學(xué)Matplotlib需要擰清的概念之Inches, PPI, DPI先問兩個問題，你思考過：
在photoshop中也是如此。 在學(xué)習(xí)計算機繪圖時，經(jīng)常見到一些概念，如：
像我這樣的草根，初期常擰不清它們，并且困惑于：為什么要弄出這么多“差不多”（相似）的概念？ 我也很長時間停留在對它們的一知半解上，因為那時也認(rèn)為，大致知道這此概念就“差不多了”（馬馬虎虎），我只要能畫出圖形來即可！ 其實理清這些概念很重要，它是輸出圖像質(zhì)量、繪圖坐標(biāo)設(shè)置、matplotlib一些參數(shù)設(shè)置等的基礎(chǔ)，甚至有時直接決定了你自由操控matplotlib的能力（如坐標(biāo)變換）。在對它們模糊的時候，使用matplotlib，很多參數(shù)設(shè)置的目的和產(chǎn)生的結(jié)果也就是模糊的。 等我花一些時間理清楚它們后，過去對matplotlib中一些不能理解的地方也豁然開朗了。 本打算把類似上面的一些基礎(chǔ)性概念在一篇文章中做個總結(jié)，因篇幅的限制，需要分幾篇了。 顯示器的尺寸繪圖過程中，絕大多數(shù)時間，我們都是在顯示器（本文以液晶顯示器為例）上操作、查看圖像。 顯示器有一個最直接、固定的參數(shù)，就是經(jīng)常說的屏幕尺寸。 屏幕尺寸（物理尺寸），用英寸 inches表示，它是矩形'液晶面板'的對角線長度。比如，17寸顯示器，23.1寸顯示器...等。 矩形的對角線是23.1 inches，顯示器的長、寬是多少呢？這就引入了屏幕比例的概念，如標(biāo)準(zhǔn)的4：3，16：9。 1 英寸 = 2.54 厘米。 我正在用的臺式機上的顯示器是：23.1英寸，16：9。 用 l 、w 分別表示液晶面板的長和寬，有： 解上面的方程組即可大概地計算出顯示器屏幕的長和寬了，單位是厘米。 計算結(jié)果是：
我們可以用尺子量一下屏幕顯示區(qū)的長和寬。更精確的是使用硬件檢測軟件獲取顯示器的詳細信息，我的顯示器檢測結(jié)果如下： 小結(jié)：
在matplotlib中，`display`坐標(biāo)就是基于這個屏幕構(gòu)建的坐標(biāo)，所以用inches或像素標(biāo)識。 后面會專題討論matplotlib中的各種坐標(biāo)系，上面的知識會有助于你的理解。 液晶顯示器的”像素“ pixel液晶是一種特殊的有機化合物， 在常溫條件下，它呈現(xiàn)出既有液體的流動性，又有晶體的光學(xué)各向異性，因而稱為“液晶”。 液晶的物理特性是：當(dāng)通電時，排列變的有秩序，使光線容易通過（看起來就是亮）；不通電時排列混亂，阻止光線通過（看起來就是灰暗）。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小光閥。這樣就可以控制每個像素的亮度和顏色了。 顯然，相同尺寸的液晶層上劃分的單元格（像素）越多，顯示器的顯示精度就越高，顯示出來的圖像就越細膩，但這種顯示器的制作工藝難度就會增加，成本也會增加。 顯示器就是通過在一個一個單元格（像素）中填充不同的顏色來表達圖像的。 像素就是最小的顯示單元格，在一個單元格中只能顯示相同的顏色。 分辨率，resolution我們在選購顯示器時，非常關(guān)注的”分辨率“參數(shù)，它就與”像素“有關(guān)。像素常用字母PX表示。 分辨率，又稱解析度、解像度。即顯示屏幕區(qū)域被分解為多少個像素（單元格）。 雖然在系統(tǒng)中有設(shè)置顯示器分辨的地方，但液晶顯示器的最大分辨率在出廠后就是固定的了。能設(shè)置的僅是當(dāng)前分辨率。下圖是windows 10 系統(tǒng)設(shè)置顯示分辨率的界面。 我的顯示器最大分辨率是 1920*1080，即長向上有1920個PX，寬向上有1080PX 總的有 2073600 個像素，它就是我的顯示的分辨率了。這個數(shù)字太大，不好理解，所以一般直接用類似 1920PX * 1080PX這樣的形式來表示屏幕的分辨率，手機屏幕也是如此。 題外話：液晶面板的單元格劃分在出廠時就固定了，為什么還能設(shè)置當(dāng)前分辨率呢？ 假如我將當(dāng)前分辨率調(diào)整為1280px*960px，按照定義，長向就是1280個像素，寬向就是960個像素。其實并不是你改變了顯示器分辨率，而是操作系統(tǒng)欺騙了你。操作系統(tǒng)通過一系列運算將1920*1080個單元格矩陣變換為1280*960個模擬像素矩陣呈現(xiàn)給你。所以，就有了當(dāng)前分辨率和最大分辨。 PPI 是什么？基于分辨率的含義，人們還用每英寸長度上像素個數(shù)來表示屏幕分辨率，即 Pixels per inches，縮寫為 PPI。 我的顯示器長向上最大為1920像素，物理長度是51厘米（折合20.078英寸），每英寸長度上有1920 px / 20.078 inches ≈ 96 PPI。 所以，有時又說我的顯示器分辨率是 96 PPI。 也有人把他說成 96 DPI，這是不嚴(yán)格的。對于顯示器分辨率，嚴(yán)格來說應(yīng)該用 96 PPI。當(dāng)然你很清楚它們的含義時，反而混用也沒有關(guān)系了。 DPI 又是什么？DPI 是 Dots per inches的縮寫。DPI是一個與打印機、印刷緊密相關(guān)的概念。 打印機是通過一個一個的墨點來打印圖像的，每個墨點的色彩只能是一樣的，打印機在每英寸上可打印的點數(shù)就是DPI。顯然DPI越大，打印出來的圖像就越細膩。所以，常用DPI作為打印機的分辨率來表示打印機的最大可打印質(zhì)量。 為什么說是最大可打印質(zhì)量呢？即這臺打印機最大打印分辨率，但實際打印分辨率還與圖像的分辨率有關(guān)。 一般打印機的分辨在150-300DPI，高的能達到600DPI。 我們用100%的比例打印圖像：
總結(jié)：嚴(yán)格來說：
它們對matplotlib來說很重要。 |
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