摘要： 清晰、銳利、分辨率，當(dāng)你聽到這些專業(yè)術(shù)語時(shí)，你理解它們的意思嗎？你知道分辨率是如何測量的嗎？你知道銳度和清晰度的區(qū)別嗎？你知道哪些是主觀、哪些是客觀的嗎？這三個(gè)概念，或許連許多資深...

清晰、銳利、分辨率，當(dāng)你聽到這些專業(yè)術(shù)語時(shí)，你理解它們的意思嗎？

你知道分辨率是如何測量的嗎？

你知道銳度和清晰度的區(qū)別嗎？

你知道哪些是主觀、哪些是客觀的嗎？

這三個(gè)概念，或許連許多資深攝影愛好者都會(huì)「傻傻分不清」。

那么，它們到底應(yīng)該如何區(qū)分呢？今天，影像君將為大家深入剖析這三個(gè)概念，讓大家不僅知其然，也知其「所以然」。

我們的話題先從分辨率說起。

一、 分辨率

1.1 概念和定義

分辨率（resolution），又稱「分辨度」或「解像度」（從日語直譯而來）。廣義上的分辨率包括很多，如像素分辨率、溫度分辨率、瞬時(shí)分辨率等，而本文主要討論的是空間分辨率（spatical resolution）。它描述的是光學(xué)設(shè)備或影像系統(tǒng)辨別、解析物體細(xì)節(jié)的能力。系統(tǒng)捕捉的細(xì)節(jié)越多、越豐富，相應(yīng)的分辨率或解像力（resolving power）也就越高。

分辨率通常使用每毫米的線對（line-pairs）數(shù)量來描述，單位是lp/mm。所謂「線對」，是指一系列互相交錯(cuò)的黑白線條（如圖1-1所示）。單位長度擁有的線對又稱為「空間頻率」（spatial frequency），線對越多，頻率越高。

圖1-1

那么，如何判斷解析是否成功呢？

假設(shè)物面（Object plane）上的兩個(gè)像素點(diǎn)相距很近但彼此獨(dú)立，投射至傳感器上時(shí)兩個(gè)像素的線對出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，與實(shí)際情況有偏差，則稱之為解析失敗，如圖1-2中的（a）所示；反之，若在像面（Image plane）上能正確反映線對的物理位置，則稱之為解析成功，如圖1-2中的（b）所示：

圖1-2，Photo via edmundoptics.

以圖1-1為例。原本線條黑白之間的邊界是非常清晰的，經(jīng)過透鏡成像后，放大觀測到的線條邊緣開始變得有些模糊，于是我們大致可以認(rèn)為這片透鏡的分辨率較低。如圖1-3所示：

圖1-3，Photo via edmundoptics.

分辨率是衡量影像畫質(zhì)的一個(gè)重要維度。那么，有沒有一些科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)可以更好地量化和測量光學(xué)器件的分辨率呢？

答案是有。

1.2 分辨率的測量

說到分辨率的測量，有些人可能會(huì)說：

這還不簡單嗎？看誰的像素高就行了。

其實(shí)不是的。圖片的有效像素只是部分代表了傳感器的分辨率，而成像是系統(tǒng)各組件共同協(xié)作的結(jié)果，其它元件（如鏡頭、增距鏡、濾鏡等）的分辨率同樣會(huì)影響系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。大幅增加傳感器的像素，雖然可以提升空間分辨能力，但同時(shí)也會(huì)增加系統(tǒng)其余部件的性能瓶頸。因此，不能簡單地以「像素?cái)?shù)量」去衡量系統(tǒng)的空間分辨率，更況且，同一張圖像的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，兩者的分辨率也會(huì)有差異。

分辨率的測量標(biāo)準(zhǔn)和方法有很多，比如，曾經(jīng)流行的美國空軍USAF-1951分辨率測試條形靶（bar target）便是其中一種，如圖1-4所示：

圖1-4，USAF 1951.

假設(shè)要測試一顆鏡頭的分辨率[1]：