1 пиксель сколько бит

В 1 пикселе сколько бит

Пиксел — неделимый элемент изображения. В зависимости от принятого для данного конкретного изображения количества цветов каждому пикселу определенного цвета будет соответствовать число, в котором закодировано значение цвета. Это значение в компьютере будет соответствовать набору битов.

Если вам достаточно 256 цветов, то можно обойтись байтом (8 битов). Если в вашем распоряжении только один бит, вы сможете работать только с монохромным изображением.

Вот такая связь.

Количество пикселей в одном бите зависит от монитора. Возьмём самые популярные сегодня мониторы со стандартным цветовым охватом. Пиксель на таких мониторах представляет собой смесь из трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Каждый основной цвет может иметь яркость от 0 до 255, то есть восемь бит на цвет. Полностью любой пиксель такого монитора можно закодировать 24 битами. Получается, что в одном бите такого монитора хранится 1/24 пикселя, или 0,041(6).

Для монитора с расширенным цветовым охватом нетрудно вычислить количество пикселей на бит самостоятельно, зная, что каждый из основных цветов такого монитора состоит уже не из восьми бит, а из десяти.

Пиксель — Pixel

Физическая точка в растровом изображении В этом примере показано изображение с сильно увеличенной частью, так что отдельные пиксели отображаются в виде небольших квадратов Фотография субпиксельных элементов отображения на экране LCD ноутбука

В цифровом изображении, пиксель, pel, или элемент изображения — физическая точка в растровом изображении или наименьший адресуемый элемент в адресуемой всем точкам устройство отображения ; так что это наименьший контролируемый элемент изображения, представленного на экране.

Каждый пиксель представляет собой образец исходного изображения; большее количество образцов обычно обеспечивает более точное представление оригинала. Интенсивность каждого пикселя является переменной. В системах формирования цветных изображений цвет обычно представлен тремя или четырьмя составляющими интенсивности, такими как красный, зеленый и синий или голубой, пурпурный, желтый и черный.

В некоторых контекстах ( например, описания датчиков камеры ), пиксель относится к одному скалярному элементу многокомпонентного представления (называемому фотосайтом в контексте датчика камеры, хотя иногда используется sensel ), в то время как в других контекстах он может относиться к набору интенсивностей компонентов для пространственного положения.

Содержание

1 Этимология
2 Технические характеристики
- 2.1 Шаблоны выборки
- 2.2 Разрешение компьютерных мониторов
- 2.3 Разрешение телескопов
- 2,4 бит на пиксель
- 2,5 субпикселей
Этимология

Слово пиксель — это портманто пикселя (от «картинки», сокращенно на «картинки») и el (для «элемент »); аналогичные образования с ‘el’ включают слова voxel и texel. Слово «пикс» появилось в заголовках журнала Variety в 1932 году как сокращение от слова «картинки» применительно к фильмам. К 1938 году «пиксель» использовался фотожурналистами в отношении неподвижных изображений.

Слово «пиксель» впервые было опубликовано в 1965 году Фредериком К. Биллингсли из JPL для описания элементов изображения сканированных изображений с космических аппаратов на Луну и Марс. Биллингсли узнал это слово от Кейта Э. Макфарланда из отдела связи общей точности в Пало-Альто, который, в свою очередь, сказал, что не знает, откуда оно возникло. Макфарланд сказал, что он просто «использовался в то время» (около 1963 г.).

Концепция «элемента изображения» восходит к самым ранним дням телевидения, например как «Bildpunkt» (немецкое слово для пиксель, буквально «точка изображения») в немецком патенте Пауля Нипкова 1888 года. Согласно различным этимологиям, самая ранняя публикация самого термина «элемент изображения» была в журнале Wireless World в 1927 году, хотя ранее он использовался в различных патентах США, поданных еще в 1911 году.

Некоторые авторы объясняют пиксель как ячейку изображения еще в 1972 году. В графике, а также при обработке изображений и видео вместо пикселя часто используется пиксель. Например, IBM использовала его в своем Техническом справочнике для исходного ПК..

Пиксели, сокращенно «px», также являются единицей измерения, обычно используемой в графическом и веб-дизайне, что эквивалентно примерно ⁄ 96 дюйма (0,26 мм). Это измерение используется, чтобы убедиться, что данный элемент будет отображаться одинакового размера независимо от того, с каким разрешением экрана он просматривается.

Пикселизация, обозначаемая вторым i, — это несвязанная техника кинопроизводства, которая восходит к истокам кино., в котором живые актеры изображаются кадр за кадром и фотографируются для создания покадровой анимации. Архаичное британское слово, означающее «одержимость духами (пикси )», этот термин использовался для описания процесса анимации с начала 1950-х годов; Различные аниматоры, в том числе Норман Макларен и Грант Манро, приписывают популяризацию его.

Технические аспекты

Пиксель не нужно отображать как маленький квадрат. На этом изображении показаны альтернативные способы восстановления изображения из набора значений пикселей с использованием точек, линий или плавной фильтрации.

Пиксель обычно считается наименьшим отдельным компонентом цифрового изображения. Однако определение сильно зависит от контекста. Например, на странице могут быть «напечатанные пиксели », или пиксели, переносимые электронными сигналами, или представленные цифровыми значениями, или пиксели на устройстве отображения, или пиксели в цифровой камере (элементы фотосенсора). Этот список не является исчерпывающим, и, в зависимости от контекста, синонимы включают pel, sample, byte, bit, dot и spot. Пиксели могут использоваться в качестве единицы измерения, например: 2400 пикселей на дюйм, 640 пикселей на строку или с интервалом 10 пикселей.

Измерения точек на дюйм (dpi) и пикселей на дюйм (ppi) иногда используются взаимозаменяемо, но имеют разные значения, особенно для принтеров, где dpi является мерой плотности размещения точек (например, капель чернил) в принтере. Например, высококачественное фотографическое изображение может быть напечатано с разрешением 600 точек на дюйм на струйном принтере с разрешением 1200 точек на дюйм. Даже более высокие значения dpi, такие как 4800 dpi, указанные производителями принтеров с 2002 года, не имеют большого значения с точки зрения достижимого разрешения.

. Чем больше пикселей используется для представления изображения, тем ближе результат может напоминать оригинал. Количество пикселей в изображении иногда называют разрешением, хотя разрешение имеет более конкретное определение. Количество пикселей может быть выражено одним числом, как в «трехмегапиксельной» цифровой камере с номинальным разрешением три миллиона пикселей, или в виде пары чисел, как в «дисплее 640 на 480», который имеет 640 пикселей. из стороны в сторону и 480 сверху вниз (как на дисплее VGA ) и, следовательно, имеет общее количество 640 × 480 = 307 200 пикселей или 0,3 мегапикселя.

Пиксели или образцы цвета, которые формируют оцифрованное изображение (например, файл JPEG, используемый на веб-странице), могут быть или не быть взаимно однозначными соответствие пикселям экрана в зависимости от того, как компьютер отображает изображение. В вычислениях изображение, состоящее из пикселей, известно как растровое изображение или растровое изображение . Слово «растр» происходит от шаблонов телевизионного сканирования и широко используется для описания аналогичных методов полутоновой печати и хранения.

Шаблоны выборки

Для удобства пиксели обычно располагаются в регулярной двумерной сетке. Используя эту компоновку, можно реализовать множество общих операций, равномерно применяя одну и ту же операцию к каждому пикселю независимо. Возможны другие расположения пикселей, при этом некоторые шаблоны выборки даже изменяют форму (или ядро ) каждого пикселя по изображению. По этой причине необходимо соблюдать осторожность при получении изображения на одном устройстве и отображении его на другом или при преобразовании данных изображения из одного формата пикселей в другой.
- Подавляющее большинство цветных цифровых камер используют фильтр Байера, в результате получается регулярная сетка пикселей, где цвет каждого пикселя зависит от его положения в сетке.
- A clipmap использует иерархический шаблон выборки, где размер поддерживает каждого пикселя зависит от его расположения в иерархии.
- Деформированные сетки используются, когда основная геометрия не является плоской, например, изображения Земли из космоса.
- Использование неоднородных сеток является область активных исследований, пытающаяся обойти традиционный предел Найквиста.
- Пиксели на компьютерных мониторах обычно являются «квадратными» (то есть имеют одинаковый шаг дискретизации по горизонтали и вертикали); пиксели в других системах часто бывают «прямоугольными» (т. е. имеют неравный шаг дискретизации по горизонтали и вертикали — продолговатую форму), как и форматы цифрового видео с различными форматами , например анаморфотные широкоэкранные форматы формата Rec. 601 стандарт цифрового видео.
Разрешение компьютерных мониторов

Компьютеры могут использовать пиксели для отображения изображения, часто абстрактного изображения, представляющего GUI. Разрешение этого изображения называется разрешением дисплея и определяется видеокартой компьютера. ЖК-мониторы также используют пиксели для отображения изображения и имеют собственное разрешение. Каждый пиксель состоит из триад, причем количество этих триад определяет собственное разрешение. На некоторых мониторах CRT скорость развертки луча может быть фиксированной, что приводит к фиксированному собственному разрешению. Большинство ЭЛТ-мониторов не имеют фиксированной скорости развертки луча, что означает, что у них вообще нет собственного разрешения — вместо этого они имеют набор разрешений, которые одинаково хорошо поддерживаются. Чтобы получить максимально резкое изображение на ЖК-дисплее, пользователь должен убедиться, что разрешение экрана компьютера соответствует собственному разрешению монитора.

Разрешение телескопов

Пиксельная шкала, используемая в астрономии, — это угловое расстояние между двумя объектами на небе, которые падают на один пиксель на детекторе (ПЗС или инфракрасный чип). Масштаб s, измеренный в радианах, представляет собой отношение расстояния между пикселями p и фокусного расстояния f предшествующей оптики, s = p / f. (Фокусное расстояние — это произведение фокусного отношения на диаметр соответствующей линзы или зеркала.) Поскольку p обычно выражается в единицах угловых секунд на пиксель, потому что 1 радиан равен 180 / π * 3600≈206 265 угловых секунд, и поскольку диаметры часто указываются в миллиметрах, а размеры пикселей в микрометрах, что дает еще один коэффициент, равный 1000, формула часто приводится как s = 206p / f.

Бит на пиксель

Количество различных цветов, которые могут быть представлены пикселем, зависит от количества битов на пиксель (бит / пиксель). Изображение 1 бит на пиксель использует 1 бит для каждого пикселя, поэтому каждый пиксель может быть включен или выключен. Каждый дополнительный бит удваивает количество доступных цветов, поэтому изображение 2 bpp может иметь 4 цвета, а изображение 3 bpp может иметь 8 цветов:
- 1 bpp, 2 = 2 цвета (монохромный )
- 2 bpp, 2 = 4 цвета
- 3 bpp, 2 = 8 цветов
- 4 bpp, 2 = 16 цветов
- 8 bpp, 2 = 256 цветов
- 16 бит на пиксель, 2 = 65 536 цветов («Highcolor «)
- 24 бит на пиксель, 2 = 16 777 216 цветов («Truecolor «)
Для глубины цвета 15 или более бит на пиксель, глубина обычно является суммой битов, выделенных каждому из красного, зеленого и синего компонентов. Highcolor, обычно означающее 16 бит на пиксель, обычно имеет пять бит для красного и синего каждого и шесть бит для зеленый, поскольку человеческий глаз более чувствителен к ошибкам в зеленом, чем в двух других основных цветах. Для приложений, связанных с прозрачностью, 16 бит могут быть разделены на пять бит красного, зеленого и синего, с одним битом, оставленным для прозрачности. 24-битная глубина позволяет использовать 8 бит на компонент. В некоторых системах доступна 32-битная глубина: это означает s, что каждый 24-битный пиксель имеет дополнительные 8 бит для описания его непрозрачности (для целей объединения с другим изображением).

Субпиксели

Геометрия цветовых элементов различных ЭЛТ- и ЖК-дисплеев; люминофор точки на цветном дисплее ЭЛТ (верхний ряд) не имеют отношения к пикселям или субпикселям.

Многие системы отображения и получения изображений не способны отображать или распознавать различные цветовые каналы на том же сайте. Поэтому пиксельная сетка делится на одноцветные области, которые вносят вклад в отображаемый или воспринимаемый цвет при просмотре на расстоянии. В некоторых дисплеях, таких как ЖК-дисплеи, светодиодные и плазменные дисплеи, эти одноцветные области представляют собой отдельно адресуемые элементы, которые известны как субпиксели . Например, ЖК-дисплеи обычно делят каждый пиксель по вертикали на три подпикселя. Когда квадратный пиксель делится на три подпикселя, каждый подпиксель обязательно прямоугольный. В терминологии индустрии отображения субпиксели часто называют пикселями, поскольку они являются основными адресуемыми элементами с точки зрения аппаратного обеспечения, и, следовательно, используются схемы пикселей, а не схемы субпикселей.

Большинство цифровых камер датчиков изображения используют одноцветные области датчика, например, с использованием шаблона фильтр Байера, и в индустрии фотоаппаратов они известны как пиксели, как и в индустрии отображения, а не субпикселей.

Для систем с субпикселями могут быть приняты два разных подхода:
- субпиксели можно игнорировать, при этом полноцветные пиксели рассматриваются как наименьший адресный элемент изображения; или
- Субпиксели могут быть включены в вычисления рендеринга, что требует больше времени на анализ и обработку, но в некоторых случаях может давать явно превосходные изображения.
Этот последний подход, называемый субпиксельным рендерингом, использует знание геометрии пикселей для управления тремя цветными субпикселями по отдельности, производя увеличение видимого разрешения цветных дисплеев. В то время как в дисплеях ЭЛТ используются области люминофора с красно-зелено-синей маской, продиктованные сеткой, называемой теневой маской, потребуется сложный этап калибровки для выравнивания с отображаемым растром пикселей, поэтому ЭЛТ делают в настоящее время не используют субпиксельный рендеринг.

Понятие субпикселей связано с сэмплами.

мегапикселем

Диаграмма разрешений обычных сенсоров цифровых камер, включая значения мегапикселей

A мегапикселей (MP) составляет миллион пикселей; этот термин используется не только для количества пикселей в изображении, но и для выражения количества элементов датчика изображения в цифровых камерах или количества элементов отображения цифровых отображает. Например, камера, которая создает изображение размером 2048 × 1536 пикселей (3145728 пикселей готового изображения), обычно использует несколько дополнительных строк и столбцов сенсорных элементов и обычно имеет «3,2 мегапикселя» или «3,4 мегапикселя», в зависимости от того, сообщаемое число представляет собой «эффективное» или «общее» количество пикселей.

В цифровых камерах используется светочувствительная электроника, либо устройство с зарядовой связью (CCD), либо дополнительный металл-оксид– полупроводниковые (CMOS) датчики изображения, состоящие из большого количества отдельных сенсорных элементов, каждый из которых регистрирует измеренный уровень интенсивности. В большинстве цифровых камер матрица датчиков покрыта мозаикой цветных фильтров с рисунком, имеющей красные, зеленые и синие области в конфигурации фильтра Байера, так что каждый сенсорный элемент может регистрировать интенсивность одного основного цвета легкий. Камера интерполирует информацию о цвете соседних сенсорных элементов посредством процесса, называемого демозаика, для создания окончательного изображения. Эти сенсорные элементы часто называют «пикселями», хотя они записывают только 1 канал (только красный, зеленый или синий) окончательного цветного изображения. Таким образом, два из трех цветовых каналов для каждого датчика должны быть интерполированы, и так называемая N-мегапиксельная камера, которая производит N-мегапиксельное изображение, предоставляет только одну треть информации, которую изображение того же размера может получить от сканера.. Таким образом, определенные цветовые контрасты могут выглядеть более размытыми, чем другие, в зависимости от распределения основных цветов (зеленый имеет в два раза больше элементов, чем красный или синий в расположении Байера).

DxO Labs изобрела Perceptual MegaPixel (P-MPix) для измерения резкости, которую камера создает при соединении с определенным объективом — в отличие от MP, который производитель указывает для продукта камеры., который основан только на датчике камеры. Новый P-MPix утверждает, что это более точная и актуальная ценность, которую фотографы должны учитывать при оценке резкости камеры. По состоянию на середину 2013 года объектив Sigma 35 mm f / 1.4 DG HSM, установленный на Nikon D800, имеет самый высокий измеренный P-MPix. Тем не менее, при значении 23 МП он по-прежнему стирает более одной трети сенсора D800 с разрешением 36,3 МП. В августе 2019 года Xiaomi выпустила Redmi Note 8 Pro как первый в мире смартфон с камерой 64 МП. 12 декабря 2019 года компания Samsung выпустила Samsung A71 с камерой на 64 МП. В конце 2019 года Xiaomi анонсировала первый телефон с камерой и сенсором 108MP 1 / 1,33 дюйма. Сенсор больше, чем у большинства мостовых камер, с размером сенсора 1 / 2,3 дюйма.

Один пиксель вместо тысячи слов

Пару месяцев назад, отдыхая от реализации новых возможностей вроде q_auto и g_auto, я прикалывался в нашем командном чате по поводу того, как различные форматы хранения изображений будут сжимать однопиксельную картинку. В ответ Orly, редактор блога, попросила меня написать пост об этом. Я сказал: «Конечно, почему бы и нет. Но это будет очень короткий пост. Ведь что можно рассказать про один пиксель».

Похоже, я был сильно неправ.

Что можно сделать с одним пикселем?

В ранние годы веба однопиксельные картинки часто использовались как костыли для вещей, которые сейчас делаются через CSS. Создание отступов, линий, прямоугольников, полупрозрачных фонов – много чего можно сделать, просто масштабируя пиксель до нужных размеров. Ещё одно использование пикселей, дожившее до наших дней – маячки, средства для отслеживания и аналитики.

В отзывчивом веб-дизайне однопиксельные картинки используются как временные заглушки в ожидании загрузки страницы. Большинство браузеров не поддерживают HTTP Client Hints, поэтому некоторые варианты с отзывчивыми изображениями ждут полной загрузки страницы, чтобы подсчитать актуальный размер картинок, а затем заменяют однопиксельные картинки нужными изображениями при помощи JavaScript.

Сломанная картинка

Есть и ещё одно применение однопиксельных картинок: их можно использовать в качестве картинок «по умолчанию». Если нужное изображение по каким-то причинам невозможно найти, в некоторых случаях лучше показать один прозрачный пиксель, чем выдавать «404 — Not Found», которая будет видна в браузерах как «сломанная картинка». Нужное изображение вы в любом случае не увидите, но профессиональнее будет не акцентировать на этом внимание, выдавая иконку «сломанной картинки».

Хорошо, значит, однопиксельные картинки бывают полезными. И как же наилучшим образом закодировать изображение размера 1х1?

Очевидно, что для форматов сжатия изображений это пограничный случай. Если изображение состоит из одного пикселя, сжимать тут особенно нечего. Несжатых данных тут будет содержаться от одного бита до четырёх байт – в зависимости от интерпретации: черно-белый (1 бит), оттенки серого (1 байт), оттенки серого с альфой (2 байта), RGB (3 байта), RGBA (4 байта).

Но нельзя закодировать только лишь данные – в любом формате изображений нужно задать интерпретацию данных. По меньшей мере, нужно знать высоту и ширину изображения и количество бит на пиксель.

Заголовки

Обычно для кодирования высоты и ширины используется четыре байта: два на число (если бы это был один байт, то максимальная размерность картинки была бы 255×255). Допустим, нужен ещё байт для задания типа цветопередачи (оттенки серого, RGB или RGBA). В таком минималистичном формате однопиксельная картинка занимала бы не менее 6 байт (для белого пикселя), а максимум – 9 байт (для полупрозрачного пикселя произвольного цвета).

Но в заголовках реальных форматов обычно содержится гораздо больше информации. Первые несколько байт любого формата содержат уникальный идентификатор нужный лишь для того, чтобы сообщить, что «Эй! Я — файл вот конкретно такого формата!». Эта последовательность байт также известна, как «волшебное число». К примеру, GIF всегда начинается с GIF87a или GIF89a, в зависимости от версии спецификаций, PNG – с 8-байтной последовательности, включающей PNG, у JPEG есть заголовок, содержащий строку JFIF или Exif, и т.д.

В заголовках может содержаться мета-информация. Это специфичные для данного формата данные, необходимые для раскодирования, определяющие, какой из подвидов формата используется. Некоторые из мета-данных не обязательно нужны для раскодирования, но тем не менее, используются для определения того, как показывать их на экране: цветовой профиль, ориентация, гамма, количество точек на пиксель. Это могут также быть производльные данные – комментарии, временные отметки, отметки об авторских правах, GPS-координаты. Это могут быть необязательные или обязательные данные, в зависимости от спецификации. Конечно, эти данные увеличивают объём файла. Давайте поэтому остановимся на минимальных файлах, откуда удалена вся необязательная информация – или мы будем тратить драгоценные байты на ерунду.

Кроме заголовков, в файлах может встречаться и другая дополнительная информация – маркеры, контрольные суммы (используемые для проверки правильности передачи или результата работы других процессов, которые могут испортить файл). Бывает, что требуется включить в файл отступы, чтобы выровнять все данные.

Однопиксельные, минимально возможные картинки, показывают, сколько «лишней» информации содержится в формате файла. Смотрим.

Вот шестнадцатеричный дамп 67-байтного PNG-файла с одним белым пикселем.

Файл состоит из 8-байтного «волшебного числа» PNG, за которым следует отрезок заголовка IHDR из 13 байт, отрезок с данными об изображении IDAT с 10 байтами «сжатых» данных, и отметка об окончании IEND. Каждый отрезок данных начинается с 4-байтного отрезка с длиной и 4-байтного отрезка-идентификатора, и заканчивается контрольной суммой из 4 байт. Эти три отрезка данных обязательны, так что они в любом случае отъедают 36 байт у 67-байтного файла.

Чёрный пиксель тоже занимает 67 байт, прозрачный – 68, а произвольный цвет RGBA займёт от 67 до 70 байт.

Заголовок у JPEG длиннее. Минимальный однопиксельный JPEG занимает 141 байт, и он не бывает прозрачным, т.к. JPEG не поддерживает альфа-канал.

В смысле заголовков GIF самый компактный из трёх универсальных форматов. Белый пиксель можно закодировать в GIF 35 байтами:

а прозрачный – 43:

Для всех перечисленных форматов можно изготовить и файлы поменьше, которые будут показываться в большинстве браузеров, но они будут сделаны с нарушением спецификаций, так что декодер изображений может в любой момент пожаловаться на то, что файл битый (и будет прав), и показать иконку «сломанной картинки» – а мы именно её и пытаемся избежать.

Так какой же наилучший формат однопиксельной картинки для веба? Есть варианты. Если пиксель непрозрачный, то GIF. Если прозрачный – тоже GIF. Если полупрозрачный, то PNG, поскольку у GIF прозрачность задаётся только как «да» или «нет».

Всё это мало что значит. Любой из этих файлов уместится в один сетевой пакет, поэтому разницы в скорости не будет, а разница для хранилища вообще пренебрежимо мала. Но тем не менее, с этим забавно разбираться – по крайней мере, любителям форматов.

Что же насчёт более экзотических форматов?

Используя формат WebP, выбирайте его версию без потерь качества. Однопиксельная картинка без потери качества в формате WebP занимает от 34 до 38 байт. С потерей – от 44 до 104 байт, в зависимости от наличия альфа-канала. К примеру, вот полностью прозрачный пиксель в 34-байтном WebP без потери качества:

а вот тот же пиксель с потерей качества (по умолчанию) WebP, занимающий 82 байта:

Разница в том, что WebP с потерей качества и прозрачностью хранится как две картинки в одном файле-контейнере: одна картинка с потерей качества, хранящая данные для RGB, и другая, без потери, с данными альфа-канала.

У формата BPG также есть режимы с потерей из без потери качества, и для него действует обратная закономерность. BPG с потерей хранит 1 пиксель в 31 байте – наименьший показатель из всех:

BPG без потерь качества занимает 59 байт. Прозрачный пиксель займёт 57 байт в BPG
с потерями и 113 байт в BPG без потерь. Интересно, что в случае с одним белым пикселем BPG выиграет у WebP (31 байт против 38), а с одним прозрачным пикселем WebP выигрывает у BPG (34 байта против 57).

А ещё есть FLIF. Я, конечно, не могу забыть о нём, являясь главным автором бесплатного формата изображений без потери качества (Free Lossless Image Format). Вот 15-байтный FLIF для одного белого пикселя:

А вот 14-байтный для чёрного:

Чёрный пиксель получился меньше, потому что ноль сжимается лучше, чем 255. Заголовок простой: первые 4 байта всегда «FLIF», следующий – человеко-читаемое обозначение цвета и интерлейсинга. В нашем случае это «1», что значит, один канал для цвета (оттенки серого). Следующий байт – глубина цвета. «1» значит один байт на канал. Следующие четыре байта – размерность картинки, 0x0001 на 0x0001. Следующие 4 или 5 – сжатые данные.

Полностью прозрачный пиксель тоже занимает 14 байт в FLIF:

В этом случае у нас 4 цветовых канала (RGBA) вместо одного. Можно было бы ожидать, что раздел с данными будет длиннее (всё-таки каналов в четыре раза больше), но это не так: поскольку значение альфа равно нулю (пиксель прозрачный), значения RGB считаются неважными, и их просто не включают в файл.

Для произвольного цвета RGBA файл FLIF может занять до 20 байт.

Хорошо, значит FLIF лидер в категории «один пиксель» в соревновании на кодирование изображений. Если бы ещё это было какое-то важное соревнование ��

Но тем не менее, FLIF не будет лидером. Помните упомянутый мною минималистичный формат? Тот, который закодирует один пиксель в размер от 6 до 9 байт? Такого формата нет, поэтому он в счёт не идёт. Но есть существующий формат, который довольно близко подходит к этому.

Он называется Portable Bitmap format (PBM), и представляет собою несжатый формат изображений из 1980-х. Вот как можно было бы закодировать один белый пиксель в PBM всего 8-ю байтами:

Да тут и шестнадцатиричный дамп не нужен, этот формат человеко-читаемый. Его можно открыть в текстовом редакторе.

Первая линия (P1) обозначает, что картинка двухцветная. Не оттенки серого, а только два цвета – чёрный (цифра 1) и белый (0). Вторая линия – размерность картинки. А затем идёт разделённый пробелами список чисел, одно число на пиксель. В нашем случае 0.

Если вам нужно что-то другое, кроме чёрного и белого, можно использовать формат PGM для представления одного пикселя любого цвета всего 12-ю байтами, или PPM размером 14 байт. Это всегда меньше, чем соответствующий FLIF (или любой другой формат со сжатием).

В традиционном семействе форматов PNM (PBM, PGM и PPM) не поддерживается прозрачность. Существует дополнение PNM под названием Portable Arbitrary Map (PAM), где есть прозрачность. Но для нас он не подходит из-за многословности. Самый маленький из файлов PAM, представляющий прозрачный пиксель, такой:

На последней строке идёт четыре нулевых байта. Всего получается 67 байт. Можно было бы использовать оттенки серого с альфа-каналом вместо RGBA, это бы сберегло два байта в секции данных. Но получится файл из 71 байта, поскольку нужно будет сменить TUPLTYPE с RGB_ALPHA на GRAYSCALE_ALPHA. Кроме того, программе обработки может не понравится MAXVAL 1, и придётся поменять его на MAXVAL 255 (ещё два байта).

В общем, для однопиксельных изображений без прозрачности, самым маленьким будет PNM (от 8 до 14 байт для PNM против от 14 до 18 для FLIF), а с прозрачностью самым мелким будет FLIF (от 14 до 20 байт для FLIF против от 67 до 69 байт для PAM).

Вот сравнительная табличка с оптимальными размерами файлов для разных однопиксельных картинок:

Может показаться странным, что формат без сжатия выигрывает у форматов со сжатием. Но если подумать, однопиксельные картинки – это наихудший вариант для сжатия изображений. Весь файл состоит из заголовка и дополнительной информации, и в нём очень мало данных. А очень мало данных нельзя сжать, поскольку сжатие основано на предсказуемости, и как можно предсказать единственный пиксель?

Пиксел

Пи́ксел (в разговорной речи пи́ксель, иногда пэл, англ. pixel, pel — сокращение от picture element или picture сell — элемент изображения) или элиз (редкоиспользуемый русский вариант термина) — наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике. Пиксел представляет собой неделимый объект прямоугольной, обычно квадратной, или круглой формы, обладающий определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселов, расположенных по строкам и столбцам.

Чем больше пикселов 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, пикселы превращаются в крупные зёрна. Посредством интерполяции ступенчатость можно сгладить. Степень детализации при этом не возрастает, так как для обеспечения плавного перехода между исходными пикселами просто добавляются новые, значение (цвет) которых вычисляется на основании цвета соседних пикселов исходного изображения.

Каждый пиксел растрового изображения — объект, характеризуемый определённым цветом, градацией серого цвета и, возможно, прозрачностью. Один пиксел может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним (в некоторых компьютерных системах цвет и пикселы представлены в виде двух раздельных объектов, например, в видео-системе ZX Spectrum).

Пиксел — 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 пикселах (например, режим VGA — 640×480 пикселов). Пикселы, 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 пиксел не фиксировано и может составлять единицы или десятки; для ЖК-монитора (при правильной настройке ОС) на один пиксел 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 пиксел.

Варианты произношения и написания

Относительно нормативности использовании термина в форме «пиксел» либо «пиксель» имеются различные мнения. Так «Русский орфографический словарь РАН» [1] квалифицирует форму «пиксел» в качестве рекомендованной, а форме «пиксель» устанавливает возможность применения только в разговорной профессиональной речи. Последнее вступает в противоречие с ГОСТ 27459-87 [2] , который предусматривает термин «пиксель» как единственно возможный для использования в области применения указанного стандарта (машинная графика) и «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».

1 пиксель сколько бит

Сломанная картинка
- В монохромном (2 1 ): 1 пиксель = 1/8 байт (1 бит)
- В 16-цветном (2 4 ): 1 пиксель = 0,5 байт (4 бит)
- В 256-цветном (2 8 ): 1 пиксель = 1 байт (8 бит)
- True-color (2 24 ): 1 пиксел = 3 байта (24 бита)
- True-color + Альфа канал (2 24 + 8-битный канал): 1 пиксел = 4 байта (32 бита)
1. Нужно умножить высоту на ширину, получив тем самым общее количество пикселей в изображении. В статье «Как узнать размер изображения в пикселях» описано, как можно посмотреть размер картинки;
2. Затем необходимо узнать вес картинки. Сделать это можно кликнув правой кнопкой мыши по картинке, вызвав тем самым контекстное меню, в котором следует выбрать пункт «Свойства». Там и будет указан вес в байтах.
3. Осталось лишь поделить вес в байтах на размер картинки в пикселях. Таким образом получится вес 1 пикселя в байтах.
ekd / ответы на вопросы часть 1 / 7_Глубина цвета

Глубина цвета – это количество бит, отводимых для кодирования одного пикселя.

Если для кодирования одного пикселя взять 1 бит – то с его помощью мы можем получить только 2 цвета: черный (0) и белый (1), то есть черно-белое изображение.

2 бита – 4 цвета (00, 01, 10, 11)

8 бит – 2 8 цветов = 256 цветов и т.д.

Таким образом, число цветов можно определить по формуле:

где, N – количество цветов,

I — битовая глубина цвета.

Вывод: чем больше бит применяется для кодирования 1 пикселя, тем больше цветов и реалистичнее изображение, но и размер файла тоже увеличивается.

Таким образом, объем файла точечной графики – это произведение ширины и высоты изображения в пикселях на глубину цвета.

При этом совершенно безразлично, что изображено на фотографии. Если три параметра одинаковы, то размер файла без сжатия будет одинаков для любого изображения.

Пример расчета. Определить размер 24-битного графического файла с разрешением 800 х 600.

Решение. Из условия файл имеет параметры

А = 800 пикселей

В = 600 пикселей

Глубина цвета I = 24 бита (3 байта)

тогда формула объема файла V = A + B + I

V = 800 х 600 х 24 = 11520000 бит = 1440000байт = 1406, 25 Кбайт = 1,37 Мб

Пример 2. В процессе оптимизации количество цветов было уменьшено с 65536 до 256. Во сколько раз уменьшился объем файла.

Из формулы N = 2 I следует, что глубина цвета I₁ = log ₂ 65536 = 16 бит, а после оптимизации I₂ = log ₂ 256 = 8 бит

При этом, размеры картинки в пикселях не изменились. используя формулу для вычисления объема файла имеем: V₁ = a x b x 16 = 16 ab и

V₂ = a x b x 8 = 8 ab

Составляем пропорцию V_{1 :} V_{2 =} 16 ab : 8 ab
Итак: размер графического файла зависит от размеров изображения и количества цветов.

При этом качественное изображение с 24 или 32 битным кодированием получается довольно большим (мегабайт).

Это очень неудобно для хранения и передачи изображений (особенно в сети Интернет). Поэтому графические файлы подвергаются оптимизации.

Глубина цвета – количество бит, проходящий на 1 пиксел (bpp). Наиболее популярным разрешением является 8 bpp (256 цветов), 16 bpp (65536 цветов)

С 80-х гг. развивается технология обработки на ПК графической информации. Форму представления на экране дисплея графического изображения, состоящего из отдельных точек (пикселей), называют растровой.

Минимальным объектом в растровом графическом редакторе является точка. Растровый графический редактор предназначен для создания рисунков, диаграмм.

Разрешающая способность монитора (количество точек по горизонтали и вертикали), а также число возможных цветов каждой точки определяются типом монитора.

Распространённая разрешающая способность – 800 х 600 = 480 000 точек.

1 пиксель чёрно-белого экрана кодируется 1 битом информации (чёрная точка или белая точка). Количество различных цветов К и количество битов для их кодировки связаны формулой: К = 2b.

Современные мониторы имеют следующие цветовые палитры: 16 цветов, 256 цветов; 65 536 цветов (high color), 16 777 216 цветов (true color).

В табл. 1 показана зависимость информационной ёмкости одного пикселя от цветовой палитры монитора.

Количество бит, кодирующих одну точку

16 (2 16 = 65 536)

24 (2 24 =16 777 216)

Объём памяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран (видеопамяти), равен произведению разрешающей способности на количество бит, кодирующих одну точку. В видеопамяти ПК хранится битовая карта (двоичный код изображения), она считывается процессором не реже 50 раз в секунду и отображается на экране.

В табл. 2 приведены объёмы видеопамяти для мониторов с различными разрешающей способностью и цветовой палитрой.

Ввод и хранение в ЭВМ технических чертежей и им подобных графических изображений осуществляются по-другому. Любой чертёж состоит из отрезков, дуг, окружностей. Положение каждого отрезка на чертеже задаётся координатами двух точек, определяющих его начало и конец. Окружность задаётся координатами центра и длиной радиуса. Дуга – координатами начала и конца, центром и радиусом. Для каждой линии указывается её тип: тонкая, штрихпунктирная и т.д. Такая форма представления графической информации называется векторной. Минимальной единицей, обрабатываемой векторным графическим редактором, является объект (прямоугольник, круг, дуга). Информация о чертежах обрабатывается специальными программами. Хранение информации в векторной форме на несколько порядков сокращает необходимый объём памяти по сравнению с растровой формой представления информации.

Видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просматриваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части — растровую и векторную графику.

Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информации о его цвете.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится — не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 — белый, 0 — черный.

Пиксел на цветном дисплее может иметь различную окраску, поэтому одного бита на пиксел недостаточно. Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксел, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов: 00 — черный, 10 — зеленый, 01 — красный, 11 — коричневый.

На RGB-мониторах все разнообразие цветов получается сочетанием базовых цветов — красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых можно получить 8 основных комбинаций:

Разумеется, если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, порождающих разнообразные оттенки, увеличивается. Количество различных цветов — К и количество битов для их кодировки — N связаны между собой простой формулой: 2 N = К.

В противоположность растровой графике векторное изображение многослойно. Каждый элемент векторного изображения — линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста — располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются независимо от других слоев. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т. д.). Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов.

Контрольные вопросы

1. Сколько двоичных разрядов необходимо для кодирования 1 символа?

2. Средняя скорость чтения ученика составляет 160 символов в минуту. Сколько информации он переработает за 7 часов непрерывного чтения текста?

3. В чём суть растровой формы представления графической информации?

4. Сколько бит информации необходимо для кодирования 1 точки чёрно-белого экрана монитора?

5. По какой формуле определяется объём видеопамяти дисплея?

6. В чём суть векторной формы представления графической информации?

Задача 1. Определить размер 24-битного графического файла с разрешением 1024 х 600.

Задача 2. В процессе оптимизации количество цветов было уменьшено с 65536 до 2. Во сколько раз уменьшился объем файла.

Задача 3. Дан двоичный код рисунка. Известно, что рисунок монохромный и матрица имеет размер 8X8. Восстановите рисунок по коду:

а) 00111100 01000010 00000010 01111110 10000010 10000010 10000110 01111011

б) 10111110 11000001 10000001 00111110 00000001 00000001 10000001 01111110

в) 00111111 01000010 01000010 01000010 00111110 00100010 01000010 11000111

Задача 4. Изображение на экране дисплея строится из отдельных точек (пикселей). Пусть установлено разрешение экрана 1200×1024. Сколько байт займет образ экрана в памяти компьютера, если сохранить его (поточечно, в формате bit map -* bmp) как:

а) монохромное изображение;

б) 256-цветный рисунок;

в) 24-разрядный рисунок.

Задача 5. Для кодирования оттенка цвета одной точки (пикселя) цветного изображения в соответствии с RGB моделью цветообразования используется 1 байт (8 бит): 3 бита для кодирования уровня яркости красного (Red) цвета, 2 бита для кодирования уровня яркости зеленого (Green) цвета и 3 бита на синий (Blue) цвет. Определите:

а) сколько уровней яркости каждого цвета может быть закодировано таким образом;

б) сколько всего цветовых оттенков изображения можно передать.

Решите ту же задачу, но при условии использования режима True Color, когда для передачи цвета одного пикселя используется 3 байта — по одному на каждый цвет.

1. Учебная программа занимает 19 Кбайт памяти ПК. Инструкция к программе занимает 1 кадр дисплея (25 строк по 80 символов). Какую часть программы занимает инструкция?

2. Экран компьютера может работать в различных режимах, которые отличаются разрешающей способностью и количеством возможных цветов каждой точки.

Количество бит на точку

Информационный объём экрана

3. Что является минимальным объектом, используемым в растровом графическом редакторе?

а) Точка экрана (пиксель);

б) объект (прямоугольник, круг и т.д.);

в) палитра цветов;

г) знакоместо (символ).

4. Для чего предназначен векторный графический редактор?

а) Для создания чертежей;

б) для построения графиков:

в) для построения диаграмм;

г) для создания и редактирования рисунков.

5. Файл, содержащий черно-белый квадратный рисунок, имеет объём 200 байтов. Каков размер рисунка в пикселях?

6. Какого количества информации требует двоичное кодирование 1 точки на черно-белом экране (без градации яркости)?

7. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение с 16 градациями серого цвета размером 10х10 точек. Каков информационный объём этого файла?

Правильные ответы к тесту 2.2: 1-г, 3-а, 4-а, 5-б, 6-а, 7-в.

Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении отдельным знаком.

Знак — это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников.

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

Способы кодирования информации.

Одна и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет дело и отдельный человек, и человечество в целом. Но решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров. Грандиозные достижения человечества — письменность и арифметика — есть не что иное, как система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.

Двоичное кодирование – один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного алфавита.

Кодирование символьной (текстовой) информации.

Основная операция, производимая над отдельными символами текста — сравнение символов.

При сравнении символов наиболее важными аспектами являются уникальность кода для каждого символа и длина этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет значения.

Для кодирования текстов используются различные таблицы перекодировки. Важно, чтобы при кодировании и декодировании одного и того же текста использовалась одна и та же таблица.

Таблица перекодировки — таблица, содержащая упорядоченный некоторым образом перечень кодируемых символов, в соответствии с которой происходит преобразование символа в его двоичный код и обратно.

Наиболее популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Исторически сложилось, что в качестве длины кода для кодирования символов было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому чаще всего одному символу текста, хранимому в компьютере, соответствует один байт памяти.

Различных комбинаций из 0 и 1 при длине кода 8 бит может быть 28 = 256, поэтому с помощью одной таблицы перекодировки можно закодировать не более 256 символов. При длине кода в 2 байта (16 бит) можно закодировать 65536 символов.

Кодирование числовой информации.

Сходство в кодировании числовой и текстовой информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления.

Основной системой счисления для представления чисел в компьютере является двоичная позиционная система счисления.

Кодирование текстовой информации

В настоящее время, большая часть пользователей, при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем, сколько всего символов и какое количество бит нам нужно.

10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков арифметических действий, буквы русского и латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует 8 бит информации.

Единицы измерения информации.

1 Кбайт = 1024 байтам

1 Мбайт = 1024 Кбайтам

1 Гбайт = 1024 Мбайтам

1 Тбайт = 1024 Гбайтам

Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.

Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ — 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой

Основным отображением кодирования символов является код ASCII — American Standard Code for Information Interchange- американский стандартный код обмена информацией, который представляет из себя таблицу 16 на 16, где символы закодированы в шестнадцатеричной системе счисления.

Кодирование графической информации.

Важным этапом кодирования графического изображения является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).

Основными способами представления графики для ее хранения и обработки с помощью компьютера являются растровые и векторные изображения

Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение этих элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной радиуса. Для каждой линии указывается двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщины и цвета.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации изображения в соответствии с матричным принципом.

Матричный принцип кодирования графических изображений заключается в том, что изображение разбивается на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.

Pixel (picture element — элемент рисунка) — минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения.

В соответствии с матричным принципом строятся изображения, выводимые на принтер, отображаемые на экране дисплея, получаемые с помощью сканера.

Качество изображения будет тем выше, чем «плотнее» расположены пиксели, то есть чем больше разрешающая способность устройства, и чем точнее закодирован цвет каждого из них.

Для черно-белого изображения код цвета каждого пикселя задается одним битом.

Если рисунок цветной, то для каждой точки задается двоичный код ее цвета.

Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите использовать 16-цветный рисунок, то для кодирования каждого пикселя вам потребуется 4 бита (16=24), а если есть возможность использовать 16 бит (2 байта) для кодирования цвета одного пикселя, то вы можете передать тогда 216 = 65536 различных цветов. Использование трех байтов (24 битов) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 (или около 17 миллионов) различных оттенков цвета — так называемый режим “истинного цвета” (True Color). Заметим, что это используемые в настоящее время, но далеко не предельные возможности современных компьютеров.

Кодирование звуковой информации.

Из курса физики вам известно, что звук — это колебания воздуха. По своей природе звук является непрерывным сигналом. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение.

Для компьютерной обработки аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел, а для этого его необходимо дискретизировать и оцифровать.

Можно поступить следующим образом: измерять амплитуду сигнала через равные промежутки времени и записывать полученные числовые значения в память компьютера.

Пиксел

Пи́ксел (в разговорной речи пи́ксель, иногда пэл, англ. pixel, pel — сокращение от picture element или picture сell — элемент изображения) или элиз (редкоиспользуемый русский вариант термина) — наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике. Пиксел представляет собой неделимый объект прямоугольной, обычно квадратной, или круглой формы, обладающий определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселов, расположенных по строкам и столбцам.

Чем больше пикселов 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, пикселы превращаются в крупные зёрна. Посредством интерполяции ступенчатость можно сгладить. Степень детализации при этом не возрастает, так как для обеспечения плавного перехода между исходными пикселами просто добавляются новые, значение (цвет) которых вычисляется на основании цвета соседних пикселов исходного изображения.

Каждый пиксел растрового изображения — объект, характеризуемый определённым цветом, градацией серого цвета и, возможно, прозрачностью. Один пиксел может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним (в некоторых компьютерных системах цвет и пикселы представлены в виде двух раздельных объектов, например, в видео-системе ZX Spectrum).

Пиксел — 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 пикселах (например, режим VGA — 640×480 пикселов). Пикселы, 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 пиксел не фиксировано и может составлять единицы или десятки; для ЖК-монитора (при правильной настройке ОС) на один пиксел 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 пиксел.

Варианты произношения и написания

Относительно нормативности использовании термина в форме «пиксел» либо «пиксель» имеются различные мнения. Так «Русский орфографический словарь РАН» [1] квалифицирует форму «пиксел» в качестве рекомендованной, а форме «пиксель» устанавливает возможность применения только в разговорной профессиональной речи. Последнее вступает в противоречие с ГОСТ 27459-87 [2] , который предусматривает термин «пиксель» как единственно возможный для использования в области применения указанного стандарта (машинная графика) и «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».
Похожие публикации: