Увеличенный участок растрового изображения.
Реконструкция из множества пиксельных значений, использование точек, линий, сглаживания
Матрица ЖК-монитора
Пи́ксель , пи́ксел (иногда пэл , англ. pixel, pel - сокращение от piс tures el ement, которое в свою очередь сокращается до pix el ement, в некоторых источниках piс ture cel l - букв. элемент изображений ) или элиз (редко используемый русский вариант термина) - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике , или [физический] элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом (применительно к плазменным панелям , газоплазменная ячейка может быть восьмиугольной [ ]). Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам. Также пикселем ошибочно [ ] называют элемент светочувствительной матрицы (сенсель - от sens or el ement ).
Чем больше пикселей на единицу площади содержит изображение, тем более оно детально. Максимальная детализация растрового изображения задаётся при его создании и не может быть увеличена. Если увеличивается масштаб изображения, пиксели превращаются в крупные зёрна. Посредством интерполяции ступенчатость можно сгладить. Степень детализации при этом не возрастает, так как для обеспечения плавного перехода между исходными пикселями просто добавляются новые, значение которых вычисляется на основании значений соседних пикселей исходного изображения.
Каждый пиксель растрового изображения - объект, характеризуемый определённым цветом , яркостью и, возможно, прозрачностью. Один пиксель может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним (в некоторых компьютерных системах цвет и пиксели представлены в виде двух раздельных объектов, например, в видеосистеме ZX Spectrum).
Пиксель - это также наименьшая единица растрового изображения, получаемого с помощью графических систем вывода информации (компьютерные мониторы, принтеры и т. д.). Разрешение такого устройства определяется горизонтальным и вертикальным размерами выводимого изображения в пикселях (например, режим VGA - 640 × 480 пикселей). Пиксели, отображаемые на цветных мониторах, состоят из триад (субпикселей красного, зелёного и синего цветов, расположенных рядом в определённой последовательности). Для ЭЛТ-монитора число триад на один пиксель не фиксировано и может составлять единицы или десятки; для ЖК-монитора (при правильной настройке ОС) на один пиксель приходится ровно одна триада, что исключает муар . Для видеопроекторов и печатающих устройств применяется наложение цветов, где каждая составляющая (RGB для проектора или CMYK для принтера) целиком заполняет данный пиксель.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 пикс | декапиксель | дапикс | dapel | 10 −1 пикс | деципиксель | дпикс | dpel |
| 10 2 пикс | гектопиксель | гпикс | hpel | 10 −2 пикс | сантипиксель | спикс | cpel |
| 10 3 пикс | килопиксель | кпикс | kpel | 10 −3 пикс | миллипиксель | мпикс | mpel |
| 10 6 пикс | мегапиксель | Мпикс | Mpel | 10 −6 пикс | микропиксель | мкпикс | µpel |
| 10 9 пикс | гигапиксель | Гпикс | Gpel | 10 −9 пикс | нанопиксель | нпикс | npel |
| 10 12 пикс | терапиксель | Тпикс | Tpel | 10 −12 пикс | пикопиксель | ппикс | ppel |
| 10 15 пикс | петапиксель | Ппикс | Ppel | 10 −15 пикс | фемтопиксель | фпикс | fpel |
| 10 18 пикс | эксапиксель | Эпикс | Epel | 10 −18 пикс | аттопиксель | апикс | apel |
| 10 21 пикс | зеттапиксель | Зпикс | Zpel | 10 −21 пикс | зептопиксель | зпикс | zpel |
| 10 24 пикс | иоттапиксель | Ипикс | Ypel | 10 −24 пикс | иоктопиксель | ипикс | ypel |
| применять не рекомендуется | |||||||
Слово «пиксель» был впервые опубликовано в 1965 году Фредериком С. Биллингсли из лаборатории реактивного движения, для описания графических элементов видеоизображений от космических аппаратов к Луне и Марсу. Однако Биллингсли не писал термин сам. Вместо этого он получил слово «пиксель» от Keith E. McFarland, по Link Division of General Precision in Palo Alto, который не знал, где слово возникло. Макфарлэнд просто сказал, что это «используется в то время» (около 1963).
Слово представляет собой сочетание пикс, для изображения и элемента. Слово пикс появилось в заголовках журнала Variety в 1932 году, как аббревиатура для текстовых изображений, по отношению к фильмам. К 1938 году «пикс» в настоящее время используется в отношении неподвижных изображений.
Понятие «элемент изображения» относится к самым ранним дням телевидения, например, как «Bildpunkt» (немецкое слово для пиксела, буквально «точка изображения») в 1888 году немецкий патент Пола Нипкова. По другой версии, самая ранняя публикация самого термина элемента изображения был в журнале Wireless World в 1927 году, хотя он использовался ранее в различных патентах США, поданных ещё в 1911 году.
Некоторые авторы объясняют пиксель как изображение клетки, а уже в 1972 г. в графике и обработки изображений и видео, PEL часто используется вместо пикселя. Например, IBM использовали его в своем Technical Reference для original PC.
Относительно нормативности использовании термина в форме «пиксел» либо «пиксель» имеются различные мнения. Так «Русский орфографический словарь РАН » квалифицирует форму «пиксел» как общеупотребительную, а форму «пиксель» как характерную разговорной профессиональной или разговорной и профессиональной речи (в сокращениях словаря нет расшифровки для разг. проф. речи , но есть отдельно разг. - разговорное, проф. - профессиональное ; однозначной расшифровки этого определения не даёт и справочная служба русского языка на портале Грамота.ру ). С другой стороны, действующий ГОСТ 27459-87 предусматривает термин «пиксель» как единственно возможный для использования в области применения указанного стандарта (компьютерная графика) и который «является обязательным для применения в документации и литературе всех видов, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности ». При этом ГОСТ 27459-87 под термином «пиксель» понимает «наименьший элемент поверхности визуализации, которому может быть независимым образом заданы цвет, интенсивность и другие характеристики изображения ».
Компьютеры могут использовать пиксели для отображения изображения, часто абстрактное изображение, которое представляет собой графический интерфейс пользователя. Разрешение этого изображения называется разрешение дисплея и определяется видеокартой компьютера. ЖК-мониторы также используют пиксели для отображения изображения, и имеют родное разрешение. Каждый пиксель состоит из триад, причем число этих триад, определяется родным разрешением. На некоторых ЭЛТ-мониторы, скорость развертки луча может быть фиксированной, в результате чего фиксируется родное разрешение. Большинство ЭЛТ-мониторы не имеют фиксированную скорость развертки луча, то есть они не имеют родное разрешение вообще - вместо этого они имеют ряд разрешений, которые одинаково хорошо поддерживаются. Для получения чёткого изображения на ЖК-дисплее, пользователь должен обеспечить разрешение дисплея компьютера соответствующее родному разрешению монитора.
Шкала пикселей использует в астрономии угловое расстояние между двумя объектами на небе, которые попадают в один пиксель друг от друга на детекторе (CCD или инфракрасного чипа). Шкала s измеряется в радианах отношением пиксельного р и фокусного расстояния F из предыдущих оптики, S = P / F. (Фокусное расстояние является произведением фокусного соотношения по диаметру соответствующей линзы или зеркала). Поскольку р обычно выражается в единицах угловых секунд на пиксель, потому что 1 радиан равен 180/π*3600≈206,265 секунды дуги, из-за диаметра часто даются в миллиметрах и размеров пикселей в микрометре, что дает ещё один фактор 1000, формула часто используется как s=206p/f.
Многие дисплеи и изображения систем по разным причинам не способны отображать или воспринимать различные цветовые каналы в одном и том же месте. Таким образом, пиксельная сетка делится на одноцветные области, которые способствуют отображению или восприятию цвета при просмотре на расстоянии. В некоторых дисплеях, таких как LCD, LED и плазменных дисплеях, эти одноцветные области являются отдельно адресуемыми элементами, которые стали известны как субпиксели. Например, ЖК-дисплеи, как правило, делят каждый пиксель по горизонтали на три субпикселя. Когда квадратный пиксель делится на три субпикселя, каждый субпиксель обязательно является прямоугольным. В терминологии дисплейной промышленности, субпиксели часто называют пикселями, так как они являются основными адресуемыми элементами в точке видимых аппаратных средств, а следовательно, используются пиксельные схемы, а не подпиксельные.
Мегапиксель (MPx) составляет миллион пикселей; этот термин используется не только для количества пикселов в изображении, но и выражает количество сенсорных элементов изображения цифровых камер или числа дисплейных элементов цифровых дисплеев. Например, камера, которая выдает 2048 × 1536 пикселей изображения (3,145,728 готовых изображений пикселей) обычно использует несколько дополнительных строк и столбцов элементов датчика и обычно говорят, «3,2 мегапикселя» или «3.4 мегапикселя», в зависимости от того, содержит ли «эффективные» или «общее» количество пикселей.
Пиксель представляет собой единицу измерения экрана любого современного монитора, будь то компьютер, ноутбук, мобильный телефон, навигатор и так далее. Другими словами, отвечая на вопрос о том, что такое пиксель, можно ответить, что это просто точка. То есть, если говорят, что размер картинки составляет 100*30 пикселей, значит, что эта картинка состоит из 100*30 точек. Таким образом, размер пикселя составляет одну точку на мониторе вашего компьютера или другого устройства. Пиксели могут быть черно-белыми или цветными. Благодаря им, управляя яркостью свечения, можно чертить, рисовать, строить различные графики, редактировать изображение, просматривать любимые фильмы.
Пиксели используются для оценки разрешения монитора. Чем большее количество пикселей способен отражать монитор вашего устройства, тем четче и лучше будет выглядеть изображение. В веб-дизайне они используются для того, чтобы обозначить размер изображения, фотографии, какого-либо отдельного объекта, ячейки таблицы. Для этого применяются такие параметры, как высота и ширина изображение.
Теперь вы имеете самое общее представление, что такое пиксель. Но сейчас мы постараемся разобрать данное понятие более подробно.
Элементы информации пикселя
Каждый пиксель включает пять элементов информации. Два из них отвечают за координаты пикселя, то есть его расположение по вертикали и горизонтали. Остальные три отвечают за цвет. Они определяют яркость красного, синего и зеленого цветов. Эти пять элементов в совокупности дают возможность считывающему устройству поместить точку в необходимом месте на экране и определить ее правильный цвет. Вместе пиксели на экране образуют кадр.
Мегапиксель - это один миллион точек, которые создают цельное изображение. Как правило, мегапиксели используются для измерения изображения, видеоматериала.
Что такое пиксель «битый» и «застрявший»?
Наверняка, вам приходилось слышать понятие «битый» пиксель. Постараемся разобраться, что это означает. Для начала разберемся, что собой представляют жидкокристаллические мониторы. Матрица такого монитора имеет огромное количество кристаллов, каждым из которых управляет тонкопленочный транзистор. В том случае, если тонкопленочный транзистор перестает правильно функционировать, то есть выходит из строя, на данном участке изображение отображаться не будет. Именно так появляются «битые» пиксели на телефоне, мониторе фотоаппарата, ноутбука или компьютера. Такой тип пикселя является наиболее сложным для ремонта и опасным для техники.
Следует сказать, что далеко не всегда нерабочий пиксель бывает черного цвета, поскольку пиксель - это набор их 3-х субпикселей - синего, зеленого и красного. Изменение цвета достигается путем поворота кристалла. Если же этот кристалл застревает, то при смене изображения он будет отображать только тот цвет, на котором он «застрял». Часто «застрявшие» пиксели попросту не замечают. Устранить такую проблему можно при помощи специальной программы и определенного воздействия даже в домашних условиях.
Также существуют и другие типы пикселей, например, «зависящие» и «горячие». По сути, это вариации битого пикселя, которые будут проявляться при определенных условиях. В фильмах, играх, работе с изображениями подобные моменты, скорее всего, останутся неуловимы для глаза.
Теперь вы знаете, что такое пиксель и как он функционирует. И помните, что при возникновении поломки, то есть «битого» или «застрявшего» пикселя, лучше всего сразу обратиться в специализированную фирму по ремонту, чтобы при возможности вашему устройству продлили жизнь. Ведь никому не понравится смотреть на черные точки вместо красивых фотографий.
Любого пользователя, впервые столкнувшегося с вопросом цифровых фотографий, обязательно заинтересует соотношение пикселей и сантиметров. А особенно если учесть, что сейчас цифровые фотографии прочно вошли в наш мир, то этот вопрос заинтересует даже человека, не имеющего компьютера. Ведь можно сделать фотографию хорошей цифровой зеркалкой, простенькой мыльницей или даже мобильным телефоном. У всех кадры разных размеров, но все снимают в точках или, по-научному, в пикселях, а не в сантиметрах. Итак, сколько же пикселей в 1 см? И хоть вопрос покажется на первый взгляд странным - любой пользователь компьютера эту задачу решает каждый день, и при этом не один раз.
Например, монитор, за которым работает пользователь. Пару лет назад 1024х768 — это было очень даже хорошо. Но при этом никто не задумывался, как это расшифровывается. Некоторые скажут — разрешение, и будут правы. В действительности же этот экран можно было выставлять и 800х600, и даже меньше. Сейчас, в век широкоформатников, цифры другие, и разрешения мониторов тоже другие. Но опять же у одного монитора можно настроить и 1400х900, и 1680х1050 — размеры разные, а монитор-то остается один.
Итак, сложно ли перевести пиксели в сантиметры?
Однозначный ответ на этот вопрос дать сложно. Допустим, взять вышеприведенный широкоформатник — 1400х900. В одном случае так, но у таких мониторов множество поддерживаемых форматов.
С другой стороны, обычная открытка — 10х15 см. Если мы ее снимем с разрешением 150 точек, то получим одно количество точек. А если снять с разрешением 300 (обычное качество для полиграфических работ) — точек/пикселей будет в два раза больше (вообще-то больше, чем в два, но не будем углубляться). То есть без разрешения все равно посчитать не получится.
Что же такое разрешение? Возьмем обычную функцию "Фотошопа" — размер изображения.
В верхней части он нам дает размер в пикселях. В нижней части — в дюймах (дюйм ~2,54 см). Обратим внимание на поле, где написано 72. Теперь попробуем вместо 72 написать, например, 300. Пиксели поменялись, но размеры в дюймах не меняются. Если вы выберете сантиметры — эффект не изменится. Это физика. То есть чем больше разрешение, тем меньше сантиметров будет наш конечный отпечаток. Звучит немного непонятно, но взгляните на картинку ещё раз. Ставим 72, получаем одно количество пикселей, ставим 300 — совершенно другое, при этом размеры конечного отпечатка... Правильно, не меняются.
Но это далеко не один камень на пути. Чтобы считать более точно, давайте определимся для начала, что такое пиксель (или точка, так проще). Точка для монитора — это светящая единица измерения. То есть, 1400х900 можно принять так — по горизонтали у нас светится 1400 точек, по вертикали — 900. Точка на фотографии — тоже единица изменения, но другая. Если бесконечно увеличивать фотографию на мониторе, то мы увидим множество разноцветных точек вместо снимка любимого хомячка. Для того чтобы более или менее однозначно понять, чему равен пиксель в сантиметрах, нужно ответить на вопрос о том, для чего нам это надо. Если говорить о фотографиях — что вы собираетесь снимать? Если вы собираетесь снять чистый, только выпавший снег — вам не нужно большое разрешение. Если же мы снимаем тот же пейзаж, но без снега — чем меньше разрешение мы выставим, тем хуже будет качество. При малом разрешении кадр может потерять какие-то мелкие детали. В полиграфии это звучит иначе, но там используется другая техника.
Так есть ли простое решение — как пересчитать размер пикселей в сантиметрах? Для дизайнера однозначного ответа не существует, но для обычного пользователя, который просто фотографирует, такое решение можно вывести. Но для этого вернемся к разрешению. На самой первой картинке у нас указано 72 пикселя на дюйм. Это разрешение обычной цифровой мыльницы. Это же является и стандартом для экранного просмотра. Сам размер кадров может быть различным и зависит от модели аппарата. Тут и 2048х1536, тут и 640х480 (были и такие размеры у первых цифровых фотиков). Но какой бы размер у нас ни был — разрешение у нас будет обычное, 100 точек.
Разница в 28 точек идет от различия так называемых «русских» и «английских» точек. Русская отсчитывается от метра, а точнее, миллиметра, тогда как английская отсчитывается от дюйма. Величина точки по-русски 0,25 мм или четверть миллиметра. Та же величина по-английски равна 0,328 мм или 1/72 дюйма. В то же время дюйм равен 2,54 см. Вся техника отсчитывает 72 «английские» точки. Именно поэтому «Фотошоп» или любая цифровая мыльница будет писать 72 точки. Если переводить пиксели в сантиметры, точнее, сначала в дюймы, а потом в сантиметры, мы и получим 100 «русских» точек.
Если мы в «Фотошопе» изменим не 72, а поле справа от него. Выставим сантиметры, иными словами, разделим 72 на 2,54? У нас 72 поменяется на 28,346. Итак, чему равен 1 пиксель в сантиметрах, если разрешение 28,346 пикселей на сантиметр? Простой арифметический пример на деление выдает результат — 0,04 см или 0,4 мм. Результат, конечно, очень приблизителен, но для среднего пользователя он подойдет. А теперь несколько примеров на соотношение пикселей и сантиметров
Теперь, зная примерные размеры, вернемся к примеру с открыткой 10х15 см (некоторые фотостудии дают меньше, но это связано с размерами фотобумаги, стандарт - А4). Хватит ли нам такой открытки, чтобы напечатать квадрат 1000х1000, указанный на картинке из «Фотошопа»? Разрещение 72 точки. Переводим пиксели в сантиметры. 28,346х10, а потом на 15, округляя до целого, получаем — 283 на 425, это опять же очень приблизительный расчет.
Те, кто пробовал печатать снимки в домашних условиях, согласятся, что для печати, снятого даже мобильником, кадра на открытке, его нужно сильно масштабировать. В конце статьи будет приведена таблица, в которой отражен примерный перевод различных форматов в 150 точек. Кого заинтересует — могут при помощи калькулятора пересчитать в 100 или 72 точки.
Теперь возьмем стандартный форматный лист А4 и попробуем на нем разместить квадрат, который мы взяли для примера. Как известно — форматный лист равен 210 мм на 297. 21 на 29,7 см. Опять используем 72 точки и пробуем перевести пиксели в сантиметры.
Цифр называть не станем, но можно убедиться, что нашего листа не хватит для размещения 1000 точек. При этом в примере у нас отображен квадрат 1000х1000, что уж говорить о формате кадра среднего 2 мг пиксельного фотика с кадрами 2048х1536?
Теперь мы вернемся к «Фотошопу» и вместо 72 выставим 300 (хорошее полиграфическое качество). Форматы все теже. Открытка 10х15 см и лист бумаги 21х29.7см. Сначала открытка. Как видим, при другом разрешении у нас еще и запас есть.
Теперь таже операция с листом.
А лист и того лучше. Тут не только один квадрат можно положить.
Вот и получается: чем выше наше разрешение, тем больше информации можно вместить. Мы переставили разрешение примерно в 4 раза. А количество возможных пикселей выросло во сколько? Во много. Впрочем, соответствие пикселей и сантиметров приведено в двух таблицах выше. Напоминаем — для бумаги принято разрешение в 150 точек. Для экранного разрешения делим эти величины на два.
Современные экраны электронных устройств состоят из множества мельчайших элементов - пикселей. Рассмотрим, что такое пиксель.
Пиксель (пиксел) - это особая единица растрового изображения, применимая для экранов компьютеров, а также смартфонов, планшетов, видеорегистраторов и некоторых других устройств.
Пиксель представляет собой точку. Чем большее число точек отражает монитор, тем качественнее выглядит любая отображаемая на нем картинка. В веб-дизайне понятие пикселя применяется для обозначения размера фотографии, картинки или ячейки электронной таблицы.
Пиксели принято выражать в миллиметрах. Величина, которой равен пиксель, зависит от следующих показателей:
Величина dpi выражается в пикселях на дюйм. Она дает возможность определить разрешающую способность дисплея.
Каждый из участков матрицы монитора управляется транзистором. Если последний выходит из строя, изображение прекращает выводиться на этот участок. Так и возникает битый пиксель. Он не всегда поддается ремонту и является опасным.
Неисправный пиксель не всегда принимает черный цвет. Так как каждая единица изображения состоит из нескольких субпикселей - синего, зеленого и красного, - застрявший пиксель может принимать один из этих цветов. Зачастую подобные нарушения незаметны пользователю. Исправить их можно самостоятельно в домашних условиях, используя специальные программы. Можете почитать статью на эту тему - . Мертвые пикселы принимают черный, серый или белый оттенок. Они возникают вследствие отсутствия питания в определенной части матрицы экрана. В отличие от застрявших, устранить мертвые пиксели практически невозможно.
Пиксель (Pixel) – понятие, возникшее на поприще развития цифровой техники. Является оно сокращением из двух слов picture и cell и определяет минимальный элемент, из которого состоит растровое изображение. Данное понятие широко используется в технике и программировании.
Изображение на мониторе и в распечатанном виде представляется именно в виде отдельных точек – пикселей. Размер растрового изображения выражается в количестве пикселей, приходящихся на высоту и ширину изображения, например 1680х1050, и называется разрешением.
Если присмотреться с близкого расстояния к матрице монитора, то можно увидеть мелкие разноцветные точки. Изображение формируется именно из них. Отдельный пиксель на мониторе формирует группа субпикселей трех основных цветов: красный, зеленый, синий. Аппаратная часть монитора получает от ПК информацию о цвете пикселя, яркости и интенсивности, на основании чего определяет, какими параметрами должны обладать и субпиксели. После этого на матрицу подаются управляющие сигналы, и в определенной точке уже виден нужный цвет. То же самое касается и плазменных телевизоров.
У с электронно-лучевой трубкой также картинка создается путем формирования пикселя на основе группы субпикселей трех основных цветов. Только в этом варианте в составе пикселя может быть не по одному, а по много субпикселей красного, зеленного и синего цветов.
Высокое качество ЖК-мониторов определяется тем, что для каждого выводимого пикселя выделяется отдельный пиксель на матрице монитора. Это устраняет неприятный для зрения эффект муара, различий в размере каждого пикселя.
Любая фотография, сохраненная в цифровом виде, представляет собой матрицу, состоящую из пикселей и значений цвета, насыщенности и яркости для каждого из них. Если при просмотре фотографии попробовать ее увеличить на мониторе ПК как можно больше, можно увидеть эти пиксели, которые представляют собой квадратики с определенным цветом. Внутри квадратика никаких переходов цвета нет, и лишь при удалении, когда в поле зрения появляются тысячи соседних пикселей с отличными оттенками, глаз человека видит переходы цветов и различает объекты, которые были сфотографированы, не обращая внимания уже на каждый пиксель в отдельности.
Чем меньше по размеру пиксели, тем более качественным изображение, построенное из них, будет казаться человеку. Количество пикселей на квадратный дюйм является характеристикой качества фотографии, или смартфона.
Обработка растрового изображения подразумевает работу с отдельными пикселями или их группами. Изменяя их цвет и яркость, можно сформировать новый рисунок или отредактировать уже имеющийся.
