分辨率越高画面反而越不锐利吗？

随着各大厂商纷纷向8K甚至更高清晰度进军，关于更高分辨率是否有必要的讨论再次热门起来。你是否还记得我们在几周前的文章《8K还不够，14K才是未来的清晰度？》中提到的一个观点——“更高分辨率画面并不会更锐利，高分辨率实际上比低分辨率更平滑”。这个观点来自于电影行业的老牌公司Panavision，可能与你的固有印象截然相反，那么今天我们将结合Panavision的研究成果，详细地解释一下这个问题。

Panavision自推出DXL摄影机以来，一直是超高分辨率技术的推动者（图片来自Phil Holland）

在标清时代，摄像机的传感器很小，传输标准也很低，此时更高的锐度容易给人以清晰的感觉。那时的摄像机都内置了一个“细节电路”，它等于在高对比度的区域画了一条人造“黑线”，使画面看起来更清晰。人们可以通过摄像机内置菜单中的DETAIL设置来提升或降低锐度。

索尼摄像机菜单

索尼摄像机菜单中的DETAIL设置

下面两张图为调高DETAIL设置前后的画面对比：

原始画面

DETAIL调高之后

当然，需要提醒的是，在一些情况下需要将DETAIL调低才能获得更好的质感。

原图高光点生硬，细节部分扎眼

调整后高光点柔和，质感增强

此外，降低细节还可以用来拍摄人物，实现柔和的肤色表现……扯远了，言归正传，在高清时代，由于分辨率的提升，细节的丰富让画面看起来锐度更高。

HD与SD，细节和锐度差异明显

那么当细节进一步提升，锐度为什么会不升反降呢？让我们以图例直接来说明。

上面这张图片是Phase One中画幅相机搭配Leaf数码后背拍摄的，由Panavision公司提供，其清晰度高达11K，文件体积超过600M。当然由于微信的限制，我无法上传这么大的图片，而即使上传了你也无法在手机上查看这张图。所以为了让你更直观地感受这张图，我裁剪了该图片的一些局部，用以展示该画面的全比例细节。

看看这些局部图，它们都是从这张单幅11K清晰度的图像中裁剪出来的，但是它们看起来并不那么锐利。实际上，任何超高分辨率的图像都不应该是非常锐利的，因为锐度是对比度造成的结果，而非清晰度。通常一张图片如果在色调与色调之间有着清晰的界线，它会被认为是锐利的。然而更高分辨率的摄影机和镜头系统能够在明暗过渡中捕捉到更多的色彩信息，色彩过渡会更自然，所以画面反而看起来更平滑。

低分辨率的画面看起来很锐利，因为它们无法捕捉到色调与色调过渡间的细微差别，同时压缩了真实的细节，从而拍摄出的画面拥有更大、更粗糙以及更突然的过渡。

镜头也是如此，很多人追求的“锐利”效果只是因为这些镜头有很高的对比度，但只能采集粗略的细节，从而让色调到色调的转换变得突然，给人“清晰”的感觉。而真正的高分辨率镜头能够捕捉到更多的细节，自然会更平滑，同时对比度低。有一些非常昂贵的镜头组，以极高的锐度与对比度而著称，但是如果将其与较低对比度的其他厂商镜头相比，你会发现那些比较“软”的镜头反而有着更精细的细节。当然，选择镜头没有对错之分，只是你要先理解你需要的是“锐利”的画面还是“清晰”的画面。

以上是另一幅11K分辨率的数字照片，使用哈苏中画幅相机与Leaf数码后背拍摄。以下是局部放大：

这些纹理细节非常丰富，非常惊人的，不过注意一下背景部分，它们同样有趣。背景中色调的细微差别既复杂又平滑，较低分辨率的相机不能捕捉到相同的丰富性。这很重要，因为我们很多人都是根据焦外散景的质量来选择镜头的。更重要的是，上面这张图片从16-bit的TIFF文件中截取的，保存为16-bit的PNG文件（然并卵，微信上传后一压缩全是白搭，不过不影响结论）。但是如果当你在8-bit或10-bit的显示屏上观看，仍旧能够感觉到它的平滑。

再打个比方，上面两个圆哪个更清晰？相信这是显而易见的事情。但是当你走远某个距离再看的时候，你会发现右侧的圆更清晰。因为低分辨率的色块让它显得更锐利，但是左边的圆确实更平滑，而且你在任何大小的屏幕以不同的距离观看，它都同样平滑。

通过这些例子，你应该能够理解“分辨率”与“锐利”之间的矛盾关系了。对于影像拍摄来说，过采样总是更好的，因为当你缩小图像尺寸时，图像的大部分信息可以通过像素插值来保存，从而比原生小尺寸的图片有着更丰富的层次与细节。低分辨率的图像捕获的图像信息较少，在缩放时很容易丢失细节。所以当我们拍摄4K并在后期缩小为HD，或者拍摄HD并在后期缩小为SD，都能获得比原生拍摄HD或SD更好的画质。

最后再举一个例子强调一下“清晰”与“锐利”的区别，比如将这张叶子的照片进行了锐化。

原图

锐化之后的效果

看起来是不是经过锐化的图片更“清晰”？别急，我们将其局部放大再看。

原图

锐化之后的效果

锐化后的图片这样看是不是算得上惨不忍睹了？对比度有很大的提升，但是细节有严重的丢失，噪点明显，它不但不“清晰”，甚至非常“不自然”。上文中提到的DETAIL功能也是这个原理，那副铜像的画面进行局部放大，你就能发现DETAIL调高后细节的损失以及噪点的增加了。

雕像图原图局部

DETAIL调高后的局部

用一位光学镜头领域专家所说的话作总结：“在镜头设计中有两件事情是相互矛盾的：对比度和分辨率。”他说：“你可以偏向其中一个，但不能要求两者都一样好。”

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