• 談談怎么正確認識論文投稿時對圖像分辨率的要求

    談談怎么正確認識論文投稿時對圖像分辨率的要求

    文/Sobereva@北京科音   2019-Aug-31


    筆者在思想家公社QQ群和計算化學公社論壇交流、答疑時,時常看到有人提到有關圖片的分辨率的問題,一些期刊在投稿時對分辨率有明確要求。在討論中明顯可以看出他們對分辨率這個概念缺乏正確的理解,因此導致做一些無意義的處理、考慮無意義的問題,因此筆者在這個小文中專門說說怎么正確認識分辨率。

    首先要知道,常用的jpg(亦即jpeg)、gif、bmp、png、tif(亦即tiff)等格式都屬于位圖,即每個圖片是由一大批像素(pixel)構成,每個像素點有不同的顏色值,這種圖直接放大顯示后會看到馬賽克的效果。與位圖相對的是矢量圖,如svg、eps、pdf等格式,圖像通過數學方式定義的線條描述,可以無損縮放。對于矢量圖說分辨率是沒有意義的。

    不同位圖文件有寬度的像素值也有高度的像素值,像素總數是二者的乘積。比如一張圖片像素是1400*1000,那么像素數是1400000,可以簡寫為1.4M(一百四十萬)。如果把圖片打印到印刷品上,打印出來后圖片有一定的高度和寬度,我們管它叫打印尺寸。

    有一個重要的概念叫dpi(dots per inch),即每英寸像點數。例如一張圖的像素數是1200*1000,假設打印尺寸是6*5英寸,那么橫向dpi值是1200/6=200,縱向dpi值是1000/5=200,由于二者相同,我們可以簡稱此圖是200 dpi。

    分辨率(resolution)在不同語境下具體指代不同。應當明確分為兩種:
    ? 像素分辨率:這也就是前面說的圖片的像素是多少。只要是位圖文件,都有這個概念。
    ? dpi分辨率:即圖片的dpi值。諸如png文件有個header部分,其中專門有個字段記錄這個分辨率值。

    如果你的圖片只在電子設備上顯示,那么談論dpi分辨率是毫無意義的。因為dpi分辨率完全不影響你在屏幕上看到的圖像的清晰度,也完全不影響圖像文件大小。當在屏幕上以原始尺寸顯示圖像時(即令圖片的每個像素與屏幕的每個像素一一對應顯示),肉眼看到的圖片尺寸完全是由像素分辨率決定的;而當你把兩張像素數都不高的圖片在顯示器上顯示成相同大小時,像素分辨率較高的那個必然顯示得更清晰。此外,文件尺寸也完全由像素分辨率決定,比如對于特征和內容相同的兩個png文件,顯然2400*2000的圖像文件大小會比1200*1000的更大。

    討論dpi分辨率僅在涉及打印時有意義。比如有一張圖片是2400*2000,如果打印成6*5 inch,就相當于是400 dpi分辨率,而打印成24*20 inch,就相當于100 dpi分辨率。很顯然,像前者那樣打印成小圖,圖像就看起來比較精細,而如果打印成后面那樣大尺寸,圖像自然看起來就粗糙模糊(除非眼睛離印刷品很遠),就像把位圖圖像強行拉大了那樣有顆粒感。

    顯然,對于作圖的人來說,以及對于計算機里面的圖片來說,只有像素分辨率這個概念。僅當知道打印出來的圖像尺寸,才能說dpi。然而在科研論文投稿的時候,經常會看到期刊的author guide里有一條,要求圖片分辨率必須是比如300 dpi,這是什么鬼?筆者在這里明確地說,這個要求根本沒有絲毫意義!是個完全荒唐的要求!因為投稿的人根本事先就不知道期刊實際印刷出來時這個圖像的尺寸是多少。就算你有這個這個期刊的紙質版,能用尺子量一下已出版文章里圖片的大小,你也難以事先預料到編輯在排版的時候把這圖弄成單欄圖還是通欄圖,也不知道編輯實際會把這圖縮放成什么大小。只有編輯事先告訴你,比如你的某張圖排版完了是6*4 inch,要求分辨率是300 dpi,那么我們才知道在實際作圖時怎么處理,即圖像的寬度應當為6*300=1800,高度應當為4*300=1200。

    像JCTC的Author guide里關于cover圖的說法還算基本恰當:
    Images to be considered for the cover should be submitted as TIF, EPS, or high-resolution PDF files with a resolution of at least 300 dpi for pixel-based images. The image size is 8.5 in × 8.8 in., 21.6 cm × 22.4 cm, or 2530 pixels × 2640 pixels
    上面的文字雖然開始說非得是300 dpi,顯得無厘頭,但后面的文字明確說了,圖像實際打印尺寸是8.5*8.8 inch,因此我們作圖時的寬度和高度應當為8.5*300=2550和2640,這和后面說的“2530 pixels × 2640 pixels”是一致的(稍有偏差是inch表示時的舍入誤差所致)。

    然而有的期刊就是告訴你,要求投稿時圖像是300 dpi(或更高),你也無從得知打印尺寸,那我們作圖時到底該怎么辦?你根本就別管它這個無理要求就完了!你只要在作圖時讓圖像的像素分辨率足夠高即可。比如你的圖是2000*1500,這就算很高分辨率圖了,哪怕被用于通欄圖(即一張圖直接橫跨整頁紙),印刷出來也肯定夠清楚。但可能有人說,某些期刊有自動檢查機制,發現圖片文件達不到比如300 dpi就不接收,怎么搞?很簡單,你首先保證像素分辨率足夠高(別就用區區400*300這樣的圖拿去投稿),然后在Photoshop(或其它圖像編輯程序)里按Ctrl+Alt+I,直接把dpi值改到300然后保存圖像就完了,如下所示

    點確定后你會看到像素分辨率、屏幕上看到的圖并沒有絲毫改變,實質上只不過是把圖片的header里的dpi分辨率值改寫了一下罷了。

    順帶一提,研究表明人類肉眼能夠分辨的最高分辨率是300 dpi,這應當也是為什么很多期刊非要追求這個300 dpi,因為再高了也沒意義。另一方面,還有一個打印機分辨率的概念,這取決于打印機的硬件規格,現在一般家用激光打印機都能支持到600 dpi,因此打印已足夠精細了,肉眼看不出瑕疵;而用于打票據的針式打印機當中那些比較廉價的則一般只有180 dpi或360*180 dpi,因此肉眼離近了看可以看得出顆粒感。

    另外還值得順帶一提的是屏幕分辨率。近年來的新手機在宣傳的時候都有個指標叫ppi(pixels per inch),即每英寸像素數,這個指標的定義和dpi是相同的。ppi越大則屏幕上單位面積里能顯示的像素越多,看起來越精細。比如榮耀10達到432 ppi,已超過了肉眼可辨別的極限,所以除非用放大鏡,否則看不出任何顆粒感。

    PS:可能還有人聽說過什么顯示器分辨率是72 ppi、互聯網上的圖像是72 dpi之類的說法,早點忘記這些,都是些概念嚴重錯誤的說法。

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