Εικονοστοιχείο

Εικονοστοιχείο ή pixel (ακρωνύμιο του αγγλικού picture element, στοιχείο εικόνας) είναι ένα «σημείο» μιας εικόνας που εμφανίζεται στην οθόνη ενός υπολογιστικού συστήματος, δηλαδή, για το υπολογιστικό σύστημα, ένα δείγμα πληροφορίας. Στον υπολογιστή η εικόνα αναπαριστάται υπό τη μορφή «ψηφιδωτού». Το εικονοστοιχείο είναι, απλά, μια ψηφίδα του ψηφιδωτού αυτού και, ως εκ τούτου, θεωρείται ως το μικρότερο πλήρες δείγμα μιας εικόνας. Στην οθόνη ενός υπολογιστή οι εικόνες αναπαριστώνται με «υποδιαίρεση» της οθόνης σε ένα δισδιάστατο πίνακα με στήλες και γραμμές. Κάθε «κύτταρο» σε ένα τέτοιο πίνακα είναι ένα εικονοστοιχείο. Ο αριθμός των υποδιαιρέσεων είναι επαρκώς μεγάλος, τόσο ώστε το ανθρώπινο μάτι να μη μπορεί να διακρίνει το ένα εικονοστοιχείο από το άλλο και να βλέπει την εικόνα ενιαία.

Ο καθορισμός των εικονοστοιχείων είναι ιδιαίτερα εξαρτώμενος από το πεδίο εφαρμογών:

• Σε μια σελίδα
• Σε φωτογραφική μηχανή
• Σε μία οθόνη
• Σε έναν σαρωτή (scanner)

Η ανάλυση ενός μέσου μπορεί να εκφραστεί σε εικονοστοιχεία ανά μονάδα μήκους, για παράδειγμα 2400 πίξελ ανά ίντσα (ppi).

Pixel art

Τα σημεία ανά ίντσα (dpi) και τα εικονοστοιχεία ανά ίντσα (ppi) χρησιμοποιούνται μερικές φορές εναλλακτικά, αλλά, καθώς εκφράζουν διαφορετικές έννοιες, αυτό είναι σφάλμα. Ειδικότερα, στον τομέα εκτυπωτών, η μονάδα dpi αποτελεί μέτρο της ευκρίνειας που μπορεί να επιτύχει ο εκτυπωτής (π.χ. πυκνότητα σταγονιδίων μελάνης).

Όσο περισσότερα είναι τα εικονοστοιχεία που χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύσουν μια εικόνα, τόσο πιο πολύ το αποτέλεσμα μοιάζει με το πραγματικό. Ο αριθμός εικονοστοιχείων σε μια εικόνα καλείται μερικές φορές ανάλυση, αν και η έννοια αυτή έχει πιο συγκεκριμένο ορισμό.

Οι τιμές ανάλυσης σε εικονοστοιχεία μπορούν να εκφραστούν:

• είτε ως ενιαίος αριθμός, όπως σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, π.χ. «3 megapixel». Αυτό σημαίνει ότι η μηχανή έχει ονομαστικά τρία εκατομμύρια εικονοστοιχεία,
• ή ως ζεύγος αριθμών, όπως, π.χ. εικόνα "640 επί 480". Η έκφραση αυτή σημαίνει ότι η εικόνα έχει 640 εικονοστοιχεία κατά μήκος και 480 καθ' ύψος και επομένως συνολικό αριθμό 640 x 480 = 307.200 εικονοστοιχεία (ή 0,3 megapixels).

Mέγεθος εικονοστοιχείου οθόνης

Το μέγεθος ενός εικονοστοιχείου οθόνης καθορίζεται από την ανάλυση της οθόνης και την διαγώνιο της οθόνης. Μερικά παραδείγματα:

• Ανάλυση οθόνης: 1024x768, Διαγώνιο μέγεθος: 19 ", μέγεθος εικονοστοιχείου: 0.377 mm
• Ανάλυση οθόνης: 800x600, Διαγώνιο μέγεθος: 17 ", μέγεθος εικονοστοιχείου: 0.4318 mm
• Ανάλυση οθόνης: 640x480, Διαγώνιο μέγεθος: 15 ", μέγεθος εικονοστοιχείου: 0.4763 mm

Τυπική έναντι λογικής αντιστοιχίας εικονοστοιχείων σε οθόνες τύπου LCD

Οι οθόνες τύπου LCD κατασκευάζονται με συγκεκριμένη ανάλυση, ανάλογα με την οθόνη. Σε αυτήν την ανάλυση, η ποιότητα εικόνας, που αποδίδουν, είναι η μέγιστη δυνατή. Στην περίπτωση, όμως, που προβάλλεται μία εικόνα διαστάσεων 800x600 πίξελ σε οθόνη ανάλυσης 1280x1024 πίξελ, δεν υπάρχει ακριβής αντιστοιχία εικονοστοιχείου προς εικονοστοιχείο. Έτσι, μειώνεται η ποιότητα της εικόνας.

Λόγος διάστασης

Τα εικονοστοιχεία μπορεί να έχουν σχήμα είτε ορθογώνιo είτε τετράγωνο. Ένας αριθμός αποκαλούμενος λόγος διάστασης περιγράφει το κατά πόσο πλησιάζει ένα κανονικό τετράγωνο το εκάστοτε εικονοστοιχείο. Παραδείγματος χάριν, λόγος διάστασης 1.25:1 σημαίνει ότι κάθε εικονοστοιχείο είναι 1,25 φορές πιο πλατύ σε σχέση με το ύψος του. Η διαφορά λόγου διάστασης (απεικόνισης) είναι η βασική αιτία που μερικές φορές εικόνες στον υπολογιστή εμφανίζονται παραμορφωμένες, ειδικά στις οθόνες με σταθερή ανάλυση.

Ανάλυση	Αριθμός πίξελ	Λόγος διάστασης
320x200	64.000	8:5
640x480	307.200	4:3
800x600	480.000	4:3
1024x768	786.432	4:3
1280x1024	1.310.720	5:4
1600x1200	1.920.000	4:3
1920x1080	2.073.600	16:9
3840×2160	8.294.400	16:9
7680×4320	33.177.600	16:9

Φωτεινότητα

Κάθε εικονοστοιχείο σε μια μονοχρωματική εικόνα έχει μία τιμή φωτεινότητας. Μια αριθμητική αντιπροσώπευση μηδενός, συνήθως αντιπροσωπεύει το μαύρο και η μέγιστη τιμή αντιπροσωπεύει το λευκό.

Παραδείγματος χάριν, σε μια εικόνα οκτώ δυαδικών ψηφίων (bits), η μέγιστη τιμή που μπορεί να αναπαρασταθεί από αυτά είναι 2⁸=256, έτσι το 255 είναι η τιμή που χρησιμοποιείται για το λευκό και η τιμή 0 για το μαύρο.

Σε μια έγχρωμη εικόνα, κάθε εικονοστοιχείο μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας την απόχρωση, τον κορεσμό της, και τη φωτεινότητητά του (hue, saturation, and value: HSV) αλλά αντιπροσωπεύεται συνήθως από τιμές για το κόκκινο, πράσινο, και μπλε (RGB).

Megapixels

Ένα megapixel (MP) είναι ένα εκατομμύριο εικονοστοιχεία. Ο όρος χρησιμοποιείται, όχι μόνο για τον αριθμό των εικονοστοιχείων μιας οθόνης, αλλά επίσης, για να εκφράσει τον αριθμό των pixel ενός αισθητήρα μιας κάμερας (ακόμη και αν βρίσκεται σε ένα κινητό τηλέφωνο ή έναν υπολογιστή). Για παράδειγμα, μια κάμερα που κάνει εικόνα 2048 × 1536 pixel (3.145.728 pixel τελικής εικόνας) έχει "3,2 megapixels" ή "3,4 megapixels", ανάλογα με το αν το ο αριθμός που αναφέρεται είναι ο αποτελεσματικός ή ο συνολικός αριθμός εικονοστοιχείων.