长宽比 (影像)

五种常见的影像宽高比

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宽高比，即一个影像的宽度除以高度的比例，通常表示为 “x:y”或“x×y”，其中的冒号和乘号表示中文的“比”之意。目前，在电影工业中最常被使用的是 anamorphic 比例（即 2.39:1）。传统的 4:3（1.33:1）仍然被使用于现今的模拟电视上，而它成功的后继规格 16:9（1.77:1）则被用于高清晰度电视和数字电视上。这三种比例，是 MPEG-2（DVD）数位压缩格式所指定的三种标准比例，而 16:9 也被蓝光光碟和HD DVD所使用，同时也是两种普遍使用的35毫米电影胶片之间的折衷方案（欧洲的 1.66:1 以及英美的 1.85:1）。

## 电影的画面宽高比

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### 电影的画面宽高比

电影中的画面大小是由胶卷齿孔之间所纪录的真实大小所决定的。电影拍摄时常使用35毫米胶卷，所谓35毫米指的是胶卷的宽度，而胶卷两侧有齿轮孔。

1892年由威廉·迪更逊和爱迪生所提出的通用标准，每个画格(frame)的长度定为四个扣片齿轮孔高。

胶片本身为35毫米宽，但齿孔之间的宽度是24.89毫米，高度则为18.67毫米。

### 电影术语

在电影工业中，习惯将影像比例的高度缩小为1，如此一来，像一个 2.40:1 的横向影像只需要描述为“240”。

而目前在美国电影院中最常使用的播映比例为 1.85:1 和 2.39:1。有些欧洲国家使用 1.66:1 作为宽萤幕标准。

1.37:1 一度是所有电影院使用的比例，直到 1953 年， 1.85:1 取而代之成为播映标准。

#### 电影摄影机系统

摄影机系统的开发最终仍必须服膺于胶片齿孔之间的大小，以及必须预留给音效轨的空间。

VistaVision是一个宽萤幕的创举，由派拉蒙影业所研发，它使用标准的35毫米大小的胶片，但胶片是横著运转而非直的运转，齿孔是在已摆正的画面框的上下而非左右，结果就能使用较大的横向画面，是一般影像的两倍宽，相对而言高度就被降低。

但是在放映时，VistaVision 系统的输出比例 1.5 仍然必须裁剪为 1.85 并且使用透镜转换方向，变回原始的直式打印（即四个齿孔高的35毫米胶片影像）才能投影。

虽然这个格式在 1970 年代由 Lucasfilm 因为特效的要求而重新被使用（光学转换时的 image degradation 对于多图层合成是必要的），这时已有较好的摄影机、透镜，和大量的标准35毫米胶片库存供消耗，加上这一直横之间的转换在冲洗上造成额外的成本，于是 VistaVision 广泛地被视为已经过时的系统。

然而，这种转换在后来又被 IMAX 以及他们的 70毫米 胶片所使用。

Super 16毫米胶片因为价格低廉而被许多电视制作所使用，由于不需要预留音效轨空间（它原本就不是用来投影而是输出为影像），它的比例为 1.66:1，接近 16:9 的 1.78。因为它也能放大为35毫米胶片作放映，所以也会拿来拍摄影片。

## 电视的画面宽高比

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### 4:3 标准

4:3 是历史最久的比例，它在电视机发明之初就已经存在，现今仍在使用，并且用于许多电脑显示器上。在美国电影方面，1950年代好莱坞电影进入了宽萤幕（1.85:1）时代，标榜更高的视觉享受，以挽回从电影院流向电视的观众。

### 16:9 标准

16:9是高清晰度电视的国际标准，用于澳洲、日本、加拿大和美国，还有欧洲的卫星电视和一些非高清的宽萤幕电视（EDTV）PAL-plus。日本的Hi-Vision原本使用的是5:3，但因国际标准的组织提出了一个5⅓比3的新比例（即16:9）而改变。1.77:1是为了合并美英及欧洲使用的不同宽萤幕比例，虽然都是35毫米胶片，但前者为1.85，后者为 1.66:1。如今许多数位摄影机都能够拍摄 16:9 画面。宽萤幕的DVD是将 16:9 的画面压缩为 4:3 作资料储存，并依照电视的处理能力作应变，假如电视支援宽萤幕，那么将影像还原就可以播放，如果不支援，就由DVD播放器裁剪画面再送至电视上。更宽一些的比例如 1.85:1 或2.40:1则是在影像的上下方加上黑条。

欧洲联盟组织了 16:9 行动计划，欲加速完成转换至 16:9 讯号的变革，他们在PAL规格上和高清规格上有着同样的努力。欧洲联盟最终为此计划筹款2亿2800万欧元。

### 14:9 标准

最早源自英国，曾在英国、爱尔兰、法国、俄罗斯等国家使用，作为当地模拟电视的传输格式，目前大多已淘汰。

## 区别

本条目所提及的宽高比，指的都是显示宽高比（DAR），不同于储存宽高比（SAR），后者指的是像素总数的比值。当影像是用长方像素而非正方像素显示时，这两种宽高比就会不一样。像素本身的比例，称之为像素宽高比（PAR），譬如正方像素就是1:1。三者之间的关系为：

DAR = SAR × PAR.

举例来说，一个 640 x 480 的 VGA 影像其 SAR 为 640/480 = 4:3，当显示在一个 4:3 的显示器上时（DAR = 4:3），其像素宽高比就为 1:1。相对而言，一个 720 x 576 的 D-1 PAL 影像其 SAR 为 5:4，若也显示在 4:3 的显示器上（DAR = 4:3），可知其像素宽高比就为 (4:3)/(5:4) = 16:15。

在类比影像中，譬如胶卷电影，并没有像素的概念，因此也没有 SAR 或 PAR 的概念，所以宽高比指的就是储存宽高比（DAR）。其显示器并没有非正方形的像素格，虽然数位感测器有可能会有，但后者实际上只是影像缩放时，数学上的重采样概念。

## 目视比较

相同高度下，两种不同比例的比较｜ ｜电脑分辨率的比较

4:3(1.33:1)｜

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｜ ｜

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16:9(1.77:1)｜

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电视、电影屏幕成像情况(原始画面)

屏幕标准 / 比例以及成像情况｜4:3(近似1.37:1)｜16:9(近似4：3)｜2.35/2.39:1｜2.55/2.66:1

4:3｜充满屏幕｜上下黑边（普通宽度）｜上下黑边（中等宽度）｜上下黑边（高等宽度）

16:9｜左右黑边｜充满屏幕｜上下黑边（普通宽度）｜上下黑边（中等宽度）

21:9（近似2.35:1）｜左右黑边（中等宽度）｜左右黑边（普通宽度）｜充满屏幕｜上下黑边（普通宽度）

## 列表

- 1.19:1："Movietone"，早期使用35毫米胶片的有声电影，大部分拍摄于 20 至 30 年代，尤其欧洲。光学音效轨被放置于 1.33 框面的侧边，因此减少了画面的宽度。“学院孔径（Academy Aperture）”扩张了胶片的使用面积而能达到 1.37。此种比例的最佳范例为 Fritz Lang 所拍摄的《M》和《The Testament of Dr. Mabuse》。在今日的横向画面比例中，它几乎不被使用。
- 1.25:1：电脑常用的分辨率 1280x1024 即此种比例，这是许多 LCD 显示器的原生分辨率。它也是 4x5 胶片冲洗相片的比例。英国早期的水平 405 线规格使用这种比例，从 1930 至 1950 年代直到被更通用的 4:3 取代为止。
- 1.33:1：即4:3，35毫米无音效轨胶片的原始比例，在电视和视讯上都同样常见。也是IMAX和MPEG-2影像压缩的标准比例。
- 1.37:1：35毫米全萤幕的有音轨胶片，在 1932 年到 1953 年间几乎是通用的。作为“学院比例”它在 1932 年被美国电影艺术学院立为标准，至今仍然偶尔使用。亦是标准 16毫米胶片的比例。
- 1.43:1：或为1.44:1，IMAX 70毫米胶片的水平格式。
- 1.5:1：35毫米胶片用于静物拍摄的比例。亦用于较宽的电脑显示（3:2），曾用于苹果电脑的 PowerBook G4 15.2 吋的萤幕，分辨率为 1440x960。这个比例也用于苹果电脑的 iPhone 产品。(微软Surface Pro亦用此长宽比触控萤幕携带式平板电脑)
- 1.56:1：即宽萤幕的 14:9 比例。是为 4:3 和 16:9 之间的折衷比例，常用于拍摄广告或者在两种萤幕上都会放映的影像，两者之间的转换都只会产生微量的剪裁。
- 1.6:1：即16:10（8:5），是电脑宽萤幕常见的比例，用于 WSXGAPlus、WUXGA 和其他种分辨率。因为它能同时显示两个完整页面（左右各一页），所以十分受欢迎。
- 1.66:1：35毫米欧洲宽萤幕标准；亦为 Super 16毫米胶片的比例（5:3，有时精确的标志为 1.67）。
- 1.75:1：早期35毫米胶片的宽萤幕比例，最主要是米高梅影业在使用，但已经被抛弃。
- 1.77:1：即所谓16:9（= 42:32），标准宽萤幕。使用于高清晰度（HD）电视和MPEG-2的影像压缩上，也是现在电脑萤幕、电视、手机最常用的比例。
- 1.85:1：35毫米胶片，美国和英国用于拍摄在戏院放映的电影的比例，即是37:20。在四齿格的框面中画面大约占了三格高，也可直接使用三格高拍摄，以节省胶片成本。
- 1.9:1：为现今绝大部分IMAX数位影厅的银幕比例（除了少部分IMAX影厅为1.43:1比例）。
- 2:1：主要在 1950 和 60 年代早期为环球影业所使用，还有派拉蒙影业的一些VistaVision影片；也是 SuperScope 诸多比例中的一种。现代启示录的 DVD 版本、侏罗纪世界的 Blu-ray 版本亦使用这种比例；2017/2/26 LG 推出首款 QHD+ 分辨率 2:1（宣传为18：9）萤幕的智能手机 LG G6。
- 2.2:1：70毫米胶片标准。在 1950 年代为了 Todd-AO 这部片而开发的。另有 2.21:1 在 MPEG-2 规格中写明但未使用。
- 2.35:1：1970 年以前用35毫米胶片拍摄的横向影像，由 CinemaScope 和早期的 Panavision 所使用，比例大约是47:20。横向拍摄的标准慢慢地改变，现代的横向制作实际上已经是 2.39:1，但因传统而仍常被称为 2.35:1。（注意所谓的“anamorphic”指的是胶片上，限于四个齿格内的“学院区域”的影像，比起其他高度较高的影像的压缩程度。）
- 2.370:1：即所谓21:9，实际值是64:27（= 43:33）。在2009年至2012年间，有部分电视曾用这种长宽比制成，并以“21:9电影级萤幕”作招徕。然而这种长宽比仍可在高端显示器上看到，有时也被称为UltraWide显示器。2019/2/26 SONY在香港举行发布会，推出两款 21:9 全新比例的智能手机 Xperia 10 和 Xperia 10 Plus。
- 2.39:1：1970 年以后的35毫米横向影像，比例大约是43:18。电影称使用 Panavision 或 Cinemascope 系统拍摄即表示此种比例。
- 2.4:1：蓝光光碟加整电影为2.40:1，即是12:5。
- 2.55:1：CinemaScope 系统在未加音效轨之前的原始比例，这也是 CinemaScope 55 的比例。
- 2.59:1：Cinerama 系统完全高度的比例（三道以特别方式拍摄的35毫米影片投影成一个宽萤幕画面）。
- 2.76:1：MGM Camera 65（65毫米胶片加上 1.25x 倍的横向压缩），只使用于1956年到1964年间的一些影片，例如1959年的 《宾汉》（Ben-Hur）。
- 4:1：Polyvision，使用三道35毫米胶片并排同时放映。只使用于一部影片，Abel Gance的Napoléon（1927年）。

## 应用

### 原始宽高比（OAR）

原始宽高比（Original Aspect Ratio, OAR）是家庭剧院中使用的术语，指的是电影或影像原始制作时的宽高比——如同作者设想的那种比例。

例如神鬼战士首次在电影院放映时，使用 2.39:1 比例。

它原本使用 Super 35毫米胶片拍摄，除了在电影院中和电视上放映外，电视广播时也未经过 matte 处理以适应 1.33:1 的画面。由于拍摄电影使用的各种方法，“预期宽高比”是比较精确的说法，但很少使用。

### 适应宽高比（MAR）

适应宽高比（Modified Aspect Ratio, MAR）是家庭剧院中使用的术语，指的是影像为了适应特定显示器，通过拉伸、剪裁或 matte 等方法改变的原始长宽比。

适应宽高比通常是 1.33:1 或 1.78:1。1.33:1 的适应宽高比在历史上 VHS 格式所使用。

而 matte 方法指的是，例如从 1.78 画面伸展至 1.33 画面时会有一些损失的部分，由于画面主题不一定在中央，所以必须使用它来保持画面主题的方法。

## 批评

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各式各样的宽高比造成了电影制作人和消费者额外的困扰，并且在电视广播的服务之间造成混淆。

我们经常可以看到一部影片播出时比例被改变，改变的方法可能是剪裁画面、加黑边、和拉伸画面等等。

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最常见的补偿是拉伸，将一个 16:9 甚至 2.39:1 的画面拉伸成 4 : 3 的画面。这比起剪裁或加黑边更加容易使图像铺满萤幕。但是，这会使图像会扭曲，拥有4 :3电视机的消费者看到扭曲的图像。而拥有16 :9或2.39 :1电视的人，看到的是正常的图像。不能依照电视的处理能力作应变，只能自己应变。

窗型黑边的效应也很常发生。如图，原影像是 16:9 的比例，嵌入 4:3 的画面时就要添加上下补偿黑边；然后如果用 16:9 的屏幕来播放这个 4:3 的画面，又要添加左右补偿黑边。上下左右都有黑边，最终效果就是一个窗型的画面。这种效应称作“windowboxing”或者是“postage stamp”。

在 PAL 和 NTSC 系统的规格中，传输的讯号中含有提示画面宽高比的讯息（见 ITU-R BT.1119-1，宽萤幕广播之提示讯号），支援它的电视将侦测这种讯息并且自动转换画面的宽高比。这样可以避免类似窗型黑边的问题。当影像讯号透过欧洲的 SCART 连接时，有一条电线就是用来传输这种讯号的。

对于创作人而言，他们认为比起科技或媒介上的限制，作品影像的宽高比更应该由内容或故事来决定。确，在 20 世纪早期的电影巨人如 D. W. Griffith，会在电影播放中改变影像的宽高比。例如在 Intolerance 这部片中，一个角色从高墙上跌下的情节，就剪裁了一部分画面来强调墙的高度。在今日，摄影师经常注意将影像的主题维持在画面的中央，这是他们预期到作品可能遭到剪裁而使用的折衷方案。

## 参见

- Active Format Descriptor（AFD）
- Anamorphic widescreen
- 4/3系统
- 全画幅
- Letter box
- List of film formats
- Motion picture terminology
- Pan and scan
- 纸张尺寸
- Television & aspect ratio
- Widescreen
- Widescreen display modes

## 参考资料

脚注

参考文献

- NEC Monitor Technology Guide, retrieved July 24, 2006

## 外部链接

- The Letterbox and Widescreen Advocacy Page
- American Widescreen Museum
- Widescreen Apertures and Aspect Ratios
- Aspect - combined aspect ratio, frame size and bitrate calculator
- Calculator to Determine Size of 4:3 Image on 16:9 Screen (middle of the page)
- Aspect Ratios Explained: Part 1 Part 2
- Aspect Ratios : Digital Cameras, Print and Sensor Sizes
- Explanation of TV Aspect Ratio format description codes
- Number of DVDs for each aspect ratio
- TECHNICAL BULLETIN Understanding Aspect Ratios
- SCADplus: 16:9 Action plan for the television in the 16:9 screen format - European Union