Пиксел

Пи́ксел (иногда пи́ксель,^[1] англ. pixel, сокр. от англ. PICture'S ELement или англ. PICture CELL, элемент изображения) — наименьшая единица двухмерного цифрового изображения, широко используется в растровой графике, в характеристике основного элемента фотосенсоров матрицах (фото) и дисплеев, мониторов. Пиксел представляет собой неделимый объект прямоугольной (обычно квадратной) формы, каждому пикселю присваивается определённый цвет. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселов, расположенных по строкам и столбцам.

Пиксел и цифрография[править | править код]

Рис.1,Схема субпикселей ПЗС-матрицы с карманом n-типа (на примере красного, зелёного фотодетекторов, накрытых фильтром Байера, состоящей из ячеек цветных RGB фотодиодов (пикселей), каждый из которых занимает свою площадь на матрице)

Рис.2,Схема фотодиода (трехпиксельного фотоприёмника) Foveon X3, где все RGB (без светофильтров) фотоприёмники расположены в одной функциональной единице - одном фотодатчике

Каждый пиксел трансформируемого 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).

Также пиксел — это наименьшая единица растрового изображения, получаемого с помощью графических систем вывода информации (компьютерные мониторы, принтеры и т. д.). Разрешение такого устройства определяет количество пикселов выводимого изображения по горизонтали и по вертикали (например, режим VGA — 640×480).

Так как цифровая фотогрфия основана на применении фотосенсоров, состоящих из матрица (фото), где основным элементом является пиксел, то при попадании фотонов на пиксел, в нём генерируются носители заряда (электрон и дырка), которые изменяют напряжение. Создающиеся отдельные потенциалы (аналоговых сигналов) обрабатываются в АЦП — (в камерах с цифровой обработкой сигнала) и полученные данные, сохраняются и выводятся из камеры. Т.е. каждый пиксел (фотодтод) выполняет свои функции. При этом количество фотодиодов часто не совпадает с количеством пикселей. Если фотодиод материальная, постоянная единица матрицы (фото) — главного элемента фотосенсора, то пиксель — функциональная единица фотосенсора, а фотодиод — матрицы (фото). Например, в цифровых фотокамерах Sigma SD15 (матрица Фотосенсора Foveon X3-сенсор) состоит из фотодитодов, содержащих три пикселя RGB, расположенных в трех уровнях один под одним каждый, не накрытых светофильтрами и представляют собой ячейку фотосенсора. Можно сказать три пикселя объеденены в один Фотодиод. Откуда, фотсенсор по площади занимает в три раза меньше места и работает в режиме образования цветного изображения как цветная фотоплёнка , т.е. в аналоговом режиме. Кроме того она позволяет регулировку размера фотодиода (из 3-х пикселей). Так, из нескольких фотодиодов формируется один увеличенный фотодиод. Это регулирует количество работающих фотодиодов. С увеличеним размера фотодиода получаем возможеость увеличивать объем получаемой информации увеличенного фотоприёмника, что важно при работе в условиях низкой освещенности или при портретной съемке и др. В данном случае настроенный фотодатчик дает низкие шумы и хоршее качество получаемых изображений.^[2]

В общем, от количества пикселов у матриц с фильтром Байера и количества фотодиодов (в инструкциях обычно в рекламных целях фирма Sigma в фотокамере Sigma SD15 показывает общее количество пикселей = утроенному количеству фотодиодов) зависит детальность изображения.

Интерполяция дискретного растрового изображения[править | править код]

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. Дискретность изображения при этом несколько маскируется, но степень реальной детализации не возрастает, так как для обеспечения плавного перехода между исходными пикселами просто добавляются новые, значение (цвет) которых вычисляется на основании соседних пикселов из исходного изображения.