既然我们了解了数字图像本质上是像素的集合,接下来我们来讨论如何衡量图像的尺寸和细节。这使我们开始讨论图像分辨率。什么是图像分辨率?图像分辨率指数字图像中包含的像素总数。它通常表示为图像宽度上的像素数乘以其高度上的像素数。将图像想象成由微小方块(每个方块就是一个像素)组成的网格或马赛克。分辨率表示这个网格的尺寸。例如,一张分辨率为640x480的图像,其宽度为640像素,高度为480像素。$$ \text{总像素数} = \text{宽度} \times \text{高度} $$因此,对于我们640x480的例子: $$ \text{总像素数} = 640 \times 480 = 307,200 \text{ 像素} $$这意味着图像由超过300,000个独立像素组成,每个都带有其自身的颜色或强度值。graph G { node [shape=plaintext]; Image [label=< <TABLE BORDER="0" CELLBORDER="1" CELLSPACING="0"> <TR><TD COLSPAN="4" BGCOLOR="#e9ecef">图像(例如,4x3 像素)</TD></TR> <TR> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#a5d8ff"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#74c0fc"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#4dabf7"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#339af0"></TD> </TR> <TR> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#bac8ff"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#91a7ff"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#748ffc"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#5c7cfa"></TD> </TR> <TR> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#d0bfff"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#b197fc"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#9775fa"></TD> <TD WIDTH="30" HEIGHT="30" BGCOLOR="#845ef7"></TD> </TR> <TR><TD COLSPAN="2" BORDER="0">宽度 = 4 像素</TD><TD COLSPAN="2" BORDER="0" ALIGN="RIGHT">高度 = 3 像素</TD></TR> </TABLE> >]; }低分辨率图像网格(宽4像素,高3像素)的简化示意图。分辨率与图像细节图像的分辨率直接关系到其能捕捉和显示的细节量。更高分辨率的图像(像素更多,例如1920x1080)比低分辨率的图像(例如320x240)使用更精细的网格。想象一下,尝试表示一个细节丰富的场景,如人脸或文字,只用少量大块马赛克瓷砖与使用大量小块瓷砖的对比。用更多、更小的瓷砖(更高分辨率)制作的图像可以表示更精细的细节和更平滑的过渡,看起来更清晰锐利。反之,像素较少(分辨率较低)的图像在近距离查看或放大时会显得有方块感或“像素化”,因为每个独立像素覆盖了原始场景中更大的区域。更高分辨率: 更多像素,可能更多细节,文件尺寸更大。更低分辨率: 更少像素,更少细节,文件尺寸更小。需要注意的是,分辨率仅定义了像素的数量。实际感知到的质量还取决于以下因素:用于捕获图像的镜头质量、传感器的能力、压缩伪影(将在文件格式部分讨论)以及观看条件。然而,分辨率设定了图像文件所能容纳细节的上限。宽高比与分辨率紧密相关的是宽高比,它描述了图像宽度与高度之间的比例关系。它通常表示为比例,如4:3或16:9。您可以通过用宽度除以高度并进行约分来计算宽高比。一个 640x480 的图像,其宽高比为 $640 / 480 = 4 / 3$,通常写作 4:3。一个 1920x1080 的图像,其宽高比为 $1920 / 1080 = 16 / 9$,通常写作 16:9(高清视频常用)。一个 1080x1080 的图像,其宽高比为 $1080 / 1080 = 1 / 1$,即 1:1(正方形图像)。宽高比决定了图像的形状,与其实际像素尺寸无关。理解分辨率是很重要的,因为它告诉我们正在处理数据的空间尺寸。当我们之后讨论图像处理操作,例如缩放或使用坐标识别像素位置时,图像的分辨率(以像素表示的宽度和高度)将是一个不变的参考点。