піксель

Піксель є основним елементом будь-якого дисплея комп’ютера, телефону чи планшета, і для кольорових дисплеїв він складається з трьох основних кольорів світла: червоного, зеленого та синього. Комп’ютерне зображення складається з багатьох тисяч пікселів, розташованих у рядках і стовпцях. Те, як ці окремі пікселі зберігалися в пам’яті комп’ютера чи пристрою та у файлах зображень, змінювалося протягом багатьох років, і ми пояснюємо деякі з цих методів нижче.

Піксель може бути монохромним, у відтінках сірого або кольоровим, і залежно від цього він безпосередньо впливає на обсяг пам’яті комп’ютера чи пристрою, який необхідний для збереження одного пікселя.

Монохромний

У старих комп’ютерних системах, щоб зменшити витрати, вони зазвичай постачалися з монохромними екранами, здатними відображати зелені або чорні пікселі. Це не тільки спростило вимоги до дизайну екрана, але й означало, що піксель міг бути представлений у пам’яті комп’ютера як 0 або 1 (двійковий біт), що мінімізує пам’ять, необхідну для зберігання зображень, оскільки ви можете зберігати 8 пікселів в одному байт пам'яті комп'ютера.

Повнокольорова сцена

Та сама повноколірна сцена, перетворена на чорно-білу

Збільшена частина того самого чорно-білого зображення

Відтінки сірого

Піксель відтінків сірого зазвичай має 256 рівнів сірого, включаючи чорний і білий. 256 можливих значень є результатом використання одного байта пам’яті для збереження значення відтінків сірого. Забезпечення того, що для пікселів у градаціях сірого потрібен лише 1 байт пам’яті, має багато переваг. Окрім зменшення обсягу пам’яті, необхідної для зберігання зображення, це також спрощує обробку цих зображень для розробників програмного забезпечення.

Повнокольорова сцена

Та сама повноколірна сцена, перетворена на градації сірого

256 рівнів сірого, використаних на зображенні

колір

Протягом багатьох років було розроблено декілька методів зберігання кольорових пікселів. Багато з них не мали нічого спільного з будь-якими обмеженнями кольорових екранів, а скоріше з необхідністю мінімізувати обсяг, на той час, дуже дорогої комп’ютерної пам’яті (ОЗП), необхідний для зберігання кольорового зображення, а також обмеження графічного обладнання, наявні в попередніх комп’ютерах.

Палітри

На початку комп’ютерної техніки, щоб забезпечити ефективне використання пам’яті та підтримувати обмеження графічного обладнання, кольорове зображення можна було вказати за допомогою кольорових палітр певного розміру. Ці палітри часто складаються з 2, 4, 8, 16 і 256 кольорів. Ці кольори часто беруть із значно більшої кількості доступних кольорів. Можна було використовувати різні алгоритми, наприклад Дизерінг Флойда-Стейнберга щоб зробити повноколірну фотографію, яка часто містить тисячі кольорів, і зменшити її до 256-кольорової палітри та зберегти дуже хорошу якість зображення. Це саме той метод, який використовують старіші формати зображень, наприклад GIF.

Повнокольорова сцена

Та сама повноколірна сцена, зменшена до палітри з 256 кольорів

Використана палітра з 256 кольорів

Повний колір

Оскільки час йшов вперед і пам’ять пристрою збільшувалася в об’ємі та знижувалася ціна, разом із постійним покращенням апаратної продуктивності пристрою в цілому, використання колірних палітр для зменшення обсягу пам’яті, необхідного для зберігання зображення, стало менш важливим. Це призвело до того, що пікселі в сучасних форматах зображень зберігаються у висококольоровому форматі 1 байт для червоного, 1 байт для зеленого та 1 байт для синіх елементів, даючи повнокольоровому пікселю діапазон приблизно 16,7 мільйонів кольорів.

Це покращило апаратну потужність і продуктивність пристрою, але усунення потреби в палітрах не звільнило від необхідності зменшувати обсяг простору, необхідного для зберігання зображення. І тому формати зображень, які пропонуються втрати і без втрат Параметри стиснення були створені для зменшення розміру зображення без необхідності вдаватися до палітр.