標籤:解析度

「像素」(Pixel) 是由 Picture(圖像) 和 Element(元素)這兩個單詞的字母所組成的,是用來計算數碼影像的一種單位,如同攝影的相片一樣,數碼影像也具有連續性的濃淡階調,我們若把影像放大數倍,會發現這些連續色調其實是由許多色彩相近的小方點所組成,這些小方點就是構成影像的最小單位「像素」(Pixel)。這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個的染色點。越高位的像素,其擁有的色板也就越豐富,越能表達顏色的真實感。

1定義

像素

  像素

英文名稱:Pixel
像素定義:像素是指基本原色素及其灰度的基本編碼。
例如,我們可以說在一幅可見的圖像中的像素(例如列印出來的一頁)或者用電子信號表示的像素,或者用數碼錶示的像素,或者顯示器上的像素,或者數碼相機(感光元素)中的像素。這個列表還可以添加很多其它的例子,根據上下文,會有一些更為精確的同義詞,例如畫素,採樣點,位元組,比特,點,斑,超集,三合點,條紋集,窗口,等等。
我們也可以抽象地討論像素,特別是使用像素作為解析度(也稱解析度,下同)地衡量時,例如2400像素每英寸(ppi)或者640像素每線。
點有時用來表示像素,特別是計算機市場營銷人員,因此ppi有時縮寫為DPI(dots per inch)。 用來表示一幅圖像的像素越多,結果更接近原始的圖像。一幅圖像中的像素個數有時被稱為圖像解析度,雖然解析度有一個更為特定的定義。
像素可以用一個數表示,譬如一個"0.3兆像素" 數碼相機,它有額定三十萬像素,或者用一對數字錶示,例如「640乘480顯示器」,它有橫向640像素和縱向480像素(就像VGA顯示器那樣),因此其總數為640 × 480 = 307,200像素。 數字化圖像的彩色採樣點(例如網頁中常用的JPG文件)也稱為像素。取決於計算機顯示器,這些可能不是和屏幕像素有一一對應的。在這種區別很明顯的區域,圖像文件中的點更接近紋理元素。 在計算機編程中,像素組成的圖像叫點陣圖或者光柵圖像。光柵一詞源於模擬電視技術。點陣圖化圖像可用於編碼數字影像和某些類型的計算機生成藝術。簡單說起來,像素就是圖像的點的數值,點畫成線,線畫成面。圖片的清晰度當然不僅僅是由像素決定的

2像素值

相機所說的像素,其實是最大像素的意思,像素是解析度的單位,這個像素值僅僅是相機所支持的有效最大解析度。
30萬 640×480
50萬 800×600
80萬 1024×768 5」 (3.5×5英寸)
130萬 1280×960 6」 (4×6英寸)
200萬 1600×1200 8」(6×8英寸) 5」(3.5×5英寸)
310萬 2048×1536 10」(8×10寸) 7」(5×7英寸)
430萬 2400×1800 12」(10×12英寸) 8」(6×8英寸)
500萬 2560×1920 12」(10×12英寸) 8」(6×8英寸)
600萬 3000×2000 14」(11×14英寸) 10」(8×10寸)
800萬 3264×2488 16」(12×16英寸) 10」(8×10寸)
1100萬 4080×2720 20」(16×20英寸) 12」(10×12英寸)
1400萬 4536×3024 24」(18×24英寸) 14」(11×14英寸)
以上都是大約尺寸。

3單位

當圖片尺寸以像素為單位時,我們需要指定其固定的解析度,才能將圖片尺寸與現實中的實際尺寸相轉換。例如大多數網頁製作常用圖片解析度為72,即每英寸像素為72,1英寸等於2.54厘米。那麼通過換算可以得出每厘米等於28像素,比如15*15厘米長度的圖片,等於420*420像素的長度。

4原始像素

像素

  像素

因為多數計算機顯示器的解析度可以通過計算機的操作系統來調節,顯示器的像素解析度可能不是一個絕對的衡量標準。 現代液晶顯示器按設計有一個原始解析度,它代表像素和三元素組之間的完美匹配。(陰極射線管也是用紅-綠-藍熒光三元素組,但是它們和圖像像素並不重合,因此和像素無法比較)。
對於該顯示器,原始解析度能夠產生最精細的圖像。但是因為用戶可以調整解析度,顯示器必須能夠顯示其它解析度。非原始解析度必須通過在液晶屏幕上擬合重新採樣來實現,要使用插值演算法。這經常會使屏幕看起來破碎或模糊。
例如,原始解析度為1280×1024的顯示器在解析度為1280×1024時看起來最好,也可以通過用幾個物理三元素組來表示一個像素以顯示800×600,但可能無法完全顯示1600×1200的解析度,因為物理三元素組不夠。 像素可以是長方形的或者方形的。有一個數稱為長寬比,用於表述像素有多方。
例如1.25:1的長寬比表示每個像素的寬是其高度的1.25倍。計算機顯示器上的像素通常是方的,但是用於數字影像的像素有矩形的長寬比,例如那些用於CCIR 601數字圖像標準的變種PAL和NTSC制式的,以及所對應的寬屏格式。 單色圖像的每個像素有自己的灰度。0通常表示黑,而最大值通常表示白色。
例如,在一個8點陣圖像中,最大的無符號數是255,所以這是白色的值。 在彩色圖像中,每個像素可以用它的色調,飽和度,和亮度來表示,但是通常用紅綠藍強度來表示(參看RGB)。

5每像素

一個
五百萬像素拍照

  五百萬像素拍照

像素所能表達的不同顏色數取決於比特每像素(BPP)。這個最大數可以通過取二的色彩深度次冪來得到。
例如,常見的取值有 :
8 bpp [2^8=256;(256色)];
16 bpp [2^16=65536; (65,536色,稱為高彩色)];
24 bpp [2^24=16777216; (16,777,216色,稱為真彩色)];
48 bpp [2^48=281474976710656;(281,474,976,710,656色,用於很多專業的掃描儀) 。
256色或者更少的色彩的圖形經常以塊或平面格式存儲於顯存中,其中顯存中的每個像素是到一個稱為調色板的顏色數組的索引值。這些模式因而有時被稱為索引模式。
雖然每次只有256色,但是這256種顏色選自一個選擇大的多的調色板,通常是16兆色。改變調色板中的色彩值可以得到一種動畫效果。視窗95(windows95)和視窗98(windows98)的標誌可能是這類動畫最著名的例子了。
對於超過8位的深度,這些數位就是三個分量(紅綠藍)的各自的數位的總和。一個16位的深度通常分為5位紅色和5位藍色,6位綠色(眼睛對於綠色更為敏感)。
24位的深度一般是每個分量8位。在有些系統中,32位深度也是可選的:這意味著24位的像素有8位額外的數位來描述透明度。在老一些的系統中,4bpp(16色)也是很常見的。 當一個圖像文件顯示在屏幕上,每個像素的數位對於光柵文本和對於顯示器可以是不同的。有些光柵圖像文件格式相對其他格式有更大的色彩深度。
例如GIF格式,其最大深度為8位,而TIFF文件可以處理48位像素。沒有任何顯示器可以顯示48位色彩,所以這個深度通常用於特殊專業應用,例如膠片掃描儀和印表機。這種文件在屏幕上採用24位深度繪製。像素根本只是決定清晰度的一個條件之一,一個相機可以使用2048×1536像素的解析度,通常被稱為有「3.1百萬像素」 (2048 × 1536 = 3,145,728)。

6子像素

很多
800w像素16gb內存

  800w像素16gb內存

顯示器和圖像獲取系統出於不同原因無法顯示或感知同一點的不同色彩通道。這個問題通常通過多個子像素的辦法解決,每個子像素處理一個色彩通道。
例如,LCD顯示器通常將每個像素水平分解位3個子像素。多數LED顯示器將每個像素分解為4個子像素;一個紅,二個綠,和一個藍。多數數碼相機感測器也採用子像素,通過有色濾波器實現。(CRT顯示器也採用紅綠藍熒光點,但是它們和圖像像素並不對齊,因此不能稱為子像素)。
對於有子像素的系統,有兩種不同的處理方式:子像素可以被忽略,將像素作為最小可以存取的圖像元素,或者子像素被包含到繪製計算中,這需要更多的分析和處理時間,但是可以在某些情況下提供更出色的圖像。 后一種方式被用於提高彩色顯示器的外觀解析度。
這種技術,被稱為子像素繪製,利用了像素幾何來分別操縱子像素,對於設為原始解析度的平面顯示器來講最為有效(因為這種顯示器的像素幾何通常是固定的而且是已知的)。這是反走樣的一種形式,主要用於改進文本的顯示。微軟的ClearType,在Windows XP上可用,是這種技術的一個例子。

7兆像素

超高像素手機攝像頭

  超高像素手機攝像頭

個兆像素(megapixel)是一百萬個像素,通常用於表達數碼相機的解析度。
例如,一個相機可以使用2048×1536像素的解析度,通常被稱為有「3.1百萬像素」 (2048 × 1536 = 3,145,728)。 數碼相機使用感光電子器件,或者是耦合電荷設備(CCDs)或者CMOS感測器,它們記錄每個像素的灰度級別。在多數數碼相機中,CCD採用某種排列的有色濾波器,在Bayer濾波器拼合中帶有紅,綠,藍區域,使得感光像素可以記錄單個基色的輝度。
相機對相鄰像素的色彩信息進行插值,這個過程稱為解拼(de-mosaic),然後建立最後的圖像。這樣,一個數碼相機中的x兆像素的圖像最後的彩色解析度最後可能只有同樣圖像在掃描儀中的解析度的四分之一。這樣,一幅藍色或者紅色的物體的圖像傾向於比灰色的物體要模糊。綠色物體似乎不那麼模糊,因為綠色被分配了更多的像素(因為眼睛對於綠色的敏感性)。參看[1]的詳細討論。 作為一個新的發展,Foveon X3 CCD採用三層圖像感測器在每個像素點探測紅綠藍強度。這個結構消除了解拼的需要因而消除了相關的圖像走樣,例如高對比度的邊的色彩模糊這種走樣。

8類似概念

從像素的思想衍生出幾個其它類型的概念,例如體元素(voxel),紋理元素(texel)和曲面元素(surfel),它們被用於其它計算機圖形學和圖像處理應用。

9相關運用

電視像素
電視像素在電視系統中的作用是:
(1)決定圖像清晰度。像素分得越小,畫面的總像素就越多,圖像也就越清晰。
(2)便於圖像的電視傳送。可以用掃描方式逐點順次取出圖像信息,並轉變為可傳送的電信號。
(3)便於電視顯像。無論用什麼形式顯像,都可是用掃描方式逐點還原出像點。
簡介
CCD總像素也是一個相當重要指標,由於各生產廠家採用不同技術,所以其廠家標稱CCD像素並不直接對應相機實際像素,所以購買數碼相機時更要看相機實際所具有總像素數。一般來講總像素水平達到300萬左右就可以滿足一般應用了,一般200萬象素、100萬象素產品也可以滿足低端使用,當然更高象素數碼相機可以得到更高質量照片,有些公司已經開始推出2200萬象素級別普通數碼相機了。

數碼相機

數碼相機的發展變化,在某種意義上說,比人們預料的要快得多。截至2007年底,高像素的相機已經進入一般消費者手中。比如八百萬像素的相機,價格已經不是很高。像素可為3,264X2,448=7,990,272。
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