Pixel

Een pixel is het basiselement van elk computer-, telefoon- of tabletscherm en bestaat voor kleurenschermen uit de drie primaire kleuren licht: rood, groen en blauw. Een computerbeeld bestaat uit vele duizenden pixels, gerangschikt in rijen en kolommen. De manier waarop deze individuele pixels zijn opgeslagen in het computer- of apparaatgeheugen en de afbeeldingsbestanden is in de loop der jaren geëvolueerd. Hieronder leggen we enkele van deze methoden uit.

Een pixel kan monochroom, grijstinten of kleur zijn en afhankelijk hiervan heeft deze een direct effect op de hoeveelheid computer- of apparaatgeheugen die nodig is om een ​​enkele pixel op te slaan.

Monochroom

Op oudere computersystemen werden ze, om de kosten te verlagen, doorgaans geleverd met monochrome schermen die groene of zwarte pixels konden weergeven. Dit vereenvoudigde niet alleen de ontwerpvereisten van het scherm, maar betekende ook dat een pixel in het geheugen van de computer kon worden weergegeven als een 0 of 1 (binair beetje) waardoor het geheugen dat nodig is om afbeeldingen op te slaan tot een minimum wordt beperkt, aangezien u 8 pixels in één enkele zou kunnen opslaan byte van computergeheugen.

Een scène in kleur

Dezelfde full-colour scène omgezet naar zwart-wit

Een ingezoomd gedeelte van hetzelfde zwart-witbeeld

Grijstinten

Een grijswaardenpixel is een pixel die doorgaans 256 grijsniveaus kan hebben, inclusief zwart en wit. De 256 mogelijke waarden zijn het resultaat van het gebruik van één enkele geheugenbyte om de grijswaardenwaarde op te slaan. Ervoor zorgen dat een grijswaardenpixel slechts 1 byte geheugen nodig heeft, heeft veel voordelen. Naast dat er minder geheugen nodig is om de afbeelding op te slaan, wordt het voor softwareontwikkelaars ook relatief eenvoudig om deze afbeeldingen te verwerken.

Een scène in kleur

Dezelfde full-color scène omgezet in grijstinten

De 256 grijsniveaus die in de afbeelding worden gebruikt

Kleur

Er zijn in de loop der jaren verschillende methoden ontwikkeld voor het opslaan van kleurpixels. Veel hiervan hebben niets te maken met de beperkingen van kleurenschermen, maar eerder met de noodzaak om de hoeveelheid, destijds, zeer duur computergeheugen te minimaliseren (RAM) die nodig zijn om een ​​kleurenafbeelding op te slaan, evenals de beperkingen van de grafische hardware die op eerdere computers te vinden was.

Paletten

Om efficiënt geheugengebruik te garanderen en de beperkingen van de grafische hardware te ondersteunen, kon in de begindagen van de computer een kleurenafbeelding worden gespecificeerd met kleurenpaletten van bepaalde grootte. Deze paletformaten zijn vaak 2, 4, 8, 16 en 256 kleuren groot. Deze kleuren zijn vaak afkomstig uit een veel grotere verzameling beschikbare kleuren. Het was mogelijk om verschillende algoritmen te gebruiken, zoals Floyd-Steinberg aarzelt om een ​​kleurenfoto te maken, die vaak uit duizenden kleuren bestaat, en deze te verkleinen zodat deze binnen een palet van 256 kleuren past en toch een zeer goede beeldkwaliteit behoudt. Dit is precies de methode die wordt gebruikt door oudere afbeeldingsformaten, zoals GIF.

Een scène in kleur

Dezelfde full-color scène teruggebracht tot een palet van 256 kleuren

Het gebruikte 256-kleurenpalet

Volle kleur

Naarmate de tijd voortschreed en het apparaatgeheugen zowel in capaciteit toenam als in prijs daalde, samen met consistente verbeteringen in de hardwareprestaties van apparaten in het algemeen, is het gebruik van kleurenpaletten om de hoeveelheid geheugen die nodig is om een ​​afbeelding op te slaan, minder belangrijk geworden. Dit heeft ertoe geleid dat pixels in moderne beeldformaten worden opgeslagen in een hoogkleurenformaat van 1 byte voor rood, 1 byte voor groen en 1 byte voor de blauwe elementen, waardoor een full-color pixel een bereik heeft van ongeveer 16,7 miljoen kleuren.

Dit verbeterde de hardwarecapaciteit en prestaties van het apparaat, maar het wegnemen van de noodzaak voor paletten nam niet de noodzaak weg om de hoeveelheid ruimte die nodig is om de afbeelding op te slaan te verminderen. En dus beeldformaten die bieden verliesgevend En verliesvrij Er zijn compressieopties gemaakt om de afbeeldingsgrootte te verkleinen zonder gebruik te hoeven maken van paletten.