在談?wù)搱D像質(zhì)量時(shí)，我們都會(huì )提到分辨率。 分辨率當然是指以像素(圖像元素)為單位測量的圖像的大小。 當您將圖像分辨率的寬度和高度相乘時(shí)，它將給出圖像的總像素數。 而質(zhì)量是指圖像中存儲在像素中的細節內容，如顏色、陰影、對比度等。 有些說(shuō)法是，更高的分辨率可以提高圖像的質(zhì)量。 意思就是說(shuō)，如果你有一張低分辨率的圖片，增加它的分辨率也會(huì )提高質(zhì)量。 這樣真的能提高圖像的質(zhì)量嗎？

這是實(shí)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。 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(shí)，仍然可以看到場(chǎng)景的細節。 雖然隨著(zhù)圖像的放大，圖像變得越來(lái)越像素化和模糊，但質(zhì)量看起來(lái)還不錯，即便不是很好。

如果我們提高圖像的分辨率，圖像細節的質(zhì)量會(huì )更好嗎？

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

原始分辨率圖像顯示在左邊，放大的在右邊

我們看到，通過(guò)增加分辨率，圖像質(zhì)量本身沒(méi)有什么明顯改善。 雖然在無(wú)縮放時(shí)最大分辨率下看起來(lái)還不錯，但是當你開(kāi)始放大圖像的時(shí)候，圖像的質(zhì)量實(shí)際上會(huì )受到影響。 它看起來(lái)更模糊。 顏色看起來(lái)也更加淡了，場(chǎng)景看起來(lái)不那么協(xié)調。 事實(shí)上，低分辨率拍攝到的圖像在縮放到高分辨率時(shí)不會(huì )提高質(zhì)量。

那么，圖像分辨率不能決定圖像質(zhì)量嗎？

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(diǎn)，我們要先了解，電子傳感器(單反和無(wú)反相機)捕捉到的數字圖像使用了所謂的光柵格式。 光柵格式使用像素(數字成像)或點(diǎn)(打印數字圖像時(shí))創(chuàng )建圖像。 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。 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(huà)面細節上進(jìn)行折衷。

一旦圖像通過(guò)光柵格式獲得，它就將所有細節存儲在圖像的像素里。 因此，你事實(shí)上是不能通過(guò)提到更高的分辨率來(lái)提高圖像的質(zhì)量。 相反，通過(guò)軟件插值來(lái)提供分辨率，其實(shí)是復制相鄰或最近的像素，你實(shí)際上添加的是已經(jīng)存儲在原始圖像像素中的已有信息。 例如，如果在原始圖像中捕獲的某個(gè)像素的 RGB 值為“39,48,43” ，那么當圖像被放大時(shí)，它仍然是相同的值。 沒(méi)有任何新的信息可以添加（如今通過(guò)AI人工智能技術(shù)可以動(dòng)態(tài)添加一些信息，但技術(shù)還不成熟和高效，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(zhuān)業(yè)攝影師和老司機們更喜歡使用高分辨率圖像的原因，因為他們有更多的像素來(lái)存儲更多的信息。 更多的信息意味著(zhù)更多的細節，因此比低分辨率的圖像質(zhì)量要好得多。 如果這是商業(yè)化攝影，擁有最高質(zhì)量的圖像是很重要的。 如果一個(gè)攝影師用800萬(wàn)像素而不是3200萬(wàn)像素拍攝這張照片，那么這張照片在印刷時(shí)就不那么好看了，但是在網(wǎng)絡(luò )上可能不會(huì )有什么不同。 這是因為大多數網(wǎng)頁(yè)內容，像圖片一樣，沒(méi)有以100%的大小顯示，所以不會(huì )有明顯的差別。 當打印時(shí)，質(zhì)量是非常明顯的。 這就是為什么出版商在影像分辨率和質(zhì)量方面會(huì )給攝影師一定的標準。

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(lái)衡量的。 高分辨率的圖像通常每平方英寸有更多的像素。 對角線(xiàn)像素的數量與穿過(guò)圖像的對角線(xiàn)的長(cháng)度成比例。 PPI 越高，圖像分辨率越高，這也意味著(zhù)圖像質(zhì)量越高。

點(diǎn)間距(Dot Pitch)是用來(lái)測定圖像清晰度的一種方法。 這是使用毫米為單位，數值越小意味著(zhù)越清晰的圖像。 當你有更近的像素點(diǎn)間距，圖像看起來(lái)更清晰。 點(diǎn)間距是從一個(gè)像素的中心到下一個(gè)像素的距離。 一般情況下，點(diǎn)間距更小的圖像質(zhì)量看上去更好。 例如，1024 x 768分辨率的點(diǎn)距為0.297。 3840 x 2400分辨率的點(diǎn)距為0.125。 后者將比前者更清晰，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，類(lèi)似的概念）

點(diǎn)間距(Dot Pitch)

壓縮是衡量質(zhì)量的另一個(gè)因素。 原始光柵格式的圖像稱(chēng)為 RAW 文件。 Raw 文件包含最高質(zhì)量的圖像，所以一些攝影師只使用所謂的無(wú)損格式來(lái)保持圖像質(zhì)量。 這方面的一個(gè)例子是 TIFF 文件格式，它也占用了磁盤(pán)上最大的存儲空間。 Jpeg 格式，基于 DCT (離散余弦變換)算法，允許進(jìn)一步壓縮圖像(有損數據壓縮) ，以減少文件大小。 然而，通過(guò)壓縮圖像， 其質(zhì)量會(huì )損失。 圖像壓縮的次數越多，保存的質(zhì)量就越差。 在互聯(lián)網(wǎng)的早期，JPEG 在網(wǎng)頁(yè)內容上變得流行起來(lái)。 由于文件尺寸較小，它允許網(wǎng)站在帶寬有限的情況下加載內容更快些。

更多的壓縮會(huì )減少文件大小，但是會(huì )得到質(zhì)量較低的圖像

決定質(zhì)量的是設備

這可能是大多數人都知道的。 與普通的智能手機相機相比，佳能5d Mark IV 相機在默認情況下肯定能夠捕捉到更好的圖像。 相機的鏡頭，傳感器大小，圖像分辨率，固件功能，IS系統和圖像信號處理器等規格特性決定了質(zhì)量。 傳感器的大小很重要，攝影圈內有句“底大一級壓死人”就是說(shuō)的它，因為它負責收集光線(xiàn)來(lái)創(chuàng )建圖像。 由于智能手機的傳感器尺寸更小，相比同等像素數碼單反相機的質(zhì)量就沒(méi)那么好了。

必須要有好的光線(xiàn)

在影像質(zhì)量方面，光線(xiàn)可能經(jīng)常被忽略，但它和相機一樣重要。 你需要光線(xiàn)來(lái)創(chuàng )建圖像。 偉大攝影師所拍攝的質(zhì)量最好的照片有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是良好的光線(xiàn)。 不管相機有多高端，如果光線(xiàn)不好，你不會(huì )得到高質(zhì)量的圖像。 光線(xiàn)不好的圖像編輯起來(lái)也很痛苦，因為某些細節無(wú)法從陰影和顆粒狀區域恢復。 缺乏光線(xiàn)也會(huì )產(chǎn)生模糊的圖像，不夠清晰。 在光線(xiàn)不好的情況下，顏色也會(huì )受到影響，從而降低圖像的整體質(zhì)量。 故意在光線(xiàn)不好的情況下拍攝一張照片可能會(huì )被解釋為藝術(shù)，但這更多的是出于創(chuàng )造性的目的，而不是最佳實(shí)踐。

顯示設備也很重要

有一臺好的顯示器，對于還原圖像原貌，查看最高品質(zhì)的圖像也是很重要的。 標準 VGA 顯示器與4 k 顯示器相比就是天壤之別。 當你試圖在 VGA 顯示器上查看你的32mp 圖像時(shí)，你不會(huì )得到很好的質(zhì)量。 這也表明，即使是高分辨率的圖像，如果你的顯示效果很差，也可能會(huì )看到很差的質(zhì)量。 當然，一個(gè)100萬(wàn)像素的圖像在4 k 顯示器上也不會(huì )變好。 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。

總結

剛開(kāi)始時(shí)可能會(huì )令人有點(diǎn)困惑，現在讓我們分析一下到目前為止討論的內容。

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)。 例如，如果你用高分辨率的設備拍攝，你就會(huì )得到高質(zhì)量的圖像。

在編輯圖像時(shí)，圖像分辨率和圖像質(zhì)量并不相關(guān)。 例如，當你將一個(gè)低分辨率的圖像的分辨率提高，你不會(huì )提高它的質(zhì)量。

用于顯示圖像的媒介類(lèi)型非常重要。 在高分辨率顯示器(如電腦顯示器、電視、電影屏幕)上觀(guān)看效果最佳。 在印刷品上發(fā)表的圖片要看起來(lái)高質(zhì)量，就需要用高分辨率輸出。 在高分辨率顯示器上顯示的低分辨率圖像看起來(lái)也不會(huì )好多少。 低分辨率的圖片在網(wǎng)頁(yè)上看起來(lái)不錯，但在印刷品上就不行了。

壓縮圖像文件會(huì )導致圖像質(zhì)量下降。

光線(xiàn)好，質(zhì)量高，光線(xiàn)差，質(zhì)量低。

隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，現在有新的算法正在研發(fā)，可以放大圖像，同時(shí)添加“新的”細節，以改善圖像質(zhì)量。 利用機器學(xué)習的人工智能方法，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。 這可能很快就會(huì )成為常態(tài)，在這種情況下，提高圖像分辨率確實(shí)可以改善圖像質(zhì)量。 對于傳統成像(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(shí)刻，其質(zhì)量將取決于相機的規格(如圖像分辨率、傳感器大小等)。