Автор: 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.
Содержание
Pixel — что это такое?
Термин образован комбинацией первых частей английских слов pic-ture el-ement (деталь рисунка). Иногда в русском языке используется вариант «элиз» (элемент изображения).
Пиксель — это минимальная по размеру целостная логическая составляющая графического образа. Или, в случае дисплеев, формирующих картинку, — элемент фотоматрицы.
Подобно тому как мозаика складывается из отдельных частей одинаковой формы и размера, пиксели на мониторе формируют видимый образ.
Пиксел — свойства
Данный объект можно характеризовать расположением, цветом, яркостью, формой и прозрачностью.
В ряде компьютерных систем каждый элиз содержит информацию об одном цвете. А в других приборах — например, в цветных мониторах — он образуется из триад. То есть, субъединиц трех основных цветов, воспринимаемых сетчаткой глаза. При этом, в отдельно взятой тройке последовательность цветов задается с помощью кодирования.
В экранах электронно-лучевых трубок количество триад в одном элементе не ограничено. А в жидкокристаллических мониторах каждый pixel содержит одну тройку цветов.
Форма пикселя может представлять из себя многоугольник (4 или 8 сторон) или круг.
Пиксель и монитор — как они связаны
Если присмотреться к экрану монитора, то можно увидеть что он состоит из многомиллионной сетки пикселей. Также, мониторы имеют битовую глубину, от которой зависит то, сколько цветов может отображать каждый пиксель. Например, на 8-битовом дисплее каждый блок может отображать 8-битный цвет, равный 28 степеням или 256 цветам. С 24-битными дисплеями каждый пиксель может отображать более 16 миллионов цветов.
Из чего состоит пиксель?
Хотя пиксели являются самыми маленькими целыми элементами изображения, они состоят из более мелких составляющих. К примеру, в стандартном RGB-мониторе каждый пиксель состоит из трех точек. А именно из красной, синей и зеленой, которые при необходимости создают нужный цвет.
Количество пикселей по горизонтали и вертикали, называется разрешением изображения. Чем больше пикселей находится на небольшой площади, тем сложнее различить отдельные элементы, это и называется разрешением высокого качества.
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.
Плотность пикселей на дюйм — ppi
Количество элементов на единицу площади или длины называется разрешающей способностью прибора. Оно определяет качество формируемого или выводимого изображения. Единицей измерения этой величины является ppi (pixels per inch). Ppi — это число пикселей на дюйм (1 дюйм=2.54 см).
Эта размерность показывает соотношение между 2D-параметрами экрана и его диагональю. 2D-параметры задаются количеством элементов изображения по двум измерениям (например, 1024х600). А диагональ выражается в дюймах (10.1 i).
Физический смысл ppi — количество пикселей на диагонали дисплея, приходящихся на один дюйм ее длины.
Экран первой модели компьютера Mac содержал 72 ppi. А современные iPhone имеют плотность 458 пикселей на дюйм и выше.
Иногда для определения разрешения дисплея рассматривают не его диагональ, а ширину. При этом ppi рассчитывают по формуле:
R=P/L, где
- P — точечная ширина монитора;
- L — его физический размер в дюймах;
- R — разрешающая способность, выраженная в пикселях на дюйм.
Как пиксели выводятся на монитор
Из пикселей состоит все изображение, появляющееся на экране. Дисплей любого устройства можно сравнить с сотами: у него есть определенное количество ячеек, где могут выводиться пиксели. Это и есть фактическое разрешение экрана.
Сегодня наиболее востребованы устройства с такими разрешениями, как:
- HD — 1280 пикселей по горизонтали и 720 по вертикали;
- FullHD — 1920 на 1200 точек соответственно;
- 4K — 3840 на 2160 пикселей.
В начале двухтысячных годов в обиходе были VGA-дисплеи с разрешением 640 на 480 точек, но в наши дни такие устройства считаются уже раритетными.
За правильный вывод изображения на экран отвечает видеокарта. Когда разрешение экрана больше разрешения показываемой картинки, то в таком случае она автоматически растягивается до нужных размеров. Но при этом страдает ее качество.
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.
Примечание
В Фотошопе можно посмотреть на соотношение размера и разрешения открытого изображения, перейдя через меню «Изображение — Размер изображения» (Image — Image Size / Сочетание клавиш «Atl+Ctrl+i»).
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.
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.
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 определить цвет пикселя
Если вам нужно узнать цвет пикселя, сделать это можно любым из описанных ниже способов.
Через Photoshop
Для этого нужно проделать следующие шаги:
- открыть через Photoshop изображение, содержащее нужные пиксели;
- на панели инструментов нужно найти инструмент под названием «Пипетка»;
- щелкнуть левой мышкой в той части изображения, цвет которого вас интересует;
- перейти в палитру и посмотреть код цвета.
Через Paint
Чтобы определить цвет пикселя через Paint, проделайте следующие шаги:
- открыть через Paint изображение, которое содержит пиксели нужного цвета;
- использовать инструмент «палитра»;
- перейти в изменение цветов, где будет указано содержание красного, зеленого и синего тонов (RGB, то есть Red, Green, Blue).
Просмотр кода элемента в браузере
Чтобы узнать код элемента в браузере, выполните следующие действия:
- выделить на сайте нужный элемент мышкой;
- щелкнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать «Просмотреть код страницы»;
- после открытия кода необходимо найти что-то похожее на «color».
Использование программ и сервисов
Сегодня есть много программ для определения цвета. Также можно определить цвет пикселя онлайн. В интернете есть несколько специальных бесплатных сервисов специально для этих целей. Например, этот. Подробнее смотрите в видео:
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.
Определение количества пикселей в 1 сантиметре
Для перехода в метрическую систему единиц измерения следует выразить количество элизов на дюйм в обратных сантиметрах.
Если учесть, что 1 дюйм =2.54 см, то перевести разрешение в пиксели на сантиметр можно, разделив его значение в обратных дюймах на 2.54.
Например, если для данного экрана ppi=109 элементов на дюйм, то на 1 сантиметр в нем приходится 109/2.54=42 точки.
Формула для вычисления ppi
Зная пиксельную ширину A и высоту B экрана, можно по теореме Пифагора определить его диагональ L: L=(A2+B2)½, а затем, разделив L на длину диагонали D, выраженную в дюймах, получить разрешение: R=L/D.
Для дисплея Mac Cinema, имеющего параметры 2560х1440 точек и диагональ 27 дюймов имеем: L=(25602+14402)½=2943 элемента, R=2943/27=109 ppi=42 pixel/см.
Как узнать размер изображения в пикселях
На устройствах вывода, в частности, принтерах, качество изображения тоже характеризуется плотностью точек, т. е. их количеством на дюйм. Но эта величина называется не ppi, а dpi (dots per inch).
Этот параметр помогает вычислить размер картинки, которая выводится на печать. Поскольку стороны листа бумаги измеряют в метрических единицах, то в формулу перевода из пикселей в сантиметры входит коэффициент 2.54: l=(2.54*p)/dpi, где:
- p — длина стороны, выраженная в пикселях;
- l — размер стороны фотографии.
Например, необходимо распечатать изображение с разрешением 1440х1200 точек. Хорошее качество печати можно получить на принтере с разрешением 150 dpi, отличное — если у печатающего устройства R=300 dpi.
Возьмем второй вариант и получим: A=(2.54*1440)/300=12 сантиметров в ширину; B=(2.54*1200)/300=10 см в высоту.
Для распечатки данного изображения понадобится фотобумага размером 10х12 см.
Когда требуется узнать размер в пикселях выводимого на печать рисунка, следует выразить p из формулы для l. Получаем: p=l*dpi/2.54.
Фотографии распечатываются в разных размерах. Если необходимо сделать изображение 9х12 см с разрешением принтера 150 dpi, то его параметры в пикселях будут следующими: Ap=150*12/2.54=709 — ширина фотографии; Bp=150*9/2.54=531 — ее высота.
То есть, в формировании этого изображения будет задействовано 709*531=376479 точек.