與加網線數
加網線數一般等于數字圖像的分辨率，即數字圖像的每個像素均輸出到菲林上，但上述規則僅適合于水平和垂直方向加網（即網線角度為0度或90度）的場合，當網線角度不等于0度或90度時，在其方向由會發生像素不夠的情況，最不理想是45度時：假設數字圖像在縱向和橫向均為10個像素，圖像長度為l，其分辨率為r=10/l，當加網角度為45度時，對角線長度為1.414l，在這樣長度上像素數也為10個，則分辨率為10/1.414l=0.707（10/l）=0.707r。顯然，當加網角度為45度時，在對角線方向上圖像分辨率不夠，所以無論灰度圖像還是彩色圖像，均需將圖像分辨率提高1.414倍（約1.5倍），桌面出版系統在掃描原稿時通常采用2倍放大率，此值稱為質量因子。
掃描分辨率可用下列公式表示：
掃描分辨率（dpi）=加網線數（lpi）×2×圖像縮放倍率（此公式的前提條件是掃描儀的光學分辨率足夠高）。
例如當你使用175lpi印刷時，若放大倍率為4倍，則掃描分辨率為：175×2×4=1400ppi。
②輸出設備分辨率與加網線數
加網線數越高，圖像越細膩，質量也越好。但加網線數不能太高，否則在印刷或打樣時由于網點擴大造成糊版，反而減低了質量。因而加網線數也應根據印刷中使用的紙張、印刷機的狀況及工藝方法來決定。
傳統的照相加網技術通過網屏將圖像分割成若干個面積相同的小方塊，根據原稿的亮度差產生不同的光通量，最后在分割的小方塊中形成大小不同的點子。數字加網技術則采用了不同的方法，頁面中的圖像由輸出分辨率和加網技術則采用了不同的方法，頁面中的圖像由輸出分辨率和加網線數匹配來生成類似于照相加網網格的網點柵格點陣，在生成每個網點時，由輸出設備（激光照排機）的控制輸出記錄光點在柵格點陣中各單元上是否曝光實現。
所謂網點柵格點陣就是由多個可曝光的點組成的點陣，如圖1所示的為3×3的點陣，它由9個可曝光的點組成。點陣中的點子是否曝光取決于數字圖像中像素的灰度值。因為點子只有曝光和不曝光兩種狀態，即每個可曝光的點只能表示黑白兩個值。所以3×3的點陣只能表示9+1+10個不同的灰度值（包括所有點子都不曝光的白色）。
圖1 33點陣的不同曝光情況
要想增加輸出圖像的灰度級數，就必須增加點陣的維數（n×n階點陣，n稱為維數），則灰度級數n可用下式求取：n=n×n。
由于輸出分辨率是固定的或分為有限的幾級，所以柵格點陣的大小取決于加網線數的多少：n=輸出設備分辨率/加網線數。例如在3386dpi的輸出設備上，采用175lpi的加網線數，所產生的灰度級數為：灰度級數=（3386/175）2，即361級灰度，此灰度級別完全可以滿足印刷的要求。
由上述公式可以看出，在輸出設備分辨率不變時，加網線數與灰度級數成反比關系，加網線數與灰度級數成反比關系。當加網線數增加時，點子小，印品表現的層次細節就多，但構成網點的點陣維數減少，印品的灰度級數也減少；當減少網線數時，網點變大，圖像相對粗糙，但點陣維數增加，印品表現灰度級數也隨之增加。為了獲得高質量的印刷品，往往要采用較大的灰度級數和加網線數，此時具有高分辨率的輸出設備就成了最佳的選擇。
6．印刷條件與分辨率的選擇
從理論上講，加網線數越高，網點越細，反映圖像的層次越多。但在實際的印刷中，加網線數超過200lpi就很難印刷了，而且必須使用高質量的銅版紙，顆粒細膩的油墨，分辨率很高的ps版。例如過高的加網線數而在較粗糙的紙張上印刷時，會產生以下幾種情況：一是在圖像的高調區域，由于網點過于細小而在紙張上不能印上油墨，使畫面失去高調層次；二是由于粗糙的紙張吸墨量增多，致使暗調網點并糊，而失去暗調層次。由此可見，選擇合適加網線數還必須根據印刷用的設備、材料和工藝等來決定。
淺析印刷中油墨助劑的選擇
樂視系已遭20起以上司法凍結，樂視網難獨善其身
美國大都會印刷成功經驗介紹
2013考研大軍主要目的為就業和讀名校
新型利必達106：印刷準備用時最短的世界冠軍
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