相機引數與原理

螢幕：顯示解析度、螢幕引數ppi、螢幕尺寸

：影象解析度ppi、影象大小

印表機、滑鼠：列印解析度dpi

1、顯示解析度

顯示解析度單位是畫素，如1920x1080、800x600等，描述螢幕的精細度。

同樣的螢幕區域，顯示解析度大的，顯示的資訊也越多越豐富，即影象越清晰。

顯示屏大小固定時，顯示解析度越高，影象越清晰

2、螢幕解析度ppi

ppi，也就是pixel per inch，指的是螢幕每英吋（1英吋=2.54cm）內的畫素點數。

螢幕解析度ppi固定時，螢幕尺寸越大，則螢幕顯示解析度越大

螢幕尺寸固定時，螢幕顯示解析度越大，則螢幕解析度ppi越大

螢幕顯示解析度=螢幕尺寸 * 螢幕解析度ppi

3、螢幕尺寸

螢幕尺寸，單位為英吋，描述螢幕對角線的物理長度

p.s. 螢幕顯示解析度調節原理

假設一塊螢幕支援的最大顯示解析度為1024 * 768，此時螢幕顯示的最清晰，因為在該顯示解析度下可以實現每個物理畫素點（三個rgb或四個rgbg感光單元組成乙個物理畫素點）僅顯示乙個畫素。當把螢幕解析度降低為800 * 600時，螢幕是用1~2個畫素點通過抖動演算法顯示輸出乙個畫素，那麼可以想象，對於整幅桌面背景來說，物理尺寸沒變，但有效的畫素取樣點減少了，因此看起來變模糊了。

p.s 關於相機的畫素數目

a.相機有效畫素數

b.相機總畫素數

c.成像畫素數

一般b>a>c，因為感光板周邊的一些感光元件未被利用，因此b>a，又因為部分相機的感光元件用於聚焦或測光，沒有參與影象的形成，因此a>c

參考文獻：

李名爵.數碼攝影技術基礎(一)[j].影像技術,2018,30(02):81-84.

1、影象解析度ppi

ppi，同樣的，代表每英吋該影象內的畫素點數。例如一副影象寬8英吋、高6英吋，此影象具有100ppi的解析度，那麼該影象的寬為8 * 100 = 800 pixels，高為6 * 100 = 600 pixels。

p.s. 從到顯示屏

引用百科的一段話，如下：

在平面設計中，影象的解析度以ppi來度量，它和影象的寬、高尺寸一起決定了影象檔案的大小及影象質量。比如，一幅影象寬8英吋、高6英吋，解析度為100ppi，如果保持影象檔案的大小不變，也就是總的畫素數不變，將解析度降為50ppi，在寬高比不變的情況下，影象的寬將變為16英吋、高將變為12英吋。列印輸出變化前後的這兩幅圖，我們會發現後者的幅面是前者的4倍，而且影象質量下降了許多。

那麼，把這兩幅變化前後的圖送入計算機顯示器會出現什麼現象呢？比如，將它們送入顯示模式為800×600的顯示器顯示，我們會發現這兩幅圖的畫面尺寸一樣，畫面質量也沒有區別。對於計算機的顯示系統來說，一幅影象的ppi值是沒有意義的，起作用的是這幅影象所包含的總的畫素數，也就是前面所講的另一種解析度表示方法：水平方向的畫素數×垂直方向的的畫素數。這種解析度表示方法同時也表示了影象顯示時的寬高尺寸。前面所講的ppi值變化前後的兩幅圖，它們總的畫素數都是800×600，因此在顯示時是解析度相同、幅面相同（這裡幅面相同指兩幅影象在同一顯示器中所佔區域大小相同）的兩幅影象。

參考文獻：

2、影象大小

一般說影象的大小如640 x 480 pixel，單位是畫素。

p.s. 從環境資訊到

相機採集環境資訊並成像，是一種利用小孔成像原理，通過射影變換，將處於三維世界座標系下的目標的物理座標轉換為二維影象平面的畫素座標的過程。相機感測器分為ccd和cmos，在相機中一般為以點陣形式組合（另一種為線陣，常見於掃瞄器等裝置）。ccd和cmos的點陣電路不同，但原理都是光電效應–>訊號放大–>模數轉換。另外，ccd或cmos感應單元都是「色盲」，只能通過感應光強（也就是單位時間內照射到截面的光子數目）來產生不同大小的電流。然而，光的波長決定了光的顏色，因此彩色rgb相機一般都是在ccd或cmos點陣上覆蓋rgb三色濾波片，或rgbg四色濾波片（因為人眼對green比較敏感），然後通過相鄰的三個rgb感應單元或四個相鄰的rgbg單元組成乙個畫素。

參考文獻:

p.s. 標定糾結的：能否從拍攝所得**的dpi或ppi反推所用相機的ccd面積？

不能， 因為：

1、如上所述，螢幕解析度ppi是螢幕自身引數，與解析度ppi無關

2、解析度dpi指每英吋的畫素個數，一般用於印表機列印時候的引數。

3、相機解析度ppi（也可能不是這麼叫的…）指相機成像平面上每英吋的有效畫素的個數，因此相機解析度ppi才真正與ccd面積，或者說與相機焦距有關，即：

a)在u方向上，相機ppi = [感光器件尺寸 * (4/5) /nfx]-1

b)在v方向上，相機ppi = [感光器件尺寸 * (3/5) /nfy]-1

其中，感光器件尺寸 一般指ccd/cmos感光器件對角線的英吋長度，根據勾股定理將ccd對角線長度投影到兩條直角邊，比例係數即為4/5與3/5。nfx指在u方向的有效畫素點數，一般為影象的畫素寬度，nfy指在v方向的有效畫素點數，一般為影象的畫素高度。

因此不能反推

參考文獻：

p.s. 相機ccd面積、相機解析度ppi與成像質量的關係

1、ccd面積越大，單個ccd感光單元接收到的光照越足，因此畫面的低照度越好，噪點越少。另外ccd面積過小時，由於光的衍射雜訊造成兩個ccd單元的光電效應互相影響，產生噪點。

2、同等物理大小的成像平面，相機解析度ppi越大，畫素點越多，那麼針對同一環境資訊的取樣點越多，取樣越充分，成像越清晰。

因此二者相互配合，互相制約，買相機的時候需要尋找最優平衡點。例如：現在感光器面積比=1/1.2 dpi=900的相機售價在一萬元左右。而感光器面積比=1/2.5 dpi=72的相機售價2000元。

參考文獻：

1、列印解析度dpi

這個容易和ppi弄混，這裡的dpi，即dot per inch 每英吋的點數，是描述印表機或滑鼠的精度的。

以印表機為例，dpi指沒英吋該印表機可以噴墨的畫素點數，因此dpi越大，印表機的列印精度越高，列印越清晰。

**的輸出尺寸=**的寬 or 高的畫素 / 印表機dpi，這裡**的輸出尺寸的單位是英吋。

還包括以下參考文獻：

這裡畫了光圈示意圖，可以看到調大光圈可以增大相機的入光，且不影響物理焦距，估計會影響到邊緣成像的明暗等）

新手上路，可能理解有誤，歡迎大佬踴躍指出~~

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