畫素與解析度是什麼?

作者:Hightech   |   2019 / 04 / 13

文章來源:知識力   |   圖片來源:Koko


畫素(Pixel)

顯示器用來顯示一個畫面的方法,是將一個畫面所要顯示的圖形或文字,切割成許多正方形的格子,這些格子稱為「畫素」,也有人稱為「像素」。

以<圖一>的照片為例,我們可以將圖中的照片切割成許多畫素,垂直方向切割成 1,920 行(直的為行),水平方向切割成 1,080 列(橫的為列),總共形成 200 萬(1,920 × 1080 ≅ 2000 × 1000 ≅ 200 萬)個畫素,稱為「全高密度(FHD:Full High Density)」。由於<圖一>的照片很小,故切割後的畫素也很小,眼睛很難分辨,因此看起來和沒有切割前是相同的。

如果將圖中下方的拱橋部分放大,則可以明顯看出其實圖中的拱橋是由許多顏色不同的正方形畫素組成。換句話說,只要能在一個畫面上顯示出許多不同顏色的畫素,而且每個畫素都足夠小使眼睛不易分辨,則我們便會將這個畫面看成是一個近似完美的圖片,這就是顯示器的原理了。

而且相同尺寸的顯示器,切割的畫素愈多,則畫素愈小,畫面愈細緻,解析度也愈高;切割的畫素愈少,則畫素愈大,畫面易呈鋸齒狀,解析度也愈差。

圖一、畫素的定義

解析度(Resolution)

用來定義一個畫面所能顯示圖形的細緻程度稱為「解析度」,相同大小的畫面,切割成不同數目的畫素,則形成不同的顯示器規格,如<表一>所示。

表一、不同畫面解析度的定義

➤FHD(Full High Definition):為 1,920 行 × 1,080 列(大約 200 萬畫素),如<圖二(a)>所示,是目前家用液晶電視最常使用的規格,幾乎是眼睛所能分辨的極限了,由於使用者對於智慧型手機的顯示器規格要求愈來愈高,因此目前 5 吋以上的智慧型手機面板幾乎都是採用這種規格。

➤UHD 4K(Ultra High Definition 4K):為 3,840 行 × 2,160 列,如<圖二(b)>所示,相當於 4 個 FHD 的解析度(大約 800 萬畫素),這麼高的解析度比較適合用在 60 吋以上的大型液晶電視。

➤UHD 8K(Ultra High Definition 8K):為 7,680 行 × 4,320 列,如<圖二(c)>所示,相當於 16 個 FHD 的解析度(大約 3,200 萬畫素),這麼高的解析度應該要用在 100 吋以上的電視牆。

➤XGA(Extended Graphic Array):1,024 行 × 768 列是早期個人電腦的顯示器,可能是液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)最常使用的規格。

圖二、全高畫質(Full HD)與 UHD 4K、UHD 8K 的定義

顯示器的長寬比

此外值得注意的是,早期顯示器的規格長寬比為 4:3,而高密度電視的長寬比則更改為 16:9,也就是未來顯示器的外型變長了。

大家可以自行觀察自己的雙眼所能看到的視野,是比較接近正方形還是長方形?由於雙眼位於臉部的左方與右方,所以人類的視野是比較接近 16:9 的長方形,這也是為什麼電影的畫面會設計成 16:9 的原因了,但是早期的電視是使用陰極射線管,要製作 16:9 的畫面比較困難,因此最後決定製作 4:3 的畫面(接近正方形比較容易製作)。

由於目前顯示器技術的進步,要製作 16:9 的畫面已經沒有什麼困難了,反而是由於傳統電視的規格長期以來都是使用 4:3 的畫面,所以電視台的攝影機、放映機以及相關的設備所錄製的影片都是 4:3,要將 4:3 的畫面放映在 16:9 的電視機上反而會產生問題,唯一的解決方法是全面更換電視台所使用的設備。

由於目前正處於規格轉換期間,所以大多都只是將 4:3 的畫面「直接拉長」成為 16:9 的畫面,所以畫面裏的人看起來好像都「變胖」了。

每吋點數(dpi:Dot Per Inch)

此外,解析度也可以使用「每吋點數」來表示,也就是畫面中每一英吋(Inch)的邊長切割成多少個「點(Dot)」,也就是「畫素」。每吋點數愈多,代表將畫面切割成愈多的畫素,則畫素愈小,畫面愈細緻,解析度也愈高;每吋點數愈少,代表將畫面切割成愈少的畫素,則畫素愈大,畫面愈粗糙,解析度也愈差。

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知識力》授權轉載

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