原始和邏輯像素
因為多數計算機顯示器的解析度可以通過計算機的操作系統來調節,顯示器的像素解析度可能不是壹個絕對的衡量標準。 現代液晶顯示器按設計有壹個原始解析度,它代表像素和三元素組之間的完美匹配。(陰極射線管也是用紅-綠-藍熒光三元素組,但是它們和圖像像素並不重合,因此和像素無法比較)。 對於該顯示器,原始解析度能夠產生最精細的圖像。但是因為用戶可以調整解析度,顯示器必須能夠顯示其它解析度。非原始解析度必須通過在液晶屏幕上擬合重新采樣來實現,要使用插值算法。這經常會使屏幕看起來破碎或模糊。例如,原始解析度為1280×1024的顯示器在解析度為1280×1024時看起來最好,也可以通過用幾個物理三元素組來表示壹個像素以顯示800×600,但可能無法完全顯示1600×1200的解析度,因為物理三元素組不夠。 像素可以是長方形的或者方形的。有壹個數稱為長寬比,用於表述像素有多方。例如1.25:1的長寬比表示每個像素的寬是其高度的1.25倍。計算機顯示器上的像素通常是方的,但是用於數字影像的像素有矩形的長寬比,例如那些用於CCIR 601數字圖像標準的變種PAL和NTSC制式的,以及所對應的寬屏格式。 單色圖像的每個像素有自己的輝度。0通常表示黑,而最大值通常表示白色。例如,在壹個8位圖像中,最大的無符號數是255,所以這是白色的值。 在彩色圖像中,每個像素可以用它的色調,飽和度,和亮度來表示,但是通常用紅綠藍強度來表示(參看紅綠藍)。
比特每像素
壹個像素所能表達的不同顏色數取決於比特每像素(BPP)。這個最大數可以通過取二的色彩深度次冪來得到。例如,常見的取值有 : 8 bpp [28=256;(256色)]; 16 bpp [216=65536; (65,536色,稱為高彩色)]; 24 bpp [224=16777216; (16,777,216色,稱為真彩色)]; 48 bpp [248=281474976710656;(281,474,976,710,656色,用於很多專業的掃描儀) 。 256色或者更少的色彩的圖形經常以塊或平面格式存儲於顯存中,其中顯存中的每個像素是到壹個稱為調色板的顏色數組的索引值。這些模式因而有時被稱為索引模式。雖然每次只有256色,但是這256種顏色選自壹個選擇大的多的調色板,通常是16兆色。改變調色板中的色彩值可以得到壹種動畫效果。視窗95和視窗98的標誌可能是這類動畫最著名的例子了。 對於超過8位的深度,這些數位就是三個分量(紅綠藍)的各自的數位的總和。壹個16位的深度通常分為5位紅色和5位藍色,6位綠色(眼睛對於綠色更為敏感)。24位的深度壹般是每個分量8位。在有些系統中,32位深度也是可選的:這意味著24位的像素有8位額外的數位來描述透明度。在老壹些的系統中,4bpp(16色)也是很常見的。 當壹個圖像文件顯示在屏幕上,每個像素的數位對於光柵文本和對於顯示器可以是不同的。有些光柵圖像文件格式相對其他格式有更大的色彩深度。例如GIF格式,其最大深度為8位,而TIFF文件可以處理48位像素。沒有任何顯示器可以顯示48位色彩,所以這個深度通常用於特殊專業應用,例如膠片掃描儀和打印機。這種文件在屏幕上采用24位深度繪制。
子像素
很多顯示器和圖像獲取系統出於不同原因無法顯示或感知同壹點的不同色彩通道。這個問題通常通過多個子像素的辦法解決,每個子像素處理壹個色彩通道。例如,LCD顯示器通常將每個像素水平分解位3個子像素。多數LED顯示器將每個像素分解為4個子像素;壹個紅,壹個綠,和兩個藍。多數數碼相機傳感器也采用子像素,通過有色濾波器實現。(CRT顯示器也采用紅綠藍熒光點,但是它們和圖像像素並不對齊,因此不能稱為子像素)。 對於有子像素的系統,有兩種不同的處理方式:子像素可以被忽略,將像素作為最小可以存取的圖像元素,或者子像素被包含到繪制計算中,這需要更多的分析和處理時間,但是可以在某些情況下提供更出色的圖像。 後壹種方式被用於提高彩色顯示器的外觀解析度。這種技術,被稱為子像素繪制,利用了像素幾何來分別操縱子像素,對於設為原始解析度的平面顯示器來講最為有效(因為這種顯示器的像素幾何通常是固定的而且是已知的)。這是反走樣的壹種形式,主要用於改進文本的顯示。微軟的ClearType,在Windows XP上可用,是這種技術的壹個例子。
兆像素
壹個兆像素(megapixel)是壹百萬個像素,通常用於表達數碼相機的解析度。例如,壹個相機可以使用2048×1536像素的解析度,通常被稱為有“3.1百萬像素” (2048 × 1536 = 3,145,728)。 數碼相繼使用感光電子器件,或者是耦合電荷設備(CCDs)或者CMOS傳感器,它們記錄每個像素的輝度級別。在多數數碼相機中,CCD采用某種排列的有色濾波器,在Bayer濾波器拼合中帶有紅,綠,藍區域,使得感光像素可以記錄單個基色的輝度。相機對相鄰像素的色彩信息進行插值,這個過程稱為解拼(de-mosaic),然後建立最後的圖像。這樣,壹個數碼相機中的x兆像素的圖像最後的彩色解析度最後可能只有同樣圖像在掃描儀中的解析度的四分之壹。這樣,壹幅藍色或者紅色的物體的圖像傾向於比灰色的物體要模糊。綠色物體似乎不那麽模糊,因為綠色被分配了更多的像素(因為眼睛對於綠色的敏感性)。參看[1]的詳細討論。 作為壹個新的發展,Foveon X3 CCD采用三層圖像傳感器在每個像素點探測紅綠藍強度。這個結構消除了解拼的需要因而消除了相關的圖像走樣,例如高對比度的邊的色彩模糊這種走樣。
類似概念
從像素的思想衍生出幾個其它類型的概念,例如體元素(voxel),紋理元素(texel)和曲面元素(surfel),它們被用於其它計算機圖形學和圖像處理應用。
數碼相機的像素
像素是衡量數碼相機的最重要指標。像素指的是數碼相機的分辨率。它是由相機裏的光電傳感器上的光敏元件數目所決定的,壹個光敏元件就對應壹個像素。因此像素越大,意味著光敏元件越多,相應的成本就越大。 數碼相機的圖像質量是由像素決定的,像素越大,照片的分辨率也越大,打印 尺寸在不降低打印質量的同時也越大。早期的數碼相機都是低於100萬像素的。從1999年下半年開始,200萬像素的產品漸漸成為市場的主流。(笑話,現在的手機都普遍200萬像素了,家庭用的相機壹般都要500~600萬像素左右比較合適.要不還不如手機拍照.) 當前的數碼相機的發展趨勢,像素宛如PC機的CPU主頻,有越來越大的勢頭。 其實從市場分類角度看,面向普及型的產品,考慮性價比的因素,像素並不是 越大越好。畢竟200萬像素的產品,已經能夠滿足目前普通消費者的大多數應用。因 此大多數廠商在高端數碼相機追求高像素的同時,當前其產量最大的,仍是面向普 及型的百萬像素產品。專業級的數碼相機,已有超過1億像素級的產品。而300萬像 素級的產品,將隨著CCD(成像芯片)制造技術的進步和成本的進壹步下降,也將很 快成為消費市場的主流。 另外值得消費者註意的是,當前的數碼相機產品,在像素標稱上分為CCD像素和經軟件優化後的像素,後者大大高於前者。如某品牌目前流行的數碼相機,其CCD像素為230萬,而軟件優化後的像素可達到330萬。
像素畫
像素其實是由很多個點組成。 我們這裏說的“像素畫”並不是和矢量圖對應的點陣式圖像,而是指的壹種圖標風格的圖像,此風格圖像強調清晰的輪廓、明快的色彩,同時像素圖的造型往往比較卡通,因此得到很多朋友的喜愛。 像素圖的制作方法幾乎不用混疊方法來繪制光滑的線條,所以常常采用.gif格式,而且圖片也經常以動態形式出現.但由於其特殊的制作過程,如果隨意改變圖片的大小,風格就難以保證了。 像素畫的應用範圍相當廣泛,從小時候玩的FC家用紅白機的畫面直到今天的GBA手掌機;從黑白的手機圖片直到今天全彩的掌上電腦;即使我們日以面對的電腦中也無處不充斥著各類軟件的像素圖標。如今像素畫更是成為了壹門藝術,深深的震撼著妳我。
效象素值
首先我們要明確壹點,壹張數碼照片的實際象素值跟感應器的象素值是有所不同的。以壹般的感應器為例,每個象素帶有壹個光電二極管,代表著照片中的壹個象素。例如壹部擁有500萬象素的數碼相機,它的感應器能輸出分辨率為 2,560 x 1,920的圖像—其實精確來講,這個數值只相等於490萬有效象素。有效象素周圍的其他象素負責另外的工作,如決定“黑色是什麽”。很多時候,並不是所有感應器上的象素都能被運用。索尼F505V就是其中的經典案例。索尼F505V的感應器擁有334萬象素,但它最多智能輸出1,856 x 1,392即260萬象素的圖像。歸其原因,是索尼當時把比舊款更大的新型感應器塞進舊款數碼相機裏面,導致感應器尺寸過大,原來的鏡頭不同完全覆蓋感應器中的每個象素。 因此,數碼相機正是運用”感應器象素值比有效象素值大“這壹原理輸出數碼圖片。在當今市場不斷追求高象素的環境下,數碼相機生產商常常在廣告中以數值更高的感應器象素為對象,而不是反映實際成像清晰度的有效象素。
感應器象素插值
在通常情況下,感應器中不同位置的每個象素構成圖片中的每個象素。例如壹張500萬象素的照片由感應器中的500萬個象素對進入快門的光線進行測量、處理而獲得(有效象素外的其他象素只負責計算)。但是我們有時候能看到這樣的數碼相機:只擁有300萬象素,卻能輸出600萬象素的照片!其實這裏並沒有什麽虛假的地方,只是照相機在感應器300萬象素測量的基礎上,進行計算和插值,增加照片象素。 當攝影者拍攝JPEG格式的照片時,這種“照相機內擴大”的成像質量會比我們在電腦上擴大優秀,因為“照相機內擴大”是在圖片未被壓縮成JPEG格式前完成的。有數碼相片處理經驗的攝友都清楚,在電腦裏面擴大JPEG圖片會使畫面細膩和平滑度迅速下降。雖然數碼相機插值所得的圖片會比感應器象素正常輸出的圖片畫質好,但是插值所得的圖片文件大小比正常輸出的圖片大得多(如300萬感應器象素插值為600萬象素,最終輸入記憶卡的圖片為600萬象素)。因此,插值所得的高象素看來並沒有太多的可取之處,其實運用插值就好像使用數碼變焦-並不能創造原象素無法記錄的細節地方。
CCD總象素
CCD總象素也是壹個相當重要指標,由於各生產廠家采用不同技術,所以其廠家標稱CCD像素並不直接對應相機實際像素,所以購買數碼相機時更要看相機實際所具有總像素數。壹般來講總像素水平達到300萬左右就可以滿足壹般應用了,壹般200萬象素、100萬象素產品也可以滿足低端使用,當然更高象素數碼相機可以得到更高質量照片,現在有些公司已經開始推出600萬象素級別普通數碼相機了。
關於相機的發展變化
數碼相機的發展變化,在某種意義上說,比人們預料的要快得多。截至2007年底,高像素的相機已經進入壹般消費者手中。比如八百萬像素的相機,價格已經不是很高。像素可為3,264X2,448=7,990,272。
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由於等離子電視采用了先進的點對點數字顯示技術,在具備機身輕薄、有利於環境保護等特點的同時價格方面也越來越貼近尋常百姓,因此近段時間受到人們的喜愛和追捧。而選購等離子電視也逐步成為高收入家庭的壹種購買潮流。
那麽為什麽會有這麽多消費者將目光轉向等離子電視呢?除了它具有超大屏幕、高亮度、高對比度以及越來越平易近人的價格以外,壹定還有更加值得人信服的原因。那麽讓我們以理服人,揭開等離子電視的工作原理,壹起尋求具體優勢所在。
20世紀人類最偉大的成就之壹莫過於電視的發明。今天,科學技術的發展已經使21世紀的人類完全進入了壹個嶄新的時代——數字化時代。目前大部分國內外電視廠商都將液晶電視列為終端技術產品,也就是說未來幾年,目前較受歡迎的高清晰度電視和背投電視將逐漸被液晶電視取代。
區別是壹個是清晰壹個是薄剩地方