Происхождение слова пиксель. Что такое пиксель? Виды пикселей

Непрерывное развитие технологии цифровых камер может смущать умы, поскольку постоянно вводятся новые термины. Эта глава призвана прояснить некоторые моменты касательно цифровых пикселей - в частности, для тех, кто ещё только задумывается или только что купил свою первую цифровую камеру. Здесь рассматриваются такие концепции, как размер сенсора, мегапиксели, дизеринг (цветозамес) и печатный размер.

Пиксель: фундаментальная единица всех цифровых изображений

Любое цифровое изображение состоит из фундаментальных единиц: пикселей. Термин «пиксель» (PIXEL ) произошёл от сочетания двух английских слов: «изображение» (PIC ture) и «элемент» (EL ement). В русском языке существовало аналогичное слияние («элиз»), но оно оказалось неудачным и не прижилось. Так же, как работы пуантилиста состоят из серии нарисованных пятен, так и миллионы пикселей могут быть объединены в подробное и кажущееся сплошным изображение.

Каждый пиксель содержит серию чисел, которые описывают его цвет или интенсивность. Точность, с которой пиксель может описать цвет, называется его разрядностью или глубиной цветности . Чем больше пикселей содержит ваше изображение, тем больше деталей оно способно передать. Заметьте, что я написал «способно», поскольку простое наличие большого числа пикселей ещё не означает полного их использования. Эта концепция важна и будет далее раскрыта более подробно.

Печатный размер: пиксели на дюйм (PPI) и точки на дюйм (DPI)

Поскольку пиксель является всего лишь логической единицей информации, он бесполезен для описания печатных оттисков - если не указать при этом их размер. Термины «пиксели на дюйм » (PPI) и «точки на дюйм » (DPI) появились, чтобы соотнести теоретическую единицу с визуальным разрешением материального мира. Эти термины зачастую ошибочно взаимозаменяют (в частности, для струйных принтеров), - дезориентируя пользователя относительно максимального печатного разрешения устройства.

«Пиксели на дюйм» является более чётким из двух терминов. Он означает количество пикселей на 1 дюйм изображения по горизонтали и вертикали. «Точки на дюйм» на первый взгляд выглядят обманчиво просто. Сложность в том, что устройству может понадобиться сделать несколько точек, чтобы создать один пиксель; тем самым указанное количество точек на дюйм не всегда означает аналогичное разрешение. Использование множества точек для создания одного пикселя означает процесс, называемый «дизерингом».

Устройство с ограниченным набором цветных чернил может обмануть глаз, собирая их в миниатюрные сочетания, создавая таким образом восприятие разных цветов, - если «суб-пиксель» достаточно мал. Вышеприведенный пример использует 128 цветов, тогда как вариант с цветозамесом создаёт практически идентично выглядящую картину, задействовав всего 24 цвета. Есть одна критическая разница: каждая цветная точка в изображении с замешиванием цвета обязана быть намного меньше отдельно взятого пикселя. Как следствие, изображения практически всегда требуют существенно больше DPI, чем PPI, чтобы достичь подобного уровня детализации . Кроме того, PPI намного более универсально, поскольку не требует знания устройства для понимания того, насколько детальным будет отпечаток.

Стандарт, принятый в фотолабораториях для отпечатков, равен 300 PPI, однако струйные принтеры для получения фотографического качества требуют в несколько раз больше DPI (в зависимости от числа чернил). Кроме того, это зависит от применения; журнальные и газетные отпечатки могут использовать намного меньшее качество. Чем больше вы пытаетесь увеличить отдельно взятое изображение, тем меньшим станет его PPI (для одинакового количества пикселей).

Мегапиксели и максимальный печатный размер

«Мегапиксель» означает просто миллион пикселей. Если вам нужна определённая детальность и соответствующее разрешение (PPI), она непосредственно влияет на предельный печатный размер для заданного числа мегапикселей. Следующая таблица приводит максимальные печатные размеры в разрешениях 200 и 300 PPI для некоторых наиболее распространённых в камерах чисел мегапикселей.

Мп	Максимальный отпечаток 3:2
	для 300 PPI, см:	для 200 PPI, см:
2	14.7 x 9.7	22.1 x 14.7
3	18 x 11.9	26.9 x 18
4	20.8 x 13.7	31 x 20.8
5	23.1 x 15.5	34.8 x 23.1
6	25.4 x 17	38.1 x 25.4
8	29.2 x 19.6	44 x 29.2
12	35.8 x 23.9	53.9 x 35.8
16	41.4 x 27.7	62.2 x 41.4
22	48.5 x 32.5	72.9 x 48.5

Заметьте, что 2Мп камера неспособна даже обеспечить стандартный отпечаток 10x15 см в разрешении 300 PPI, а для 40x25 потребуется целых 16 Мп. Это может обескуражить, но не отчаивайтесь! Многим будет вполне достаточно разрешения 200 PPI, а при большой дистанции обзора его можно даже ещё уменьшить (см. «Увеличение цифровых фотографий »). Многие настенные постеры предполагают, что вы не станете их разглядывать с 15 см, а потому их разрешение зачастую меньше 200 PPI.

Камера и соотношение сторон изображения

Вышеприведенный расчёт печатного размера подразумевает, что соотношение сторон, то есть соотношение длинной и короткой сторон кадра , составляет стандартные 3:2, используемые в камерах 35 мм. На самом деле, большинство компактных камер, мониторов и телеэкранов имеют соотношение сторон 4:3, а у большинства цифровых зеркальных камер оно равно 3:2. Существует множество других вариантов: некоторое плёночное оборудование высшего класса использует даже квадратный кадр 1:1, а в фильмах на DVD применяется расширенный кадр 16:9.

Это означает, что если вы используете камеру с кадром 4:3, но хотите получить отпечаток 10x15 см (3:2), заметная часть ваших мегапикселей будет потрачена впустую (11%). Нужно принимать это во внимание, если соотношение сторон кадра вашей камеры отличается от требуемых размеров отпечатка.

Пиксели как таковые могут иметь своё собственное соотношение сторон, хотя это менее распространено. В некоторых видеостандартах и ранних камерах Nikon существовали асимметричные пиксели.

Размер цифрового сенсора: не все пиксели одинаковы

Даже если у двух камер одинаковое число пикселей, это необязательно означает, что размеры их пикселей также совпадают. Основной фактор отличия более дорогих цифровых зеркальных камер от своих компактных собратьев в том, что у первых цифровой сенсор занимает заметно большую площадь. Это означает, что если компактная и зеркальная камеры имеют одинаковое число пикселей, размер пикселя в зеркальной камере будет намного больше.

Сенсор компактной камеры

Сенсор зеркальной камеры

Какая разница, какого размера пиксели? Пиксель большего размера имеет большую площадь светосборника, что означает, что светосигнал на равных промежутках времени будет сильнее.

Обычно это приводит к гораздо лучшему соотношению сигнал-шум (SNR), что обеспечивает более гладкое и детальное изображение. Более того, динамический диапазон изображений (градация света и тени между абсолютно чёрным и засветкой , которую камера способна передать) тоже нарастает с увеличением размера пикселя. Это происходит потому, что каждый пиксель способен накопить больше фотонов, прежде чем наполнится и станет полностью белым.

Диаграмма внизу иллюстрирует относительный размер нескольких стандартных размеров сенсоров на современном рынке. В большинстве цифровых зеркальных камер используется кроп-фактор 1.5 или 1.6 (по сравнению с плёнкой 35 мм), хотя у некоторых моделей высшего класса цифровой сенсор имеет ту же площадь, что и кадр 35 мм. Размеры сенсоров, указанные в дюймах, не отражают настоящего диагонального размера, но вместо того описывают приблизительный диаметр «изображаемого круга» (используемого не полностью). Тем не менее, это число входит в характеристики большинства компактных камер.

Почему бы просто не использовать сенсор максимально возможного размера? Прежде всего потому, что большие сенсоры стоят существенно дороже, так что они не всегда выгодны.

Значит ли всё вышесказанное, что втискивать побольше пикселей в ту же площадь сенсора плохо? Обычно это увеличивает шумы, но разглядеть их можно только при 100% увеличении на мониторе вашего компьютера. В отпечатке шум модели с большим числом мегапикселей будет намного менее заметен, даже если на экране снимок кажется более шумным (см. «Шум в изображении: частота и амплитуда »). Это преимущество обычно превосходит любой прирост шумов при переходе к модели с большим числом мегапикселей (с некоторыми исключениями).

Пикселем называется наименьшая единица измерения двумерного цифрового изображения. Также пиксель является наименьшим элементом измерения матрицы дисплеев. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы. Если говорить о двумерном изображении, то пиксель является только количественной характеристикой, говорящей о размере изображения и его четкости. В матрицах дисплеев, пиксель является величиной, говорящей о ее размерах, а также о цветовой характеристике.

Вывод: пиксель – единица измерения, имеет определенный размер и цвет (в некоторых случаях).

Пиксельная характеристика двумерных ратовых изображений. Размер пикселя.

В компьютерной терминологии любое изображение принято измерять в пикселях. Кроме термина «пиксель» можно встретить сленговое определение «точка».

Например, это изображение имеет размеры 200?100 пикселей, или точек. Это значит, что каждый квадратный дюйм этого изображения состоит из 200 точек по горизонтали, и 100 точек по вертикали. Такая характеристика имеет свой термин – DPI (плотность пикселей). Одной из важнейших характеристик двумерного изображения является плотность пикселей, чем она выше, тем четче будет изображение. Данный пример демонстрирует 1-дюймовую картинку с разной плотностью пикселей, если провести косую линию толщиной в 1 дюйм, по точкам (пикселям) в левом изображении с (DPI 72), то мы увидим что-то вроде лесенки. Если же провести косую линию по правому изображению с (DPI 300), мы увидим более сглаженную линию, где лесенку не будет видно, за счет более мелких пикселей. Если данное изображение увеличить, будут видны крупные квадраты различного цвета, формирующие общую картинку, и в правом случае, изображение будет более четки, потому что имеет больший запас пикселей.

Теперь рассмотрим цветовую характеристику пикселя. Каждый пиксель может передавать только один цвет в единицу времени, это может быть цвет, яркость или вообще прозрачность. Если рассматривать пиксели матрицы дисплеев, то следует учитывать, что они обычно состоят из трех субпикселей, некоторые технологии используют четвертый субпиксель.

Пикселем называется наименьшая единица измерения двумерного цифрового изображения. Также пиксель является наименьшим элементом измерения матрицы дисплеев. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы. Если говорить о двумерном изображении, то пиксель является только количественной характеристикой, говорящей о размере изображения и его четкости. В матрицах дисплеев, пиксель является величиной, говорящей о ее размерах, а также о цветовой характеристике.

Вывод: пиксель – единица измерения, имеет определенный размер и цвет (в некоторых случаях).

Пиксельная характеристика двумерных ратовых изображений. Размер пикселя.

В компьютерной терминологии любое изображение принято измерять в пикселях. Кроме термина «пиксель» можно встретить сленговое определение «точка».

Например, это изображение имеет размеры 200?100 пикселей, или точек. Это значит, что каждый квадратный дюйм этого изображения состоит из 200 точек по горизонтали, и 100 точек по вертикали. Такая характеристика имеет свой термин – DPI (плотность пикселей). Одной из важнейших характеристик двумерного изображения является плотность пикселей, чем она выше, тем четче будет изображение. Данный пример демонстрирует 1-дюймовую картинку с разной плотностью пикселей, если провести косую линию толщиной в 1 дюйм, по точкам (пикселям) в левом изображении с (DPI 72), то мы увидим что-то вроде лесенки. Если же провести косую линию по правому изображению с (DPI 300), мы увидим более сглаженную линию, где лесенку не будет видно, за счет более мелких пикселей. Если данное изображение увеличить, будут видны крупные квадраты различного цвета, формирующие общую картинку, и в правом случае, изображение будет более четки, потому что имеет больший запас пикселей.

Теперь рассмотрим цветовую характеристику пикселя. Каждый пиксель может передавать только один цвет в единицу времени, это может быть цвет, яркость или вообще прозрачность. Если рассматривать пиксели матрицы дисплеев, то следует учитывать, что они обычно состоят из трех субпикселей, некоторые технологии используют четвертый субпиксель.

Размер, разрешение и форматы... Что происходит с пикселями? Вы покупаете камеру из-за количества мегапикселей? У вас есть проблемы с размещением фотографий в Интернете? Отличается ли печать ваших фотографий низким качеством, даже если они выглядит великолепно на экране? Кажется, есть некая путаница между пикселями и байтами (размер изображения и размер файла), качеством и количеством, размером и разрешением. В этом уроке мы разберем эту крайне важную для любого фотографа информацию

Итак, давайте рассмотрим некоторые базовые понятия, чтобы сделать вашу жизнь проще, а ваш рабочий процесс стал более эффективным, и ваши изображения будут иметь нужный размер для предполагаемого использования.

Это изображение размером 750 × 500 пикселей с разрешением 72 dpi, сохраненное формат сжатый JPG, который составляет 174kb. Давайте разберемся, что все это значит.

Разрешение и размер – это одно и то же?

Одно из самых больших недопониманий исходит из концепции разрешения. Если это ваш случай, поверьте мне, что вы не одиноки.

Проблема в том, что разрешение может относиться ко многим вещам, две из которых могут стать проблемой. Далее я объясню эти две концепции разрешения, однако у них есть одна общая черта, которую мне нужно прояснить в первую очередь. Обе они имеют отношение к пикселям.

Вы, наверное, много слышали о пикселях, по крайней мере, когда покупали свою камеру. Это одна из самых понятных и «существенных» спецификаций на рынке, поэтому я начну с этого.

Что такое пиксель?

Цифровая фотография не является одной неразделимой вещью. Если вы достаточно сильно приблизите ее, вы увидите, что изображение похоже на мозаику, образованную из маленьких плиточек, которые в фотографии называются пикселями.

Количество этих пикселей и способ их распределения являются двумя факторами, которые необходимо учитывать, чтобы понять, что такое разрешение.

Количество пикселей

Первый вид разрешения относится к количеству пикселей, которые формируют вашу фотографию. Чтобы рассчитать это разрешение, вы просто используете ту же формулу, которую вы бы использовали для площади любого прямоугольника; умножьте длину на высоту. Например, если у вас есть фотография с 4500 пикселями на горизонтальной стороне и 3000 по вертикальной стороне, она дает вам 13 500 000. Поскольку это число очень непрактично, вы можете просто разделить его на миллион, чтобы преобразовать его в мегапиксели. Таким образом, 13 500 000/1 000 000 = 13,5 мегапикселей.

Плотность пикселей

Другое разрешение - это то, как вы распределяете имеющееся общее количество пикселей, что обычно называют плотностью пикселей.

Теперь разрешение выражается в dpi (или ppi), которое является аббревиатурой для точек (или пикселей) на дюйм, да именно на дюйм, так уж сложилось, что в метрическую систему это не перевели. Итак, если вы видите 72 dpi, это означает, что изображение будет иметь плотность 72 пикселя на дюйм; если вы видите 300 dpi – это 300 пикселей на дюйм и т. д.

Конечный размер вашего изображения зависит от выбранного вами разрешения. Если изображение имеет 4500 x 3000 пикселей, это означает, что он будет напечатан в размере 15 x 10 дюймов, если вы установите разрешение 300 dpi, но при 72 dpi оно будет 62,5 x 41,6 дюйма. Хотя размер печатного снимка меняется, вы не изменяете размер своей фотографии (файл изображения), вы просто меняете организацию существующих пикселей.

Представьте себе резиновую ленту, вы можете растянуть ее или сжать, но вы не меняете количество ленты, вы не добавляете и не разрезаете ее.

Таким образом, разрешение и размер – это не одно и то же, но они связаны между собой.

Так количество означает качество?

Из-за вышеупомянутой взаимосвязи между размером и разрешением многие думают, что мегапиксели означают качество. И в некотором смысле это происходит потому, что чем больше пикселей вы имеете, тем выше их плотность.

Однако, помимо количества, вы также должны учитывать глубину пикселей, это то, что определяет количество тональных значений, которое содержит ваше изображение. Другими словами, это количество цветов на пиксель. Например, 2-битная глубина может хранить только черный, белый и два оттенка серого, но более распространенное значение - 8 бит. Значения растут экспоненциально, например, с 8-битной фотографией (2 до 8 = 256), у вас будет 256 оттенков зеленого, 256 тонов синего и 256 тонов красного, что означает около 16 миллионов цветов.

Это уже больше того, что глаз может отличить, что означает, что 16-бит или 32-бит будут выглядеть для нас относительно одинаково. Конечно, это означает, что ваше изображение будет тяжелее, даже если размер одинаков, потому что в каждом пикселе содержится больше информации. Именно поэтому качество и количество не обязательно идентичны.

Поэтому количество имеет значение, но и размер и глубина каждого пикселя определяют качество. Вот почему вы должны смотреть все характеристики камеры и ее сенсора, а не только количество мегапикселей. В конце концов, существует ограничение на размер, который вы можете распечатать или просмотреть, более того, это приведет только к дополнительному размеру файла (мегабайт) и не повлияет на размер изображения (мегапиксели) или качество.

Как выбрать и контролировать размер изображения и размер файла?

Прежде всего, вам нужно определиться, какая максимальная плотность вам нужна. Если вы разместите свое изображение онлайн, вы сможете отлично справиться с разрешением всего 72 dpi, но это слишком мало для печати фотографии. Если вы собираетесь печатать, вам нужно от 300 до 350 dpi.

Конечно, мы говорим обобщенно, потому что каждый монитор и каждый принтер будут иметь немного другие разрешения. Например, если вы хотите распечатать фотографию до 8 × 10 дюймов, вам нужно, чтобы изображение имело 300 точек на дюйм x 8 "= 2400 пикселей и 300 точек на дюйм x 10" = 3000 пикселей (поэтому 2400 × 3000 для печати 8 × 10 при 300 dpi). Все, что больше, будет лишь занимать место на жестком диске.

Как изменить размер в Photoshop

Откройте меню Размера изображения и во всплывающем окне вам нужно пометить поле «resample». Если вы не активируете «resample», вы будете перераспределять пиксели, как я объяснила в начале статьи.

Вы также можете выбрать галочку «Пропорция», если вы хотите, чтобы параметры регулировались в соответствии с вашими изменениями. Таким образом, ширина изменяется при изменении высоты и наоборот.

8×10 дюймов при 300 ppi , это размер, необходимый для печати 8 × 10. Обратите внимание на размер пикселей 3000 x 2400.

750×500 пикселей при 72 ppi . Это веб-разрешение, и это точный размер всех изображений в этой статье. Размер в дюймах не имеет значения при публикации в Интернете - имеет значение только размер в пикселях.

В верхней части окна вы также увидите, как изменяется размер файла. Это несжатая версия вашего изображения, это прямая связь, о которой я говорила в первой части статьи: меньшее количество пикселей означает меньше информации.

Теперь, если вы все еще хотите изменить размер файла без изменения размера, то вы можете сделать это, когда сохраняете изображение. Перед сохранением фотографии вы можете выбрать нужный формат:

Если вы не хотите потерять какую-либо информацию, вам необходимо сохранить несжатый формат. Наиболее распространенным является TIFF.

Если вы не возражаете потерять небольшую информацию и иметь более легкий файл, перейдите в JPEG и выберите, насколько маленьким он должен быть. Очевидно, чем меньше значение вы устанавливаете, тем больше информации вы потеряете. К счастью, у него есть кнопка предварительного просмотра, чтобы вы могли видеть влияние вашего сжатия.

JPG высокое качество.

JPG низкое качество. Обратите внимание, как он пикселизирован и разбит? Если вы выберете очень низкое качество, вы рискуете ухудшить изображение слишком сильно.

Заключение

Итак, вот что означают качество, количество, размер и разрешение, и все они связаны с пикселями, поскольку те являются основными единицами, которые составляют изображение. Теперь, когда вы знаете, как сделать лучший выбор для печати, отправки и хранения ваших фотографий. Вся эта информация более подробна разложена в видеокурсе: "Секреты творческой обработки фотографий для новичка", чтобы ознакомится с описанием курса, кликните по картинке ниже.

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.

Пиксели на матрице монитора

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.

Пиксели в цифровой фотографии

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.