学Matplotlib需要拧清的概念之Inches, PPI, DPI先问两个问题，你思考过：
在photoshop中也是如此。 在学习计算机绘图时，经常见到一些概念，如：
像我这样的草根，初期常拧不清它们，并且困惑于：为什么要弄出这么多“差不多”（相似）的概念？ 我也很长时间停留在对它们的一知半解上，因为那时也认为，大致知道这此概念就“差不多了”（马马虎虎），我只要能画出图形来即可！ 其实理清这些概念很重要，它是输出图像质量、绘图坐标设置、matplotlib一些参数设置等的基础，甚至有时直接决定了你自由操控matplotlib的能力（如坐标变换）。在对它们模糊的时候，使用matplotlib，很多参数设置的目的和产生的结果也就是模糊的。 等我花一些时间理清楚它们后，过去对matplotlib中一些不能理解的地方也豁然开朗了。 本打算把类似上面的一些基础性概念在一篇文章中做个总结，因篇幅的限制，需要分几篇了。 显示器的尺寸绘图过程中，绝大多数时间，我们都是在显示器（本文以液晶显示器为例）上操作、查看图像。 显示器有一个最直接、固定的参数，就是经常说的屏幕尺寸。 屏幕尺寸（物理尺寸），用英寸 inches表示，它是矩形'液晶面板'的对角线长度。比如，17寸显示器，23.1寸显示器...等。 矩形的对角线是23.1 inches，显示器的长、宽是多少呢？这就引入了屏幕比例的概念，如标准的4：3，16：9。 1 英寸 = 2.54 厘米。 我正在用的台式机上的显示器是：23.1英寸，16：9。 用 l 、w 分别表示液晶面板的长和宽，有： 解上面的方程组即可大概地计算出显示器屏幕的长和宽了，单位是厘米。 计算结果是：
我们可以用尺子量一下屏幕显示区的长和宽。更精确的是使用硬件检测软件获取显示器的详细信息，我的显示器检测结果如下： 小结：
在matplotlib中，`display`坐标就是基于这个屏幕构建的坐标，所以用inches或像素标识。 后面会专题讨论matplotlib中的各种坐标系，上面的知识会有助于你的理解。 液晶显示器的”像素“ pixel液晶是一种特殊的有机化合物， 在常温条件下，它呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性，因而称为“液晶”。 液晶的物理特性是：当通电时，排列变的有秩序，使光线容易通过（看起来就是亮）；不通电时排列混乱，阻止光线通过（看起来就是灰暗）。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。 液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小光阀。这样就可以控制每个像素的亮度和颜色了。 显然，相同尺寸的液晶层上划分的单元格（像素）越多，显示器的显示精度就越高，显示出来的图像就越细腻，但这种显示器的制作工艺难度就会增加，成本也会增加。 显示器就是通过在一个一个单元格（像素）中填充不同的颜色来表达图像的。 像素就是最小的显示单元格，在一个单元格中只能显示相同的颜色。 分辨率，resolution我们在选购显示器时，非常关注的”分辨率“参数，它就与”像素“有关。像素常用字母PX表示。 分辨率，又称解析度、解像度。即显示屏幕区域被分解为多少个像素（单元格）。 虽然在系统中有设置显示器分辨的地方，但液晶显示器的最大分辨率在出厂后就是固定的了。能设置的仅是当前分辨率。下图是windows 10 系统设置显示分辨率的界面。 我的显示器最大分辨率是 1920*1080，即长向上有1920个PX，宽向上有1080PX 总的有 2073600 个像素，它就是我的显示的分辨率了。这个数字太大，不好理解，所以一般直接用类似 1920PX * 1080PX这样的形式来表示屏幕的分辨率，手机屏幕也是如此。 题外话：液晶面板的单元格划分在出厂时就固定了，为什么还能设置当前分辨率呢？ 假如我将当前分辨率调整为1280px*960px，按照定义，长向就是1280个像素，宽向就是960个像素。其实并不是你改变了显示器分辨率，而是操作系统欺骗了你。操作系统通过一系列运算将1920*1080个单元格矩阵变换为1280*960个模拟像素矩阵呈现给你。所以，就有了当前分辨率和最大分辨。 PPI 是什么？基于分辨率的含义，人们还用每英寸长度上像素个数来表示屏幕分辨率，即 Pixels per inches，缩写为 PPI。 我的显示器长向上最大为1920像素，物理长度是51厘米（折合20.078英寸），每英寸长度上有1920 px / 20.078 inches ≈ 96 PPI。 所以，有时又说我的显示器分辨率是 96 PPI。 也有人把他说成 96 DPI，这是不严格的。对于显示器分辨率，严格来说应该用 96 PPI。当然你很清楚它们的含义时，反而混用也没有关系了。 DPI 又是什么？DPI 是 Dots per inches的缩写。DPI是一个与打印机、印刷紧密相关的概念。 打印机是通过一个一个的墨点来打印图像的，每个墨点的色彩只能是一样的，打印机在每英寸上可打印的点数就是DPI。显然DPI越大，打印出来的图像就越细腻。所以，常用DPI作为打印机的分辨率来表示打印机的最大可打印质量。 为什么说是最大可打印质量呢？即这台打印机最大打印分辨率，但实际打印分辨率还与图像的分辨率有关。 一般打印机的分辨在150-300DPI，高的能达到600DPI。 我们用100%的比例打印图像：
总结：严格来说：
它们对matplotlib来说很重要。 |
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