在談論圖像質量時，我們都會提到分辨率。 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，它將給出圖像的總像素數。 而質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。 有些說法是，更高的分辨率可以提高圖像的質量。 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量。 這樣真的能提高圖像的質量嗎？
這是實際分辨率為1280x960像素的原始圖像
這裡有一張分辨率為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節。 雖然隨著圖像的放大，圖像變得越來越像素化和模糊，但質量看起來還不錯，即便不是很好。
如果我們提高圖像的分辨率，圖像細節的質量會更好嗎？
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，圖像質量本身沒有什麼明顯改善。 雖然在無縮放時最大分辨率下看起來還不錯，但是當你開始放大圖像的時候，圖像的質量實際上會受到影響。 它看起來更模糊。 顏色看起來也更加淡了，場景看起來不那麼協調。 事實上，低分辨率拍攝到的圖像在縮放到高分辨率時不會提高質量。
那麼，圖像分辨率不能決定圖像質量嗎？
圖像的分辨率和質量取決於一些因素。 為了更好地理解這一點，我們要先了解，電子傳感器(單反和無反相機)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(打印數字圖像時)創建圖像。 光柵文件被創建並存儲在可以被照片編輯軟件修改的存儲介質上。 之後我們可以壓縮光柵文件(RAW格式)以減小文件大小(JPEG格式) ，但需要在畫面細節上進行折衷。
一旦圖像通過光柵格式獲得，它就將所有細節存儲在圖像的像素裡。 因此，你事實上是不能通過提到更高的分辨率來提高圖像的質量。 相反，通過軟件插值來提供分辨率，其實是複製相鄰或最近的像素，你實際上添加的是已經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” ，那麼當圖像被放大時，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人工智能技術可以動態添加一些信息，但技術還不成熟和高效，暫不在本文討論範圍）。
Photoshop放大圖片分辨率的原理示意圖
這就是為什麼專業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存儲更多的信息。 更多的信息意味著更多的細節，因此比低分辨率的圖像質量要好得多。 如果這是商業化攝影，擁有最高質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，那麼這張照片在印刷時就不那麼好看了，但是在網絡上可能不會有什麼不同。 這是因為大多數網頁內容，像圖片一樣，沒有以100%的大小顯示，所以不會有明顯的差別。 當打印時，質量是非常明顯的。 這就是為什麼出版商在影像分辨率和質量方面會給攝影師一定的標準。
圖像質量的衡量
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，這也意味著圖像質量越高。
點間距(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，數值越小意味著越清晰的圖像。 當你有更近的像素點間距，圖像看起來更清晰。 點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，點間距更小的圖像質量看上去更好。 例如，1024 x 768分辨率的點距為0.297。 3840 x 2400分辨率的點距為0.125。 後者將比前者更清晰，因此有更好的圖像質量。（這裡我們可以參考手機屏幕的像素密度，類似的概念）
點間距(Dot Pitch)
壓縮是衡量質量的另一個因素。 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量。 這方面的一個例子是 TIFF 文件格式，它也佔用了磁盤上最大的存儲空間。 Jpeg 格式，基於 DCT (離散餘弦變換)算法，允許進一步壓縮圖像(有損數據壓縮) ，以減少文件大小。 然而，通過壓縮圖像， 其質量會損失。 圖像壓縮的次數越多，保存的質量就越差。 在互聯網的早期，JPEG 在網頁內容上變得流行起來。 由於文件尺寸較小，它允許網站在帶寬有限的情況下加載內容更快些。
更多的壓縮會減少文件大小，但是會得到質量較低的圖像
決定質量的是設備
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”就是說的它，因為它負責收集光線來創建圖像。 由於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量就沒那麼好了。
必須要有好的光線
在影像質量方面，光線可能經常被忽略，但它和相機一樣重要。 你需要光線來創建圖像。 偉大攝影師所拍攝的質量最好的照片有一個共同點，那就是良好的光線。 不管相機有多高端，如果光線不好，你不會得到高質量的圖像。 光線不好的圖像編輯起來也很痛苦，因為某些細節無法從陰影和顆粒狀區域恢復。 缺乏光線也會產生模糊的圖像，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，但這更多的是出於創造性的目的，而不是最佳實踐。
顯示設備也很重要
有一臺好的顯示器，對於還原圖像原貌，查看最高品質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，你不會得到很好的質量。 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量。 當然，一個100萬像素的圖像在4 k 顯示器上也不會變好。 這就是為什麼在後期製作工作室裡，編輯們要求使用最好的顯示屏和5 k 以上的分辨率。
總結
剛開始時可能會令人有點困惑，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量直接由圖像被捕捉的一刻決定(不考慮後期)。 例如，如果你用高分辨率的設備拍攝，你就會得到高質量的圖像。
在編輯圖像時，圖像分辨率和圖像質量並不相關。 例如，當你將一個低分辨率的圖像的分辨率提高，你不會提高它的質量。
用於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。 在印刷品上發表的圖片要看起來高質量，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。
壓縮圖像文件會導致圖像質量下降。
光線好，質量高，光線差，質量低。
隨著技術的進步，現在有新的算法正在研發，可以放大圖像，同時添加“新的”細節，以改善圖像質量。 利用機器學習的人工智能方法，研究人員正在測試使用深度卷積神經網絡技術的成像算法。 這可能很快就會成為常態，在這種情況下，提高圖像分辨率確實可以改善圖像質量。 對於傳統成像(不涉及人工智能) ，圖像質量仍然在很大程度上取決於捕捉的時刻，其質量將取決於相機的規格(如圖像分辨率、傳感器大小等)。
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