Pixel

Un pixel è l'elemento base del display di qualsiasi computer, telefono o tablet e, per i display a colori, è composto dai tre colori primari della luce: rosso, verde e blu. Un'immagine del computer è composta da molte migliaia di pixel disposti in righe e colonne. Il modo in cui questi singoli pixel sono stati archiviati nella memoria del computer o del dispositivo e nei file di immagine si è evoluto nel corso degli anni e di seguito spieghiamo alcuni di questi metodi.

Un pixel può essere monocromatico, in scala di grigi o a colori e, a seconda di ciò, ha un effetto diretto sulla quantità di memoria del computer o del dispositivo necessaria per archiviare un singolo pixel.

Monocromo

Sui sistemi informatici più vecchi, per ridurre i costi, venivano generalmente forniti con schermi monocromatici in grado di visualizzare pixel verdi o neri. Ciò non solo ha semplificato i requisiti di progettazione dello schermo, ma ha anche significato che un pixel poteva essere rappresentato nella memoria del computer come 0 o 1 (bit binario) che ridurrebbe al minimo la memoria necessaria per archiviare le immagini poiché potresti archiviare 8 pixel in un singolo byte della memoria del computer.

Una scena a colori

La stessa scena a colori convertita in bianco e nero

Una porzione ingrandita della stessa immagine in bianco e nero

Scala di grigi

Un pixel in scala di grigi è un pixel che in genere può avere 256 livelli di grigio, inclusi bianco e nero. I 256 valori possibili sono il risultato dell'utilizzo di un singolo byte di memoria per memorizzare il valore della scala di grigi. Garantire che un pixel in scala di grigi richieda solo 1 byte di memoria presenta molti vantaggi. Oltre a ridurre la memoria necessaria per archiviare l'immagine, rende anche relativamente semplice per gli sviluppatori di software l'elaborazione di queste immagini.

Una scena a colori

La stessa scena a colori convertita in scala di grigi

I 256 livelli di grigio utilizzati nell'immagine

Colore

Nel corso degli anni sono stati sviluppati diversi metodi per memorizzare i pixel a colori. Molti di questi non hanno nulla a che fare con i vincoli degli schermi a colori, ma piuttosto con la necessità di ridurre al minimo la quantità di memoria del computer, all'epoca molto costosa (RAM) necessario per memorizzare un'immagine a colori, oltre alle limitazioni dell'hardware grafico presente nei computer precedenti.

Tavolozze

Agli albori dell'informatica, per garantire un utilizzo efficiente della memoria e per supportare le limitazioni dell'hardware grafico, un'immagine a colori poteva essere specificata con tavolozze di colori di determinate dimensioni. Queste dimensioni della tavolozza sarebbero spesso di 2, 4, 8, 16 e 256 colori. Questi colori verrebbero spesso presi da un pool molto più ampio di colori disponibili. Era possibile utilizzare algoritmi diversi, come ad esempio Floyd-Steinberg esitazione per scattare una foto a colori, spesso comprendente migliaia di colori, e ridurla per adattarla a una tavolozza di 256 colori e mantenere comunque un'ottima qualità dell'immagine. Questo è esattamente il metodo utilizzato dai formati di immagine più vecchi, come GIF.

Una scena a colori

La stessa scena a colori ridotta a una tavolozza di 256 colori

La tavolozza di 256 colori utilizzata

Pieno di colori

Con l'avanzare del tempo e l'aumento della capacità e la riduzione del prezzo della memoria del dispositivo, insieme ai miglioramenti costanti delle prestazioni hardware del dispositivo in generale, l'uso delle tavolozze dei colori per ridurre la quantità di memoria necessaria per archiviare un'immagine è diventato meno importante. Ciò ha portato i pixel nei formati di immagine moderni a essere archiviati in un formato a colori elevati di 1 byte per il rosso, 1 byte per il verde e 1 byte per gli elementi blu, fornendo a un pixel a colori una gamma di circa 16,7 milioni di colori.

Ciò ha migliorato la capacità e le prestazioni dell'hardware del dispositivo, ma l'eliminazione della necessità delle tavolozze non ha eliminato la necessità di ridurre la quantità di spazio necessaria per archiviare l'immagine. E quindi i formati di immagine che offrono con perdita E senza perdita sono state create opzioni di compressione per ridurre le dimensioni dell'immagine senza dover ricorrere alle tavolozze.