Principio del píxel
A veces se utilizan puntos para representar píxeles, especialmente para los especialistas en marketing de informática, con mayor frecuencia en términos de DPI (puntos por pulgada).
Podemos decir que los píxeles de una imagen visible (como una página impresa) son píxeles representados por señales electrónicas, píxeles representados por números, píxeles de un monitor o píxeles de una cámara digital (elemento fotosensible). . Esta lista podría ampliarse con muchos otros ejemplos, con sinónimos más precisos según el contexto, como píxel, punto de muestra, byte, bit, punto, punto, superconjunto, triplete, conjunto de bordes, ventana, etc.
También podemos hablar de píxeles de manera abstracta, especialmente cuando usamos píxeles como medida de resolución (también llamada resolución, lo mismo a continuación), como 2400 píxeles por pulgada o 640 píxeles por línea. Aunque la resolución tiene una definición más específica, la cantidad de píxeles de una imagen a veces se denomina resolución de imagen. Cuantos más píxeles se utilicen para representar una imagen, más parecido será el resultado a la imagen original.
Los píxeles se pueden representar mediante un número, como una cámara digital de "0,3 megapíxeles", que tiene una capacidad de 300.000 píxeles, o mediante un par de números, como "pantalla de 640x480", es decir, 640 píxeles horizontalmente. y 480 píxeles verticalmente (como una pantalla VGA), entonces su total es 640x480 = 307.200 píxeles.
Los puntos de muestreo de color de las imágenes digitales (como los archivos JPG comúnmente utilizados en páginas web) también se denominan píxeles. Debido a los diferentes tipos de monitores de computadora, es posible que estos no correspondan con ciertas áreas de los píxeles de la pantalla. En esta zona claramente diferenciada, los puntos del archivo de imagen están más cerca de los elementos de textura.
En programación informática, una imagen compuesta de píxeles se denomina mapa de bits o imagen rasterizada. El término ráster proviene de la tecnología de televisión analógica, donde las imágenes de mapas de bits se pueden utilizar para codificar imágenes digitales y algunos tipos de arte generado por computadora. En pocas palabras, un píxel es el valor numérico de un punto en una imagen. Los puntos se dibujan en líneas y las líneas se dibujan en superficies. Por supuesto, la claridad de una imagen está determinada por algo más que los píxeles. Los píxeles mencionados por la cámara en realidad se refieren al píxel máximo, que es la unidad de resolución. Este valor de píxel es solo la resolución máxima efectiva admitida por la cámara.
300.000 640×480
500.000 800×600
806, 5438+0024× 768 5 pulgadas (3,5× 5 pulgadas)
1,3 millones 1,280 × 960 6 pulgadas (4 × 6 pulgadas)
2 millones 1600 × 12008 pulgadas (6 × 8 pulgadas) 5 pulgadas (3,5 × 5 pulgadas)
365438+ Millones 2048×1536 10" (8×10 pulgadas) 7" (5×7 pulgadas)
4,3M 2400×1800 12 pulgadas (10×12 pulgadas) 8 pulgadas (6×8 pulgadas) )
5M 2560 × 1920 12 pulgadas (10 × 12 pulgadas) 8 pulgadas (6 × 8 pulgadas)
6M 3000 × 2000 14" (11 × 14 pulgadas) 10” (8 x 10 pulgadas).
8M 3264×2488 16” (12×16 pulgadas) 10” (8×10 pulgadas).
114080×2720 20 pulgadas (16×20 pulgadas) 12 pulgadas (10×12 pulgadas).
144536×3024 24 pulgadas (18×24 pulgadas) 14 pulgadas (11×14 pulgadas).
Los anteriores son tamaños aproximados. Cuando el tamaño de la imagen está en píxeles, debemos especificar su resolución fija para poder convertir el tamaño de la imagen al tamaño real. Por ejemplo, la resolución de las imágenes más utilizadas en las páginas web es 72, es decir, 7265438 píxeles por pulgada + 0 pulgadas equivalen a 2,54 centímetros. Luego, mediante la conversión, se puede concluir que cada centímetro equivale a 28 píxeles; es una imagen con una longitud de 15x15 cm, que equivale a 420*420 La longitud en píxeles.
DPI puntos por pulgada
LPI líneas por pulgada
Píxeles por pulgada PPI Dado que la resolución de la mayoría de los monitores de computadora se puede ajustar a través del sistema operativo de la computadora, entonces La resolución de píxeles de un monitor puede no ser una medida absoluta. Los monitores LCD modernos tienen resolución nativa por diseño, lo que representa una combinación perfecta entre píxeles y tríadas. Los tubos de rayos catódicos también utilizan tripletes fluorescentes rojos, verdes y azules, pero no coinciden con los píxeles de la imagen, por lo que no se pueden comparar con los píxeles.
Para este tipo de pantalla, la resolución nativa produce las imágenes más detalladas. Pero como el usuario puede ajustar la resolución, el monitor debe poder mostrar otras resoluciones. Se debe lograr una resolución no nativa ajustando el remuestreo en la pantalla LCD, utilizando un algoritmo de interpolación. Esto tiende a hacer que la pantalla se vea rota o borrosa.
Por ejemplo, un monitor con una resolución nativa de 1280×1024 se verá mejor con una resolución de 1280×1024.
El uso de varios tripletes físicos para representar un píxel también puede mostrar 800 × 600, pero es posible que no muestre completamente 1600 × 65434. Los píxeles pueden ser rectangulares o cuadrados. Hay un número llamado relación de aspecto, que indica cuántos píxeles hay.
Por ejemplo, una relación de aspecto de 1,25:1 significa que el ancho de cada píxel es 1,25 veces su alto. Los píxeles de los monitores de computadora suelen ser cuadrados, pero los píxeles utilizados en las imágenes digitales tienen una relación de aspecto rectangular, como los utilizados en PAL y NTSC, variantes del estándar de imágenes digitales CCIR 601 y los formatos de pantalla ancha correspondientes. Cada píxel de una imagen monocromática tiene su propio nivel de gris. 0 normalmente significa negro y el valor máximo suele significar blanco.
Por ejemplo, en una imagen de 8 bits, el número máximo sin signo es 255, por lo que este es un valor blanco. En una imagen en color, cada píxel se puede representar por su tono, saturación y brillo, pero generalmente se representa por la intensidad del rojo, verde y azul (ver RGB). La cantidad de colores diferentes que puede expresar un píxel depende de la cantidad de bits por píxel (BPP). Este número máximo se puede encontrar tomando la profundidad de color cuadrática.
Por ejemplo, los valores comunes son:
8 bpp[2^8=256; (256 colores)];
16 bpp[2^ 16= 65536; (65536 colores, llamado color alto)];
24 bpp[2^24=16777216; (16, 777, 216 colores, llamado color verdadero)]; >48 bpp[2^48=281474976710656; (281, 474, 976, 710, 656 colores, utilizado por muchos escáneres profesionales).
Los gráficos de 256 colores o menos generalmente se almacenan en la memoria de video en formato bloque o plano, donde cada píxel en la memoria de video es un valor de índice en una matriz de colores llamada paleta. Por lo tanto, estos patrones a veces se denominan patrones indexados.
Aunque sólo hay 256 colores a la vez, estos 256 colores se seleccionan de una paleta mucho más grande, normalmente 16 billones de colores. Puede lograr efectos animados cambiando los valores de color en la paleta. Los logotipos 95(windows95 y 98(windows98) son probablemente los ejemplos más famosos de este tipo de animación.
Para profundidades superiores a 8 bits, estos números son uno de tres componentes (rojo, verde, azul). y la profundidad de 16 bits generalmente se divide en 5 bits para el rojo, 5 bits para el azul y 6 bits para el verde (los ojos son más sensibles al verde).
La profundidad de 24 bits suele ser de 8 bits por unidad. En los sistemas, la profundidad de 32 bits también es opcional: esto significa que los píxeles de 24 bits tienen 8 dígitos adicionales para describir la transparencia. En los sistemas más antiguos, 4 bpp (16 colores) también era común cuando se mostraban archivos de imágenes en la pantalla. texto y visualización rasterizados, el número de bits por píxel puede variar. Algunos formatos de archivos de imágenes rasterizadas tienen mayor profundidad de color que otros.
Por ejemplo, el formato GIF tiene una profundidad máxima de 8 bits. Ningún monitor puede manejar píxeles de 48 bits, por lo que esta profundidad se utiliza a menudo en aplicaciones profesionales especializadas, como escáneres de películas e impresoras. Una de las condiciones es que los píxeles se dibujan en la pantalla. Es la claridad. Una cámara puede utilizar una resolución de 2048 × 1536 píxeles, a menudo denominada "31 millones de píxeles" (2048 × 1536 = 3145728). Por diferentes razones, muchos monitores y sistemas de adquisición de imágenes no pueden mostrar o percibir diferentes canales de color. Este problema generalmente se resuelve con múltiples subpíxeles, cada subpíxel maneja un canal de color.
Por ejemplo, las pantallas LCD generalmente dividen cada píxel en 3 subpíxeles en la dirección horizontal. Las pantallas LED dividen cada píxel en 4 subpíxeles; uno es rojo, dos son verdes y uno es azul. La mayoría de los sensores de las cámaras digitales también usan subpíxeles, con filtrado de color (los monitores CRT también usan puntos de fósforo rojo, verde y azul). , pero no están alineados con los píxeles de la imagen, por lo que no se pueden llamar subpíxeles).
Para sistemas con subpíxeles, existen dos métodos diferentes: Los subpíxeles se pueden ignorar, tratando los píxeles. como los elementos de imagen más pequeños accesibles, o incluidos en los cálculos de renderizado, lo que requiere más análisis y tiempo de procesamiento pero puede proporcionar mejores imágenes en algunos casos. Este último método se utiliza para aumentar la resolución aparente de las pantallas de color. utiliza geometría de píxeles para manipular subpíxeles individualmente, lo que no es posible con pantallas planas con resolución nativa. Se dice que es la más eficiente (dado que la geometría de píxeles de dichas pantallas suele ser fija y conocida), esta es una forma de suavizado. Se utiliza principalmente para mejorar la visualización del texto y se puede utilizar en Windows XP. Un megapíxel es un millón de píxeles y se utiliza habitualmente para describir la resolución de las cámaras digitales. Las cámaras digitales utilizan electrónica fotosensible o dispositivos de carga acoplada (CCD) o un sensor CMOS que registra el nivel de gris de cada píxel.
En la mayoría de las cámaras digitales, el CCD utiliza una determinada disposición de filtros de color. Hay tres áreas de rojo, verde y azul en el conjunto del filtro Bayer, de modo que los píxeles fotosensibles puedan registrar el nivel de gris de un único color primario.
La cámara interpola la información de color de los píxeles adyacentes, un proceso llamado demosaicing, para crear la imagen final. Por tanto, la resolución de color final de una imagen de X megapíxeles en una cámara digital puede ser sólo una cuarta parte de la resolución de la misma imagen en un escáner. Por tanto, las imágenes de objetos azules o rojos tienden a ser más borrosas que las imágenes de objetos grises. Los objetos verdes aparecen menos borrosos porque al verde se le asignan más píxeles (porque el ojo es sensible al verde). Véase [1] para una discusión detallada. Como novedad, Foveon X3 CCD utiliza un sensor de imagen de tres capas para detectar la intensidad roja, verde y azul de cada píxel. Esta estructura elimina la necesidad de despejar, eliminando así el alias de imagen asociado, como el color borroso en los bordes de alto contraste. En primer lugar, debe quedar claro que el valor de píxeles real de una fotografía digital es diferente del valor de píxeles del sensor. Tomando como ejemplo un sensor típico, cada píxel tiene un fotodiodo, que representa un píxel en la foto.
Por ejemplo, el sensor de una cámara digital de 5 megapíxeles puede generar una imagen con una resolución de 2560 x 1920; de hecho, este valor sólo equivale a 4,9 millones de píxeles efectivos. Otros píxeles que rodean al píxel activo son responsables de otras tareas, como decidir "qué es negro". Muchas veces, no todos los píxeles del sensor están disponibles.
Sony F505V es una de las carcasas clásicas. El sensor de la Sony F505V tiene 3,34 millones de píxeles, pero sólo puede generar un máximo de 1.856 x 1.392, que son 2,6 millones de píxeles. La razón es que Sony colocó nuevos sensores en cámaras digitales más antiguas que eran más grandes que las antiguas, lo que provocó que los sensores fueran demasiado grandes y que las lentes originales no pudieran cubrir completamente cada píxel del sensor.
Por lo tanto, las cámaras digitales utilizan el principio de que el valor de píxeles del sensor es mayor que el valor de píxeles efectivo para generar imágenes digitales. En el mercado actual, que busca constantemente píxeles altos, los fabricantes de cámaras digitales a menudo apuntan a píxeles de sensor numéricos más altos en sus anuncios, en lugar de reflejar los píxeles efectivos de la claridad de imagen real. En términos generales, cada píxel en una ubicación diferente del sensor constituye cada píxel del cuadro.
Por ejemplo, una foto de 5 megapíxeles se obtiene midiendo y procesando la luz que entra al obturador a través de los 5 millones de píxeles del sensor (los demás píxeles, excepto los efectivos, sólo son responsables del cálculo). Pero a veces podemos ver una cámara digital como esta: ¡solo tiene 3 millones de píxeles, pero puede producir fotografías de 6 millones de píxeles! De hecho, no hay nada falso aquí, es solo que la cámara calcula e interpola basándose en la medición de 3 megapíxeles del sensor para aumentar la cantidad de píxeles en la foto.
Cuando los fotógrafos toman fotografías en formato JPEG, la calidad de imagen de esta "ampliación en la cámara" será mejor que la ampliación de nuestra computadora, porque la "ampliación en la cámara" se completa antes de que la imagen se comprima en JPEG. formato de. Los fotógrafos con experiencia en el procesamiento de fotografías digitales saben que ampliar imágenes JPEG en una computadora hará que la imagen sea más rápida, más detallada y más fluida.
Aunque la calidad de la imagen interpolada de una cámara digital es mejor que la salida normal de los píxeles del sensor, el tamaño del archivo de la imagen interpolada es mucho mayor que la imagen de salida normal (por ejemplo, 3 millones de píxeles del sensor son interpolado en 6 millones de píxeles, la última imagen ingresada en la tarjeta de memoria es de 6 millones de píxeles). Por tanto, los píxeles elevados obtenidos mediante interpolación no parecen tener mucho mérito. De hecho, utilizar la interpolación es como utilizar el zoom digital: no puede crear detalles que los píxeles originales no pudieron registrar. Los píxeles son el indicador más importante de una cámara digital.
Los píxeles se refieren a la resolución de una cámara digital.
Determinado por el número de elementos fotosensibles del sensor fotoeléctrico de la cámara, un elemento fotosensible corresponde a un píxel. Por tanto, cuanto más grandes sean los píxeles, más elementos fotosensibles y el coste correspondiente. La calidad de imagen de una cámara digital está determinada en parte por los píxeles. Cuando superan un cierto tamaño, simplemente compararlos en píxeles no tiene sentido. Los píxeles de las cámaras digitales SLR convencionales rondan el millón, pero 5 millones de píxeles son suficientes para fotografía normal y uso doméstico, porque la resolución del monitor que utilizamos es limitada, generalmente entre 1024×768 y 1920×10. La calidad de la imagen depende principalmente del tamaño y la calidad de la lente y el sensor de la cámara.
Cuanto más grandes sean los píxeles, mayor será la resolución de la foto y mayor será el tamaño imprimible. Pero las primeras cámaras digitales tenían todas menos de 654,38+0 millones de píxeles. A partir de la segunda mitad de 1999, los productos de 2 megapíxeles se han convertido gradualmente en la corriente principal del mercado. (Los teléfonos móviles generalmente tienen 2 millones de píxeles y las cámaras digitales comunes generalmente tienen más de 3 millones de píxeles).
La tendencia de desarrollo actual de las cámaras digitales es que los píxeles son como la frecuencia principal de la CPU de una PC. Y cada vez hay más grandes impulsos. De hecho, desde la perspectiva de la clasificación del mercado, para productos populares, teniendo en cuenta el factor rentabilidad, cuanto más grandes sean los píxeles, mejor. Después de todo, los productos de 2 millones de píxeles ya pueden satisfacer la mayoría de las aplicaciones de los consumidores comunes.
Debido a esto, si bien la mayoría de los fabricantes buscan píxeles altos en las cámaras digitales de alta gama, el mayor rendimiento sigue siendo el popular producto de megapíxeles. Las cámaras dedicadas de primer nivel cuentan con más de 100 millones de píxeles.
Además, llama la atención de los consumidores que los productos de cámaras digitales actuales se dividen nominalmente en píxeles CCD y píxeles optimizados por software, siendo estos últimos mucho más altos que los primeros. Por ejemplo, una determinada marca de cámara digital masiva tiene un CCD de 2,3 millones de píxeles, pero los píxeles después de la optimización del software pueden alcanzar los 3,3 millones.
Los píxeles de las cámaras digitales se dividen en píxeles máximos y píxeles efectivos.
Píxeles máximos
El nombre en inglés es Maximum Pixels y los llamados píxeles máximos se obtienen mediante interpolación. La operación de interpolación pasa a través del chip DSP dentro de la cámara digital. Cuando es necesario ampliar la imagen, se utilizan la interpolación del vecino más cercano, la interpolación lineal y otros métodos de operación para agregar los píxeles que deben agregarse después de ampliar la imagen. La calidad de la imagen obtenida después de la interpolación no se puede comparar con la imagen fotosensible real.
Algunos comerciantes en el mercado marcarán "Se pueden lograr XXX píxeles mediante interpolación de hardware". Este es el mismo principio, pero en términos de calidad y sensibilidad de la imagen, las fotos tomadas con el máximo de píxeles no son tan buenas. como usar píxeles efectivos. Fotografiado con claridad.
El píxel máximo también se refiere directamente al píxel del dispositivo fotosensible CCD/CMOS. Para aumentar las ventas, algunas empresas sólo promocionan el máximo de píxeles de las cámaras digitales. Cuando configura la resolución de imagen de su cámara digital, ésta captura imágenes con la resolución de píxeles más alta. Sin embargo, los usuarios deben tener en cuenta que este es un valor obtenido mediante cálculos internos de una cámara digital, y la pérdida de calidad de imagen será muy evidente al imprimir fotografías.
Píxeles efectivos
El número de píxeles efectivos se llama número efectivo de píxeles en inglés. A diferencia del número máximo de píxeles, el número efectivo de píxeles se refiere al valor de píxel que realmente participa en las imágenes fotosensibles. El valor del píxel más alto es el píxel real del dispositivo fotosensible. Estos datos generalmente incluyen la parte que no genera imágenes del dispositivo fotosensible, mientras que el píxel efectivo es el valor convertido con el aumento del zoom de la lente. Tomando como ejemplo el DiMAGE7 de Minolta, su CCD tiene 5,24 millones de píxeles (5,24 megapíxeles). Dado que algunos CCD no participan en la generación de imágenes, los píxeles efectivos son sólo 4,9 millones.
Las imágenes digitales generalmente se almacenan en píxeles y cada píxel es la unidad más pequeña de una imagen digital. Cuanto más grandes sean los píxeles, mayor será el área de la imagen. Para aumentar el área de la imagen, si no entra más luz en el dispositivo fotosensible, la única forma es aumentar el área de los píxeles, lo que puede afectar la nitidez y claridad de la imagen. Por lo tanto, cuando el área de píxeles permanece sin cambios, una cámara digital puede obtener los píxeles de imagen más grandes, que son píxeles efectivos.
Cuando los usuarios compran cámaras digitales, normalmente ven a los comerciantes anunciando "píxeles máximos hasta XXX" y "píxeles efectivos hasta XXX". Entonces, ¿cómo deben elegir los usuarios? Al elegir una cámara digital, preste atención al número efectivo de píxeles de la cámara digital. El valor del número efectivo de píxeles es la clave para determinar la calidad de la imagen. Las funciones de los píxeles de TV en el sistema de TV son:
(1) Determinar la claridad de la imagen. Cuanto menor sea la división de píxeles, más píxeles totales habrá en la imagen y más clara será la imagen.
(2) Facilitar la transmisión televisiva de imágenes. La información de la imagen se puede extraer punto por punto mediante escaneo y convertirla en señales eléctricas transmisibles.
(3) Conveniente para imágenes de TV. Independientemente de la forma de la imagen, los puntos de la imagen se pueden restaurar punto por punto mediante escaneo. En realidad, los píxeles se componen de muchos puntos. El "pixel art" del que estamos hablando aquí no es la imagen de mapa de bits correspondiente a la imagen vectorial, sino una imagen de estilo icono. Este estilo de imágenes enfatiza contornos claros, colores brillantes y las formas de las imágenes de píxeles a menudo parecen dibujos animados, por lo que muchos amigos las adoran. Este método de creación de pixel art casi no utiliza alias para dibujar líneas suaves, por lo que se utiliza con frecuencia. formato gif y las imágenes suelen aparecer en forma dinámica. Sin embargo, debido a su proceso de producción especial, es difícil garantizar el estilo si el tamaño de la imagen se cambia a voluntad.
La pintura de píxeles se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde las imágenes de las consolas rojas y blancas del FC Home que jugaba cuando era niño hasta las consolas portátiles GBA de hoy, desde las imágenes de teléfonos móviles en blanco y negro hasta las completas de hoy; -computadoras de mano en color; incluso las imágenes que enfrentamos todos los días Las computadoras también están llenas de íconos de píxeles de varios programas. Hoy en día, la pintura de píxeles se ha convertido en un arte que nos impacta profundamente a ti y a mí.