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(全解析)屏幕尺寸,分辨率,像素,PPI之间到底什么关系?

桃子1年前 (2023-12-21)阅读数 5#综合百科
文章标签分辨率像素

?今天我给大家来讲讲这几个咱们经常打交道的词到底啥意思,以及他们之间到底有什么关系。这篇文章是我花了一个下午从N多篇文章里提炼出的一个白话版,保证让你看得懂。

咱们从手机开始说起吧。先上一张图,给大家看看关于手机屏幕方面的一些参数。红框内的三个参数,大家一定都不陌生,我也不陌生。不过讲真的,就在不久前,我连手机的屏幕尺寸到底是怎么算出来的都不知道。下面我们开始慢慢讲。

下面这张图是华为荣耀7的尺寸图,图上写的是5.2英寸。那么这个5.2英寸到底是怎么算出来的呢?在说这个问题之前,我们先进行一下单位的换算。我们平时是不用英寸这个单位的,我们用的是毫米,厘米,米这些单位。那么英寸和毫米,厘米之间怎样的换算关系呢?我也不知道,所以我百度了一下。

(全解析)屏幕尺寸,分辨率,像素,PPI之间到底什么关系?

1英寸(inch)=2.54厘米(cm)

原来一英寸相当于我们的2.54厘米这么长。现在让我们回到5.2英寸到底是怎么算出来的这个问题。一开始呢,我觉得可能是手机屏幕的面积有这么大吧,后来我百度了英寸之后,才发现自己有多愚蠢。因为英寸是长度单位,面积的表示要用面积单位,英寸显然不可以表示面积。从这一点,就否认了我的想法。

其实,我们所说的这个5.2英寸是手机屏幕对角线的长度。

我这么一说,有点数学常识的人就知道手机的屏幕尺寸是怎么算的了吧。没错,就是那个勾股定理了,知道手机屏幕的长和宽,然后利用勾股定理,就可以算出斜边的长了。还有个更简单的方法,只要用尺子量一下它的对角线是多少厘米,然后再换算成英寸就搞定了。

上面的图显示,华为荣耀7的分辨率是1920PX*1080PX。那么,这个分辨率又是怎么回事呢?可能大家注意了,1920和1080后面都跟了PX的字样,这个PX就是我们很熟悉的像素了,这个像素咱们后面讲,现在你只要明白,像素是分辨率的单位就好了。

在讲解分辨率之前,我们要明白一个概念。在我们手机上呈现的一条线,一个面,一张图像都是由最小的单位像素来表示的,你也可以简单理解为是由一个个小方块组成的。看看下面这张图你就明白了。

所以呢,分辨率1920px*1080px的意思就是,在这个华为荣耀7的5.2英寸屏幕上,在竖向的高度上有1920个像素块,在横向的宽度上有1080个像素块。

你可能注意到了,手机的屏幕是个长方形,高是1920px,宽是1080px。你稍计算就会发现,这个高和宽的比例是16:9的。说到16:9这个比例,经常看视频的同学一定就不陌生了。手机屏幕有各种分辨率比,这个比你也可以看作是手机屏幕的尺寸比。根据百度百科显示,手机分辨率之所以表示成1920px*1080px这种形式,也是为了方便表示手机屏幕的大小。这里的大小,应该指的就是手机屏幕的尺寸吧。其实,告诉你一个手机的分辨率,你真的就能计算出手机屏幕的尺寸吗?那么,还差什么条件才能计算出手机屏幕的尺寸呢?

屏幕像素密度,即每英寸屏幕所拥有的像素数,英文简称PPI。在读到这个每英寸屏幕时,我曾经深深的疑惑,这个每英寸是不是每平方英寸的简称呢?事实证明,我还是太年轻,这个英寸跟之前手机屏幕的尺寸一样,也是对角线的长度。所以,我们可以这么理解屏幕像素密度,即在一个对角线长度为1英寸的正方形内所拥有的像素数。说到这里,大家可能还是有些疑惑的,没事,接着看下面。

这三个专业名词之间,有着非常严谨的关系。为啥说严谨呢,因为这三者之间,有一个公式可以表示。

这个公式真是简单明了,把很多疑问都给我们解决了。我们还是拿华为荣耀7手机为例,我们知道它的尺寸为5.2英寸,分辨率为1920px*1080px(1920px就是公式里的纵向,1080px就是公式里的横向了)。你不信的话就用公式算一下,最后得出的PPI,是不是就是424ppi。我算了一下,结果是423.6359942465958,懂得四舍五入的同学就知道424是个近似值了。

我先这么说一句,像素是没有实际的物理尺寸的。为啥呢,按照惯例,举个例子。

上面的这两张图,第一张是苹果6手机的屏幕参数,第二张还是出镜率最高的华为荣耀7的屏幕参数。大家注意看,这两个手机的分辨率都是1920px*1080px。但是,苹果手机的屏幕尺寸比华为荣耀7小了0.2英寸。又一个但是,苹果手机的屏幕像素密度(PPI)却比华为荣耀7高了45个PPI,也就是每英寸像素个数多了45个。这说明了啥?说明了同样的一英寸的长度,苹果手机用469个ppi来显示,华为只用了424个ppi来显示。你能告诉我哪个手机的显示效果更加精细吗?同样是一英寸,同样都是像素,为啥苹果手机一英寸有469个像素,华为只有424个呢?我们知道,英寸是长度单位,它有固定的物理尺寸。那么问题就只能出在了像素身上。这说明,像素这个东西,在苹果手机上变小了。所以,像素这个东西,就像金箍,能变大能变小。

你错啦,要是这么简单,我写这篇文章有个卵用?其实类,在同一个设备上,它的像素个数是固定的,这是厂商在出厂时就设置好了的。只有不同的设备之间,才有像素大小的区别。既然在同一个设备上,像素点数早就设定好了,那电脑上可以调整分辨率是怎么回事?我再怎么调,像素点数还是那么多啊。

人家系统给你推荐的是1366px*768px的分辨率,你知道意味着什么吗?没错,微软在这块屏幕上竖向设置了768个像素,横向设置了1366个像素。再怎么拉扯,这个数字是不会变了。那么,为啥我还能调整分辨率呢?我要是调整到800px*600px,按照定义,横向就是600个像素,竖向就是800个像素了啊。其实呢,你把分辨率调成800*600,系统就会分配给你800*600个有效像素个数,也就是真实的色彩块。其他的个数呢,就由系统自作主张,通过一系列运算给你一个模拟色彩块,填充成正好1366*768个色彩块。这些拿来充数的像素块,和真实的像素块放到一起。就好比一个正规军,里面掺了很多杂牌军一样,只能是队伍不好带了。

要回答这个问题,就要先明白,一个像素到底包含了什么?一个像素其实就是一个色彩块,你不信的话,就去前面看看那张风雨雷电图。同样的一英寸,苹果手机能展示469个色彩,华为只能展示424个色彩,当然是苹果手机的显示效果更好了。也就是苹果6在出厂时,早就在屏幕上设置了同样个数更小的像素块,也就意味着可以显示更多的色彩。

废话,看公式啊。

废话,看公式啊。还有,苹果6和荣耀7的例子还很鲜活的摆在这呢。

废话,看公式啊。

鉴于篇幅太长,我本来还想把安卓手机上app的图标显示问题说一说,看来只能留到下一次了。

维基百科中的定义:像素,为视频显示的基本单位,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“画像元素”之意。它不是一个确定的物理量,也不是一个具体的点或者小方块(尽管可以用点和小方块来呈现),而是一个抽象概念。

对于一个像素可以认为是由显示器的一个个“点”来显示的,比如我们电脑屏幕就是由很多很多的像素点构成。因此衡量电脑屏幕分辨率有一个很重要的物理参数DPI(dots per inch,每英寸点数),显然单位面积中像素的点数越多,DPI的值也就越大,屏幕展现的细节就越多,画质相对也就越清晰。

在计算机领域,分辨率一般用PPI(pixels per inch),表示每英寸最多可以 呈现的像素个数,但是PPI是可以缩写为DPI的,两者表示都没问题 。相反在印刷领域,会经常看到DPI这个参数,比较早的喷墨式印刷机喷的都是一个个点。

以我电脑为例,用勾股定理求出斜边2203px,然后除以设备斜对角线15.6,最后得出 PPI=141,表示在我电脑上一英寸的直线上可以呈现141个像素点,一英寸的矩形区域,可以呈现141*141=19881个像素点。

同理可以计算出苹果电脑(1440x 900) PPI=127 ,(2560 x 1600) PPI=227

(补充:屏幕的PPI用的是物理分辨率不是逻辑分辨率,所以需要我们先查出屏幕的物理分辨率,那什么是物理分辨率?什么是逻辑分辨率?)

先明确一个很重要的概念,分辨率有两种,逻辑分辨率和物理分辨率!!!

逻辑分辨率:电脑中系统可以调节的分辨率,这和电脑系统有关,系统可以控制的分辨率称之为 逻辑分辨率

物理分辨率:屏幕出厂就决定了物理分辨率,不管怎么调节你电脑屏幕最原始的分辨率是永远不会变的(除非换显示屏),这是硬件技术,屏幕最原始的分辨率称之为 物理分辨率

(补充:我们平时所说屏幕分辨率,其实是指系统设置的逻辑分辨率。当逻辑分辨率和物理分辨率匹配一致时效果最好。Windows中,电脑系统推荐的逻辑分辨率和物理分辨率是相等的。同时可以看到系统提供了很多分辨率,系统提供最高的逻辑分辨率通常就是设备物理分辨率。知道物理分辨率和屏幕尺寸,就可以开开心心的算屏幕PPI了)

但是如果有人问你物理分辨率和逻辑分辨率是什么,肯定不能回答,物理分辨率就是屏幕那个,逻辑分辨率就是操作系统那个,所以我们需要继续打破砂锅问到低。

物理分辨率: 简单的理解物理分辨率就是一块屏幕每英寸最多能呈现的像素点数。物理分辨率和屏幕尺寸没有关系 ,比如我电脑是15.6寸,分辨率是1920*1080的,但是我手机只有5.99寸,分辨率也是1920*1080。它不是一个视觉单位,简单理解是一个个的物理像素点,也不能理解为长度单位。只能用来描述点的个数,不能描述长度。

刚才计算了我电脑的PPI=141(每英寸最多可以呈现141个像素点),现在假设在我电脑屏幕上切下一块一英寸的正方形,那么这块正方形小屏幕最多能呈现141*141=19881个像素点,这是没有任何问题的。假如有另一块一英寸的屏幕,这块屏幕的做工更加精细,使用的技术牛笔,PPI竟然达到了227,那么这个一英寸的屏幕最多能呈现的像素点数就是:227*227=51529个。所以同样大小的两块屏幕,PPI越大,能呈现的像素点就越多,物理分辨率也就越大。所以说PPI是衡量一块屏幕显示效果的一个重要参数。

而逻辑分辨率和物理尺寸有关,简单理解就是一个长度单位,如果往深层次的说,这和栅格渲染有关系。 逻辑分辨率和物理分辨率有一种对应关系,后面移动设备分辨问题我会解释。现在继续先来简单理解一下,还是用我电脑举栗子。

我电脑分辨率1920*1080(现在我电脑物理分辨率和逻辑分辨率相等),现在知道PPI=141,能求出我电脑是多少英寸的吗?底下一片人都在说废话,你刚才就是用你电脑分辨率和15.6求的PPI=141。如果现在我们有一张1920*1080的壁纸,那么用PS工具什么的,都可以量出144px的长度就是一英寸。但是这并不能代表1920*1080逻辑分辨率对应的就是15.6英寸的设备,现在如果在另个设备PPI=375,同理可以求出设备是5.8英寸的,差不多和手机一样大,这时我们需要量出375px,才是一英寸的长度。 逻辑分辨率可以表示长度,但是它和设备的PPI有很大的关系。

如果你觉得还是不能理解,可以继续看下面的例子:

现在有一张141*141分辨率的,那么在我电脑上这张显示的大小就是一英寸的矩形,因为我电脑每英寸可以呈现141个像素点,反过来说141个像素点在我电脑上就表现一英寸的大小。现在将这放在另一台电脑上,电脑屏幕尺寸和我电脑相同,但是PPI=70。那么在屏幕显示长度是几英尺?2英寸!(如果答对了,你就可以放过下面这个例子,不用看了)

如下图A屏和B屏,假设都是一英寸大小,A屏每英寸可以显示两个像素点,B屏可以显示四个像素点。现在有一张4*4像素的,在B屏刚好完美呈现,但是在A屏想完整显示,A屏向右需要再加两个两素点,向下再加两个像素点。所以在A屏上需要两英寸。

总结:逻辑分辨率这块可能是有点不好理解,很抽象,如果纠结很久还是不清楚,也不用纠结了,下面实战篇会给出具体的例子。

单从硬件上面看,苹果电脑屏幕物理分辨率就已经比普通电脑物理分辨率高出很多。当然你肯定要说为什么要拿苹果最好的设备去比较。我朋友用的是macbook air ,13.3,1440*900,但是画面呈现效果依然比普通电脑好很多。屏幕是一个因素,但是不是绝对的,屏幕的画面显示效果还和操作系统、显卡很多因素有关。苹果系统的图形渲染技术就是全世界最好的,所以苹果屏幕所呈现的画质自然要比普通屏幕看起来更细腻更舒服。

144p (192×144,20帧/秒),4:3,录制一分钟大约1MB;

240p (320×240,20帧/秒),4:3,录制一分钟大约3MB;

360p (480×360,20帧/秒) ,4:3,录制一分钟大约7MB;

480p (640×480,20帧/秒),4:3,录制一分钟大约12MB;高清

720p (1280×720,30帧/秒) , 16:9,录制一分钟大约35MB;超清

1080p (1920×1080,30帧/秒) ,16:9 , 录制一分钟大约80MB。蓝光

除此之外还有更高的分辨率:

2K (1152 × 2048)

4K(2304 × 4096)

像素你真的会吗?(px、dp、pt、rpx、rem)-移动设备分辨率问题

1、像素维基百科

2、A pixel is not a pixel is not a pixel

3、前端工程师需要明白的「像素」

4、Syntax and basic data types

5、像素密度的危机

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