Pixel

Pixel je základním prvkem jakéhokoli displeje počítače, telefonu nebo tabletu a v případě barevných displejů se skládá ze tří základních barev světla: červené, zelené a modré. Počítačový obraz se skládá z mnoha tisíc pixelů uspořádaných do řádků a sloupců. Způsob, jakým byly tyto jednotlivé pixely uloženy v paměti počítače nebo zařízení a v obrazových souborech, se v průběhu let vyvíjel a některé z těchto metod vysvětlíme níže.

Pixel může být buď monochromatický, ve stupních šedi nebo barevný a v závislosti na tom má přímý vliv na množství paměti počítače nebo zařízení potřebné k uložení jednoho pixelu.

Černobílý

Na starších počítačových systémech byly kvůli snížení nákladů obvykle dodávány s monochromatickými obrazovkami schopnými zobrazovat zelené nebo černé pixely. Nejenže to zjednodušilo požadavky na design obrazovky, ale také to znamenalo, že pixel mohl být v paměti počítače reprezentován buď jako 0 nebo 1 (binární bit), což by minimalizovalo paměť potřebnou k ukládání obrázků, protože byste mohli uložit 8 pixelů do jednoho byte paměti počítače.

Plnobarevná scéna

Stejná plnobarevná scéna převedená na černobílou

Přiblížená část stejného černobílého obrázku

Stupně šedi

Pixel ve stupních šedi je pixel, který může mít obvykle 256 úrovní šedé, včetně černé a bílé. 256 možných hodnot je výsledkem použití jednoho bajtu paměti k uložení hodnoty ve stupních šedi. Zajištění, že pixel ve stupních šedi potřebuje pouze 1 bajt paměti, má mnoho výhod. Kromě snížení paměti potřebné k uložení obrázku je také pro vývojáře softwaru relativně snadné tyto obrázky zpracovat.

Plnobarevná scéna

Stejná plnobarevná scéna převedená na stupně šedi

256 úrovní šedi použitých na obrázku

Barva

Existuje několik metod, které byly v průběhu let vyvinuty pro ukládání barevných pixelů. Mnoho z nich nemělo nic společného s žádnými omezeními barevných obrazovek, ale spíše s potřebou minimalizovat množství v té době velmi drahé počítačové paměti (RAM).

Palety

V počátcích výpočetní techniky, aby se zajistilo efektivní využití paměti a aby se podpořila omezení grafického hardwaru, mohl být barevný obraz specifikován pomocí barevných palet určité velikosti. Tyto velikosti palet by často měly velikost 2, 4, 8, 16 a 256 barev. Tyto barvy by byly často převzaty z mnohem většího souboru dostupných barev. Bylo možné použít různé algoritmy, jako např Floyd-Steinberg dithering pořídit plnobarevnou fotografii, často obsahující tisíce barev, a zmenšit ji tak, aby se vešla do 256barevné palety a stále si zachovala velmi dobrou kvalitu obrazu. Přesně tento způsob používají starší obrazové formáty, jako např GIF.

Plnobarevná scéna

Stejná plnobarevná scéna zmenšená na paletu 256 barev

Použitá paleta 256 barev

Plná barva

Jak čas pokročil a paměť zařízení rostla jak v kapacitě, tak ve snižování ceny, spolu s konzistentním zlepšováním výkonu hardwaru zařízení obecně, používání barevných palet ke snížení množství paměti potřebné k uložení obrazu se stalo méně důležité. To vedlo k tomu, že pixely v moderních obrazových formátech byly uloženy ve vysoce barevném formátu 1 bajt pro červenou, 1 bajt pro zelenou a 1 bajt pro modré prvky, což dává plnobarevnému pixelu rozsah zhruba 16,7 milionů barev.

Tím se zlepšila kapacita a výkon hardwaru zařízení, ale odstranění potřeby palet neodstranilo potřebu snižovat množství místa potřebného pro uložení obrazu. A tak obrazové formáty, které nabízí ztrátový a bezztrátový byly vytvořeny možnosti komprese, aby se zmenšila velikost obrázku bez nutnosti používat palety.