پیکسل

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
فارسیрусский
نمونه فوق، تصویری را نمایش می‌دهد (سمت چپ) که بخشی از آن به میزان قابل توجهی بزرگ شده (سمت راست). در این بخش، پیکسل‌های تشکیل‌دهنده تصویر به شکل مکعب‌های کوچکی قابل مشاهده‌اند

در تصاویر دیجیتالی پیکسل (به انگلیسی: Pixel) کوچکترین جزء ساختاری (element) یک تصویر را گویند. پیکسل را بعضاً در مباحث مربوط به گرافیک و تصویر، نقطه نامیده و آن را کوچکترین نقطه تشکیل دهنده تصویر نیز می‌خوانند.

اگر تابع f زیر را با دو متغیر حقیقی مستقل x و y در نظر بگیریم،

که در آن و است، می‌توان با نسبت دادن ارزشی (مثل روشنایی یا شدت) به f آن را بر روی صفحه‌ای نمایش داد. در این صورت f یک تصویر نامیده می‌شود، و نقطه (x,y) یک پیکسل نامیده می‌شود.[۱]

مگاپیکسل[ویرایش]

مگاپیکسل (به انگلیسی: Megapixel)، یک میلیون پیکسل است. این عبارت، تنها برای مشخّص‌کردن تعداد پیکسل‌های تصویر به‌کار نمی‌رود؛ بلکه کاربرد دیگر آن، نشان‌دادن شمار عناصر گیرنده تصویر یا تعداد عناصر نمایشی نمایشگرهای دیجیتال است. برای مثال، دوربینی با ابعاد ۲۰۴۸×۱۵۳۶ عنصر حسگر را معمولاً «۳٫۱ مگاپیکسل» (۳٬۱۴۵٬۷۲۸ = ۱۵۳۶ × ۲۰۴۸) می‌خوانند. از مگاپیکسل اغلب به‌عنوان یکی از مشخّصه‌های بهتربودن یاد می‌شود، به‌همین‌خاطر یکی از ویژگی‌هایی است که کیفیّت دوربین را مشخّص می‌کند.

یکی از مواردی که در رقابت‌های بازاریابی دوربین‌های عکاسی دیجیتال بشکل نادرست مصطلح شده است این عبارت می‌باشد: «هر چقدر عدد مگاپیکسل بیشتر باشد بهتر خواهد بود» اما متأسفانه این گونه ارزیابی لزوماً درست نبوده و تعداد پیکسل‌ها تنها یکی از عوامل متعدد تأثیر گذار در کیفیت تصویر می‌باشد و لزوماً افزایش تعداد پیکسل‌ها نشانه بهتر بودن دوربین نخواهد بود. میزان کیفیت هر پیکسل را می‌توان بر حسب مواردی همچون دقت هندسی، دقت رنگ، گستره دینامیکی و میزان نویز مورد بررسی قرار داد. کیفیت پیکسل به عواملی همچون «تعداد تشخیص دهنده‌های تصویر»، کیفیت لنز، نوع سنسور، اندازه دیدودهای حساس به نور، کیفیت مولفه‌های دوربین، توانایی پردازشگر دوربین، فرمت ذخیره‌سازی و عواملی دیگر بستگی خواهد داشت.

دقت هندسی:

دقت هندسی و سه بعد نمایی با توجه به به تعداد پیکسل‌های مستقر بر روی سنسور و میزان قابلیت لنز در تطبیق با رزولوشن آن تعیین می‌گردد.

دقت رنگ:

در نمونه‌های قدیمی سنسور، از آرایه فیلتر رنگی ای استفاده می‌شد که تنها دارای یک سلول حساس به نور در هر پیکسل بوده و بنابر این به علت از دست رفتن بعضی از پیکسل‌ها در هر کانال رنگ که بر اساس الگوریتم‌های “demosaicing” برآورد شده بود بعضی از رنگ‌ها با دقتی پایین در لبه‌های تصویر نمایان می‌شدند. سنسورهای "ّFoveon" مجهز به سه "ردیاب تصویر" در جایگاه هر پیکسل بوده که به این ترتیب می‌توانند با حذف آثار غیرطبیعی "artifacts" رنگ‌هایی با دقت بالاتر ارائه دهند. متأسفانه میزان حساسیت این سنسورها پایین‌تر از نمونه سنسورهای قدیمی می‌باشد.

گستره دینامیکی:

اندازه جایگاه هر پیکسل بر اساس انداره دیود حساس به نور تعیین می‌شود که این امر تأثیر بسیاری بر گستره دینامیکی خواهد داشت. سنسورهایی که از کیفیت بالاتری برخوردار می‌باشند قادر به بازدهی گستره دینامیکی بزرگتری بوده که این موضوع در هنگام ذخیزه سازی پیکسل‌ها در فرمت فایل‌های تصویری RAW قابل توجه می‌باشد.

نویز: ارزش پیکسل شامل دو مولفه زیر می‌باشد:

۱. پیکسل‌های دقیق که هدف اصلی شما هستند (پیکسل‌های سالم)

۲. پیکسلهایی که شما تمایل رویت آنها را در تصویر ندارید (نویز)

نتیجه‌گیری:

متأسفانه شاخص کیفیتی مشخصی جهت مقایسه کیفیت تصاویر ثبت شده توسط سنسورهای مختلف وجود ندارد. برای مثال سنسور ۳ مگاپیکسلی نوع "Faveon" که از ۹ میلیون "ردیاب تصویر" در جایگاه ۳ میلیون پیکسل استفاده می‌کند. بازده کیفیتی آن نسبت به تصاویر ۳ مگاپیکسلی بیشتر و نسبت به تصاویر مرسوم ۹ مگاپیکسلی پایین‌تر می‌باشد که این امر بستگی به میزان "ISO" نیز خواهد داشت. تصویر ثبت شده توسط یک دوربین ۶ مگاپیکسلی کامپکت دیجیتال کیفیت پایین‌تری را نسبت به تصویر ثبت شده توسط دوربین ۶ مگاپیکسلی SLR دیجیتال را ارائه می‌دهد.

با توجه به مطالب فوق شما می‌بایست بر اساس کاربرد مورد نظرتان دوربین عکاسی خود را انتخاب کنید برای مثال اگر قرار است تصاویر گرفته شده را در بعاد بزرگ چاپ کنید تعداد رزولوشن برای شما اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. کتاب Medical Imaging: Signals and Systems. نوشته Prince, J. و Links, J. سال ۲۰۰۶. انتشارات Prentice Hall. شابک ISBN 0-13-065353-5 ص۱۶
Увеличенный участок растрового изображения: слева — отдельные пиксели, полученные размножением исходных при масштабировании, справа — то же, но с бикубической интерполяцией.
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 piсtures element, которое в свою очередь сокращается до pix element,[1] в некоторых источниках piсture cell — 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[источник не указан 2540 дней]). Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам. Также пикселем ошибочно[источник не указан 25 дней] называют элемент светочувствительной матрицы (сенсель — от sensor element)

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 и дольные единицы

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 пикс декапиксель дапикс dapel 10−1 пикс деципиксель дпикс dpel
102 пикс гектопиксель гпикс hpel 10−2 пикс сантипиксель спикс cpel
103 пикс килопиксель кпикс kpel 10−3 пикс миллипиксель мпикс mpel
106 пикс мегапиксель Мпикс Mpel 10−6 пикс микропиксель мкпикс µpel
109 пикс гигапиксель Гпикс Gpel 10−9 пикс нанопиксель нпикс npel
1012 пикс терапиксель Тпикс Tpel 10−12 пикс пикопиксель ппикс ppel
1015 пикс петапиксель Ппикс Ppel 10−15 пикс фемтопиксель фпикс fpel
1018 пикс эксапиксель Эпикс Epel 10−18 пикс аттопиксель апикс apel
1021 пикс зеттапиксель Зпикс Zpel 10−21 пикс зептопиксель зпикс zpel
1024 пикс иоттапиксель Ипикс Ypel 10−24 пикс иоктопиксель ипикс ypel
     применять не рекомендуется

Этимология

MahaNakhon — «небоскрёб с вырезанными пикселями»[2][3], самое высокое здание Таиланда.

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. Согласно различным этимологиям, самая ранняя публикация самого термина элемента изображения был в журнале Wireless World в 1927 году, хотя он использовался ранее в различных патентах США, поданных еще 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.

Варианты произношения и написания

Относительно нормативности использовании термина в форме «пиксел» либо «пиксель» имеются различные мнения. Так «Русский орфографический словарь РАН»[4] 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[5]; однозначной расшифровки этого определения не даёт и справочная служба русского языка на портале Грамота.ру[6]). С другой стороны, действующий ГОСТ 27459-87[7] 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».

Разрешение компьютерных мониторов

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.

Разрешение телескопов

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 еще один фактор 1000, формула часто используется как s=206p/f.

Субпиксели

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

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.

См. также

Примечания