En imágenes digitales , un píxel (abreviado px ), pel , [1] o elemento de imagen [2] es el elemento direccionable más pequeño en una imagen rasterizada , o el elemento direccionable más pequeño en un dispositivo de visualización de matriz de puntos . En la mayoría de los dispositivos de visualización digital , los píxeles son el elemento más pequeño que se puede manipular mediante software.
Cada píxel es una muestra de una imagen original o sintética; 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 suele estar representado 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 ), píxel se refiere a un único elemento escalar de una representación de múltiples componentes (llamado fotosito en el contexto del sensor de la cámara, aunque a veces se usa sensel ' elemento sensor ' ), [3] mientras en otros contextos (como la resonancia magnética) puede referirse a un conjunto de intensidades de componentes para una posición espacial.
El software de las primeras computadoras de consumo se renderizaba necesariamente a baja resolución, con píxeles grandes visibles a simple vista; Los gráficos realizados bajo estas limitaciones pueden denominarse pixel art , especialmente en referencia a los videojuegos. Sin embargo, las computadoras y pantallas modernas pueden generar fácilmente órdenes de magnitud de más píxeles de lo que antes era posible, lo que requiere el uso de medidas grandes como el megapíxel (un millón de píxeles).
La palabra píxel es una combinación de pix (de "imágenes", abreviado a "fotos") y el (de " elemento "); formaciones similares con ' el' incluyen las palabras voxel [4] ' píxel de volumen ' y texel ' píxel de textura ' . [4] La palabra pix apareció en los titulares de la revista Variety en 1932, como abreviatura de la palabra imágenes , en referencia a películas. [5] En 1938, los fotoperiodistas utilizaban "pix" en referencia a fotografías fijas. [6]
La palabra "píxel" fue publicada por primera vez en 1965 por Frederic C. Billingsley del JPL , para describir los elementos de las imágenes escaneadas desde sondas espaciales a la Luna y Marte. [7] Billingsley había aprendido la palabra de Keith E. McFarland, en la División Link de General Precision en Palo Alto , quien a su vez dijo que no sabía dónde se originaba. 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 diversas etimologías, la primera publicación del término elemento de imagen fue en la revista Wireless World en 1927, [8] aunque se había utilizado anteriormente en varias patentes estadounidenses presentadas ya en 1911. [9]
Algunos autores explican el píxel como una celda de imagen, ya en 1972. [10] En gráficos y en el procesamiento de imágenes y vídeos, a menudo se utiliza pel en lugar de píxel . [11] Por ejemplo, IBM lo usó en su Referencia técnica para la PC original .
La pixilación , escrita con una segunda i , es una técnica cinematográfica no relacionada que se remonta a los inicios del cine, en la que actores en vivo posan fotograma a fotograma y se fotografían para crear una animación stop-motion. Una palabra británica arcaica que significa "posesión por espíritus ( duendecillos )", 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 su popularización. [12]
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, muestra, byte, bit, punto y punto. Los píxeles se pueden utilizar como unidad de medida, como por ejemplo: 2400 píxeles por pulgada, 640 píxeles por línea o con una separación de 10 píxeles.
Las medidas " puntos por pulgada " (ppp) y " píxeles por pulgada " (ppi) a veces se usan indistintamente, pero tienen significados distintos, especialmente para dispositivos de impresión, donde el ppp es una medida de la densidad de puntos de la impresora (por ejemplo, una gota de tinta). colocación. [13] Por ejemplo, una imagen fotográfica de alta calidad se puede imprimir con 600 ppp en una impresora de inyección de tinta de 1200 ppp. [14] Números de ppp incluso más altos, como los 4800 ppp citados por los fabricantes de impresoras desde 2002, no significan mucho en términos de resolución alcanzable . [15]
Cuantos más píxeles se utilicen para representar una imagen, más se parecerá el resultado al original. La cantidad de píxeles de una imagen a veces se denomina resolución, aunque la resolución tiene una definición más específica. El recuento de píxeles se puede expresar como un solo número, como en una cámara digital de "tres megapíxeles", que tiene tres millones de píxeles nominales, 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 archivo JPEG utilizado en una página web) pueden o no tener una correspondencia uno a uno con los píxeles de la pantalla, dependiendo de cómo una computadora muestre una imagen. En informática, una imagen compuesta por píxeles se conoce como imagen de mapa de bits o imagen rasterizada . La palabra trama se origina en los patrones de escaneo de televisión y se ha utilizado ampliamente para describir técnicas similares de impresión y almacenamiento de medios tonos .
Por conveniencia, los píxeles normalmente están dispuestos en una cuadrícula bidimensional regular . Al utilizar 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, y algunos patrones de muestreo incluso cambian la forma (o núcleo ) de cada píxel en la imagen. Por este motivo, 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:
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 se compone de tríadas , y el número de estas tríadas determina la resolución nativa. En algunos monitores CRT , la velocidad 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 velocidad de barrido de haz fija, lo que significa que no tienen ninguna resolución nativa; en cambio, 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 pantalla de la computadora coincida con la resolución nativa del monitor.
La escala de píxeles utilizada en astronomía es la distancia angular entre dos objetos en el cielo que caen a un píxel de distancia en el detector (CCD o chip de infrarrojos). La escala s medida en radianes es la relación entre la separación entre píxeles p y la distancia focal f de la óptica anterior, 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 s generalmente se expresa en unidades de segundos de arco por píxel, debido a que 1 radian es igual a (180/π) × 3600 ≈ 206,265 segundos de arco, y debido a que las longitudes focales a menudo se dan en milímetros y los tamaños de píxel en micrómetros, lo que produce otro factor de 1000, la fórmula a menudo se cita como s = 206 p / f .
La cantidad de colores distintos que puede representar un píxel depende de la cantidad de bits por píxel (bpp). Una imagen de 1 bpp utiliza 1 bit por 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:
Para profundidades de color de 15 o más bits por píxel, la profundidad normalmente es 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 errores en verde que en los otros dos colores primarios. Para aplicaciones que involucran transparencia, los 16 bits se pueden dividir en cinco bits de rojo, verde y azul, quedando un bit para transparencia. Una profundidad de 24 bits permite 8 bits por componente. En algunos sistemas, está disponible una profundidad de 32 bits: esto significa que cada píxel de 24 bits tiene 8 bits adicionales para describir su opacidad (con el fin de combinarlo con otra imagen).
Muchos sistemas de visualización y adquisición de imágenes no son capaces de visualizar 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 LCD, LED y de plasma, estas regiones de un solo color son elementos direccionables por separado, que se conocen como subpíxeles , principalmente colores RGB . [18] 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 , ya que son los elementos direccionables básicos desde el punto de vista del hardware y, por lo tanto, se utilizan circuitos de píxeles en lugar de circuitos 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 Bayer , y en la industria de las cámaras estos se conocen como píxeles , al igual que en la industria de las pantallas, no como subpíxeles .
Para sistemas con subpíxeles, se pueden adoptar dos enfoques diferentes:
Este último enfoque, denominado renderizado de subpíxeles , utiliza el conocimiento de la geometría de los píxeles para manipular los tres subpíxeles de colores por separado, produciendo un aumento en la resolución aparente de las pantallas en color. Si bien las pantallas CRT utilizan 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 la trama de píxeles mostrada, por lo que las pantallas CRT no utilizan representación de subpíxeles.
El concepto de subpíxeles está relacionado con las muestras .
En gráficos, diseño web e interfaces de usuario, un "píxel" puede referirse a una longitud fija en lugar de un píxel real en la pantalla para adaptarse a diferentes densidades de píxeles . Una definición típica, como en CSS , es que un píxel "físico" mide 1 ⁄ 96 pulgadas (0,26 mm). Al hacerlo, se garantiza que un elemento determinado se mostrará con el mismo tamaño sin importar la resolución de pantalla que lo vea. [19]
Sin embargo, puede haber algunos ajustes adicionales entre un píxel "físico" y un píxel lógico en pantalla. A medida que las pantallas se ven a diferentes distancias (considere un teléfono, una pantalla de computadora y un televisor), la longitud deseada (un "píxel de referencia") se escala en relación con una distancia de visualización de referencia (28 pulgadas (71 cm) en CSS). Además, como las densidades reales de píxeles de la pantalla rara vez son múltiplos de 96 ppp, a menudo se aplica algo de redondeo para que un píxel lógico sea una cantidad entera de píxeles reales. Al hacerlo, se evitan artefactos de renderizado. El "píxel" final obtenido después de estos dos pasos se convierte en el "ancla" en el que se basan todas las demás medidas absolutas (por ejemplo, el "centímetro"). [20]
Ejemplo resuelto, con un televisor 2160p de 30 pulgadas (76 cm) colocado a 56 pulgadas (140 cm) de distancia del espectador:
Luego, un navegador optará por utilizar el tamaño de 1,721 × píxeles o redondearlo a una proporción de 2 ×.
Un megapíxel ( MP ) es un millón de píxeles; El término se utiliza no sólo para el número de píxeles de una imagen, sino también para expresar el número de elementos del sensor de imagen de las cámaras digitales o el número de elementos de visualización de las pantallas digitales . Por ejemplo, una cámara que crea una imagen de 2048 × 1536 píxeles (3.145.728 píxeles de imagen terminada) normalmente utiliza unas pocas filas y columnas adicionales de elementos sensores y comúnmente se dice que tiene "3,2 megapíxeles" o "3,4 megapíxeles", dependiendo de si El número informado es el recuento de píxeles "efectivo" o "total". [21]
El píxel 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 componentes electrónicos fotosensibles, ya sea dispositivos de carga acoplada (CCD) o sensores de imagen semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS), que constan de una gran cantidad de elementos sensores individuales, cada uno de los cuales registra un nivel de intensidad medido. En la mayoría de las cámaras digitales, el conjunto de sensores está cubierto con un mosaico de filtros de color estampado que tiene regiones rojas, verdes y azules en la disposición del filtro Bayer para que cada elemento del sensor pueda registrar la intensidad de un único color primario de luz. La cámara interpola la información de color de los elementos sensores vecinos, mediante un proceso llamado demosaicing , para crear la imagen final. Estos elementos sensores suelen denominarse "píxeles", aunque sólo registran un canal (sólo rojo, verde o azul) de la imagen en color final. Así, dos de los tres canales de color de cada sensor deben interpolarse y una cámara llamada de N megapíxeles , que produce una imagen de N megapíxeles, proporciona sólo 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 borrosos 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 combina con una lente en particular, a diferencia del MP que un fabricante indica 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 que los fotógrafos deben considerar al sopesar la nitidez de la cámara. [22] 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 [ se necesita aclaración ] más de un tercio del sensor de 36,3 MP de la D800. [23] En agosto de 2019, Xiaomi lanzó el Redmi Note 8 Pro como el primer teléfono inteligente del mundo con una cámara de 64 MP. [24] El 12 de diciembre de 2019, Samsung lanzó el Samsung A71 que también tiene una cámara de 64 MP. [25] A finales de 2019, Xiaomi anunció el primer teléfono con cámara con sensor de 108 MP 1/1,33 pulgadas de ancho. El sensor es más grande que la mayoría de las cámaras puente con un sensor de 1/2,3 pulgadas de ancho. [26]
Se ha introducido un nuevo método para agregar megapíxeles en una cámara con 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 a ellos. Usando un trípode para tomar múltiples tomas niveladas dentro de una instancia, las múltiples imágenes de 16 MP se generan en una imagen unificada de 64 MP. [27]
Estas células suelen denominarse vóxeles (elementos de volumen), en analogía con los píxeles.
impresora puntos por pulgada píxeles por pulgada.