Photoshop照片PPI、打印机DPI,及之间的关系,以及为什么把300PPI定为“视网膜分辨率”

PPI :每英寸里像素点个数;

DPI :每英寸里点的个数(对于屏幕来说是像素点[方块],对于打印来说是墨滴)。

先说结论:

在Photoshop里, PPI = DPI ,   关系为1:1  。( 参见: Adobe DPI resolution: your complete guide.  )

在PS里打印照片,对于打印高质量照片,一般情况下选择300PPI即可。


论证过程:

无论是PPI、还是DPI,都给【人】设计的,所以我们只需要关心人眼最大可识别距离(分辨率)即可。

由于人眼也是一个光学仪器,所以人眼分辨率也可以用光学仪器分辨率的计算公式来计算,如下。

由于人眼视锥细胞对波长为550nm附近的绿光最敏感。并且瞳孔直径,正常光线下一般为3~5mm(常规值);特殊环境下可达2~8mm,极限时可达1~9mm;

这里瞳孔直径我们取3mm(D)的常规值,光波长取550nm(λ),屏幕/纸张在25cm处,作为常规情况,进行计算。

θ = 1.22 λ/D= 0.00022rad = 0.0126deg = 0.756arcmin(最小分辨角,和距离无关)
d = l * θ  = 25cm * 0.00022rand = 0.055mm = 0.0022英寸(in)

 

可以得到,当两个点距离小于0.055毫米的情况下,人眼是无法分辨的。

或许有人奇怪,头发丝的直径是0.04--0.2毫米,比0.055毫米还小,但25cm处谁还看不到自己的头发丝?

这是因为很多人混淆了【能感知到】【能分辨出】两个概念。

一根头发丝能看到,但是两根发丝之间的距离小于0.055毫米时,    常规情况下,人眼会把这两根发丝看成一根。

也就是明明能够感知到有头发丝,但是无法分辨出是一根还是两根。

这个很容易证明,因为测试视力时,也用了同样的原理,如下图,当两个条纹(或头发丝)间距符合最小分辨角时,人眼里只能看见一个黑块(感知到),但却不知道开口方向(分辨出)。

所以,常规情况下,当屏幕分辨率达到 1 / 0.0022in(取上面的常规值结果) =  454PPI时 ,人眼才无法察觉到像素缝隙的存在。

不过我们不需要这么高的分辨率,只要保证常规情况下,大多数人无法分辨出即可。

我们取视力表上的标准视力1.0, 最小分辨角(视角)为1' = 1 arcmin , 即两个黑色条纹间的角度。如下图,E中间的缝隙也是1'

换算到25cm(10英寸)处的屏幕,两个条纹(像素)之间的距离必须小于 25厘米 × 1arcmin = 0.0727mm = 0.00286英寸(in),才可以使得视力1.0的人察觉不到像素之间的缝隙。

也就是每英寸必须有 1 / 0.00286in =  350PPI (打印时有的要求照片350PPI的由来),才可以使得视力1.0的人察觉不到像素条纹,也被乔布斯叫做视网膜分辨率【像素密度>=300 PPI(使用距离为10-12 inches)】。

PS. 笔者注:大多数时我们与屏幕距离,要在30.5厘米(12英寸)以上才比较舒服,在12英寸时,分辨率大约为300PPI。

由于我们的注意力并不时刻盯着像素仔细分辨,而是更多的关注内容,所以平常用的低分辨率的屏幕也可以接受。

如1920*1080px 、14英寸的屏,  分辨率 = √(1902² + 1080²)    / 14 = 157PPI 。

总之,157PPI是受价格指导的人类分辨率,300PPI 是性价比的分辨率极限(或营销版的视网膜),350PPI 是大多数人的极限, 454PPI是绝大多数人的极限,更高分辨率在特殊人群里也是存在的。


那么PPI与打印机的DPI又有什么关系呢?

如下图,显示器上横竖都有10个像素点(块),对应到打印纸上也是10个打印区域(像素块)。但一个像素块,需要多个墨滴实现。

如打印一个红色像素点,可以用CMYK【0,100,100, 0】表示;也就是1个红色像素点,由100滴品红墨水,100滴黄色墨水组成(这里的数量为说明问题)。

所以打印机DPI(dots per inch)中dot并不是通常意义上的点,而是墨滴的数量,实际含义为每英寸的墨滴的数量。

也就是说,我们通常讲的打印机分辨率是多少DPI,指的是"在该打印机最高分辨率模式下,每英寸所能打印的最多"理论"墨点数"。

墨点数量(打印机的DPI)越多,  那么墨滴混合越均匀、色彩梯度越精准,过渡更平滑。

所以会出现打印机的DPI 远大于屏幕DPI(一般用PPI来表示,此处用来辅助理解)的情况。


番外:

屏幕分辨率还有另外一种表示方式:Android设备 用dip(简称dp)来表示屏幕密度,也就是细腻程度。 1dp表示在屏幕点密度为160ppi时1px长度。 

对于安卓手机来说,大多数设备分辨率远超乔布斯的视网膜分辨率300PPI。搜索手机PPI排行,可以看到红米系列都是526PPI的分辨率。