SCI 投稿中像素、DPI、圖片解析度的一些知識

2021-02-13 BioIT愛好者

最近在學習 Linux 命令行下的 ImageMagick 圖像處理，對圖像本身的一些概念有點懵，搜集整理了一點資料，僅供自己和大家學習與參考。

SCI 期刊對解析度大多都有一定的要求，例如一段來自 Elsevier 旗下期刊的稿約：

Formats


If your electronic artwork is created in a Microsoft Office application (Word, PowerPoint, Excel) then please supply 'as is' in the native document format.

Regardless of the application used other than Microsoft Office, when your electronic artwork is finalized, please 'Save as' or convert the images to one of the following formats (note the resolution requirements for line drawings, halftones, and line/halftone combinations given below):

EPS (or PDF): Vector drawings, embed all used fonts.

TIFF (or JPEG): Color or grayscale photographs (halftones), keep to a minimum of 300 dpi.

TIFF (or JPEG): Bitmapped (pure black & white pixels) line drawings, keep to a minimum of 1000 dpi.

TIFF (or JPEG): Combinations bitmapped line/half-tone (color or grayscale), keep to a minimum of 500 dpi.

這段稿約針對圖片的格式提出了要求，可以概括為以下幾點：

期刊可以接受這些文件格式：EPS、PDF、TIFF、JPG；

矢量圖請以 EPS、PDF 格式提交；

彩色或灰度照片（我們常說成黑白照片）以 TIFF、JPG 格式提交，解析度至少 300 dpi，比如電泳圖、手術照片、CT 影像、電鏡圖等；

計算機繪製的圖片以 TIFF、JPG 格式提交，解析度至少 1000 dpi，比如曲線、數據統計圖表、化學及生物結構圖等等；

組合圖（由計算機繪圖和照片組合而成的圖片）以 TIFF、JPG 格式提交，解析度至少 500 dpi。

作為小白，如果你第一次看到這些信息，是不是很懵？像素、解析度、dpi、ppi 這些都是什麼鬼？下面，我們來聊一下這些容易混淆的概念，順便講點圖像大小和印刷輸出的一些基本知識。

1. 關於像素

像素是圖像顯示的基本單位，它可以表示圖形尺寸的大小。

像素主要是相對位圖而言的，無論其格式是哪種，只要是位圖如果不停放大，最終你都會看到圖片實際上都是以一個個的彩色方塊相互堆疊而成，這樣的一個彩色方塊就是一個像素，英文名為 Pixel，簡寫為 PX。

2. 關於解析度和 DPI

提起解析度，我們需要了解兩個概念，圖像解析度和輸出解析度。

圖像解析度的基本計量單位是每英寸的像素數，簡寫為 ppi。一張圖的解析度是用橫向像素量 x 縱向像素量來表示，比如 640×480 像素、1280×960 像素等，一張解析度為 640 x 480 的圖片它的解析度就達到了 307,200 像素，也就是我們常說的 30 萬像素;而一張解析度為 1600 x 1200 的圖片，它的像素就是 200 萬。圖片的解析度和圖片的寬、高尺寸一起決定了圖像文件的大小及圖像質量。比如，一幅圖寬 12 英寸、高 6 英寸，解析度為 66PPI，如果保持圖像文件的大小不變，也就是總的像素數不變，將解析度降為 33PPI，在寬高比不變的情況下，圖像的寬將變為 24 英寸、高將變為 12 英寸。




而決定圖像輸出質量的是圖像的輸出解析度，描述的是設備輸出圖像時每英寸可產生的點數(dpi)，以 dpi 為單位。大部分時候我們說的輸出解析度主要是指印刷需要的解析度。如果你搞不清輸出解析度是怎麼回事也不要緊，你只要記住下面的常識就行了：

通常報紙印刷採用 75LPI，彩色印刷品使用 150LPI 或 175LPI，因此在 1:1 印刷的情況下，針對不同用途，原始圖像的解析度應分別是 150PPI、300PPI 和 350PPI。

另外再給你一張表，對照表看就更清楚了：
圖像解析度對照表
從技術角度說，「像素」只存在於電腦顯示領域，而「點」只出現於列印或印刷領域。對電腦顯示屏，解析度是用像素數目衡量;對數字文件印刷，解析度是通常用每英寸所含點或像素〔dpi〕來衡量。3. 相同的解析度，更高的 DPI 表現為物理尺寸更小


在這裡，右圖中的像素跟左邊的原始圖像是一樣，我們將 DPI 值從72提高到了 300，效果是每英寸現在有更多的點，但是由於構成圖像的總像素數沒有變化，所以數學上表現的是圖像變小，構成圖像的每個像素變得更小。

以簡化的圖像表達就是：

4. 物理尺寸相同，DPI 較低表現為較低的解析度


簡單的來說，圖像解析度(每英寸像素數)和 DPI (每英寸點數)兩者相互影響，這點希望你得搞清楚。


5.修改圖片解析度

把基本的一些概念搞清楚，明確圖片的要求後，接下來就是動手操作的時候了。這裡參考的是築研醫學公眾號《投稿教學 | SCI 投稿之圖片解析度問題》的操作，即 Adobe Photoshop CC 2019，其他的版本在操作上也是幾乎一樣的。

1) 用 Photoshop（PS）打開圖片，點擊【圖像】-【圖像大小】。


2) 然後就可以看到如下界面，是不是看到了上面梳理過的概念？
默認情況下，解析度用像素密度來表示，單位是 ppi；寬度和高度則以釐米為單位，說明以目前指定的像素密度來呈現該尺寸的圖片，在實際的物理世界中會是 141.11 x 115.57 cm 的大小；

② 如果這張圖是一張照片，那麼在不影響可讀性的情況下，我們直接把寬度改成 174mm，進行縮小的操作，並保存：

③ 如果縮小後會導致看不清照片的細節，那麼可以考慮適當裁剪，捨棄照片中無意義或不重要的部分：




④ 如果縮小會影響圖片的可讀性，比如圖片中的含有較多字號比較小的文字，可以提高解析度，到 600 ppi，試試寬度是否可以控制在期刊要求內，這張就可以：


⑤ 如果上述方法都不理想，比如圖片中有大量非矢量的圖線和文字不方便縮放，或縮放效果不佳，建議重新用作圖軟體導出為矢量圖，或修改圖片中的文字，保證至少有 8 pt 的大小（注意，是阿拉伯數字的"8" 號字，不是"小四"這種字號）再導出。

以上就是 SCI 投稿中像素、DPI、圖片解析度的一些基礎知識，以及期刊對圖片大小和解析度的要求，並參考一些前輩的做法來調整自己的圖片來符合期刊要求。


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