Пиксел

Пиксел (анг. pixel, од picture element = „сликовен елемент“^[1]), сликел (сликовен + елемент) или точка^[2] — физичка точка на една растерска слика, или пак најмалиот упатен елемент во состав на еден приказен уред, т.е. најмалото делче од екранот што може да се контролира. Вообичаено е и да се замислува како една од множество точки на екранот. Адресата (наоѓалиштето) на пикселот одговара на неговите физички координати. Пикселите на екраните со течни кристали (LCD) се изработуваат како дводимензионална решетка и се претставуваат со точки и квадрати, но пикселите кај катодните цевки одговараат на нивните механизми и стапки на отчитување. Бројот на пиксели на дадена површина разговорно се нарекува „пикселажа“.

Секој пиксел е мостра (примерок) на изворната слика; со повеќе примероци се добива поточна претстава на сликата. Јачината на секој пиксел се разликува од еден до друг метод. Кај системите во боја, бојата е претставена со три до четири составни јачини како црвена, зелена и сина или цијан, магента, жолта и црна.

Во некои ситуации (на пр. при опишување на сетилниците на фотоапаратите), поимот „пиксел“ се однесува на поединечен скаларен елемент од повеќеделната претстава на сликата, додека пак во други поимот се однесува на целиот комплет од јачини за дадено место во просторот. Кај системите со бојно мострирање (sampling), повеќеделното поимување на пикселот е несоодветно, бидејќи јачината на различните составни делови одговара на различни просторни подрачја.

Технички особености

Неквадратни начини на испис на пикселски вредности: точки, линии и мазно филтрирање

Пикселот обично се смета за најмал составен дел на една дигитална слика. Меѓутоа, што подразбираме под пиксел во голема мера зависи од контекстот. На пример, може да имаме „печатени пиксели“ на една страница, пиксели претставени со цифрени вредности, пиксели претставени на некој приказен уред, или пак пиксели во дигитален фотоапарат (светлосетилни елементи). Поимот може да се користи апстрактно, или пак како единица мерка за изразување на разделната моќ (резолуцијата): 2400 пиксели на инч, 640 пиксели по ред, или растојанија од 10 пиксели.

Pixel art

Мерките точки на инч (dpi) и пиксели на инч (ppi) напати се употребуваат како истозначни, иако впрочем имаат различно значење во дадени ситуации како кај печатачите, каде со dpi се изразува густината на поставени точки (на пр. капки мастило).^[3] На пример, висококвалитетните фотографски слики можат да се печатат со 600 ppi на мастилен печатач од 1200 dpi.^[4] Дури и поголемите изразени густини (како 4800 dpi во поново време) не се некаков показател за достижната разделеност.^[5]

Бројот на пиксели во приказот е правопропорционален на верноста на она што се прикажува. Овој број се нарекува разделна моќ или „разделеност“, иако разделеноста како таква има потесно утврдено значење. Количеството на пиксели може да се изрази како една бројка (на пр. три мегапиксели) или како пар од броевите на пиксели на секоја страна (да речеме, „екран со 640 на 480 пиксели“, што помножено дава вкупно 307.200 пиксели или 0,3 мегапиксели.)

Пикселите кај дигитализираните слики (на пр. оние во JPEG-формат) не мора да соодветствуваат на (т.е. да се пресликани од) пикселите на екранот и зависат од начинот на кој сметачот ја прикажува сликата. Сликата составена од пиксели во информатиката се нарекува „битово пресликана слика“ (bitmap) или „растерска слика“ (поим што потекнува од отчитувањата кај телевизорите).

Шеми на мострирање

За полесно работење, пикселите обично се распоредени во правилна дводимензионална решетка. Вака работата со пикселите може да се врши рамномерно и независно. Можни се и други шеми на распоредување на пикселите, вклучуваќи и шеми што го менуваат обликот на секој пиксел ширум сликата. Затоа треба да се внимава кога се прават слики на еден уред, а се прикажуваат на друг, но и при претворање од еден во друг податочен формат.

На пример:

Испис на текст со ClearType

LCD-екраните користат наизменична решетка, каде црвениот, зелениот и синиот дел се мострираат на малку поразлични места. Потпикселскиот испис употребува технологија што ги искористува овие разлики како предност за да го подобри исписот на текст на LCD-екраните.
речиси сите дигитални фотоапарати употребувааат Бајеров филтер, и со тоа имаат правоаголна пикселска решетка каде „бојата“ на пикселот зависи од неговата положба на решетката.
отсечно пресликување (clipmap) користи хиерархиска шема на мострирање, каде големината на поддршката што че ја добие секој пиксел зависи од неговата положба во хиерархијата.
онаму каде геометријата е нерамнинска се користат извиени решетки. Пример се снимките на Земјата од вселената.^[6]
Употребата на нерамномерни решетки е предмет на доста актуелни истражувања во обид да се премости т.н. „Никвистова граница.^[7]
пикселите на сметачките екрани се квадратни, а оние кај други системи најчесто се правоаголни. Ова важи и за разните дигитални видеоформати со различен екрански сооднос.

Разделна моќ кај сметачките екрани

Кај сметачите, сликите се прикажуваат на приказна разделна моќ (резолуција) и зависат од графичката картичка. LCD-екраните исто така користат пиксели и имаат своја матична разделеност. Секој пиксел е составен од тројка (тријада) и нивниот број ја определува матичната разделна моќ на екранот. Кај некои екрани со катодна цевка, стапката на отчитување на зракот е неменлива, па така и разделеноста е исто така неменлива. Највеќето вакви екрани немаат утврдена стапка, што значи дека немаат матична разделна моќ и имаат низа разделености што се подеднакво добро поддржани. За да е добие најострата можна слика на еден LCD-екран, корисникот треба да ја намести приказната разделеноист да се совпаѓа со матичната разделна моќ на екранот.

Раздена моќ кај телескопите

Пикселската скала во астрономијата е аголното растојание помеѓу две тела што се одразуваат во зафатникот на оддалеченост од еден пиксел. Скалата s изразена во радијани е соодносот на пикселското растојание p, а жаришно растојание f на оптичкиот строј низ кој доаѓа сликата, s=p/f. (жаришното растојание е производ од жаришниот сооднос по пречникот на дадената леќа или огледало.) Бидејќи p обично се изразува во лачни секунди по пиксел, бидејќи 1 радијан е еднаков на 180/3,14159•3600=206.264 лачни секунди и бидејќи пречниците се изразени во милиметри, а големината на пикселите во микрометри (што дава дополнителен фактор 1.000), формулата честопати е дадена како s=206p/f.

Битови по пиксел

Бројот на поединечни бои што може да ги прикаже еден пиксел зависи од бројот на битови по пиксел (bpp). Сликата од 1 bpp користи 1 бит за претставување на еден пиксел, па така секој пиксел едноставно ќе биде или вклучен или исклучен. Секој додатен бит го удвојува бројот на расположливи бои, така што сликата од 2 bpp ќе може да има 4 бои, а сликата од 3 bpp е способна за приказ на 8 бои:

1 bpp, 2¹ = 2 бои („монохромна“)
2 bpp, 2² = 4 бои
3 bpp, 2³ = 8 бои

...

8 bpp, 2⁸ = 256 бои
16 bpp, 2¹⁶ = 65.536 бои („многубојна“, т.е. Highcolor)
24 bpp, 2²⁴ ≈ 16,8 милиони бои („вернобојна“, т.е. Truecolor)

Кај обоеноста со длабочина од 15 или повеќе битови по пиксел, длабочината ќе биде е збир од битовите зададени на црвениот, зелениот и синиот дел. Повеќебојниот приказ (Highcolor, 16 bpp) обично има по 5 бита на црвениот и синиот дел, а шест бита за зелениот, бидејќи човечкото око е почувствително на грешките кај зелената отколку кај другите две бои. Кога се работи со проѕирност, 16-те бита можат да се поделат како пет за секој дел и еден за проѕитност. Длабочината од 24 бита дава 8 бита за секој составен дел. Некои системи нудат 32-битна длабочина, што значи дека секој 24-битен пиксел има уште по 8 дополнителни битови за да ја опише својата непроѕирност (кога треба да се здружи со некоја друга слика).

Потпиксели

Геометрија на бојните елементи кај различни екрани со катодна цевка (CRT) и со течни кристали (LCD); фосфорните точки кај катодните екрани (горен ред) немаат врска со пикселите и потпикселите.

Многу системи за правење или приказ на слики, од различни причини не се во можност да ги прикажат или доловат различните бојни канали на едно исто место. Затоа, пикселската решетка се дели на еднобојни подрачја што придонесуваат кон прикажаната/доловената боја кога се гледа од извесно растојание. Кај екраните како LCD, LED и плазмениот, овие еднобојни подрачја се засебно упатни елементи што се нарекуваат „потпиксели“ (subpixels). На пример, на LCD-екранот, секој пиксел е поделен хоризонтално на три потпиксели кои се правоаголни (бидејќи пикселот во целина е квадратен)

Највеќето сликозафатници (сензори) кај дигиталните фотоапарати користат еднобојни сетилни подрачја, на пример со примена на Бајерова филтерска шема, но кај фотоапаратите овие се нарекуваат пиксели (како кај екраните), а не „потпиксели“.

Системите со потпиксели имаат два можни приода:

потпикселите се занемаруваат, па за најмал упатен приказен елемент се земаат целобојните пиксели ; или пак
потпикселите се вклучени во исписните пресметки, што бара повеќе време за анализа и обработка, но во некои случаи дава подобра слика.

Мегапиксел

Мегапикселот (MP или Mpx) се состои од милион пиксели, но не е само поим за изразување на бројот на пиксели во сликата, туку и за елементите во сликозафатник или дигитален фотоапарат (или пак бројот на приказни елементи кај дигиталните приказни уреди. На пример, еден апарат што прави слики од 2048 × 1536 пиксели користи уште неколку редови и колони од сетилничките елементи, и се вели дека има „3,2 мегапиксели“ или „3,4 мегапиксели“, во зависност од тоа дали се наведува „делотворниот“ или „севкупниот“ број на пиксели^[8] (наспроти 2048 × 1536 = 3.145.728 пиксели на конечната слика).

Дигиталните фотоапарати имаат светлочувствителна електроника како уред со напојна врска (CCD) или комплементарен металооксиден полупроводник (CMOS) со голем број на едносетилни елементи што поединечно примаат извесна зададена јачина. Сетилниот строј е покриен со шарен мозаичен филтер со црвени, зелени и сини подрачја според Бајеровиот распоред, така што секој елемент ја отсликува јачината на една основна боја од светлината. Апаратот потоа ја создава конечната слика здружувајќи го отсликаното од соседните сетилнички елементи по постапка наречена „демозаицирање“. Овие елементи често се нарекуваат „пиксели“, иако отсликуваат само по еден канал (црвена, зелена или сина) од конечната слика. Така, кај секој зафатнк се здружуваат два од трите бојни канали, што значи дека апаратот дава само една третина од информациите за сликата што би се добиле од оптички читач. Затоа, контрастите на некои бои може да изгледаат понејасни од другите, во зависност од тоа каде се распоредиле основните бои (според Бајеровиот распоред, зелената има двојно повеќе елементи од црвената или сината).

Поврзано

Наводи

↑ Rudolf F. Graf (1999). Modern Dictionary of Electronics. Oxford: Newnes. стр. 569. ISBN 0-7506-4331-5.
↑ „пиксел“ — Лексикон на македонскиот јазик
↑ Derek Doeffinger (2005). The Magic of Digital Printing. Lark Books. стр. 24. ISBN 1-57990-689-3.
↑ „Experiments with Pixels Per Inch (PPI) on Printed Image Sharpness“. ClarkVision.com. 3 јули 2005.
↑ Harald Johnson (2002). Mastering Digital Printing. Thomson Course Technology. стр. 40. ISBN 1-929685-65-3.^{[мртва врска]}
↑ „Пријавување на матни сателитски снимки“. Архивирано од изворникот на 2008-06-20. Посетено на 9 мај 2008. (англиски)
↑ „ScienceDirect - Pattern Recognition: Image representation by a new optimal нерамномерно морфолошко мострирање:“. Посетено на 9 мај 2008.
↑ Сега мегапикселот е навистина мегапиксел (англиски)

Надворешни врски

„Пикселот не е квадратче“: Осврт на пионерот во сметачката графика Алви Реј Смит (PDF) (англиски)
„Пикселите и јас“ Архивирано на 22 јуни 2011 г.: - видеоснимка од предавање за историјата на сметачката графика (англиски)
„Квадратни и неквадратни пиксели“: технички информации за пикселскиот сооднос на страните кај современите видеостандарди (480i,576i,1080i,720p) и неговото значење за програмите (англиски)

[1] Rudolf F. Graf (1999). Modern Dictionary of Electronics. Oxford: Newnes. стр. 569. ISBN 0-7506-4331-5.

[2] „пиксел“ — Лексикон на македонскиот јазик

[3] Derek Doeffinger (2005). The Magic of Digital Printing. Lark Books. стр. 24. ISBN 1-57990-689-3.

[4] „Experiments with Pixels Per Inch (PPI) on Printed Image Sharpness“. ClarkVision.com. 3 јули 2005.

[5] Harald Johnson (2002). Mastering Digital Printing. Thomson Course Technology. стр. 40. ISBN 1-929685-65-3.^{[мртва врска]}

[6] „Пријавување на матни сателитски снимки“. Архивирано од изворникот на 2008-06-20. Посетено на 9 мај 2008. (англиски)

[7] „ScienceDirect - Pattern Recognition: Image representation by a new optimal нерамномерно морфолошко мострирање:“. Посетено на 9 мај 2008.

[8] Сега мегапикселот е навистина мегапиксел (англиски)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]