Пиксел или пиксель – Текстурирование, или что нужно знать, чтобы стать Художником по поверхностям. Часть 1. Пиксель

alexxlab 13.04.2020 Leave a comment

Содержание

Текстурирование, или что нужно знать, чтобы стать Художником по поверхностям. Часть 1. Пиксель

О чем эта серия уроков?

В данной серии статей я постараюсь максимально раскрыть теорию создания текстур для игровой индустрии, начиная от самого понятия «пиксель» и заканчивая построением сложных материалов (шейдеров) в игровом движке на примере Unreal Engine 4.

Часть 1. Пиксель — вы ее читаете.
Часть 2. Маски и текстуры здесь.
Часть 3. PBR и материалы здесь.
Часть 4. Модели, нормали и развертка здесь.
Часть 5. Система материалов здесь.

Я попытаюсь охватить такие программы, как Windows Paint, Photoshop, Substance Painter, Substance Designer и, возможно, Quixel (Не особо вижу смысла в этой программе, так как после прочтения всех статей у читающих должно сформироваться полностью понимание того, как работать с текстурами, и Quixel станет интуитивно понятен).

Я постараюсь разобрать максимально подробно такие понятия, как PBR, маски и различные виды текстур.

И все это будет рассмотрено с самых низких и базовых уровней для первоклашек и тех, кто с этим вообще никогда и ни-ни, чтобы по завершении прочтения этих статей, у читающего не оставалось никаких вопросов, было максимальное понимание, как это все работает, и он мог начать уверено работать с текстурами и шейдерами в любом ПО, так как основа (

база, суть) у всех одна.

Я не совершенен. Я не считаю, что я знаю эту тему от и до. Я начал писать эту статью, чтобы помочь своим знакомым втягиваться в этот прекрасный мир текстурирования без моей помощи — чтобы они могли в любой момент открыть статьи, прочитать их и понять, как им с этим работать и что им делать. И я буду благодарен всем вам, если вы поможете мне с заполнением этого тутора, чтобы мы все могли дать ссылку на эти статьи нужным людям, и они могли быстро втянуться в это направление. Я очень прошу всех, кому не безразлична эта тема и тема обучения этому направлению, помочь мне в комментариях — вносить свои правки или пожелания, если вдруг что-то я упущу или ошибусь в чем-то.

Очень прошу всех, кто может придумать другие примеры для лучшего понимания какого-то блока, отписаться в комментариях, чтобы я мог добавить эти примеры в статью. Вдруг, мои примеры окажутся недостаточными для полного понимания основы?

Итак, ребятушки, поехали =)

Часть 1. Пиксель

А что такое пиксель?

Понятие «пиксель» используется в определении физического элемента матрицы дисплея, а так же наименьшей цветовой точкой в изображении, из кучки которых формируется само изображение.
Понятие «пиксель» равноправно используется и там и там по той простой причине, что в целом принцип работы у этого элемента одинаков и в мониторах и в изображениях с небольшими отличиями. Поэтому для начала давайте разберем принцип работы пикселя на мониторе.

Пиксель и мониторы

(Описание работы пикселей ниже является абстрактным и не описывает реальные физические явления работы ЖК-мониторов).

В мониторах пиксель является физическим элементом, состоящим из 3х светящихся элементов 3 цветов — Красного, Зеленого и Синего. Интенсивность каждого элемента (сила свечения) определяет цвет пикселя. То есть, если зеленый и синий элементы перестают полностью светиться, а красный элемент остается включенным, то на экране это будет уже красная точка (красный пиксель), и если физически максимально приблизиться к монитору — можно разглядеть, как эта красная точка справа от себя имеет черный пробел — два погасших элемента.

Диапазон Интенсивности и Цвет пикселей

Еще раз повторим. Цвет пикселя определяется 3 световыми элементами — красным, зеленым и синим. В зависимости от их настройки свечения получается сам цвет. Это важно.

Теперь представим это в виде шкалы интенсивности каждого элемента, где зеленый цвет представляет текущую интенсивность, а в квадрате справа цвет, который примерно получается из комбинации интенсивности элементов:

Представим, что на рисунке показана максимальная интенсивность свечения всех элементов пикселя, что в итоге дает нам белый пиксель на мониторе. Соответственно, если мы уменьшим интенсивность Зеленого и Синего элементов до 0, то получим исключительно яркий красный цвет:

А так же мы подходим к очень важному моменту — диапазону интенсивности.

Диапазон интенсивности (назовем его так) — это диапазон состояния элемента от его минимального состояния (отсутствия свечения полностью) до его максимального состояния (максимальная яркость свечения).

Это можно выразить во многих форматах, например:

— От 0% до 100%. То есть, элемент может светиться в пол силы, иначе говоря, на 50%.
— От 0 до 6000 свечей. То есть, максимальная яркость элемента (100%) — 6000 свечей, а мощность на 75% будет равна соответственно 4500 свечам.

— От 0 до 255. То есть, 30% в этом диапазоне будут равны 76,5.
— От 0 до 1. То же самое, что 100%, только вместо 100 использовать 1. Это удобно для вычислений, что мы обязательно рассмотрим позже.

В наших уроках мы будем использовать последний вариант представления диапазона, так как он удобен для расчетов, в чем мы в дальнейшем убедимся.

ОффтопВ реальности (за пределами наших условностей) яркость света в мониторах измеряется в единицах измерения «candela«, что в переводе с итальянского означает «свеча». В мире принято обозначать яркость и писать cd (русском варианте кд). В нашем туторе для того, чтобы обозначить именно условность этих значений, я буду продолжать использовать слово «свеча«.
Отдельное спасибо за корректировку Vitter’у.

Теперь добавим к нашей шкале диапазоны интенсивности и получим следующую картинку:

Сейчас мы видим, что интенсивность R = 1, интенсивность G = 0.55-0.60, а B = 0. В итоге мы получаем примерно оранжевый цвет, который выдают нам на мониторах пиксели. Можно физически максимально близко приблизиться к монитору и попробовать рассмотреть пиксели в квадрате результата — вы не увидите в этих пикселях синего элемента, так как он полностью отключен (его интенсивность равна 0).

Важно понимать, что у каждого монитора, в зависимости от производителя матрицы, сборки и каких-то дополнительных параметров, сам уровень яркости может полностью разниться.

Например, диапазон яркости пикселя у матриц мониторов:

— Samsung может быть 6000 свечей.
— LG = 5800 свечей.
— HP = 12000 свечей.

Это абстрактные цифры, не имеющие никакого отношения к реальности, нужны для того, чтобы было понимание, что у каждого монитора максимальная сила интенсивности может быть разной, а вот диапазон интенсивности всегда один — от 0 до 1. То есть, когда вы выкручиваете до 1 интенсивность красного элемента, то у вас он начинает светиться максимально ярко, потому что 1 = максимум.

Сейчас у нас появилось максимальное представление о том, как выстраивается цвет на мониторе — миллион пикселей настраивают интенсивность своих элементов так, чтобы в сумме получался нужный цвет. Если вы читаете на белом фоне черными буквами этот текст, то уже должны понимать, что сами буквы отображаются пикселями, которые полностью выключили свое свечение, а белый фон состоит из пикселей, которые включили интенсивность всех своих элементов на максимум.

Если заходить совсем глубоко в этот океан, то можно обнаружить, что у пикселя есть 2 диапазона интенсивности свечения — это диапазон интенсивности каждого элемента, и общий диапазон интенсивности, который определяет в целом яркость всего монитора (для примера яркость монитора убавляют в темноте и прибавляют, когда очень светло).

Разрешение экрана и размеры пикселей

И так, поняв, как выстраивается цвет в пикселях, мы понимаем, как формируется изображение на мониторе. А какой размер у пикселя? И почему размер важен?

Чем меньше пиксель в размерах, тем больше можно их засунуть в монитор. Однако само количество пикселей всегда ограничено разрешением экрана.

Например, экран с разрешением 1920х1080 содержит в себе 2 073 600 пикселей. То есть, ширина экрана состоит из 1920 пикселей, а высота = 1080 пикселям. Перемножив эти два значения, мы получаем площадь (количество) пикселей.

Таким образом, в зависимости от диагонали монитора и разрешения экрана, пиксель на экране имеет свои размеры. Так, при диагонали монитора в 19 дюймов и разрешении 1920х1080 размер пикселя будет меньше, чем у монитора 24-х дюймов и таким же разрешением. Соответственно, если мы будем брать 24-хдюймовый монитор с разрешением 2560х1440, то размер пикселей у него будет меньше, чем у предыдущего примера.

Итого

У нас есть представление, как формируется цвет пикселей на мониторе.

У нас есть представление о размерах пикселей, и что они могут изменяться в зависимости от самого монитора.

У нас есть представление, что при разрешении 1920х1080 на мониторах телефона картинки будут смотреться детальнее и четче, так как пиксели меньше.

И в целом, у нас есть понимание того, как формируется изображение на мониторе.

Пиксель в изображениях

Еще раз. Понятие «пиксель» используется в определении физического элемента матрицы дисплея, а так же наименьшей цветовой точкой в изображении, из кучки которых формируется само изображение.

Формирование цвета

Давайте рассмотрим изображение, какую-нибудь картинку. Например, моего кота:

Данная картинка имеет разрешение 178х266 пикселей. То есть, картинка состоит из 47.348 пикселей и занимает на экране всего 2.2 процента пространства. А так ли это? Действительно ли эта картинка занимает на вашем мониторе 47.348 физических пикселей? А если масштаб картинки уменьшить? При уменьшении и увеличении картинки число пикселей, из которых она состоит, не изменяется, а значит, пиксели в картинке явно подразумевают что-то другое, отличное от пикселей в мониторе. И да, и нет.

Пиксель в изображении — это наименьшая цветовая точка, из кучки которых составляется изображение. Количество пикселей в картинке никак не привязано к монитору и зависит от того, кто создавал эту картинку (или что создавало). В данном примере, количество пикселей зависело от моих кривых рук — я вырезал фото случайным образом и получил картинку с таким количеством пикселей.

Чтобы было проще понять, что такое «пиксель» в изображении, стоит обратиться к программной реализации этого объекта.

Пиксель в изображении для компьютера — это набор цифр. Условно говоря, этот блок (кирпич, квадрат) — один белый квадратик на ухе кота занимает 32 бита. Когда компьютер хочет отобразить моего кота на вашем мониторе, он считывает каждый пиксель изображения (все 47.348 пикселей поочередно), и выводит их на монитор. При масштабе изображения 1 к 1 (1 пиксель изображения равен 1 пикселю монитора или, иначе говоря, масштаб равен 100%), размер изображения занимает точно такое же количество пикселей монитора, какое имеет сам.

Каждый такой пиксель состоит из 4 значений (каналов) по 8 бит = 32 бита.

3 значения отводятся на распределение интенсивности цветов Красного, Зеленого и Синего (вспоминая, как работает пиксель в мониторе, сразу становится понятно, как эти значения влияют на цвет).

1 значение отводится прозрачности (об этом позже).

(В этих уроках мы будем рассматривать только 32-битные изображения и 8 битные каналы. Все остальное — это уже частности и прочие стандарты, которые работают по аналогии).

Каждое значение (канал) может быть в интервале от 0 до 255 целых чисел, или иначе — 256 значений, что равно 8 битам.

Иначе говоря:

Если каналы, отвечающие за зеленый и синий буду равны 0, а красный будет равен 255 — то пиксель изображения будет максимально красным.

Если значение зеленого поднять до 128 (что равно середине или 0.5), то пиксель будет оранжевым, как на примере с пикселями от монитора выше.

Или вот такой вот еще пример:

В этом изображении параметры Оттенок, Контраст и Яркость на самом деле никак не влияют на формирование цвета. Это производные, которые высчитываются автоматически из текущих значений каналов, а не хранятся в них, поэтому пугаться такого количества цифр не нужно.
То есть, у пикселя изображения есть три канала (три значения), которые имеют свой диапазон интенсивности от 0 до 255. Регулируя интенсивность канала, можно получать различные оттенки цветов.

С этого момента мы начнем пользоваться программой Adobe Photoshop, потому что у нее есть отличный способ визуализации составления цвета из 3-х каналов (и даже больше, но об этом потом).

Так завелось, что для визуального отображения диапазона интенсивности начали использовать оттенки белого цвета.

Самый черный цвет = 0.
Самый белый цвет = 1 (или 255, если рассматривать шкалу от 0 до 255).

И выглядит это вот так:

Кстати, настройкой интенсивности в Photoshop отвечает параметр Level (используемое обозначение диапазона 0 — 100). Где 65 можно расценивать, как 65% от интенсивности или 0.65:

Помните, как на скриншоте настроек цвета в Paint я просил не обращать внимания на другие параметры? На самом деле, и в Photoshop можно не обращать внимания на другие параметры. Все управляется с помощью 3 каналов — RGB. Остальные значения здесь высчитываются исходя из значений RGB. Но ими можно воспользоваться, например, указывая интенсивность в параметре Level от 0 до 100, и тогда Photoshop за нас высчитает нужные значения для RGB.

В Photoshop можно переключаться на каждый канал отдельно и видеть, как в диапазоне от 0 до 1 белого цвета обозначена интенсивность каждого канала:

Красный канал:

Зеленый канал:

Синий канал:

Ну и еще раз, как все вместе выглядит:

Теперь, понимая, как складывается цвет пикселя из суммы каналов, как визуализируется интенсивность каждого из каналов, можно понять, какие цвета примерно у объектов, если смотреть каждый канал раздельно. Например, оранжевое покрывало справа сверху на красном канале ярко-белое (интенсивность от 0.8 и выше), на зеленом канале средняя интенсивность (около 0.5), а на синем канале оно практически черное (интенсивность около 0). В совокупности получился оранжевый цвет.

Итого

Пиксель в изображении формирует цвет примерно так же, как и пиксель на мониторе По факту, когда картинка 1 к 1 масштабом пиксель изображения говорит пикселю монитора, как ему светить. А вот изменение масштаба изображения уже заставляет ПО, в котором это происходит, обрабатывать картинку иначе.

(Далее абзац с субъективным представлением о процессах работы) Насколько я понимаю, то при увеличении масштаба картинки, ПО просто красит кучку пикселей (например, 4 на 4) в одинаковый цвет (как будто это один пиксель), формируя ощущение приближения картинки и ее пикселизацию. А вот при уменьшении масштаба картинки, когда на 1 реальный пиксель монитора начинает приходиться 2 и более пикселя изображения, ПО начинает усреднять цвет нескольких пикселей изображения, которые воюют за 1 пиксель монитора. И при увеличении и при уменьшении масштаба картинки ПО так или иначе использует свои алгоритмы обработки изображений.

Дополнительно:

Выше расписана система построения изображения без какого либо сжатия. А вообще, существуют разновидности методов сжатия картинки, при которых значения либо урезаются, либо берутся средние у рядом стоящих, и так далее — нас это сейчас не интересует, и методы сжатия — это уже способы урезания объема памяти на компьютере, которые отталкиваются от данного представления работы пикселя.

Изображения и Маски

И теперь постепенно мы подбираемся к самому интересному — маскам.

Первая маска, с которой мы уже столкнулись, но не озвучили этого — это маска прозрачности.
Напоминаем, что пиксель имеет 4 канала по 8 бит. Из них 3 канала отвечают за формирование цвета, а 4тый отвечает за прозрачность.

Маска прозрачности — это 4-ый канал в пикселе изображения, который говорит о том, что этот пиксель должен отображаться полностью, иметь прозрачность или не отображаться полностью.
То есть, этот канал так же имеет размер в 8 бит и может иметь значения от 0 до 255. Где 0 — максимально прозрачный, а 255 — максимально НЕ прозрачный.

Если у вас в изображении нет канала прозрачности, то его легко добавить, нажав на добавление канала:

И у вас сразу появится Альфа-канал.

Сейчас, все значения в этом канале равны 0, и он визуально полностью черный.

Далее я обозначил зону 100% видимости — выделил моего кота, прорисовав в канале альфа силуэт кота:

Теперь, если включить отображение всех 3х каналов + Альфа-канала, то можно увидеть следующее:

Photoshop пометил красным зоны, которые полностью прозрачны, чтобы я понимал, что при выгрузке прозрачного изображения попавшие в красную зону пиксели будут записаны, у них будет значение во всех 4 каналах, но так, как в 4-ом канале у них стоит значение 0, то они не будут отображаться и, следовательно, будут висеть грузом для файла изображения.

Вот так выглядит экспортированное изображение в PNG формате со слоем прозрачности (на самом деле, это был Tiff, но роли это не играет никакой):

Теперь нужно отметить, что когда я рисовал маску прозрачности, то на ней были плавные переходы (то есть, не грубо 1 и 0, а 1 по центру, а по краям мягкие перепады с 1 до 0). Это позволило создать полупрозрачные пиксели, которые на этом изображении показывают, как плавно вокруг кота картинка переходит в прозрачность.

Так плавно мы подошли к следующей обширной теме, которую я постараюсь осветить в ближайшее время — к маскам и первому уроку текстурирования.

Спасибо за внимание, жду ваших пожеланий и корректировок =)

habr.com

Что такое пиксель? Какой размер и цвет пикселя?

Пиксель — минимальный элемент любого растрового двумерного изображения. Это точка, которая имеет определенный цвет и местоположение.

Название «пиксель» (или пиксел) — сокращение от piсture element, элемент изображения. В русскоязычной литературе лет 20 назад можно было увидеть сокращение элиз, но оно не прижилось.

Также пикселем называют элементы матрицы дисплеев и цифровых датчиков изображения (хотя для датчиков лучше подходит сенсель — сенсорный элемент).

Что такое растровое изображение

Пиксели объединяют в растровые изображения. Это матрицы (двумерные таблицы), которые состоят из клеток-пикселей.

В каждом растровом изображении определенное количество точек по горизонтали и по вертикали. Все столбцы включают одинаковое количество пикселей. Как и все строки.

Важно, что пиксель неделимый. Если в атоме можно выделить ядро и электроны, то с пикселем такой номер не пройдет. Сделать из одного пикселя несколько (например, при увеличении картинки) может только специальный алгоритм. Но тогда, по сути, это будут уже элементы нового изображения — и также неделимые.

Разве бывают не растровые изображения? Да, векторные. Это скорее набор формул, по которым рисуются линии и заполняются пространства между ними. Векторное изображения можно уменьшить или увеличить без потери качества. Когда же вы растягиваете растровое изображение, появляется зернистость и дефекты — как если бы вы, к примеру, составили свой портрет из крупных кубиков вместо мелких деталей Lego.

Что такое разрешение изображения

Разрешение изображения определяют в пикселях. Вы могли встречать два варианта:

ширина и высота картинки, например, 1920х1080 пикселей;
плотность пикселей — например, 300 пикселей на дюйм (ppi — pixels per inch).

В первом случае всё понятно: цифры показывают, сколько пикселей в строке, а сколько — в столбце. Если же говорят о плотности, то представляют квадрат со стороной в один дюйм (2,54 см) и считают, сколько пикселей в нем поместится (на площади, а не по одной стороне).

Чем выше разрешение, тем лучше детализировано изображения, тем больше деталей можно рассмотреть. Тем мельче физический размер самого пикселя, а значит, можно передать тончайшие линии и мягкие переходы цвета.

Именно поэтому производители смартфонов, телевизоров и другой техники делают такой акцент на больших цифрах. Но дело в том, что человеческий глаз не способен воспринять больше 300 пикселей на дюйм. Изображение такого разрешения и выше он видит цельным и не разделяет на отдельные точки. Но если повышать разрешение, мы этого не увидим — только переплатим.

Какой формы пиксель

Из уроков математики мы знаем, что у точки нет ни формы, ни размера. Это лишь абстракция. Круглые точки потому, что такой след оставляет грифель карандаша или стержень ручки.

В цифровом растровом изображении пиксели считаются квадратными. Ведь это ячейки таблицы, которые расположены в вертикальных столбцах и горизонтальных строках строго друг за другом.

Пиксели на экранах устройств могут иметь разную форму — всё зависит от технологии производства экрана. Обычно один пиксель отображается с помощью трех цветных элементов (красного, зеленого и синего), которые могут светиться с разной интенсивностью. Форма и расположение этих элементов бывают разными. Также порой для корректной цветопередачи используется два элемента красного цвета, один зеленый и один синий; комбинации могут быть и другими.

Но логически пиксели всё равно представляют в виде квадратов. Так проще и понятнее.

www.anews.com

Пиксель — это… Что такое Пиксель?

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

Пи́ксель, пи́ксел (иногда пэл, англ. pixel, pel — сокращение от pix element,^[1] в нек. ист. piсture cell — букв. элемент изображений) или элиз (редко используемый русский вариант термина) — наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, а также [физический] элемент светочувствительной матрицы (иногда называемый сенсель — от sensor element) и элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом (применительно к плазменным панелям, газо-плазменная ячейка может быть восьмиугольной^{[источник не указан 768 дней]}). Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам.

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 пиксел 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).

Матрица ЖК монитора Файл:3 x 3 pixel.png

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78 × 0,78 мм), увеличенный в 46 раз

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.

Варианты произношения и написания

Относительно нормативности использовании термина в форме «пиксел» либо «пиксель» имеются различные мнения. Так «Русский орфографический словарь РАН»^[2] 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^[3]; однозначной расшифровки этого определения не даёт и справочная служба русского языка на портале Грамота.ру^[4]). С другой стороны, действующий ГОСТ 27459-87^[5] предусматривает термин «пиксель» как единственно возможный для использования в области применения указанного стандарта (машинная 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».

Опросы и статистика использования слов в Интернете показывают преобладание формы «пиксель»^[6].

См. также

Примечания

dic.academic.ru

Что такое пиксель и почему он именно такого размера

Пользуясь достижениями компьютерных технологий, будь то планшет, смартфон, ноутбук или стационарный компьютер, мы даже не задумываемся, насколько сложны эти устройства с технической точки зрения и из каких почти микроскопических частей состоят элементы, которые в плане функциональности играют важную роль. И это, кстати, касается не только «начинки» гаджета, но и многих элементов, которые мы видим постоянно. Что такое современный смартфон? Это в первую очередь картинка. А из чего состоит это самое изображение на экране? Пора рассказать вам о таком интереснейшем понятии, как пиксель.

Само слово отнюдь не новое и знакомо большинству пользователей. Это определение часто применяется, чтобы обозначить качество картинки. Но что же представляет собой пиксель, как отдельная единица, каков его размер и какую роль он играет?

1. Пиксель – атом цифрового изображения

Если не вдаваться в скучную техническую терминологию, пиксель можно определить как базовую, самую маленькую единицу измерения изображения на мониторе. Это крошечная точка, которая имеет чаще всего округлую или прямоугольную форму, если посмотреть на нее под сильным увеличением. Цветность пикселей может быть разной. Существуют как черно-белые элементы, так и цветные. А их сочетание как раз и позволяет создавать красочные кадры на экранах современных устройств.

2. Пиксели и размер изображения

Сам по себе пиксель очень мал и, казалось бы, не имеет большого значения для всего изображения – всего лишь точка. Но наверняка вы встречали характеристики картинок и фотографий по количеству пикселей. Например, фото разрешением 300х100 пикселей. На деле это означает, что в конкретном изображении содержится 300 пикселей в горизонтальном расположении и 100 пикселей в вертикальном. Этот показатель в профессиональном языке имеет наименование плотности.

3. Как качество изображения зависит от количества пикселей?

Плотность пикселей имеет колоссальную важность при оценке качества и отдельного изображения, и монитора в целом. Эта характеристика считается ведущей, когда мы заговариваем о качестве цветопередачи и контурах изображения. Чем большее количество маленьких точек-пикселей монитор способен вместить, тем более четким, ярким и насыщенным будет картинка. Следовательно, такой монитор будет востребованным среди покупателей.

4. Какое информационное наполнение имеет пиксель?

Несмотря на свои более чем скромные размеры, пиксель обладает пятью информационными составляющими: три ответственны за цветовое решение пикселя. От них зависит, будет он иметь только два базовых цвета — черный и белый — или окажется более ярким. А вот две остальные составляющие определяют его расположение в пространстве монитора или экрана смартфона. Вся эта информация доступна головному считывающему элементу устройства, которое практически мгновенно способно распознать параметры каждого пикселя и найти для него правильное место, чтобы получилась нужная картинка.

5. Мегапиксель — это сколько?

Сама приставка «мега-» уже дает основания сделать предположение, что эта единица будет больше обычного пикселя. Если вы так думаете, то не ошибаетесь. Мегапиксель это прямоугольник, состоящий из одного миллиона крошечных пикселей, расположившихся в вертикальном и горизонтальном направлении. Этот параметр используется чаще всего для определения размерных параметров существующего изображения.

Текст: Flytothesky.ru

Читайте также:
Почему буквы на клавиатуре расположены именно в таком порядке

Поделитесь постом с друзьями!

flytothesky.ru

Пиксел — это… Что такое Пиксел?

Увеличенный участок растрового изображения: слева — отдельные пикселы, полученные размножением исходных при масштабировании, справа — то же, но с бикубической интерполяцией.

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).

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78×0,78 мм), увеличенный в 46 раз

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».

См. также

Примечания

dic.academic.ru

Пиксель — Википедия

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 2898 дней]}). Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам. Также пикселем ошибочно^{[источник не указан 383 дня]} называют элемент светочувствительной матрицы (сенсель — от sensor element).

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

Видео по теме

Этимология

Слово «пиксель» был впервые опубликовано в 1965 году Фредериком С. Биллингсли из лаборатории реактивного движения, для описания графических элементов видеоизображений от космических аппаратов к Луне и Марсу. Однако Биллингсли не писал термин сам. Вместо этого он получил слово «пиксель» от Keith E. McFarland, по Link Division of General Precision in Palo Alto, который не знал, где слово возникло. Макфарлэнд просто сказал, что это «используется в то время» (около 1963).

Слово представляет собой сочетание пикс, для изображения и элемента. Слово пикс появилось в заголовках журнала Variety в 1932 году, как аббревиатура для текстовых изображений, по отношению к фильмам. К 1938 году «пикс» в настоящее время используется в отношении неподвижных изображений.

Понятие «элемент изображения» относится к самым ранним дням телевидения, например, как «Bildpunkt» (немецкое слово для пиксела, буквально «точка изображения») в 1888 году немецкий патент Пола Нипкова. По другой версии, самая ранняя публикация самого термина элемента изображения был в журнале Wireless World в 1927 году, хотя он использовался ранее в различных патентах США, поданных ещё в 1911 году.

Некоторые авторы объясняют пиксель как изображение клетки, а уже в 1972 г. в графике и обработки изображений и видео, PEL часто используется вместо пикселя. Например, IBM использовали его в своем Technical Reference для original PC.

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

wiki2.red

Что такое пиксель и разрешение

Пиксель

Пиксель (Pixel) – наименьший элемент двумерного изображения в растровой графике.

Каждый наименьший элемент обладает своим цветом, яркостью и, возможно, прозрачностью.

Посмотрим под увеличением, как выглядит «пиксельная сетка».

Для примера используется изображение, которое доступно тут.

Увеличенный участок растрового изображения. Пиксельная сетка, структура.

Количество пикселей определяет уровень точности, детальности изображения (фотографии) и значение разрешения.

Количество пикселей связано с объемом мегапикселей в параметрах фотоаппарата.

Если фотоаппарат обладает 18.7-мегапиксельной камерой, то максимальный размер будет 5184х3436, это означает, что фотография будет иметь 5184 пикселя по ширине и 3436 по высоте.

Разрешение

Размер изображения в пикселях измеряет общее число пикселей по ширине и высоте.

Разрешение (Resolution) – величина, определяющая четкость деталей растрового изображения. Чаще всего она устанавливается в количестве пикселей на дюйм (Pixels Per Inch / PPI).

Чем больше пикселей на меру измерения, тем выше разрешение.

Чем выше разрешение, тем лучше качество печати.

Рассмотрим на примере разницу разрешений.

Ниже представлено 2 варианта фотографии с разным разрешением.

Сравнение фотографии с разрешением 300-ppi и 30-ppi.

При создании документа в Фотошопе (Файл – Создать | File – New / Сочетание клавиш «Ctrl+N») можно установить параметр «Разрешение» (Resolution).

Параметр «Разрешение» (Resolution) при создании нового изображения в Фотошоп.

Оптимальное, рекомендованное значение – 72 пикс/дюйм (Pixels Per Inch / PPI).

Мы рассмотрели понятия «пиксель» и «разрешение» относительно растровых изображений и программы Фотошоп.

Автор: Даниил Богданов

⇐ • Настройки Фотошопа (предыдущая страница учебника)

• Цвета (следующая страница учебника) ⇒

photoshoplessons.ru