Pixel

A pixel minden számítógép, telefon vagy táblagép kijelzőjének alapeleme, és a színes kijelzők esetében a fény három elsődleges színéből áll: piros, zöld és kék. A számítógépes kép sok ezer képpontból áll, sorokba és oszlopokba rendezve. Az évek során fejlődött, hogyan tárolták ezeket az egyes képpontokat a számítógép vagy az eszköz memóriájában és a képfájlokban, és az alábbiakban néhány ilyen módszert ismertetünk.

Egy pixel lehet monokróm, szürkeárnyalatos vagy színes, és ettől függően közvetlen hatással van az egyetlen képpont tárolásához szükséges számítógép- vagy eszközmemória mennyiségére.

Monokróm

A régebbi számítógépes rendszereken a költségek csökkentése érdekében jellemzően monokróm képernyőkkel látták el őket, amelyek akár zöld, akár fekete pixeleket tudtak megjeleníteni. Ez nemcsak leegyszerűsítette a képernyő tervezési követelményeit, hanem azt is jelentette, hogy egy pixel a számítógép memóriájában 0-val vagy 1-gyel ábrázolható (bináris bit), amely minimálisra csökkenti a képek tárolásához szükséges memóriát, mivel egyetlen képponton belül 8 képpontot tárolhat byte számítógép memóriájából.

Színes jelenet

Ugyanaz a színes jelenet fekete-fehérre konvertálva

Ugyanannak a fekete-fehér képnek nagyított része

Szürkeárnyalatos

A szürkeárnyalatos pixel általában 256 szürkeségi szinttel rendelkezik, beleértve a fekete-fehéret is. A 256 lehetséges érték egyetlen memóriabájt eredménye a szürkeárnyalatos érték tárolására. Annak biztosítása, hogy egy szürkeárnyalatos képpont csak 1 bájt memóriát igényel, számos előnnyel jár. A kép tárolásához szükséges memória csökkentése mellett viszonylag egyszerűvé teszi a szoftverfejlesztők számára a képek feldolgozását.

Színes jelenet

Ugyanaz a színes jelenet szürkeárnyalatossá konvertálva

A képen használt 256 szürkeségi szint

Szín

Az évek során számos módszert fejlesztettek ki a színes pixelek tárolására. Ezek közül soknak semmi köze nincs a színes képernyők korlátaihoz, hanem az akkoriban nagyon drága számítógépmemória mennyiségének minimalizálásának szükségességéhez (RAM) szükséges a színes kép tárolásához, valamint a korábbi számítógépeken található grafikus hardver korlátai.

Paletták

A számítástechnika kezdeti napjaiban a hatékony memóriahasználat biztosítása és a grafikus hardver korlátainak támogatása érdekében a színes képet meghatározott méretű színpalettákkal lehetett megadni. Ezek a palettaméretek gyakran 2, 4, 8, 16 és 256 színből állnak. Ezeket a színeket gyakran a rendelkezésre álló színek sokkal nagyobb készletéből veszik. Különféle algoritmusokat lehetett használni, mint pl Floyd–Steinberg dithering színes fénykép készítéséhez, amely gyakran több ezer színt tartalmaz, és ezt lecsökkenti, hogy beleférjen egy 256 színpalettába, és továbbra is nagyon jó képminőség maradjon. Pontosan ezt a módszert használják a régebbi képformátumok, mint pl GIF.

Színes jelenet

Ugyanez a színes jelenet 256 színpalettára redukálva

A használt 256 színpaletta

Teljes szín

Az idő előrehaladtával és az eszközmemória kapacitásának növekedésével és árának csökkenésével, valamint az eszköz hardverteljesítményének általános javulásával párhuzamosan, a színpaletták használata a kép tárolásához szükséges memória mennyiségének csökkentése érdekében kevésbé fontos. Ez oda vezetett, hogy a modern képformátumok képpontjait magas színárnyalatú formátumban tárolják: 1 bájt a piros, 1 bájt zöld, 1 bájt pedig kék elemek, így egy teljes színű pixel nagyjából 16,7 millió színtartományt biztosít.

Ez javította az eszköz hardveres kapacitását és teljesítményét, de a paletták iránti igény megszüntetése nem szüntette meg a kép tárolásához szükséges hely mennyiségének csökkentését. És így a kínált képformátumok veszteséges és veszteségmentes tömörítési beállításokat hoztak létre a kép méretének csökkentésére anélkül, hogy palettákat kellett volna igénybe venni.