在談?wù)搱D像質(zhì)量時，我們都會提到分辨率。 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。 當(dāng)您將圖像分辨率的寬度和高度相乘時，它將給出圖像的總像素?cái)?shù)。 而質(zhì)量是指圖像中存儲在像素中的細(xì)節(jié)內(nèi)容，如顏色、陰影、對比度等。 有些說法是，更高的分辨率可以提高圖像的質(zhì)量。 意思就是說，如果你有一張低分辨率的圖片，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？
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，仍然可以看到場景的細(xì)節(jié)。 雖然隨著圖像的放大，圖像變得越來越像素化和模糊，但質(zhì)量看起來還不錯，即便不是很好。
如果我們提高圖像的分辨率，圖像細(xì)節(jié)的質(zhì)量會更好嗎？
現(xiàn)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，通過增加分辨率，圖像質(zhì)量本身沒有什么明顯改善。 雖然在無縮放時最大分辨率下看起來還不錯，但是當(dāng)你開始放大圖像的時候，圖像的質(zhì)量實(shí)際上會受到影響。 它看起來更模糊。 顏色看起來也更加淡了，場景看起來不那么協(xié)調(diào)。 事實(shí)上，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，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(單反和無反相機(jī))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(diǎn)(打印數(shù)字圖像時)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) ，但需要在畫面細(xì)節(jié)上進(jìn)行折衷。
一旦圖像通過光柵格式獲得，它就將所有細(xì)節(jié)存儲在圖像的像素里。 因此，你事實(shí)上是不能通過提到更高的分辨率來提高圖像的質(zhì)量。 相反，通過軟件插值來提供分辨率，其實(shí)是復(fù)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像素的 RGB 值為“39,48,43” ，那么當(dāng)圖像被放大時，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，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
這就是為什么專業(yè)攝影師和老司機(jī)們更喜歡使用高分辨率圖像的原因，因?yàn)樗麄冇懈嗟南袼貋泶鎯Ω嗟男畔ⅰ?更多的信息意味著更多的細(xì)節(jié)，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。 如果一個攝影師用800萬像素而不是3200萬像素拍攝這張照片，那么這張照片在印刷時就不那么好看了，但是在網(wǎng)絡(luò)上可能不會有什么不同。 這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)網(wǎng)頁內(nèi)容，像圖片一樣，沒有以100%的大小顯示，所以不會有明顯的差別。 當(dāng)打印時，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)量方面會給攝影師一定的標(biāo)準(zhǔn)。
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。 高分辨率的圖像通常每平方英寸有更多的像素。 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，圖像分辨率越高，這也意味著圖像質(zhì)量越高。
點(diǎn)間距(Dot Pitch)是用來測定圖像清晰度的一種方法。 這是使用毫米為單位，數(shù)值越小意味著越清晰的圖像。 當(dāng)你有更近的像素點(diǎn)間距，圖像看起來更清晰。 點(diǎn)間距是從一個像素的中心到下一個像素的距離。 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(jī)屏幕的像素密度，類似的概念）
點(diǎn)間距(Dot Pitch)
壓縮是衡量質(zhì)量的另一個因素。 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，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。 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。 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(shù)據(jù)壓縮) ，以減少文件大小。 然而，通過壓縮圖像， 其質(zhì)量會損失。 圖像壓縮的次數(shù)越多，保存的質(zhì)量就越差。 在互聯(lián)網(wǎng)的早期，JPEG 在網(wǎng)頁內(nèi)容上變得流行起來。 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(nèi)容更快些。
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
這可能是大多數(shù)人都知道的。 與普通的智能手機(jī)相機(jī)相比，佳能5d Mark IV 相機(jī)在默認(rèn)情況下肯定能夠捕捉到更好的圖像。 相機(jī)的鏡頭，傳感器大小，圖像分辨率，固件功能，IS系統(tǒng)和圖像信號處理器等規(guī)格特性決定了質(zhì)量。 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，因?yàn)樗?fù)責(zé)收集光線來創(chuàng)建圖像。 由于智能手機(jī)的傳感器尺寸更小，相比同等像素?cái)?shù)碼單反相機(jī)的質(zhì)量就沒那么好了。
在影像質(zhì)量方面，光線可能經(jīng)常被忽略，但它和相機(jī)一樣重要。 你需要光線來創(chuàng)建圖像。 偉大攝影師所拍攝的質(zhì)量最好的照片有一個共同點(diǎn)，那就是良好的光線。 不管相機(jī)有多高端，如果光線不好，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，因?yàn)槟承┘?xì)節(jié)無法從陰影和顆粒狀區(qū)域恢復(fù)。 缺乏光線也會產(chǎn)生模糊的圖像，不夠清晰。 在光線不好的情況下，顏色也會受到影響，從而降低圖像的整體質(zhì)量。 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)，但這更多的是出于創(chuàng)造性的目的，而不是最佳實(shí)踐。
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(biāo)準(zhǔn) VGA 顯示器與4 k 顯示器相比就是天壤之別。 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。 這也表明，即使是高分辨率的圖像，如果你的顯示效果很差，也可能會看到很差的質(zhì)量。 當(dāng)然，一個100萬像素的圖像在4 k 顯示器上也不會變好。 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。
剛開始時可能會令人有點(diǎn)困惑，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)。 例如，如果你用高分辨率的設(shè)備拍攝，你就會得到高質(zhì)量的圖像。
在編輯圖像時，圖像分辨率和圖像質(zhì)量并不相關(guān)。 例如，當(dāng)你將一個低分辨率的圖像的分辨率提高，你不會提高它的質(zhì)量。
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、電視、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，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也不會好多少。 低分辨率的圖片在網(wǎng)頁上看起來不錯，但在印刷品上就不行了。
壓縮圖像文件會導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。
光線好，質(zhì)量高，光線差，質(zhì)量低。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在有新的算法正在研發(fā)，可以放大圖像，同時添加“新的”細(xì)節(jié)，以改善圖像質(zhì)量。 利用機(jī)器學(xué)習(xí)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(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，其質(zhì)量將取決于相機(jī)的規(guī)格(如圖像分辨率、傳感器大小等)。
