摄像头的像素与分辨率之间的关系.docx

摄像头的像素与分辨率之间的关系
分类： 基础知识2011-03-20 17:59733人阅读评论(0)收藏举报
最近在看摄像头的驱动, 一直没搞懂像素和分辨率之间的关系, 特收集来学习一下：
我们买数码相机或是评价相机功能的时候，常常提到相机的“像素”这一概念，认为像素大的相机就好，就能拍出精细的图片来，现在有的高档数码相机的像素数高达上千万，一般的家庭用相机的像素达到了四百万到五百万。是不是我们购买相机的时候，“像素”就是我们评价相机和追求的唯一参数？答案是否定的，这里首先要弄清像素的基本概念。

“像素”是相机感光器件上的感光最小单位。就像是光学相机的感光胶片的银粒一样，记忆在数码相机的“胶片”（存储卡）上的感光点就是像素；要想得到分辨率高（也就是细腻的照片），就必须保证有一定的像素数；是不是像素高的相机拍出的照片就一定比像素低的相机拍出的照片清晰呢？这首先要弄清一个概念，照片的清晰度不是取决于像素数，而是取决于像素的“点密度”（就是图片的分辨率）（用ppi表示，单位是“像素/英寸”），“像素数”和“点密度”是两个概念，“像素数”（点数）是感光点的总量，而“点密度”是单位面积上的点数（像素点），只有单位面积上的感光点数越多，拍出的照片才越细腻。所以，反映照片清晰程度的参数是“点密度”（图片分辨率），而非总的点数。像素虽高，若印的照片也很大，其“点密度”并不高，照片也不细腻；相反，像素不高，若只印很小幅面的照片，也可以得到很细腻的照片。所以确切地说，像素高，意味着能拍出幅面大的照片；所以，“像素”的高低，表示着照片幅面的大小；这样说来，我们购买相机的时候，就要考虑你准备拍摄的照片的最大尺寸是多大，再决定要求的像素数。若你准备开影楼或做广告，需要放大很大幅面的照片，就需要选择“最高像素”高的相机；若只是家庭使用，不准备放大很大的照片，也就不必追求太高的像素数。当然，高像素的代价是高价位，所以用户在选择相机时，既要考虑自己的实际需要，也要考虑经济承受能力。

我们在使用数码相机拍照时，往往有几组数字供我们选择：

640×480, 1024×768, 1600 ×1200， 2048×1536，……

每一组数字中，前一数字表示在照片的长度方向上所含的像素点数，后一数字表示在宽的方向上所含的像素点数，两者的乘积，就是像素数；例如1600×1200＝1920000≈2000000，就是200万（像素）。

具体来说，图片的分辨率决定于图片的像素数和图片的尺寸（幅面），像素数高且图片尺寸小的图片，即单位面积上的像所含的像素数多的图片，其分辨率也高。在图片处理软件上打开图片时，就会看到一组数字，有图片像素数，文档大小（长、宽的尺寸）；根据此数据，即可计算出该图片的分辨率；计算的方法是，以其在长度方向上的像素数，除以长度的尺寸数（英寸）；或以其在宽度方向的像素数，除以宽度的尺寸数（英寸）。例如以图片的像素是640×480，其尺寸大小是：长：3.556寸，宽：2.667寸；该图片的分辨率就是：640÷3.556＝180（像素/英寸），或480÷2.667＝180（像素/英寸）。再如，一图片的像素是640×480，其尺寸大小是：宽9寸，高：6.7寸，该图片的分辨率就是：640÷8.9＝72（像素/英寸）。分辨率才是图片清晰程度的标志，在分辨率一定的情况下，像素值是图片的幅面的标志。像素值大，只能说明该图片的幅面大，并不能说明其清晰程度，清晰程度如何，则要看其分辨率的大小。

拍摄时，每个相机都有几组不同的像素值供我们选择，我们应怎样设定像素的大小呢？首先说明，设定的像素大（文档大），占据记忆卡的资源也大，记忆卡所能容纳的图片数目也就少，即能拍摄的照片少；反之，设定的像素小，能拍摄的照片就多；假若我们想多拍照片，就把像素设定的小一些；假若我们想在后期放大照片，就设定高像素。

前面提到，照片的清晰程度取决于图片的分辨率，也可用“点密度”（单位面积上的点数）来反映；在保证照片清晰的前提下，我们如何选择像素值呢？这就要看我们准备打印多大幅面的照片了。肉眼所能分辨的最小距离是0.1mm, 1英寸(图片大都用英寸表示)是25.4mm, 也就是说图片分辨率高于254（像素/英寸）的图像的清晰度，在眼睛看来是没有什么区别的，其实，在实践中，分辨率大于100（像素/英寸）的图片已很难用肉眼分辨了，三星牌的傻瓜相机的图片分辨率只有72像素/英寸，但其感光器件质量好，拍出的照片也很清晰；有的家用的较为高档的相机的图片分辨率也只是达到180像素/英寸。所以，拍出照片的清晰程度取决于多种因素，并不是只决定于相机的像素数和其图片的分辨率的大小。

还要说明一点的是，平时我们所说的照片大小都用“寸”来表示，“寸”是个长度单位，怎么能表示照片的面积呢？原来大多数照片的长宽比例大致是4 ：3, 我们通常所说的5寸照片（5×3.5），就是：长度是5英寸，宽度是3.5英寸；但人们习惯地以其长度来表示照片的大小，再如6寸照片，就是长6英寸，宽4英寸。还要注意一点，10寸照片的面积并不是5寸照片面积的2倍，这一点你只要做个计算就知道了，这里不再赘述。

1英寸＝25.4mm, 5寸的照片换算成厘米就是长度为：2.54cm×5＝12.7cm, 宽度为：2.54cm×3.5＝8.89cm,

那么要拍照清晰的5寸照片要求的像素数应该是多少呢？按照前面所提到的根据肉眼的分辨率的要求，在每英寸里含有72个像素点(即图片分辨率)以上，就可拍出清晰的照片，假如我们按图片分辨率为120计算，5寸照片在长度方向上应有：120×5＝600（像素）， 在宽度方向上应有：120（像素/英寸）×3.5（英寸）＝420(像素)；所以，在5寸照片的面积上含有的像素数应为：600×420＝25（万），也就是说我们设相机的最低像素值“640×480”像素，（30万像素）即可拍出十分清晰的照片来。按此类推，拍10寸照片有115万的像素即可；实践可知，只要达到200万的像素，足可拍出十分清晰的10寸照片来。由此看来，作为家庭用的数码相机，有400万像素就足以够用了。

附带说明一点，DV机（摄像机）的说明书上标出的像素值都很低，大都在100万像素一下，这是怎么回事呢？像素要求与TV机(照相机）不同，照相机拍摄的照片是单幅画面，是静止的，若画面的分辨率太小，就不清晰，不细腻；而DV机拍摄的是连续的动态画面，每秒钟要拍摄十几幅倒几十幅，播放的是一个连续的画面，即是每幅画面的分辨率不大，由于视觉滞留的原因，肉眼看起来仍很清晰；和照相机相比，在分辨率相同的情况下，80万像素的DV机拍出的影像已经非常清晰了。这就是对摄像机像素要求不高的原因。

还有一个现象是，有的低档次相机的最高像素也很高，有的达到600万，（拍出来的照片很大），分辨率也不是很低，但是并不清晰；这是什么原因呢？原来照片的清晰程度还与相机的感光器件有关，感光器件是数码相机的心脏，就像光学相机的胶卷一样，是记录信息的载体，是成像的感光材料，是数码相机的“胶卷”。感光器件的质量和大小直接关系到成像的质量，是衡量相机档次的一个重要因素；当前相机使用的感光器件有两种：CCD和CMOS,前者的成像质量高，但制造工艺复杂，成本高，一般高档次的相机都使用CCD；在相同分辨率的情况下后者价格便宜、省电，但成像质量较低，所以低档次相机大都使用CMOS感光器件，虽其标出的像素很高，可成像质量大不如前者。即使使用的感光器件相同，感光器件的大小也影响成像质量，感光器件面积大，能记录更多的图像细节，图像就清晰。要说明的是，随着工艺的发展，CMOS也显出了巨大的发展前景，一些厂家已研制出了成像质量很高的产品，所以现在有些高端相机产品的感光器件也是使用了CMOS。

总之，购买数码相机时的选择，要涉及到很多因素和参数，像素值仅仅是其中的一个参数而已