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Este artículo trata sobre el elemento de imagen. Para otros usos, incluso para la forma plural "píxeles", consulte Pixel (desambiguación) .
Este ejemplo muestra una imagen con una parte muy ampliada para que los píxeles individuales, representados como pequeños cuadrados, puedan verse fácilmente.
Una fotografía de elementos de visualización de subpíxeles en la pantalla LCD de una computadora portátil

En imágenes digitales , un píxel , pel , [1] o elemento de imagen [2] es un elemento direccionable más pequeño en una imagen de trama , o el elemento direccionable más pequeño en un dispositivo de visualización direccionable de todos los puntos ; por lo que es el elemento controlable más pequeño de una imagen representada en la pantalla.

Cada píxel es una muestra de una imagen original; más muestras suelen proporcionar representaciones más precisas del original. La intensidad de cada píxel es variable. En los sistemas de imágenes en color, un color se representa típicamente por tres o cuatro intensidades de componentes, como rojo, verde y azul , o cian, magenta, amarillo y negro .

En algunos contextos (como las descripciones de los sensores de la cámara ), el píxel se refiere a un solo elemento escalar de una representación de varios componentes (llamado fotosito en el contexto del sensor de la cámara, aunque a veces se usa sensel ), [3] mientras que en otros contextos puede referirse al conjunto de intensidades de componentes para una posición espacial.

Etimología [ editar ]

La palabra píxel es una combinación de pix (de "imágenes", abreviado a "imágenes") y el (para " elemento "); formaciones similares con ' el' incluyen las palabras voxel [4] y texel . [4] La palabra pix apareció en los titulares de la revista Variety en 1932, como abreviatura de la palabra imágenes , en referencia a las películas. [5] En 1938, los fotoperiodistas utilizaban "pix" en referencia a imágenes fijas. [6]

La palabra "píxel" fue publicada por primera vez en 1965 por Frederic C. Billingsley de JPL , para describir los elementos de imagen de imágenes escaneadas desde sondas espaciales a la Luna y Marte. [7] Billingsley había aprendido la palabra de Keith E. McFarland, en la División de Enlace de Precisión General en Palo Alto , quien a su vez dijo que no sabía dónde se originó. McFarland dijo simplemente que estaba "en uso en ese momento" (alrededor de 1963). [6]

El concepto de "elemento de imagen" se remonta a los primeros días de la televisión, por ejemplo, como " Bildpunkt " (la palabra alemana para píxel , literalmente "punto de imagen") en la patente alemana de 1888 de Paul Nipkow . Según varias etimologías, la primera publicación del término elemento de imagen en sí fue en la revista Wireless World en 1927, [8] aunque ya se había utilizado en varias patentes estadounidenses presentadas en 1911. [9]

Algunos autores explican el píxel como celda de imagen, ya en 1972. [10] En gráficos y en el procesamiento de imágenes y videos, a menudo se usa pel en lugar de píxel . [11] Por ejemplo, IBM lo usó en su Referencia técnica para la PC original .

Los píxeles, abreviados como "px", también son una unidad de medida comúnmente utilizada en diseño gráfico y web, equivalente a aproximadamente 1 ⁄ 96 de pulgada (0,26 mm). Esta medida se utiliza para asegurarse de que un elemento determinado se muestre con el mismo tamaño sin importar la resolución de pantalla que lo visualice. [12]

La pixilación , deletreada con una segunda i , es una técnica cinematográfica no relacionada que se remonta a los inicios del cine, en la que los actores en vivo se posan fotograma a fotograma y se fotografían para crear una animación cuadro por cuadro. Una palabra británica arcaica que significa "posesión por espíritus ( duendes )", el término se ha utilizado para describir el proceso de animación desde principios de la década de 1950; a varios animadores, incluidos Norman McLaren y Grant Munro , se les atribuye la popularización. [13]

Técnico [ editar ]

No es necesario representar un píxel como un cuadrado pequeño. Esta imagen muestra formas alternativas de reconstruir una imagen a partir de un conjunto de valores de píxeles, utilizando puntos, líneas o filtrado suave.

Generalmente, se considera que un píxel es el componente más pequeño de una imagen digital . Sin embargo, la definición es muy sensible al contexto. Por ejemplo, puede haber " píxeles impresos " en una página, o píxeles transportados por señales electrónicas, o representados por valores digitales, o píxeles en un dispositivo de visualización, o píxeles en una cámara digital (elementos fotosensores). Esta lista no es exhaustiva y, según el contexto, los sinónimos incluyen pel, sample, byte, bit, dot y spot. Los píxeles se pueden utilizar como unidad de medida, por ejemplo: 2400 píxeles por pulgada, 640 píxeles por línea o con una separación de 10 píxeles.

Las medidas de puntos por pulgada (ppp) y píxeles por pulgada (ppi) a veces se usan indistintamente, pero tienen significados distintos, especialmente para dispositivos de impresión, donde ppp es una medida de la densidad de ubicación de los puntos (por ejemplo, gotas de tinta) de la impresora. [14] Por ejemplo, una imagen fotográfica de alta calidad puede imprimirse con 600 ppp en una impresora de inyección de tinta de 1200 ppp. [15] Incluso números de ppp más altos, como los 4800 ppp cotizados por los fabricantes de impresoras desde 2002, no significan mucho en términos de resolución alcanzable . [dieciséis]

Cuantos más píxeles se utilicen para representar una imagen, más se parecerá el resultado al original. El número de píxeles de una imagen a veces se denomina resolución, aunque la resolución tiene una definición más específica. Los recuentos de píxeles se pueden expresar como un solo número, como en una cámara digital de "tres megapíxeles", que tiene un valor nominal de tres millones de píxeles, o como un par de números, como en una "pantalla de 640 por 480", que tiene 640 píxeles. de lado a lado y 480 de arriba a abajo (como en una pantalla VGA ) y, por lo tanto, tiene un número total de 640 × 480 = 307.200 píxeles, o 0,3 megapíxeles.

Los píxeles, o muestras de color, que forman una imagen digitalizada (como un JPEG de archivo utilizado en una página web) pueden o no pueden estar en uno-a-uno correspondencia con los píxeles de la pantalla, dependiendo de cómo un ordenador muestra una imagen. En informática, una imagen compuesta de píxeles se conoce como imagen de mapa de bits o imagen rasterizada . La palabra raster se origina en patrones de escaneo de televisión y se ha utilizado ampliamente para describir técnicas similares de impresión y almacenamiento de medios tonos .

Patrones de muestreo [ editar ]

Por conveniencia, los píxeles se organizan normalmente en una cuadrícula bidimensional regular . Al usar esta disposición, se pueden implementar muchas operaciones comunes aplicando uniformemente la misma operación a cada píxel de forma independiente. Son posibles otras disposiciones de píxeles, con algunos patrones de muestreo incluso cambiando la forma (o núcleo ) de cada píxel en la imagen. Por esta razón, se debe tener cuidado al adquirir una imagen en un dispositivo y mostrarla en otro, o al convertir datos de imagen de un formato de píxel a otro.

Por ejemplo:

Texto renderizado usando ClearType usando subpixeles
  • Las pantallas LCD suelen utilizar una cuadrícula escalonada, donde los componentes rojo, verde y azul se muestrean en ubicaciones ligeramente diferentes. La representación de subpíxeles es una tecnología que aprovecha estas diferencias para mejorar la representación del texto en las pantallas LCD.
  • La gran mayoría de las cámaras digitales en color utilizan un filtro Bayer , lo que da como resultado una cuadrícula regular de píxeles donde el color de cada píxel depende de su posición en la cuadrícula.
  • Un mapa de clips utiliza un patrón de muestreo jerárquico, donde el tamaño del soporte de cada píxel depende de su ubicación dentro de la jerarquía.
  • Las cuadrículas deformadas se utilizan cuando la geometría subyacente no es plana, como las imágenes de la tierra desde el espacio. [17]
  • El uso de cuadrículas no uniformes es un área de investigación activa, que intenta eludir el límite tradicional de Nyquist . [18]
  • Los píxeles de los monitores de ordenador son normalmente "cuadrados" (es decir, tienen el mismo tono de muestreo horizontal y vertical); los píxeles en otros sistemas son a menudo "rectangulares" (es decir, tienen un tono de muestreo horizontal y vertical desigual, de forma oblonga), al igual que los formatos de video digital con diversas relaciones de aspecto , como los formatos anamórficos de pantalla ancha de la Rec. Estándar de video digital 601 .

Resolución de monitores de computadora [ editar ]

Las computadoras pueden usar píxeles para mostrar una imagen, a menudo una imagen abstracta que representa una GUI . La resolución de esta imagen se llama resolución de pantalla y está determinada por la tarjeta de video de la computadora. Los monitores LCD también utilizan píxeles para mostrar una imagen y tienen una resolución nativa . Cada píxel está formado por tríadas , y el número de estas tríadas determina la resolución nativa. En algunos CRTmonitores, la tasa de barrido del haz puede ser fija, lo que da como resultado una resolución nativa fija. La mayoría de los monitores CRT no tienen una tasa de barrido de haz fijo, lo que significa que no tienen una resolución nativa en absoluto, sino que tienen un conjunto de resoluciones que son igualmente compatibles. Para producir las imágenes más nítidas posibles en una pantalla LCD, el usuario debe asegurarse de que la resolución de la pantalla de la computadora coincida con la resolución nativa del monitor.

Resolución de telescopios [ editar ]

La escala de píxeles utilizada en astronomía es la distancia angular entre dos objetos en el cielo que se encuentran separados por un píxel en el detector (CCD o chip infrarrojo). La escala s medido en radianes es la relación de la distancia de píxeles P y distancia focal f de la óptica precedentes, s = p / f . (La distancia focal es el producto de la relación focal por el diámetro de la lente o espejo asociado). Debido a que p generalmente se expresa en unidades de segundos de arco por píxel, porque 1 radián es igual a 180 / π * 36006206,265segundos de arco, y debido a que los diámetros a menudo se dan en milímetros y los tamaños de píxeles en micrómetros, lo que arroja otro factor de 1,000, la fórmula a menudo se cita como s = 206p / f .

Bits por píxel [ editar ]

Artículo principal: profundidad de color

El número de colores distintos que se pueden representar con un píxel depende del número de bits por píxel (bpp). Una imagen de 1 bpp utiliza 1 bit para cada píxel, por lo que cada píxel puede estar activado o desactivado. Cada bit adicional duplica la cantidad de colores disponibles, por lo que una imagen de 2 bpp puede tener 4 colores y una imagen de 3 bpp puede tener 8 colores:

  • 1 bpp, 2 1 = 2 colores ( monocromo )
  • 2 bpp, 2 2 = 4 colores
  • 3 bpp, 2 3 = 8 colores
  • 4 bpp, 2 4 = 16 colores
  • 8 bpp, 2 8 = 256 colores
  • 16 bpp, 2 16 = 65,536 colores (" Color de alta densidad ")
  • 24 bpp, 2 24 = 16.777.216 colores (" Truecolor ")

Para profundidades de color de 15 o más bits por píxel, la profundidad es normalmente la suma de los bits asignados a cada uno de los componentes rojo, verde y azul. Highcolor , que generalmente significa 16 bpp, normalmente tiene cinco bits para rojo y azul cada uno, y seis bits para verde, ya que el ojo humano es más sensible a los errores en verde que en los otros dos colores primarios. Para aplicaciones que involucran transparencia, los 16 bits se pueden dividir en cinco bits, cada uno de los cuales son rojo, verde y azul, con un bit restante para transparencia. Una profundidad de 24 bits permite 8 bits por componente. En algunos sistemas, la profundidad de 32 bits está disponible: esto significa que cada píxel de 24 bits tiene 8 bits adicionales para describir su opacidad (con el fin de combinar con otra imagen).

Subpíxeles [ editar ]

Geometría de elementos de color de varias pantallas CRT y LCD; los puntos de fósforo en la pantalla a color de los CRT (fila superior) no guardan relación con los píxeles o subpíxeles.

Muchos sistemas de visualización y adquisición de imágenes no son capaces de mostrar o detectar los diferentes canales de color en el mismo sitio. Por lo tanto, la cuadrícula de píxeles se divide en regiones de un solo color que contribuyen al color mostrado o detectado cuando se ve a distancia. En algunas pantallas, como las pantallas LCD, LED y de plasma, estas regiones de un solo color son elementos direccionables por separado, que se conocen como subpíxeles . [19] Por ejemplo, las pantallas LCD suelen dividir cada píxel verticalmente en tres subpíxeles. Cuando el píxel cuadrado se divide en tres subpíxeles, cada subpíxel es necesariamente rectangular. En la terminología de la industria de las pantallas, los subpíxeles a menudo se denominan píxeles , [¿por quién? ]ya que son los elementos direccionables básicos desde el punto de vista del hardware y, por lo tanto,se utilizancircuitos de píxeles enlugar decircuitos de subpíxeles.

La mayoría de los sensores de imagen de las cámaras digitales utilizan regiones de sensor de un solo color, por ejemplo, utilizando el patrón de filtro de Bayer , y en la industria de las cámaras se conocen como píxeles, al igual que en la industria de las pantallas, no como subpíxeles .

Para sistemas con subpíxeles, se pueden tomar dos enfoques diferentes:

  • Los subpíxeles se pueden ignorar, y los píxeles a todo color se tratan como el elemento de imagen direccionable más pequeño; o
  • Los subpíxeles se pueden incluir en los cálculos de renderizado, lo que requiere más análisis y tiempo de procesamiento, pero puede producir imágenes aparentemente superiores en algunos casos.

Este último enfoque, denominado representación de subpíxeles , utiliza el conocimiento de la geometría de los píxeles para manipular los tres subpíxeles de color por separado, lo que produce un aumento en la resolución aparente de las pantallas en color. Si bien las pantallas CRT usan áreas de fósforo enmascaradas en rojo, verde y azul, dictadas por una cuadrícula de malla llamada máscara de sombra, requeriría un paso de calibración difícil para alinearse con el ráster de píxeles mostrado, por lo que los CRT no usan actualmente la representación de subpíxeles.

El concepto de subpíxeles está relacionado con las muestras .

Megapíxel [ editar ]

Diagrama de resoluciones de sensores comunes de cámaras digitales, incluidos los valores de megapíxeles

Un megapíxel ( MP ) es un millón de píxeles; el término se usa no solo para el número de píxeles en una imagen, sino también para expresar el número de elementos sensores de imagen de cámaras digitales o el número de elementos de visualización de pantallas digitales . Por ejemplo, una cámara que genera una imagen de 2048 × 1536 píxeles (3145728 píxeles de imagen terminada) normalmente usa algunas filas y columnas adicionales de elementos de sensor y se dice comúnmente que tiene "3,2 megapíxeles" o "3,4 megapíxeles", dependiendo de si el número informado es el recuento de píxeles "efectivo" o "total". [20]

Pixel se utiliza para definir la resolución de una foto. La resolución de la foto se calcula multiplicando el ancho y el alto de un sensor en píxeles.

Las cámaras digitales utilizan dispositivos electrónicos fotosensibles, ya sea dispositivos de carga acoplada (CCD) o sensores de imagen de semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS), que constan de una gran cantidad de elementos de sensor único, cada uno de los cuales registra un nivel de intensidad medido. En la mayoría de las cámaras digitales, la matriz de sensores está cubierta con un mosaico de filtros de color con un patrón que tiene regiones rojas, verdes y azules en la disposición del filtro Bayer , de modo que cada elemento sensor puede registrar la intensidad de un solo color primario de luz. La cámara interpola la información de color de los elementos sensores vecinos, a través de un proceso llamado demosaicing, para crear la imagen final. Estos elementos sensores a menudo se denominan "píxeles", aunque solo registran 1 canal (solo rojo, verde o azul) de la imagen en color final. Por lo tanto, se deben interpolar dos de los tres canales de color para cada sensor y una cámara llamada de N-megapíxeles que produce una imagen de N-megapíxeles proporciona solo un tercio de la información que una imagen del mismo tamaño podría obtener de un escáner. . Por lo tanto, ciertos contrastes de color pueden parecer más difusos que otros, dependiendo de la asignación de los colores primarios (el verde tiene el doble de elementos que el rojo o el azul en la disposición de Bayer).

DxO Labs inventó el Perceptual MegaPixel (P-MPix) para medir la nitidez que produce una cámara cuando se empareja con un objetivo en particular, a diferencia del MP que indica el fabricante para un producto de cámara, que se basa únicamente en el sensor de la cámara. El nuevo P-MPix afirma ser un valor más preciso y relevante para que los fotógrafos lo consideren al sopesar la nitidez de la cámara. [21] A mediados de 2013, el objetivo Sigma 35 mm f / 1.4 DG HSM montado en una Nikon D800 tiene el P-MPix medido más alto. Sin embargo, con un valor de 23 MP, todavía borra más de un tercio del sensor de 36,3 MP de la D800. [22] En agosto de 2019, Xiaomi lanzó Redmi Note 8 Pro como el primer teléfono inteligente del mundo.con cámara de 64 MP. [23] El 12 de diciembre de 2019, Samsung lanzó Samsung A71 con una cámara de 64 MP. [24] A finales de 2019, Xiaomi anunció el primer teléfono con cámara con sensor de 108MP 1 / 1,33 pulgadas. El sensor es más grande que la mayoría de las cámaras puente con sensor de 1 / 2,3 pulgadas. [25]

Se ha introducido un nuevo método para agregar megapíxeles en una cámara del sistema Micro Four Thirds , que solo usa un sensor de 16 MP pero puede producir una imagen RAW de 64 MP (40 MP JPEG) haciendo dos exposiciones, cambiando el sensor medio píxel entre ellos. Usando un trípode para tomar múltiples tomas de nivel dentro de una instancia, las múltiples imágenes de 16 MP se generan en una imagen unificada de 64 MP. [26]

Ver también [ editar ]

  • Estándar de pantalla de computadora
  • Dexel
  • Imagen Gigapixel
  • Resolución de imagen
  • Procesamiento intrapíxel e interpíxel
  • Diafonía LCD
  • Familia de matrices PenTile
  • Publicidad de píxeles
  • Arte de pixel
  • Algoritmos de escalado de pixel art
  • Relación de aspecto de píxeles
  • Pixelación
  • Pixelización
  • Point (tipografía)
  • Glosario de términos de video
  • Voxel

Referencias [ editar ]

  1. ^ Foley, JD; Van Dam, A. (1982). Fundamentos de la infografía interactiva . Reading, MA: Addison-Wesley. ISBN 0201144689.
  2. ^ Rudolf F. Graf (1999). Diccionario moderno de electrónica . Oxford: Newnes. pag. 569. ISBN 0-7506-4331-5.
  3. ^ Michael Goesele (2004). Nuevas técnicas de adquisición de objetos reales y fuentes de luz en infografía . Libros a pedido. ISBN 3-8334-1489-8. Archivado desde el original el 22 de enero de 2018.
  4. ^ a b James D. Foley; Andries van Dam; John F. Hughes; Steven K. Fainer (1990). "Representaciones de particionamiento espacial; Detalle de superficie". Gráficos por computadora: principios y práctica . Serie de programación de sistemas. Addison-Wesley . ISBN 0-201-12110-7. Estas celdas a menudo se denominan vóxeles (elementos de volumen), en analogía a los píxeles.
  5. ^ "Diccionario de etimología en línea" . Archivado desde el original el 30 de diciembre de 2010.
  6. ↑ a b Lyon, Richard F. (2006). Una breve historia de 'pixel' (PDF) . Simposio IS & T / SPIE sobre imágenes electrónicas. Archivado (PDF) desde el original el 19 de febrero de 2009.
  7. ^ Fred C. Billingsley, "Procesamiento de fotografías de guardabosques y marineros", en Técnicas de imágenes computarizadas, Actas de SPIE , vol. 0010, págs. XV-1–19, enero de 1967 (agosto de 1965, San Francisco).
  8. ^ Safire, William (2 de abril de 1995). "Modem, soy Odem" . Sobre el idioma. The New York Times . Archivado desde el original el 9 de julio de 2017 . Consultado el 21 de diciembre de 2017 .
  9. ^ US 1175313 , Alf Sinding-Larsen, "Transmisión de imágenes de objetos en movimiento", publicado el 14 de marzo de 1916 
  10. ^ Robert L. Lillestrand (1972). "Técnicas para la detección de cambios". IEEE Trans. Computación . C-21 (7).
  11. ^ Lewis, Peter H. (12 de febrero de 1989). "Compaq agudiza su opción de vídeo" . La computadora ejecutiva. The New York Times . Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2017 . Consultado el 21 de diciembre de 2017 .
  12. ^ "CSS: em, px, pt, cm, en…" . w3.org. 8 de noviembre de 2017. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2017 . Consultado el 21 de diciembre de 2017 .
  13. ^ Tom Gasek (17 de enero de 2013). Stop Motion fotograma a fotograma: enfoques no tradicionales de la animación stop motion . Taylor y Francis. pag. 2. ISBN 978-1-136-12933-9. Archivado desde el original el 22 de enero de 2018.
  14. ^ Derek Doeffinger (2005). La magia de la impresión digital . Libros de alondras. pag. 24 . ISBN 1-57990-689-3. impresora puntos por pulgada píxeles por pulgada.
  15. ^ "Experimentos con píxeles por pulgada (PPI) sobre la nitidez de la imagen impresa" . ClarkVision.com . 3 de julio de 2005. Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2008.
  16. ^ Harald Johnson (2002). Dominar la impresión digital . Tecnología del curso Thomson. pag. 40. ISBN 1-929685-65-3.
  17. ^ "Registro de imágenes de imágenes de satélite borrosas" . staff.utia.cas.cz. 28 de febrero de 2001. Archivado desde el original el 20 de junio de 2008 . Consultado el 9 de mayo de 2008 .
  18. ^ Saryazdi, Saeı̈d; Haese-Coat, Véronique; Ronsin, Joseph (2000). "Representación de imágenes mediante un nuevo muestreo morfológico óptimo no uniforme". Reconocimiento de patrones . 33 (6): 961–977. doi : 10.1016 / S0031-3203 (99) 00158-2 .
  19. ^ " Subpixel en ciencia" . dictionary.com . Archivado desde el original el 5 de julio de 2015 . Consultado el 4 de julio de 2015 .
  20. ^ "Ahora un megapíxel es realmente un megapíxel" . Archivado desde el original el 1 de julio de 2013.
  21. ^ "¿Está buscando un nuevo equipo fotográfico? ¡Perceptual Megapixel de DxOMark puede ayudarlo!" . DxOMark . 17 de diciembre de 2012. Archivado desde el original el 8 de mayo de 2017.
  22. ^ "Clasificaciones de lentes de cámara por DxOMark" . DxOMark . Archivado desde el original el 26 de mayo de 2013.
  23. ^ Anton Shilov (31 de agosto de 2019). "Primer teléfono inteligente del mundo con una cámara de 64 MP: Redmi Note 8 Pro de Xiaomi" .
  24. ^ "Samsung Galaxy A51 y Galaxy A71 anunciados: pantallas Infinity-O y cámaras cuádruples en forma de L" . 12 de diciembre de 2019.
  25. ^ Robert Triggs (16 de enero de 2020). "Revisión de la cámara Xiaomi Mi Note 10: La primera cámara de teléfono de 108MP" . Consultado el 20 de febrero de 2020 .
  26. ^ Damien Demolder (14 de febrero de 2015). "Pronto, 40MP sin trípode: una conversación con Setsuya Kataoka de Olympus" . Archivado desde el original el 11 de marzo de 2015 . Consultado el 8 de marzo de 2015 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Un píxel no es un pequeño cuadrado : Microsoft Memo por el pionero de los gráficos por computadora Alvy Ray Smith.
  • Vídeo de la charla de Lyon sobre la historia de los píxeles en el Museo de Historia de la Computación
  • Píxeles cuadrados y no cuadrados : información técnica sobre las proporciones de aspecto de píxeles de los estándares de vídeo modernos (480i, 576i, 1080i, 720p), además de las implicaciones del software.
  • 120 megapíxeles ya están aquí : mucha información sobre megapíxeles y gigapíxeles.
  • Cómo funciona un televisor en cámara lenta - The Slow Mo Guys - Video de YouTube de The Slow Mo Guys