Что такое пиксель в информатике

Обновлено: 15.05.2024

В школе или на уроке рисования вы могли смешивать разные цвета красок или красителей, чтобы получить новые цвета. В живописи обычно используют красный, желтый и синий как три «основных» цвета, которые можно смешивать, чтобы получить гораздо больше цветов. Смешивание красного и синего дает фиолетовый, красного и желтого — оранжевый и так далее. Смешивая красный, желтый и синий, можно получить много новых цветов.

Для печати принтеры обычно используют три основных цвета, немного отличающихся друг от друга: голубой, пурпурный и желтый (CMY). Все цвета на печатном документе были получены путем смешивания этих основных цветов.

Оба этих вида смешивания называются "вычитающим смешиванием", потому что они начинаются с белого холста или бумаги и "вычитают" из него цвет. Интерактив ниже позволяет вам поэкспериментировать с CMY, если вы с ним не знакомы или просто любите смешивать цвета.

Смеситель цветов CMY — используется принтерами

Экраны компьютеров и связанные с ними устройства также основаны на смешении трех цветов, за исключением того, что им нужен другой набор основных цветов, поскольку они являются аддитивными, начиная с черного экрана и добавляя к нему цвет. Для аддитивного цвета на компьютерах используются красный, зеленый и синий цвета (RGB). Каждый пиксель на экране обычно состоит из трех крошечных «огонеков»; один красный, один зеленый и один синий. Увеличивая и уменьшая количество света, исходящего от каждого из этих трех, можно получить все различные цвета. Следующий интерактив позволяет вам поиграть с RGB.

Смеситель цветов RGB — используется экранами

Посмотрите, какие цвета можно создать с помощью интерактивной RGB-подсветки. Можно ли сделать черный, белый, оттенки серого, желтый, оранжевый и фиолетовый?

Советы по спойлеру выше!

Наличие всех ползунков в крайних положениях приведет к получению черно-белого изображения, а если все они имеют одинаковое значение, но между ними, оно будет серым (т. е. между черным и белым).

Желтый — это не то, что вы могли бы ожидать: он состоит из красного и зеленого, без синего.

Существует очень веская причина, по которой мы смешиваем три основных цвета, чтобы определить цвет пикселя. В человеческом глазу миллионы датчиков света, и те из них, которые определяют цвет, называются «колбочками». Существует три различных типа колбочек, которые обнаруживают красный, синий и зеленый свет соответственно. Цвета воспринимаются по количеству красного, синего и зеленого света в них. Пиксели экрана компьютера используют это преимущество, испуская количество красного, синего и зеленого света, которое будет восприниматься вашими глазами как желаемый цвет. Итак, когда вы видите «фиолетовый», это на самом деле стимулируются красные и синие колбочки в ваших глазах, и ваш мозг преобразует это в воспринимаемый цвет. Ученые все еще выясняют, как именно мы воспринимаем цвет, но представления, используемые на компьютерах, кажутся достаточно хорошими, чтобы создать впечатление, будто мы смотрим на реальные изображения.

Нередко компьютерные экраны содержат миллионы пикселей, и компьютер должен представлять цвет для каждого из этих пикселей.

Обычно используемая схема заключается в использовании чисел в диапазоне от 0 до 255. Эти числа сообщают компьютеру, насколько полно включить каждый из основных цветов в отдельном пикселе. Если красный был установлен на 0, это означает, что красный «свет» полностью выключен. Если бы красный "свет" был установлен на 255, это означало бы, что "свет" был полностью включен.

С 256 возможными значениями для каждого из трех основных цветов (не забудьте посчитать 0!), это дает 256 x 256 x 256 = 16 777 216 возможных цветов — больше, чем может обнаружить человеческий глаз!

Что особенного в 255? Вызов

Вспомните раздел о двоичных числах. Что особенного в числе 255, которое является максимальным значением цвета?

Мы рассмотрим ответ позже в этом разделе, если вы все еще не уверены!

Следующий интерактив позволяет увеличить изображение, чтобы увидеть пиксели, которые используются для его представления. Каждый пиксель представляет собой квадрат сплошного цвета, и компьютер должен хранить цвет для каждого пикселя. Если вы увеличите масштаб достаточно далеко, интерактив покажет вам красно-зелено-синие значения для каждого пикселя. Вы можете выбрать пиксель и установить значения на ползунке выше — он должен получиться того же цвета, что и пиксель.

Средство просмотра пикселей

Здесь приведено еще одно упражнение, позволяющее увидеть взаимосвязь между битовыми шаблонами и цветными изображениями.

Представление цвета битами

Следующее, на что нам нужно обратить внимание, это то, как биты используются для представления каждого цвета в высококачественном изображении. Во-первых, сколько бит нам нужно? Во-вторых, как нам определить значения каждого из этих битов? В этом разделе мы рассмотрим эти проблемы.

Сколько бит нам понадобится для каждого цвета изображения?

С 256 различными возможными значениями количества каждого основного цвета это означает, что для представления числа потребуется 8 бит.

Наименьшее число, которое может быть представлено с помощью 8 бит, – это 00000000, то есть 0. А самое большое число, которое может быть представлено с помощью 8 бит, – 11111111, что равно 255.

Поскольку существует три основных цвета, каждому из которых потребуется 8 бит для представления каждого из его 256 различных возможных значений, всего нам нужно 24 бита для представления цвета.

Итак, сколько всего цветов в 24-битном формате? Мы знаем, что каждый цвет может принимать 256 возможных значений, поэтому самый простой способ вычислить это:

Это то же самое, что и .

Поскольку требуется 24 бита, такое представление называется 24-битным цветом. 24-битный цвет иногда упоминается в настройках как «истинный цвет» (потому что он более точен, чем может видеть человеческий глаз). В системах Apple это называется «Миллионы цветов».

Как мы используем биты для представления цвета?

Логичный способ — использовать 3 двоичных числа, представляющих количество красного, зеленого и синего в пикселе. Для этого преобразуйте необходимое количество каждого основного цвета в 8-битное двоичное число, а затем поместите 3 двоичных числа рядом, чтобы получить 24-битное число.

Поскольку согласованность важна для того, чтобы компьютер мог понять битовый шаблон, мы обычно придерживаемся соглашения о том, что сначала должно быть указано двоичное число для красного цвета, затем зеленого и, наконец, синего. Единственная причина, по которой мы ставим красный цвет первым, заключается в том, что это соглашение используется большинством систем. Если бы все согласились, что зеленый должен быть первым, то он был бы первым.

Например, предположим, что у вас есть цвет, красный = 145, зеленый = 50 и синий = 123, который вы хотите представить с помощью битов. Если вы поместите эти значения в интерактив, вы получите цвет ниже.

Начните с преобразования каждого из трех чисел в двоичный формат, используя для каждого 8 бит.

Вы должны получить: - красный = 10010001, - зеленый = 00110010, - синий = 01111011.

Объединение этих значений дает 100100010011001001111011, что является битовым представлением цвета выше.

Кроме того, все ведущие и конечные 0 в каждой части сохраняются — без них число было бы короче. Если бы было 256 различных возможных значений для каждого основного цвета, то окончательное представление должно было бы иметь длину 24 бита.

Монохроматические изображения Curiosity

"Черно-белые" изображения обычно содержат более двух цветов; обычно 256 оттенков серого, представленные 8 битами.

Помните, что оттенки серого можно получить, используя равное количество каждого из трех основных цветов, например красный = 105, зеленый = 105 и синий = 105.

Поэтому для монохроматического изображения мы можем просто использовать представление, представляющее собой одно двоичное число от 0 до 255, которое сообщает нам значение, которое должно быть установлено для всех трех основных цветов.

Компьютер никогда не будет преобразовывать число в десятичное, так как он работает с двоичным числом напрямую. Большая часть процесса, который принимает биты и создает правильные пиксели, обычно выполняется графической картой или принтером. Мы только начали с десятичной дроби, потому что ее легче понять людям. Главное в знании этого представления — понять компромисс между точностью цветопередачи (которая в идеале должна быть за пределами человеческого восприятия) и объемом необходимой памяти (биты) (которой должно быть как можно меньше). .

Шестнадцатеричные коды цветов Curiosity

Если вы еще этого не сделали, прочтите подраздел о шестнадцатеричном формате в разделе чисел, иначе этот раздел может не иметь смысла!

При написании HTML-кода часто требуется указывать цвета для текста, фона и т. д. Один из способов сделать это — указать название цвета, например, «красный», «синий», «фиолетовый» или «золотой». Для некоторых целей это нормально.

Этот формат "шестнадцатеричный триплет" используется на страницах HTML для указания цветов для таких вещей, как фон страницы, текст и цвет ссылок. Он также используется в CSS, SVG и других приложениях.

В предыдущем примере с 24-битным цветом 24-битный шаблон был 100100010011001001111011 .

Это можно разбить на группы по 4 бита: 1001 0001 0011 0010 0111 1011 .

А теперь каждую из этих групп из 4 бит необходимо представить шестнадцатеричной цифрой.

1001 -> 9
0001 -> 1
0011 -> 3
0010 -> 2
0111 -> 7
1011 -> Б

Понимание того, как получаются эти шестнадцатеричные коды цветов, также позволяет вам немного изменить их, не обращаясь к таблице цветов, когда цвет не совсем тот, который вам нужен. Помните, что в 24-битном цветовом коде первые 8 бит определяют количество красного (так что это первые 2 цифры шестнадцатеричного кода), следующие 8 бит определяют количество зеленого (следующие 2 цифры шестнадцатеричного кода). ), а последние 8 бит определяют количество синего (последние 2 цифры шестнадцатеричного кода). Чтобы увеличить количество любого из этих цветов, вы можете изменить соответствующие шестнадцатеричные символы.

Эту HTML-страницу можно использовать для экспериментов с шестнадцатеричными цветами. Просто введите цвет в поле ниже:

Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.

Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .

План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.

Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .

Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .

Метаморфное и полиморфное вредоносное ПО – это два типа вредоносных программ (вредоносных программ), код которых может изменяться по мере их распространения.

Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.

Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.

Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .

Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.

Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.

Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .

API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.

Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.

Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.

Пиксель – это наименьшая единица цифрового изображения или графика, которую можно отобразить и представить на цифровом устройстве отображения.

Пиксель — это основная логическая единица цифровой графики. Пиксели объединяются, чтобы сформировать полное изображение, видео, текст или любой видимый объект на дисплее компьютера.

Пиксель также известен как элемент изображения (pix = изображение, el = элемент).

Techopedia рассказывает о пикселях

Пиксель представлен точкой или квадратом на экране монитора компьютера. Пиксели — это основные строительные блоки цифрового изображения или дисплея, которые создаются с использованием геометрических координат.

В зависимости от видеокарты и монитора количество, размер и сочетание цветов пикселей различаются и измеряются с точки зрения разрешения экрана. Например, компьютер с разрешением экрана 1280 x 768 будет отображать на экране максимум 98 3040 пикселей.

Разброс разрешения в пикселях также определяет качество отображения; большее количество пикселей на дюйм экрана монитора дает лучшие результаты изображения. Например, изображение с разрешением 2,1 мегапикселя содержит 2 073 600 пикселей, поскольку оно имеет разрешение 1 920 x 1 080.

Физический размер пикселя зависит от разрешения дисплея. Он будет равен размеру шага точки, если для дисплея установлено максимальное разрешение, и будет больше, если разрешение ниже, поскольку каждый пиксель будет использовать больше точек. Из-за этого отдельные пиксели могут стать видимыми, что приведет к блочному и объемному изображению, определяемому как «пиксельное».

Пиксели равномерно расположены в двумерной сетке, хотя доступны некоторые другие шаблоны выборки. Например, в ЖК-экранах образцы трех основных цветов берутся в разных местах расположенной в шахматном порядке сетки, а в цифровых цветных камерах используется более регулярная сетка.

В компьютерных мониторах пиксели имеют квадратную форму, что означает, что их шаг выборки по вертикали и горизонтали одинаков. В других системах, таких как анаморфотный широкоэкранный формат стандарта цифрового видео 601, форма пикселя прямоугольная.

Каждый пиксель имеет уникальный логический адрес, размер от восьми битов и более, а в большинстве высококачественных устройств отображения он способен отображать миллионы различных цветов. Цвет каждого пикселя определяется особым сочетанием трех основных компонентов цветового спектра RGB.

В обычных 24-битных цветовых системах, используемых почти во всех мониторах ПК и дисплеях смартфонов, выделяется три байта, по одному для каждого цвета шкалы RGB, что дает в общей сложности 16 777 216 цветовых вариаций. 30-битная система глубокого цвета выделяет по 10 бит для красного, зеленого и синего цветов, что дает в общей сложности 1,073 миллиарда цветовых вариаций.

Однако, поскольку человеческий глаз не может различать более десяти миллионов цветов, большее количество цветовых вариаций не обязательно добавляет больше деталей и даже может привести к проблемам с цветовыми полосами.

Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.

Читайте также: