摄像机线数和像数

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1、摄像机线数和像数分辨率和图象的像素有直接的关系，我们来算一算，一张分辨率为640X480像素的图片，那它的分辨 率就达到了 307, 200像素，也就是我们常说的30万像素，而一张分辨率为1600X1200的图片，它 的像素就是200万。这样，我们就知道，分辨率的两个数字表示的是图片在长和宽上占的点数的单位 分辨率(Resolution)-影象清晰度或浓度的度量标准。举例来说，分辨率代表垂直及水平显示的每 英寸点(dpi)的数量。Bit Ware可以用普通或标准(100乘200 dpi)及精细分辨率(200乘200 dpi) 发送及接收传真文档。分辨率是一个表示平面图像精细程度的概念，通常它是

2、以横向和纵向点的数量来衡量的，表示成 水平点数X垂直点数的形式。在一个固定的平面内，分辨率越高，意味着可使用的点数越多，图像越 细致。显示分辨率 显示分辨率是平板电视在显示图像时的分辨率，分辨率是用点来衡量的，显示器上这个“点”就 是指像素(pixel)。显示分辨率的数值是指整个显示器所有可视面积上水平像素和垂直像素的数量。 例如1366X768的分辨率，是指在整个屏幕上水平显示800个像素，垂直显示600个像素。显示分辨 率的水平像素和垂直像素的总数总是成一定比例的，最常见的为16:9。传统CRT电视所支持的分辨率 较有弹性，而液晶电视的像素间距已经固定，所以支持的显示模式不像CRT电视那么

3、多。液晶电视的 最佳分辨率，也叫最大分辨率，在该分辨率下，液晶电视才能显现最佳影像。液晶电视呈现分辨率较低的显示模式时，有两种方式进行显示。第一种为居中显示：例如在XGA 1024X768的屏幕上显示SVGA 800X600的画面时，只有屏幕居中的800X600个像素被呈现出来，其 它没有被呈现出来的像素则维持黑暗。目前该方法较少采用。另一种称为扩展显示：在显示低于最佳 分辨率的画面时，各像素点通过差动算法扩充到相邻像素点显示，从而使整个画面被充满。这样也使 画面失去原来的清晰度和真实的色彩。目前平板电视的分辨率主要有1366X768和1920X1080等几种，随着新品的不断涌现，分辨率也 在

4、提高中。比如你的手机照片大小最大是1280X960的像素就是它们的积1228800像素，一般都说成是130 万像素 家庭影院的图像显示设备的种类、性能和功能永远是一个新鲜话题，但其有关的基础知识，或 更确切的说是有关电视、电视机和其它视频播放设备的 基础知识的话题，却是一个古老而有趣 的话题，也是许多家庭影院爱好者一致关心和感兴趣的话题。由于对电视、电视机和其它视频 播放设备的基础知识并非每个家 庭影院爱好者都明白，对现在正在蓬勃发展着的新技术、新设 备的特点也不能正确地理解。不但如此，即使就是现在自己正在使用着的设备，也不懂得如何 去将它的 性能充分发挥出来，不懂得如何去将它的功能充分利用起

5、来。笔者作为一个普通家庭 影院爱好者，在这里希望能从探讨的角度出发，和大家一起来解读有关家庭影院 图像技术和显 示设备的一系列常用的、实用的和重要的基本知识，其中还包括设备的使用和调整等方面的知 识。在目前五彩纷呈的显示技术和显示设备中，我们拟从电视说起，在电视中，又打算从大家 都最关心的分辨率和清晰度问题说起。一、分辨率和清晰度还用得着讨论吗？说起电视的分辨率和清晰度，似乎是尽人皆知、谁人都懂的问题，好像没有什么值得可谈 的，更没有必要作专文加以讨论。在与清晰度有关的用语中，除了清晰度一词以外，我们经常还可以见到分辨力、分辨率、 解析力、解析度、解像力、解像度这些词语。对于这些词语分别的含义

6、和所指的具体内容是什 么，怎样使用才合适，目前流行的看法是很不统一的，归纳起来主要有 3 种不见的看法。第一种：分辨率就是清晰度这是一种最普遍的看法。这种看法认为，这些词语的意义是一样的或者说是一致的，有的 人习惯于用分辨力（率）、分解力、解析力（度）和解像力（度）这一 类词，而另一些人习惯 于用清晰度这一个词。或者说，这些词的意义是一样的，但在习惯上对不同的对象使用不同的 词汇，如习惯于将清晰度一词用于电视机，将分 辨率一词用于计算机之类的显示器。第二种：分辨率和清晰度是两回事这种意见认为清晰度与分辨率（还包括分辨力、解析度、解像度等几个词语）有着本质的 区别，它们所指的具体内容本来就不一样

7、。具体说来，清晰度是指人眼 宏观看到的图像的清晰 程度，是由系统和设备的客观性能的综合结果造成的人们对最终图像的主观感觉。（虽然是主观 感觉，但不像主观听音评价那样不能用一个客 观标准来计量，清晰度这种主观感觉是可以进行 定量测试的，即可以用黑白相间的线条的粗细来衡量，并有标准的测试方法和测试图，其测量 数据有明确的单位，即电视线TVL）。而分辨率与清晰度不同，它不是指人的主观感觉，而是 指在摄录、传输和显示过程中所使用的图像质量记录指标，以及显示设备自身具有的表现图 像 细致程度的固有屏幕结构，说具体点就是指单幅图像信号的扫描格式和显示设备的像素规格。 图像信号的扫描格式也好，显示设备的像素

8、规格也好，都是用“水平 像素X垂直像素来表达 的，其单位不是“线”，而是“点”。图像信号的分辨率和显示设备的分辨率是制式和规格决 定了的，是固定不变的，而清晰度是因条件而 可改变的。清晰度的线数永远小于图像信号分辨 率像素所连成的线数。比如，对于PAL制电视720X576的扫描格式，其水平像素为720点，也 就是可以得 到 720 条垂直竖线，但不论用什么高清晰度的显示器，也不可能获得720 条电视线 的水平清晰度。第三种：分辨率和清晰度可以互换使用，但概念不同这种意见实际上是介于上述两种极端意见之间的意见。这种意见认为：电视系统有一个清 晰度，也可叫分辨率、分解力、解析力和解像度等；电视机最

9、终反映的 图像也有一个清晰度， 也可以叫分辨率、分解力、解析力和解像度等，因此二者是可以互换使用的。但是，二者的概 念并不一样，因此虽然清晰度一词和分辨率那几 个词可以随便互换使用，但在心目中不能将 “电视制式的清晰度”和“电视机所达到的图像清晰度”两者混淆。对于以上 3 种意见，不知您赞同哪一种？不管赞同哪一种，现在的实际情况是， 3 种意见是 并存着的；说不要将两者混淆，实际上这种混淆的情况是随处可见 的。就以身边刚刚发生的一 件小事为例，就可以知道不搞清这个问题的麻烦了。事情是这样的：一位同事将一份新方特出 版的数码影像产品导购手 册（2003.8 总第 24 期）给我看，问为什么索尼的

10、和松下的总共 20 款数字摄录机的“水平解像度”分别是 500 线、520 线和 530 线 3 种情况，而佳 能在手册上 仅有的 6 款摄录机的“水平解像度”全部都是 625 线，难道佳能的摄录机比索尼和松下的摄录 机清晰度要高 100 多线吗？我向他解释说，索尼的和松 下的是指摄录的图像信号可以达到的水 平清晰度的“电视线”数，而佳能的是指摄录的图像信号制式的扫描线数，即PAL制720X625 中的 625 线。前者是 水平解 像力所具备的清晰度，后者直接就是垂直解像力，也就是我们所说的垂直分辨率。因此，索尼 和松下摄录机表示的“水平解像度”多少线，与佳能摄录机表示 的“水平解像度”多少线

11、是完 全不同的两回事。那位同事听来听去很难搞得清楚，最后只好抱怨说：一个是水平的，一个是 垂直的；一个是转换过的，一个是没有转 换的，那为什么都一律说成是“水平解像度”呢？ 我还能说什么呢？只好说：我也闹不明白，为什么许多人都不但认同将清晰度与分辨率、解像 度等词混用，而 且还要近乎顽固地维护这种让明白的人可能明白，不明白的人就让他不明白的 做法！为了让不明白的人也能明白一点，我们在下面将对电视的清晰度、分辨率和电视制式的概 念和来源作一个简单介绍，使上面所说的这个问题能得到比较统一和合理的认识。二、电视的清晰度1、人眼的分辨力和电视的清晰度人眼的分辨力是指人眼对所观察的实物细节或图像细节的辨

12、别能力，具体量化起来就是能 分辨出平面上的两个点的能力。人眼的分辨力是有限的，在一定距离、 一定对比度和一定亮度 的条件下，人眼只能区分出小到一定程度的点，如果点更小，就无法看清了。根据人眼的分辨 力，决定了影视工作者力求达到的影像清晰度的 指标，也决定了采用图像像素的合理值。人眼分辨图像细节的能力也称为“视觉锐度”，视觉锐度的大小可以用能观察清楚的两个 点的视角来表示，这个最小分辨视角称为“视敏角”。视敏角越大，能 鉴别的图像细节越粗糙； 视敏角越小，能鉴别的图像细节越细致。在中等亮度和中等对比度的条件下，观察静止图像时， 对正常视力的人来说，其视敏角在11.5分之间，观察运动图像时，视敏角

13、更大一些。关于视 敏角的示意图见图 1。为了将研究的对象从两个点扩大到一个面，所以将视敏角从人眼到两个点之间的夹角，引 伸到从观察点（人眼）到一定距离的一条相邻黑、线条”之间的夹角。 如果观察的是在垂直方 向上排列的一系列连续水平黑白线条，则能表现出图像的垂直清晰度；如果观察的是在水平方 向排列的一系列连续垂直黑白线条，则能表现出 图像的水平清晰度。测量垂直清晰度的水平黑 白线条的示意图见图 2，测量水平清晰度的垂直黑白线条的示意图见图 3。电视正是利用了这个原理，确定出了电视应当设计成具有多高的垂直清晰度和多高的水平 清晰度，再从清晰度推算出需要多少条水平扫描线和多少条垂直扫描 线，从扫描线

14、又推导出需 要多少水平像素和多少垂直像素，也即建立起了相应的图像的分辨率和单幅电视图像的扫描格 式，将它再与每秒钟图像的显示次数和其它指 标结合起来，最终建立起了相应的电视制式。下 面，我们以PAL制电视为例，说明其清晰度和分辨率是怎样演变出来的。2、垂直清晰度上面已经提到过，根据视敏角原理，人眼能辨别在垂直方向上排列的相邻黑白水平线条的 细致程度叫垂直清晰度，但是怎么来鉴别和量度这个细致程度呢？下面 参照图 4 来加以说明。 假设画面高度为H,在垂直方向上有M条黑白相间、具有一定宽度的水平线条，每条水平线条在 垂直方向上的宽度为h。如果人眼在距离为L处刚好可以分辨清楚这些水平线条，则视敏角0

15、 可表示为：0 =h/L (弧度)因为每条线对的宽度为h=H/M则有0 =H/ (LM)(弧度) 将弧度化为角度后，则为0 =3438H/ (LM)(分)也就是M=3438 (H/L)(1/0 )试验表明，观看图像的最佳距离应当是画面高度的 4 倍至 5 倍，这时的总视角约为 15 度， 在这种情况下，可以保证人眼不转动就能看到完整的画面。这个距 离，既可以避免因过近观看 时眼球需要不停地转动而引起眼疲劳，又可以避免过远观看时对图像辨别能力的降低，以及防 止画面以外的景像进入视野中。如果选择观 看距离L为画面高度H的5倍，即L = 5H，将其与 视敏度0 =1.5分一起代入上式后，则为M=34

16、38 (1/5)(1/1.5)=458(线)这个 458 线也就是我们所说的 458 条电视线，简称“线”。从上面的计算可以看到，在 5 倍画面高度的距离观看图像时，人眼的垂直分辨力是约 458 线， 这时图像所具有的垂直清晰度 正是 458 线。这样，在制定电视制式的扫描格式时，其垂直像素应当基于458 线清晰度来考虑。3、水平清晰度水平清晰度的确定，与确定垂直清晰度的思路是一样的。不过，由于电视机画面的宽高比， 以及垂直清晰度和水平清晰度对整体图像质量影响的关系，不经过上述复杂的推导，也可以很 方便地算出水平清晰度线数来。传统电视屏幕的宽高比是 4:3，这是根据原来的电影银幕的长宽比预先确定下来的。试验说 明，在图像显示时，水平清晰度和垂直清晰度应当接近或一样，才 能获得最佳的图像质量。利 用这两点，再根据垂直清晰度计算原理，将垂直清晰度线数乘以屏幕幅型比 4/3，立即可以算出 图像的水平清晰度线数 N