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前言

我们常常听到有人说：

这幅图比那幅图要清晰；

这支镜头比那支镜头更锐利；

这台相机的分辨率很高，拍出来的相片很清晰；

给相片后期加些锐化，可以看起来更清晰……

清晰、锐利、分辨率，当你听到这些专业术语时，你理解它们的意思吗？

你知道分辨率是如何测量的吗？

你知道锐度和清晰度的区别吗？

你知道哪些是主观、哪些是客观的吗？

这三个概念，或许连许多资深摄影爱好者都会「傻傻分不清」。

那么，它们到底应该如何区分呢？今天，影像君将为大家深入剖析这三个概念，让大家不仅知其然，也知其「所以然」。

我们的话题先从分辨率说起。

一、 分辨率

1.1 概念和定义

分辨率（resolution），又称「分辨度」或「解像度」（从日语直译而来）。广义上的分辨率包括很多，如像素分辨率、温度分辨率、瞬时分辨率等，而本文主要讨论的是空间分辨率（spatical resolution）。它描述的是光学设备或影像系统辨别、解析物体细节的能力。系统捕捉的细节越多、越丰富，相应的分辨率或解像力（resolving power）也就越高。

分辨率通常使用每毫米的线对（line-pairs）数量来描述，单位是lp/mm。所谓「线对」，是指一系列互相交错的黑白线条（如图1-1所示）。单位长度拥有的线对又称为「空间频率」（spatial frequency），线对越多，频率越高。

图1-1

那么，如何判断解析是否成功呢？

假设物面（Object plane）上的两个像素点相距很近但彼此独立，投射至传感器上时两个像素的线对出现重叠现象，与实际情况有偏差，则称之为解析失败，如图1-2中的（a）所示；反之，若在像面（Image plane）上能正确反映线对的物理位置，则称之为解析成功，如图1-2中的（b）所示：

图1-2，Photo via edmundoptics.

以图1-1为例。原本线条黑白之间的边界是非常清晰的，经过透镜成像后，放大观测到的线条边缘开始变得有些模糊，于是我们大致可以认为这片透镜的分辨率较低。如图1-3所示：

图1-3，Photo via edmundoptics.

分辨率是衡量影像画质的一个重要维度。那么，有没有一些科学的标准可以更好地量化和测量光学器件的分辨率呢？

答案是有。

1.2 分辨率的测量

说到分辨率的测量，有些人可能会说：

这还不简单吗？看谁的像素高就行了。

其实不是的。图片的有效像素只是部分代表了传感器的分辨率，而成像是系统各组件共同协作的结果，其它元件（如镜头、增距镜、滤镜等）的分辨率同样会影响系统的整体表现。大幅增加传感器的像素，虽然可以提升空间分辨能力，但同时也会增加系统其余部件的性能瓶颈。因此，不能简单地以「像素数量」去衡量系统的空间分辨率，更况且，同一张图像的中心区域和边缘区域，两者的分辨率也会有差异。

分辨率的测量标准和方法有很多，比如，曾经流行的美国空军USAF-1951分辨率测试条形靶（bar target）便是其中一种，如图1-4所示：

图1-4，USAF 1951.

假设要测试一颗镜头的分辨率[1]：

将条形靶置于镜头光轴位置上，保持测试靶与镜头互相垂直，以一定的距离（如镜头焦距的11倍）拍摄，然后再以一定的比例（如1：10）放大图像，用眼肉辨别所能观察到的最小线对，记下所在组（group）与行（elment），最后利用公式（如图1-5）计算出相应的分辨率。