Píxel
picture element, ‘elemento de imagen’), es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital.
Concepto
Ampliando lo suficiente una imagen (zoom) en la pantalla de una computadora, pueden observarse los píxeles que la componen, basta con ver esta pantalla a través de una gota de agua. Los píxeles son los puntos de color (siendo la escala de grises una gama de color monocromática). Las imágenes se forman como una sucesión de píxeles. La sucesión marca la coherencia de la información presentada, siendo su conjunto una matriz coherente de información para el uso digital. El área donde se proyectan estas matrices suele ser rectangular. La representación del píxel en pantalla, al punto de ser accesible a la vista por unidad, forma un área homogénea en cuanto a la variación del color y densidad por pulgada, siendo esta variación nula, y definiendo cada punto sobre la base de la densidad, en lo referente al área.
En las imágenes de mapa de bits, o en los dispositivos gráficos, cada píxel se codifica mediante un conjunto de bits de longitud determinada (la profundidad de color); por ejemplo, puede codificarse un píxel con un byte (8 bits), de manera que cada píxel admite hasta 256 variaciones de color (28 posibilidades binarias), de 0 a 255. En las imágenes llamadas de color verdadero, normalmente se usan tres bytes (24 bits) para definir el color de un píxel; es decir, en total se pueden representar unos 224 colores, esto es 16.777.216 variaciones de color. Una imagen en la que se utilicen 32 bits para representar un píxel tiene la misma cantidad de colores que la de 24 bits, ya que los otros 8 bits son usados para efectos de transparencia.
Para poder visualizar, almacenar y procesar la información numérica representada en cada píxel, se debe conocer, además de la profundidad y brillo del color, el modelo de color que se utiliza. Por ejemplo, el modelo de color RGB (Red-Green-Blue) permite crear un color compuesto por los tres colores primarios según el sistema de mezcla aditiva. De esta forma, según la cantidad de cada uno de ellos que se use en cada píxel será el resultado del color final del mismo. Por ejemplo, el color magenta se logra mezclando el rojo y el azul, sin componente verde (este byte se pone en 0). Las distintas tonalidades del mismo color se logran variando la proporción en que intervienen ambas componentes (se altera el valor de esos dos bytes de color del píxel). En el modelo RGB lo más frecuente es usar 8 bits al representar la proporción de cada una de las tres componentes de color primarias. Así, cuando una de las componentes vale 0, significa que ella no interviene en la mezcla y cuando vale 255 (28 – 1) significa que interviene dando el máximo de ese tono, valores intermedios proveen la intensidad correspondiente.
La mayor parte de los dispositivos que se usan con una computadora (monitor, escáner, etc.) usan el modelo RGB (modelo de reflexión o aditivo), excepto los que aportan tintes, como las impresoras, que suelen usar el modelo CMYK (modelo sustractivo).
Profundidad de color
Un píxel, comúnmente, se representa con: 8 bits (28 colores), con 24 bits (224 colores, 8 bits por canal de color) o con 48 bits (248 colores); en fotografía avanzada y digitalización de imágenes profesional se utilizan profundidades aún mayores, expresadas siempre en valores de bits/canal de color en lugar de la suma de los tres canales. Los primeros son los más utilizados, reservando el de 8 bits para imágenes de alta calidad pero en tonos de grises, o bien con 256 colores en paleta seleccionada para baja calidad colorimétrica; el de 24 bits es el más común y de alta calidad, se lo utiliza en la mayoría de las imágenes fotográficas.
Múltiplos habituales
Megapíxel
Un megapíxel o megapixel (Mpx) equivale a 1 millón de píxeles, a diferencia de otras medidas usadas en la computación en donde se suele utilizar la base de 1024 para los prefijos, en lugar de 1000, debido a su conveniencia respecto del uso del sistema binario. Usualmente se utiliza esta unidad para expresar la resolución de imagen de cámaras digitales; por ejemplo, una cámara que puede tomar fotografías con una resolución de 2048 × 1536 píxeles se dice que tiene 3,1 megapíxeles (2048 × 1536 = 3.145.728).
La cantidad de megapíxeles que tenga una cámara digital define el tamaño de las fotografías que puede tomar y el tamaño de las impresiones que se pueden realizar; sin embargo, hay que tener en cuenta que la matriz de puntos está siendo distribuida en un área bidimensional y, por tanto, la diferencia de la calidad de la imagen no crece proporcionalmente con la cantidad de megapíxeles que tenga una cámara, al igual que las x de una grabadora de discos compactos.
Las cámaras digitales usan componentes de electrónica fotosensible, como los CCD (del inglés Charge-Coupled Device) o sensores CMOS, que graban niveles de brillo en una base por-píxel. En la mayoría de las cámaras digitales, el CCD está cubierto con un mosaico de filtros de color, teniendo regiones color rojo, verde y azul (RGB) organizadas comúnmente según el filtro de Bayer, así que cada píxel-sensor puede grabar el brillo de un solo color primario. La cámara interpola la información de color de los píxeles vecinos, mediante un proceso llamado interpolación cromática, para crear la imagen final.
- Dimensiones de imagen según proporción y cantidad de pixeles
Para saber el número total de píxeles de una cámara, basta multiplicar el ancho de la imagen máxima que puede generar por el alto de la misma —desactivando previamente el zoom digital—; también es posible dividir el número de píxeles de ancho entre el número correspondiente al alto, y conocer la proporción de la imagen obtenida.
| Formato | Resolución de pantalla | Relación de aspecto | Megapíxeles |
|---|---|---|---|
| 480i | 720 × 480 | 1.333:1 (4:3) | 0.3456 |
| 576i | 720 × 576 | 1.333:1 (4:3) | 0.41472 |
| SVGA | 800 × 600 | 1.333:1 (4:3) | 0.48 |
| XGA | 1024 × 768 | 1.333:1 (4:3) | 0.786432 |
| 720p (HD) | 1280 × 720 | 1.777:1 (16:9) | 0.9216 |
| 768p (HD+) | 1366 × 768 | 1.777:1 (16:9) | 1.049088 |
| 1024p | 1280 × 1024 | 1.25:1 (5:4) | 1.310720 |
| 900p (HD+) | 1600 × 900 | 1.777:1 (16:9) | 1.44 |
| 1080p (Full HD) | 1920 × 1080 | 1.777:1 (16:9) | 2.0736 |
| R1080p (2K) | 2048 × 1080 | 1.85:1 (17:9) | 2.21184 |
| WQHD (+2K HD) | 2560 × 1440 | 1.777:1 (16:9) | 3.6864 |
| 2160p (4K UHD) | 3840 × 2160 | 1.777:1 (16:9) | 8.2944 |
| 4320p (8K UHD) | 7680 × 4320 | 1.777:1 (16:9) | 33.1776 |
| 8640p (16K UHD) | 15360 × 8640 | 1.777:1 (16:9) | 132.7104 |
Gigapíxel
Un gigapíxel (Gpx) equivale a un millardo o mil millones de píxeles, utilizando la base 1000 de los prefijos del sistema internacional, en vez de la base 1024 ISO/IEC 80000 o prefijo binario utilizados normalmente en el entorno de la informática. Usualmente se utiliza esta unidad para expresar la resolución de imagen de cámaras digitales.
Existen cámaras digitales capaces de realizar fotografías en gigapíxeles, como por ejemplo la ARGUS-IS de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA)[1] y la "super cámara" desarrollada por David Brady y su equipo de ingenieros de la Universidad de Duke.[2][3]
Referencias
- ↑ «DARPA's new 1.8-gigapixel camera is a super high-resolution eye in the sky» (en inglés). gizmag.com. Consultado el 6 de marzo de 2014.
- ↑ «La cámara del futuro tomará imágenes de hasta 50 gigapíxeles». telesurtv.net. Consultado el 6 de marzo de 2014.
- ↑ «Supercamera: More Pixels Than You Know What To Do With» (en inglés). npr.org. Consultado el 6 de marzo de 2014.
Véase también
Enlaces externos
