说明位图,矢量图,像素,分辨率，PPI,DPI？

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刘凯

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位图：位图图像（bitmap）, 亦称为点阵图像或绘制图像，是由称作像素（图片元素）的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。只要有足够多的不同色彩的像素，就可以制作出色彩丰富的图象，逼真地表现自然界的景象。缩放和旋转容易失真，同时文件容量较大。bmp，jpg，gif，png。便携式网络图形（Portable Network Graphics，PNG）是一种无损压缩的位图图形格式，截图首选png格式。

矢量图像：由数学向量组成，文件容量较小，在进行放大、缩小或旋转等操作时图象不会失真，缺点是不易制作色彩变化太多的图象。
像素：像素，又称画素，为图像显示的基本单位，译自英文“pixel”，pix是英语单词picture的常用简写，加上英语单词“元素”element，就得到pixel，故“像素”表示“图像元素”之意。像素表示图形尺寸的大小。不同设备显示效果相同。这里的“相同”是指像素数不会变，比如指定UI长度是100px，那不管分辨率是多少UI长度都是100px。也正是因为如此才造成了UI在小分辨率设备上被放大而失真，在大分辨率上被缩小。
分辨率：Image resolution，中国大陆译为“分辨率”，香港、台湾分别译为“解像度”和“解析度”，又称“解像力”，泛指量测或显示系统对细节的分辨能力。分辨率越高代表视频质量越好，越能表现出更多的细节；但相对的，因为纪录的信息越多，文件也就会越大。图像处理或信号处理中的空间或时间分辨率：能够分辨图像中两个点或线的能力。描述分辨率的单位有：dpi（点每英寸）、lpi（线每英寸）和ppi（每英寸像素）。从技术角度说，“像素”只存在于电脑显示领域，而“点”只出现于打印或印刷领域。对电脑显示屏等，分辨率是用像素数目衡量；对数字文件印刷，分辨率是通常用每英寸所含点或像素〔dpi〕来衡量。像素数目大的数码相机，较能够输出高分辨率的图像。因此，相机制造商在广告上多使用像素数目代表分辨率。不过，相机是测量仪器而不是显示设备。镜头对视频质量极为重要，光以用像素数目代表分辨率是非常误导的。美国、日本和国际标准都建议不应使用此一定义。
提起分辨率，我们需要了解两个概念，图像分辨率和输出分辨率，图像分辨率是每英寸的像素数，以ppi为单位，图像分辨率又常常被表示成每一个方向上的总像素数量，比如640×480像素、1280×960像素等。而决定图像输出质量的是图像的输出分辨率，描述的是设备输出图像时每英寸可产生的点数（dpi），以dpi为单位，两者有联系但并不总是相等的。
以21.5寸的显示器为例，设置屏幕分辨率为1920*1080（推荐设置，还可以设置成最小800*600），下载一张1920*1080的图片，当显示为实际大小时，图片正好可以覆盖整个屏幕，再将屏幕分辨率设置为1360*768，这时当查看图片的实际大小时，发现屏幕不能承下整个图片。也就是说，21.5寸的显示器设置1920*1080，是将屏幕分为1920*1080个小块（也就是像素），当显示1920*1080的图片时，屏幕上的所有块（像素）正好都被占用，当显示器分辨率为1360*768时，将21.5寸的屏幕分成1360*768个小块，再次显示1920*1080大小的图片时，发现屏幕上的所有块不能承下图片，需要左右移动才能查看完整的图片。这也解释了，为什么将屏幕分辩率调小之后，会发现照片和文字变大的问题。
PPI：每英寸像素（英语：Pixels Per Inch），又被称为像素密度，是一个表示打印图像或显示器单位面积上像素数量的指数。一般用来计量电脑显示器，电视机和手持电子设备屏幕的精细程度。通常情况下，每英寸像素值越高，屏幕能显示的图像也越精细。是将屏幕尺寸与分辨率整合到一起的一个属性。以屏幕尺寸为4吋的iPhone 5为例，分辨率为1136x640，像素密度为326PPI。而分辨率为1920x1080的家用21.5寸显示器，像素密度为103PPI。Retina显示屏（英文：Retina Display）是一种由苹果公司设计和委托制造的显示屏，具备足够高像素密度而使得人体肉眼无法分辨其中单独像素点的液晶屏，最初采用该种屏幕的产品iPhone 4由执行长史蒂夫·乔布斯于WWDC2010发布，其屏幕分辨率为960×640（每英寸像素数326ppi）。这种分辨率在正常观看距离下足以使人肉眼无法分辨其中的单独像素。
DPI打印输出分辨率（英语：Dots Per Inch，每英寸点数）是一个量度单位，用于点阵数位影像，意思是指每一英寸长度中，取样或可显示或输出点的数目。打印机所设定之分辨率的DPI值越高，印出的图像会越精细。打印机通常可以调校分辨率。例如撞针打印机，分辨率通常是60至90 DPI。喷墨打印机则可达1200 DPI，甚至9600 DPI。激光打印机则有600至1200 DPI。一般显示器为96 DPI。

编辑于 2015-10-31

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Mingde Feng

不知乎

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位图和矢量图是图像的存储方式

我们知道，计算机内存储空间（包括内存和磁盘等）是以字节(byte，8个二进制位)为单位的，可以理解为一个数目庞大的数组。要在计算机中表达图像，自然能想到的方法就是，把自然图像划分为整齐排列的“像素(pixel)”点的集合，每个点可用几个字节（如3个字节，分别记录红、绿、蓝三色的相对比例，RGB表示法)表达，将所有“像素”点按一定顺序记录到存储空间，就能存储图像了。再现图像时，取出数据，按次序由显示设备（显示器、打印机）表达各个像素点，成为我们看到的图像。

按照这种方法存储记录的图像，称为位图（Bitmap/raster）。表达图像时，所采用的点阵规模（宽多少个点，高多少个点）称为位图的尺寸(size)。我们的电脑桌面，实际上就是一个常驻显存的位图，其大小通常是1920*1080等。（桌面大小是可调的，如果是液晶显示器，桌面大小最好调节为和显示器的像素点规模一致，实现”点对点“显示）

备注：位图的尺寸(size)在有些场合被称为位图的分辨率(resolution)，这种叫法容易和出版发行时的印刷分辨率相混淆,后文细说。

在位图的发展过程中，不同企业针对具体硬件平台采用不同的数据压缩方法，形成了众多位图“文件格式”，如bmp格式位图文件、jpg格式、png格式等等。

由于采用点阵取样的方式存储图像，一旦存储，点阵的规模就是固定的了，即使你强制转化图像文件的大小，信息量也不可能增加（只可能降低）。在显示图片的地方(如Word文件中)，图片显示的区域大小（屏幕像素）一般比位图的点阵规模要小，因此看起来很清晰，但如果你把图片的显示区域拉大到比图片的点阵规模还要大，那在显示时，会计算采用最近位置的图片像素值填满屏幕像素，看起来就斑斑点点的了，很粗糙。如上图右方图示。

除了位图之外，表达图像还有另一种方法，那就是记录“图形”，而不是“像素”。例如，直接用数学方法记录直线、方块、圆形、规则曲线、线条颜色、填充颜色等图形构成信息。由于在数学上，图形的表达用的是“矢量（有方向的箭头）”的概念，这种表达图形的方法称为矢量图（Vector Image）。很显然，矢量图适合记录线条画、原理图、数据图示等，而不适合记录风景、人像等照片类的图像。

由于记录的是“图形/图元”，在显示时才落实占用区域，矢量图是可调（任意）大小的。因此，不管你将图片”放大“多少倍，负责矢量图绘制的电脑程序总能依据图形的形状数据，计算出每个像素点的颜值，完美表达图形细节。如上图右方所示。

同样，矢量图在发展的过程中，也形成了很多文件格式，包括eps、wmf等。在Powerpoint、Acrobat等办公软件中，绘制的线条、图表等实际上也是矢量的，可以不失真的放大缩小。

在表达由线条、图形构成的图像时，优选采用矢量图作为存储格式，方便调整修改。在最终使用时（出版、打印时），矢量图需要落实成为实际点阵，称为矢量图的“点阵化”，一旦点阵化，就成为位图了。

实际上，矢量图和位图经常混合使用，例如Powerpoint的一个页面上可能既有矢量表达的线条插图，也有位图点阵表达的一副照片。

常见的pdf文件，其基础架构是矢量的，因此放大后文字、线条等都很清楚，但对于其中嵌入的位图（如扫描录入的印刷版页面、扫描录入的印刷版插图），放大后就很粗糙了。

2. 像素

位图存储时，点阵中的一个点就称为一个像素。

显示设备在表现画面时，也是以位图点阵方式呈现的，例如液晶面板会有自己的点阵规模，其中一个点也就是显示设备的一个像素。

在显示设备上查看图像时，会有一个映射计算过程。位图显示比例是100%，则位图的一个像素就直接对应屏幕的一个像素了。但更多的情况下，软件会有缩放、编辑内容自身也会有缩放（如Word中的一副图片)，位图像素到显示设备像素是一个多次计算过程。

3. 分辨率

分辨率(resolution)这个词，被多个情景下使用，容易混淆。

在讲一张位图图片(bmp、jpg文件)的分辨率时，实际是指图片的尺寸(size)，宽多少个像素、高多少个像素)。如手机拍照形成的照片文件，分辨率可以是4160*2336，3260*1840等多种选择。

电脑桌面实际上是一张常驻显存的位图，又是会说，桌面的分辨率是1920*1080，指的是操作系统在画桌面时，位图点阵规模是多大，

显示设备分两种情况了，过去的CRT显示器，其横向扫描和纵向扫描的点数是可以依据桌面的分辨率来调节的。桌面的分辨率是多少，显示器就能以多大的分辨率呈现。现在的液晶显示器，其液晶面板上的像素点是固定排列好的，不可能变。因此，有显示器的分辨率一说。如现在笔记本电脑的高清屏，分辨率是1920*1080。顺便说一下，如果是用液晶显示器，尽量将桌面分辨率设置成与显示器分辨率一致，避免操作系统做映射计算，既费电脑又显示效果差。

如果需要跟出版、印刷打交道(如论文投稿)，则就牵涉到印刷分辨率问题了。其指标是dpi，意思是1英寸(2.54cm)尺寸内所呈现的像素个数。

4. DPI和PPI

dpi已经提到了，是印刷行业的分辨率术语，打印机也是印刷，所以打印机有dpi属性，打印时可设置。自家家用打印机分辨率最高可达600dpi(2.54cm内排列600个墨点，每个墨点0.04mm，已经挺精细的了)

提交印刷稿件时，对方可能要求图片分辨率不低于600dpi，意思是，如果你的图片准备印2.54cm*2.54cm大，图片分辨率至少要大于600*600。这样才能保证印刷时，各个墨点都有数据可用，不用帮你插值计算。

扫描仪跟打印机类似，其扫描器件是有dpi的，一英寸能记录多少个点，称为扫描仪的分辨率。通常是2400dpi。实际扫描时，设置扫描dpi为600就很不错了，设置太高，数据量太大(位图尺寸太大)。

PPI概念类似，但说的是液晶显示器像素点阵精细程度。直接说显示器分辨率分辨率，没法对比这种精细程度，比如说21寸显示器和12寸显示器分辨率都是1920*1080，那12寸小显示器上，每英寸上的点数PPI要高得多。