Всевозможные объявления по продаже мониторов, цифровых камер очень часто используют слово «пиксель». Сейчас даже мобильные телефоны считаются устаревшими, если не могут похвастаться мегапиксельной камерой. Но что стоит за этим техническим термином?

Блок пикселей или сокращенно MPx был принят для обозначения 1 миллиона пикселей. Со своей стороны, «пиксель» (пиксел) происходит от сочетания piсture cell (элемент изображения), это основной элемент в компьютерной графике. Если вы откроете любой цифровой файл изображения, а затем начнете увеличивать масштаб, то в один момент оно потеряет свое качество и будет пикселизировано. Теперь вы сможете увидеть невооруженным глазом множество различных цветных точек (пикселей), из которых оно состоит. Реально, пиксель не является ни круглой ни квадратной точкой, а, скорее, его можно рассматривать как абстрактный шаблон. Он может иметь различную яркость, в зависимости от цветовой схемы, и три или четыре значения цвета: стандартный красный, зеленый и синий (red, green, blue или RGB). Короче говоря, пиксель является наименьшим элементом изображения. Но это определение в значительной степени зависит от контекста. Например, можно говорить о печатных пикселях на бумаге, о цифровых значениях, которые составляют пиксели дисплея или цифровой камеры (фотоэлементы).

Термины «точек на дюйм» (DPI) и «пикселей на дюйм» (PPI) иногда используются как синонимы, но имеют разные значения, особенно для бумаги, где DPI единицы обозначают разрешение принтера или размер точки краски, с которой может работать устройство. Для большей ясности можно привести пример, изображения высокого качества могут быть напечатаны со скоростью 300 PPI и 720 DPI. Другой пример связан с размером и разрешением монитора. На дисплее такого же размера, который может отображать до 800 х 600 режиме и 1024 х 768, во втором случае значение PPI выше. Вообще говоря, чем больше пикселей имеет графическое изображение, тем ближе его качество к оригиналу.

Другое значение связанное с этим термином – это бит на пиксель. Он относится к точности, которая определяет цвет, и, как правило, чем она выше, тем лучше качество. Например, 8-битный пиксель имеет возможность кодирования 256 цветов (2^8), а 24-битный цвет уже 16 777 216 (или 2^24). При глубине более 8 бит значение делится между тремя компонентами RGB. 16-битный пиксель использует 5 бит для красного и синего и 6 бит для зеленого.

В некоторых случаях возникает невозможность отображения всех цветовых канала одновременно, так что используются суб-пиксели. Например, ЖК-дисплей обычно делится на три суб-пикселя пиксели по горизонтали, а светодиоды-индикаторы разделяют его на четыре: зеленый, красный и два синих. Большинство датчиков в цифровых камерах также работать с суб-пикселями с использованием светофильтров.

Вернемся к термину «мегапиксельные». Он используется как для характеристики количества пикселей в изображении, так и для обозначения числа элементов датчика в цифровых камерах. Например, про камеру, имеющую 2048 x 1536 элементов в датчике, принято говорить, что она 3,1-мегапиксельная (2048 х 1536 = 3 145 728). Цифровые камеры высокого разрешения с ПЗС или КМОП-датчиками построены из большого числа отдельных элементов датчика. Каждый элемент может записывать интенсивность только одного светлого цвета (красный, зеленый или синий) с использованием мозаики фильтра Байера, созданный доктором Bryce Bayer из Eastman Kodak Company. Отношение цветов в этом фильтре составляет 50% зеленого, 25% красных и 25% синего, поэтому называется также RGBG или GRGB. Bayer теперь почти всеобщий стандарт на потребительских цифровых камерах, но есть и альтернативы. CYGM (голубой, желтый, зеленый и пурпурный) фильтр обеспечивает более точную информацию об освещении, но в ущерб точности цветопередачи.

Кроме того, существует сенсор Foveon X3. Его конструкция основана на аналогичной технологии и слоев старых магнитных пленок. Три слоя пикселей одновременно могут принимать все цветовые потоки без потери информации.