Pikseller neden kare?


207

Ekranlardaki pikseller karedir, ancak neden olduğundan emin değilim.

Her iki pikselli görüntü de fena görünüyor - ancak altıgenler üzerinde karelerin herhangi bir avantajı olduğundan emin değilim.

Altıgenler ayrıca 3 renge ayrılır:

Peki LCD / CRT ekranındaki karelerin avantajı nedir?


20
Lütfen bağlamı açıklığa kavuşturun. Ekranları, görüntü formatlarını veya baskıları mı kastediyorsunuz? Ve o zaman bile, bu soru çok geniş olabilir.
Daniel B,

66
Pikseller boyutsuz mantıksal birimlerdir ve @DanielB'nin önerdiği gibi, her rasterizer bunları farklı şekilde ele alır. Örneğin, "ekran pikselleri" nin Google görüntüleri.
Yorik



13
Anlamadım. Bu neden hiç etkilenmedi ve neden bir makine mühendisliği forumuna taşınmadı?
Carl Witthoft

Yanıtlar:


264

Ekranlardaki pikseller karedir, ancak neden olduğundan emin değilim.

Onlar (mutlaka) kare değildir.

Bazıları asla kare olmadıklarını iddia eder ("Piksel bir nokta örneğidir. Sadece bir noktada var olur.").


Peki LCD / CRT ekranındaki karelerin avantajı nedir?

  • Diğer düzenlemeler (üçgenler, altıgenler veya diğer boşluk doldurma çokgenleri gibi ) hesaplama açısından daha pahalıdır.

  • Her görüntü formatı, dikdörtgen bir dizide düzenlenmiş piksellere (hangi şekle olursa olsun) dayanır.

  • Başka bir şekil veya düzen seçersek, bir çok yazılımın yeniden yazılması gerekirdi.

  • Halihazırda dikdörtgen piksel düzenine sahip ekranlar üreten tüm fabrikaların başka bir düzen için yeniden yapılandırılması gerekir.


Bir Altıgen Koordinat Sistemi Kullanmanın Uygulamaları

Altıgen bir koordinat sistemi kullanılırken üzerinde durulması gereken dört ana husus vardır:

  • Görüntü Dönüştürme - Gerçek dünyadan doğrudan altıgen bir kafes üzerine görüntü yakalayabilen donanım oldukça uzmandır ve bu nedenle genellikle kullanılamaz. Bu nedenle, herhangi bir işlem yapılmadan önce standart bir kare kafesli görüntüyü altıgen bir görüntüye dönüştürmek için etkili araçlar gereklidir.
  • Adresleme ve Depolama - Resimler üzerinde yapılan tüm manipülasyonlar ayrı ayrı pikselleri indeksleyebilmeli ve erişebilmelidir (bu durumda kareler yerine altıgenler) ve altıgen formdaki herhangi bir görüntünün altıgen biçiminde saklanabilmesi gerekir (aksi halde görüntü dönüşümü her yapılmalıdır) görüntüye erişildiği zaman). Ayrıca, takip edilmesi basit olan ve bazı fonksiyonların aritmetiğini daha basit hale getiren bir indeksleme sistemi çok değerli olacaktır.
  • Görüntü İşleme İşlemleri - Altıgen koordinat sistemini etkin biçimde kullanmak için, sistemin güçlü yönlerinden ve özellikle indeksleme ve depolama için kullanılan adresleme sisteminin güçlü yönlerinden faydalanmaya yönelik işlemler tasarlanmalı veya dönüştürülmelidir.
  • Görüntü Ekranı - Görüntünün ilk etapta elde edilmesinde olduğu gibi, ekran aygıtları genel olarak altıgen kafes kullanmazlar. Bu nedenle, dönüştürülen görüntünün, sonuçta elde edilen ekran doğal oranlarda ve ölçekte görünecek şekilde bir çıkış cihazına (bir monitör, bir yazıcı veya başka bir varlık) gönderilebilecek bir forma döndürülmesi gerekir. Bu dönüştürmenin kesin niteliği, kullanılan indeksleme yöntemine bağlıdır. Bu, orijinal dönüşüm sürecinin basit bir şekilde tersine çevrilmesi veya daha kayda değer bir evrişim olabilir.

Altıgen Koordinat Sistemleri ile İlgili Konular

Bununla birlikte, altıgen koordinat sistemlerinde bazı sorunlar var. Bir sorun, insanların geleneksel kare kafeslere çok alışkın olmalarıdır.

Heks cinsinden muhakeme doğal görünmeyebilir ve bu nedenle biraz zor olabilir. Gerekirse insanların buna alışabilecekleri söylenebilir olsa da, yine de geleneksel olarak yalnızca ikinci seçenek olan altıgen sistemli geleneksel Kartezyen koordinat sistemi ile muhakeme etme eğiliminde olmaları söz konusudur.

Altıgen ızgaralara eşleyen giriş aygıtlarının eksikliği ve bunun gibi görünen çıkış aygıtlarının eksikliği de bir engeldir:

  • Karelerden altıgenlere dönme ve tekrar geri dönme zorunluluğu, altıgen kafeslerde çalışmanın faydasını saptar.

  • Bu tür kafesler, aynı görünür boyuttaki eşdeğer kare kafeslerden daha yoğun olduğu için, görüntüler çalıştırılacak olandan kasıtlı olarak daha yüksek bir çözünürlükte beslenmiyorsa, dönüştürülen görüntülerin bazı piksel konumlarını (genellikle hepsinden daha az istenen olandan daha az istenen) ekstrapolasyona tabi tutmaları gerekir. doğrudan bir kaynaktan sağlanan pikseller).

  • Kare kafeslere dönüş, bazı piksel konumlarını birbirine daraltacaktır, bu da belirgin ayrıntı kaybıyla sonuçlanır (bu, başlangıçta beslenenden daha düşük kaliteli bir görüntüye neden olabilir).

Eğer bir kişi altıgen koordinat sistemlerini kendi vizyon çalışmalarında kullanmak istiyorsa, o zaman ilk önce bu sorunların altıgenlerle çalışmanın kendine özgü avantajlarından ağır basıp basılmadığını tespit etmelidirler.

Kaynak Altıgen Koordinat Sistemleri


Başka bir şekil veya düzen denendi mi?

XO-1 ekranı, her piksel için bir renk sağlar. Renkler, sağdan sola, alttan sola koşan çaprazlar boyunca hizalanır. Bu piksel geometrisinin neden olduğu renk eserlerini azaltmak için, görüntünün renk bileşeni, görüntü ekrana gönderilirken görüntü denetleyicisi tarafından bulanıklaştırılır.

XO-1 ekranın (solda) tipik bir likit kristal ekran (LCD) ile karşılaştırılması. Görüntüler her bir ekranın 1 × 1 mm'sini gösterir. Tipik bir LCD, 3 konumlu gruplara piksel olarak hitap eder. OLPC XO LCD her yeri ayrı bir piksel olarak ele alır:

görüntü tanımını buraya girin

Kaynak OLPC XO

Diğer ekranlarda (özellikle OLED'ler) farklı mizanpajlar kullanılır - PenTile gibi :

görüntü tanımını buraya girin

Düzen, her bir birim hücrede iki kırmızı alt piksel, iki yeşil alt piksel ve bir merkez mavi alt piksel içeren bir quincunx'ten oluşur.

Neredeyse eşit L ve M tipi koni hücrelerine sahip, ancak önemli ölçüde daha az S konisi olan insan retinasının biyomimikliğinden ilham almıştır. S konileri öncelikle parlaklık algısını önemli ölçüde etkilemeyen mavi renkleri algılamaktan sorumlu olduğu için, ekrandaki kırmızı ve yeşil alt piksellere göre mavi alt piksel sayısını azaltmak görüntü kalitesini düşürmez.

Bu düzen, bir görüntüyü oluşturmak için ortalama olarak piksel başına yalnızca bir ve çeyrek alt piksel kullanan alt piksel oluşturma ile çalışmak ve bunlara bağımlı olmak üzere özel olarak tasarlanmıştır. Yani, herhangi bir giriş pikselinin, kırmızı merkezli bir mantıksal piksele veya yeşil merkezli bir mantıksal piksele eşleştirilmesidir.

Kaynak PenTile matris ailesi


Piksel basit tanımı

Resmi televizyon ekranında, bilgisayar monitöründe vb. Oluşturan çok küçük noktalardan herhangi biri .

Kaynak http://www.merriam-webster.com/dictionary/pixel


Piksel

Dijital görüntülemede, bir piksel, top ya da resim elemanı raster bir görüntüdeki fiziksel bir nokta ya da tüm noktalara adreslenebilir bir görüntüleme cihazındaki en küçük adreslenebilir öğedir; bu yüzden ekranda gösterilen resmin en küçük kontrol elemanı.

...

Bir pikselin küçük bir kare olarak oluşturulmasına gerek yoktur . Bu görüntü, noktalar, çizgiler veya pürüzsüz filtreleme kullanarak bir dizi piksel değerinden bir görüntüyü yeniden yapılandırmanın alternatif yollarını gösterir.

görüntü tanımını buraya girin

Kaynak Piksel


Piksel en boy oranı

Çoğu dijital görüntüleme sistemi, görüntüyü minik, kare piksellerin ızgarası olarak görüntüler. Bununla birlikte, bazı görüntüleme sistemleri , özellikle standart tanımlı televizyon hareketli görüntüleriyle uyumlu olması gerekenler, bir görüntüyü piksel genişliğinin ve yüksekliğinin farklı olduğu dikdörtgen piksellerin ızgarası olarak görüntüler . Piksel En Boy Oranı bu farkı açıklar.

Kaynak Piksel en boy oranı


Bir Piksel Küçük Bir Kare Değil!

Bir piksel bir nokta örneğidir. Sadece bir noktada var olur.

Renkli bir resim için, piksel aslında örnekleme noktasında resme katkıda bulunan her bir birincil renk için bir tane olmak üzere üç örnek içerebilir. Bunu hala bir rengin nokta örneği olarak düşünebiliriz. Fakat bir pikseli bir kare veya bir noktadan başka bir şey olarak düşünemeyiz.

Bir piksele katkıların düşük sırayla küçük bir kare ile modellenebileceği durumlar vardır, ancak pikselin kendisi değil.

Kaynak Bir Piksel Küçük Bir Kare Değil! (Microsoft Teknik Not 6 Alvy Ray Smith, 17 Temmuz 1995)


5
"Hesaplamalı olarak pahalı" noktada atıf yapılması gerekiyordu. İdeal olarak, örneğin altıgen bir mozaikleme ve hesaplamalı bir analiz dikkate alınarak bir araştırma makalesiyle bağlantı kurun. Sanki kulağa mantıklı gelebilecek bazı açıklamaları adlandırıyor gibisin.
djechlin

4
Ayrıca, sürekli iyileştirme işleminin bir parçası olarak birçok yazılımı yeniden yazarız. Amacından emin değilim.
djechlin

5
@djechlin Şu anda tüm video / resim özellikleri bir dikdörtgen piksel dizisine dayanıyor. Herhangi bir video veya görüntünün gösterilmesi, dikdörtgen (kartezyen) bir koordinat sisteminden altıgen bir koordinat sistemine dönüştürülmesini gerektirir. Dikdörtgen bir koordinat sistemindeki çizgi çizme hesaplamaları, altıgen bir koordinat sisteminde çizim yapmaktan daha basittir (bu temel matematiktir). Daha fazla açıklamama gerek var mı?
DavidPostill

2
@djechlin Yanıt güncellendi ve bir alıntı dahil
DavidPostill

4
Microsoft Teknik Not Kaynağınız için + 1. Genel olarak harika cevap.
shock_gone_wild 5:16

71

David Postill'in iyi düşünülmüş cevabına bir alternatif sunmak istiyorum. Cevabında, aynen önerildiği gibi, piksellerin kare olması sorununa yaklaştı. Ancak, cevabında çok anlayışlı bir yorum yaptı:

Bazıları asla kare olmadıklarını iddia eder ("Piksel bir nokta örneğidir. Sadece bir noktada var olur.").

Bu pozisyon aslında tamamen farklı bir cevabı ortaya çıkarabilir. Her pikselin neden kare (veya değil) olduğuna odaklanmak yerine, bu nokta örneklemelerini neden dikdörtgen ızgaralar halinde düzenleme eğiliminde olduğumuza odaklanabilir. Aslında her zaman böyle değildi!

Bu argümanı yapmak için, bir görüntüyü soyut veri (örneğin, bir nokta ızgarası) gibi ele almak ve donanımda uygulanması arasında ileri geri oynayacağız. Bazen bir görüş diğerinden daha anlamlı.

Başlamak için oldukça geriye gidelim. Geleneksel film fotoğrafçılığının hiçbir "ızgarası" yoktu, bu da fotoğrafların modern dijital fotoğraflarla karşılaştırıldığında her zaman net görünmesinin bir nedeni. Bunun yerine, filmde rastgele kristal dağılımı olan bir "tane" ye sahipti. Kabaca tekdüze idi, ama doğrusal bir dizi değildi. Bu tanelerin organizasyonu, kimyasal özellikler kullanılarak, filmin üretim sürecinden kaynaklanmıştır. Sonuç olarak, filmde gerçekten bir "yön" yoktu. Bu sadece 2 boyutlu bir bilgi yayılımıydı.

TV'ye, özellikle eski tarama CRT'lerine hızlı ileri sarın. CRT'lerin fotoğraflardan farklı bir şeye ihtiyaçları vardı: içeriklerini veri olarak gösterebilmeleri gerekiyordu. Özellikle, analog olarak bir tel üzerinden akan veri olması gerekiyordu (tipik olarak sürekli değişen bir voltaj seti olarak). Fotoğraf 2d idi, ancak bir 1d yapıya dönüştürmemiz gerekiyordu, böylece sadece bir boyutta (zaman içinde) değişebiliyordu. Çözüm, görüntüyü çizgiler halinde kesmekti (piksel değil!). Görüntü satır satır kodlandı. Her satır, dijital bir örnekleme değil, analog bir veri akışıydı, ancak satırlar birbirinden ayrıldı. Bu nedenle, veriler dikey yönde ayrık, ancak yatay yönde sürekli idi.

TV'ler bu verileri fiziksel fosforlar kullanarak yapmak zorunda kaldılar ve renkli bir TV, onları piksellere bölmek için bir ızgaraya ihtiyaç duyuyordu. Her TV bunu yatay yönde farklı şekilde yapabilir, daha fazla piksel veya daha az piksel sunar, ancak aynı sayıda satıra sahip olmaları gerekirdi. Teoride, tam olarak önerdiğiniz gibi, diğer tüm piksel satırlarını dengelemiş olabilirler. Ancak pratikte buna gerek yoktu. Aslında daha da ileri gittiler. İnsan gözünün hareketi her karenin sadece yarısını göndermelerine izin verecek şekilde ele aldığını çabucak anladı! Bir karede tek numaralı satırları gönderiyorlar ve bir sonraki karede çift numaralı satırları gönderiyor ve birlikte dikiyorlardı.

O zamandan beri, bu titreşimli görüntülerin sayısallaştırılması bir parça numara oldu. 480 satırlık bir görüntüm olsaydı, aslında her karede birbiriyle karıştırmam nedeniyle verilerin yarısı vardı. Bunun bir sonucu ekranda hızlı hareket eden bir şey görmeye çalıştığınızda çok belirgindir: her satır geçici olarak 1 kareden diğerine kaydırılır ve hızlı hareket eden şeylerde yatay çizgiler oluşur. Bundan bahsediyorum çünkü oldukça eğlenceli: öneriniz kılavuzdaki diğer tüm satırları sağa doğru bir piksel kadar kaydırırken, interlacing kılavuzdaki diğer satırları yarıya kaydırıyor!

Açıkçası, şeyler için bu güzel dikdörtgen ızgaraları yapmak daha kolaydır. Bundan daha iyisini yapmak için teknik bir neden olmadan, sıkışmış. Sonra bilgisayar çağına girdik. Bilgisayarların bu video sinyallerini üretmesi gerekiyordu, ancak analog bir hat yazabilecekleri analog yetenekleri yoktu. Çözüm doğaldı, veriler piksellere bölündü. Şimdi veriler hem dikey hem de yatay olarak ayrıktı. Geriye kalan tek şey, şebekenin nasıl yapıldığını seçmek oldu.

Dikdörtgen bir ızgara yapmak son derece doğaldı. Öncelikle, oradaki her TV zaten yapıyordu! İkincisi, dikdörtgen bir ızgarada çizgi çizme matematiği, altıgen bir çizgi üzerinde çizmekten çok daha kolaydır. "Altıgen bir ızgara üzerinde 3 yönde düz çizgiler, ancak dikdörtgen şeklinde sadece 2" çizebilirsiniz. Ancak, dikdörtgen ızgaralar yatay ve dikey çizgiler çizmeyi kolaylaştırdı. Altıgen ızgaralar yalnızca birini veya diğerini çizmek için yapılabilir . Bu çağda, hiç kimse hesaplamayan çabalarının hiçbiri için altıgen şekiller kullanmıyordu (dikdörtgen kağıt, dikdörtgen kapılar, dikdörtgen evler ...). Yatay ve düzgün pürüzsüz yapabilmeDikey çizgiler, tam renkli görüntüleri düzgünleştirmenin değerini çoktan geride bıraktı ... özellikle de ilk ekranların siyah beyaz olduğu ve görüntülerin düzgünlüğünün düşünmede büyük bir rol oynaması çok uzun zaman alacaktır .

Oradan, dikdörtgen bir ızgara için çok güçlü bir emsal var. Grafik donanımı, yazılımın ne yaptığını (dikdörtgen ızgaralar) destekledi ve yazılım, donanımı (dikdörtgen ızgaralar) hedef aldı. Teoride, bazı donanımlar altıgen bir ızgara oluşturmaya çalışmış olabilir, ancak yazılım ödüllendirmedi ve hiç kimse donanımın iki katı kadar donanım ödemek istemiyordu!

Bu hızlı bizi bugüne yönlendirir. Hala güzel, pürüzsüz yatay ve dikey çizgiler istiyoruz, ancak yüksek son retina ekranları ile, bu daha kolay ve daha kolay hale geliyor. Bununla birlikte, geliştiriciler hala eski dikdörtgen ızgara konusunda düşünmek için eğitilmişlerdir. Bazı yeni API'lerin "mantıksal koordinatları" desteklediğini görüyoruz ve sert 2d piksel ızgarası yerine oynamak için tam bir 2d alanı olduğu gibi görünmesini sağlamak için kenar yumuşatma yapıyoruz. Sonunda altıgen ızgaraları görebiliriz.

Onları gerçekten görüyoruz, sadece ekranlarla değil. Baskıda, altıgen bir ızgara kullanmak çok yaygındır. İnsan gözü, altıgen ızgarayı dikdörtgen bir ızgaraya göre çok daha hızlı kabul eder. Farklı sistemlerde "takma" yol çizgileri ile ilgisi vardır. Altıgen ızgaralar takma adı daha az sert bir şekilde, gözün daha rahat olmasını sağlar (bir altıgen ızgara bir satır yukarı ya da aşağı gitmesi gerekiyorsa, çapraz bir geçiş üzerinde sorunsuz bir şekilde yapılır. Dikdörtgen ızgaralar atlamak zorunda kalır. devamsızlık net)


2
TV'nin nasıl ortaya çıktığını açıklamak için harika: analog bir akış. Bu standart 70 yıl boyunca geçerliydi ve s / b ile uyumluluğunu koruyacak şekilde renk ilave edildi, o günlerde başarmayı deneyin! Şu an kaç video formatı var?

3
"" "TV'ler bu verileri fiziksel fosforlar kullanarak, onları piksellere bölmek için bir ızgarayla yapmak zorunda kaldılar." "" - Black & White TV için bu doğru muydu? Anladığım kadarıyla, veri akışındaki piksel benzeri herhangi bir öğeye hala karşılık gelmeyen ayrık "fiziksel fosforların" renkli TV ile geldiği ve tek renkli CRT'lerin basit bir şekilde sürekli fosfor kaplamalarına sahip olduklarıydı.
Random832

Tarihi severim ama modern cihazlara geçiş konusunda aynı fikirde değilim. Mirasın doğrusal görünmesine rağmen, TV'deki renk fosforuna bakana kadar bir TV aslında yatay yönde analogdur. Aslında altıgen! Doğrusal olmamızın asıl sebebinin VLSI düzeninin altıgen paketlemekten ziyade doğrusal olarak daha kolay olduğunu düşünüyorum.
kullanıcı3533030

1
Siyah beyaz bir televizyonda, neden sadece yüzeye fosfor bulaştırıp elektron akışının daha güçlü / zayıf olmasına ve tamamen analog bir şekilde daha fazla / daha az parlamasına izin vermiyorsunuz? Kısacası, neden (yatay) pikseller var? Bir kez renginiz olduğunda işler daha da zorlaşıyor; ancak o zaman bile, doğru hatırlıyorsam renk sinyali piksel başına tanımlanmaz. Yatay numunelere gelince, homojen yoğunluklu numunelerden bir sinyal oluşturmak için gereken örnek sayısı frekans bant genişliğinin bir fonksiyonudur ve yarı "örnek" ofsetleri bunu iyileştirmez.
Yakk

2
@Yakk Çoğu siyah beyaz CRT'ler aynen böyle inşa edildi - erken BW TV CRT'leri, genellikle analog X / Y veya polar olarak kontrol edilmeyen Radar / Osiloskop CRT'lerden elde edildi. Televizyonlar hala satır taramasından yararlanıyorlar çünkü bu, sinyalin nasıl kodlandığına karşılık geliyor, ancak satırlarda piksel yok. Bazı özel teşhirler (çoğunlukla uçak kokpitleri için), bir elektron ışını ile ne kadar güçlü vurulduğuna bağlı olarak renk değiştiren fosforlar bile kullandı (bu tür ekrana penetron denir).
rackandboneman

21

İki sebep:

  • Dairesel, üçgen veya 4 kenardan daha büyük olan dikdörtgen bir şekil, minimum "boş alan" olan diğer dikdörtgenlerin yanına yerleştirilebilme avantajına sahiptir. Bu, pikselin tam alanının görüntüye katkıda bulunmasını sağlar. "Bir araya gelen" başka şekiller de olabilir, ancak bunlar muhtemelen basit kareler veya dikdörtgenlerden daha imal etmek için daha karmaşıktır, ancak başka hiçbir avantaj sağlamaz.

  • Genel amaçlı bir pikselli ekran - herhangi bir bilgi türünü görüntülemek için kullanılabilecek bir tanesinin, belirli şekil türlerini desteklemeyen piksellere sahip olması gerekir. Bu yüzden pikseller bir yönde daha uzun veya daha geniş yerine kare olmalı ve hiçbir şekilde kesilmemeli veya döndürülmemelidir.

    • Pikseller daha genişse, yatay çizginin minimum kalınlığı dikey çizginin minimum kalınlığından daha geniş olacaktır, aynı sayıda piksel için yatay ve dikey çizgilerin farklı görünmesini sağlar.

    • Pikseller döndürülürse, yalnızca dönüş açısına uyan açılı çizgiler düzgün görünür, diğer tüm çizgiler pürüzlü görünür. Çoğu işletim sistemi ve üretkenlik yazılımı düz çizgilere dayanır, böylelikle çok fazla saçma veya tırtıklı egde olur.

    • Kırpılmış pikseller (eşkenar dörtgenler) her iki dünyanın da en kötüsü olacaktır - ne çaprazlar ne de yatay / dikeyler düzgün olmaz.

Genel amaçlı bir ekranla ilgilenmiyorsanız, ancak belirli bir amaca yönelik tasarlanmışsa, daha esnek olabilirsiniz. En önemli örnek, 7 segmentli LED'dir, yapmanız gereken tek şey bir sayı görüntülemeksa, bu şekilde düzenlenmiş 7 kare olmayan piksel, ihtiyacınız olan tek şeydir. Veya harflere izin veren 15 segmentli LED'ler.


Hmm, maliyet argümanının altıgenler için işe yaradığından emin değilim (yanlış olabilir).
Tim

@Tim - Konuyla ilgili biraz araştırma yapmalısınız. Bir ekran imalatçısının bunları kullanacağı altıgenlere teknik bir avantaj olsaydı, kullanılmadıkları gerçeği, bir maliyet ya da performans avantajından herhangi bir avantaj elde etmediklerini gösterir.
Ramhound

2
@Ramhound evet, anladım. Daha araştırılması gereken - kuyu bu soru olduğunu araştırmalarım. Neden altıgen olmamanın nedenlerini soruyorum - neden karelerin (ve bazı maliyet karşılaştırmalarının bir bağlantısı iyi olurdu - hiç biri yapmamışsa idk)
Tim

2
"basit kare veya dikdörtgenlerden daha büyük olasılıkla üretim yapmak daha karmaşık olurdu" - alıntı yapılması gerekiyordu. "henüz bir ek avantaj getirmedi" - kaynak gösterilmesi gerekiyor.
Raphael,

1
@Raphael Peki, bunun için bir alıntıya gerçekten ihtiyacın yok - bir CRT'de, "piksel" kare veya dikdörtgen değildi. Mükemmel renk dağılımına sahipti ve daha az alt piksel işleme "püf noktaları" gerektiriyordu. LCD'ler ortaya çıktığında, basitçe kıyaslayamadılar - teknoloji son derece yanlıştı, bu yüzden daha geleneksel yerleşim düzeni neredeyse imkansızdı. Elbette, modern "LCD'ler" aslında LCD'ler olmak zorunda değildir - örneğin bir OLED'de herhangi bir "sıvı kristal" bulamayacaksınız. Son olarak, altıgenler (veya eski okul CRT'leri, benzer) resimler ve filmler için iyi çalışır, ancak UI'ler için işe yaramaz.
Luaan

15

Piksel mutlaka kare değildir!

Geçmişte pikseller dikdörtgen şekillere sahiptir. Bu yüzden, Photoshop, Premiere, Sony Vegas gibi herhangi bir profesyonel görüntü / video düzenleyicide piksel boyut oranı seçeneğini görüyorsunuz . Yalnızca modern TV ve PC monitörü standartlarında kare pikseller bulunur.

Photoshop piksel en boy oranı

Ünlü örnekler:

  • PAL Analog TV / DVD: 720x576 , ki 16: 9 ya da 4: 3 değil, 5: 4. Ancak, doğru piksel en boy oranını ayarlarken, doğru gerilmemiş çıktı görüntüsünü üretecektir.

  • NTSC Analog TV / DVD: 720x480 ki bu 3: 2'dir. En boy oranını ayarladıktan sonra yukarıdaki PAL gibi 16: 9 veya 4: 3 olacaktır. Düşük dikey çözünürlük ayrıca NTSC DVD'lerin neden PAL'den daha az net göründüğünü açıklıyor

  • VCD : PAL 352x288 , NTSC 352x240 . Her ikisi de 4: 3 ekran en boy oranını kullanır
  • SVCD : 480x480 ve şaşırtıcı bir şekilde bir kare çıktısı üretmiyor
  • DV : 1440x1080 16: 9 full HD çözünürlük
  • 4: 3'te CGA : 320x200 ve 640x200 (evet, eski bilgisayar ekranlarında dikdörtgen pikseller bulunur)
  • EGA , 320x200 ve 640x200'e ek olarak 4: 3 ekranlar için 640x350'yi destekler

Adobe Premiere Pro - En boy oranları ile çalışma


7
Bu cevap, en boy oranı hakkında biraz daha fazla açıklama yapılarak geliştirilebilir (sadece bir bağlantıya karşın). Belli bir ekran çözünürlüğünün neden kare piksellere sahip olamayacağı belli değil.
Jon Bentley

1
Kare pikseller ve çözünürlük arasındaki bağlantıyı anlamıyorum.
AL

Yukarıda belirttiğim gibi @ AL. 720: 576 5: 4'tür ve pikseller kare ise, 5: 4 en boy oranıyla sonuçlanır. Ancak piksel en boy oranı 1'den farklı bir değere ayarlanırsa, farklı bir en boy oranı oluşturur. Fakat burada çözümleme konusunda nerede dedim? Sadece boy oranı dedim
phuclv

3
@ AL: Bu cevap, ekranlardaki (veya dosyadaki) tüm piksellerin kare olmadığını kanıtlar: bazıları dikdörtgendir.
slebetman

1
Atari 8-bit bilgisayarlar, 80x192 çözünürlüğe sahip bazı grafik modlarına sahipti, bu da kare olmayan, çizgi şeklinde piksellerle sonuçlandı.
DaveP

10

Cevap: altıgen olmalıdır , çünkü altıgen döşeme en uygun optik kaliteyi sağlar, bu nedenle gelecek olacaktır.
Ancak neden hala kare olmalarının iki ana nedeni olduğunu düşünüyorum:

  • Bitmap görüntü verilerini kare bir ızgarada 2d dizi olarak göstermek daha kolaydır (hem donanım basitliği hem de insan için)
  • Tarihsel olarak gerçekleşti , bu yüzden bir nedenden dolayı bir süre böyle olacak.

Güncelleme

Bu konu bir gerilim filmi. Neredeyse 10 bin manzara. İnsanlar piksele hakim olmak istiyorlar :) Birinin soruyu ekran çözünürlüğü ya da bir dörtlünün "kadranı" ile ilişkisini bulması komik.
Benim için: Hangi yapı taşı, kare veya altıgen daha iyi optik sonuçlar verir ?

Birincisi, basit bir döşemeye ihtiyacımız var, ancak özel bir alanı daha iyi kapsayan ve gerçekten altıgen döşemektir. Basit testlerden kolayca anlaşılabilir. Güçlü bir test "ring" testi olarak adlandırılır. Burada sadelik için triner rengini yapıyorum: 0 - arkaplan, 1 - gri ve 2 - siyah.

Bir nokta ile başlayarak, halkayı şu şekilde sürekli tutarak koruyarak genişletmeye çalışacağız:

görüntü tanımını buraya girin

Tabii ki UI ve baskı tasarımı veya bir platform oyunu gibi birçok görev için yatay / dikey çizgiler çizmek isteyeceğim. Buna "Bar Test" diyelim:

görüntü tanımını buraya girin

Bu test ile sadece gerçek koşullarda daha iyi görünen çizgi stilini seçebiliyorum. Dikey çizgilerle daha da basittir. Belirli bir görev ekranı için her şey kodlanmış hale getirilebilir, bu nedenle işlevli bir çizgi çizmek için segmentini yatay yönde tekrar ederiz. Mesele şu ki, hem kare hem de altıgen piksel yaklaşımı işe yarıyor, ancak kare döşemeyle aynı testi yaparsanız farkı hemen fark edeceksiniz. Çok yüksek DPI ile o kadar farkedilmez, ancak neden daha etkili bir yaklaşım denemek yerine daha fazla DPI yapmayı denesiniz? Çok fazla göremiyorum.


RGB renkler için bunun muhtemelen daha karmaşık yapılara ihtiyacı olacaktır. Aslında, yukarıdaki resimlerde olduğu gibi gri tonlamalı bir cihaza sahip olmak istiyorum . Animasyon yapmak için hızlı piksel tepkisi olması da iyi olurdu.

Sadece eğlence için, piksellerin RGB olabileceği basit altıgen bir yapı oluşturdum. Elbette, bunun gerçek bir cihaza nasıl göründüğünü bilmiyorum, ama çok havalı görünüyor.

görüntü tanımını buraya girin



Durumu açıklamaya yardımcı olabilecek resmi olmayan bir açıklama-örnek :

görüntü tanımını buraya girin


1
1 bölümünün her ikisine de kısmen katılmıyorum, çünkü a) 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way (kurulması biraz zor olsa da, bunlara koordinatları haritalamakta zorluk çekmiyor) ve b) Ne zamandan beri insanlar düşünülerek tasarlanmış bilgisayarların detayları.
Tim

@Tim Bilgisayarın detayları değil, ama insan benliği bilgiyi “dikdörtgen” şekilde ele alma eğiliminde ve bu da garip tasarımlara yol açıyor. Bu kavrulmuş ceviz gibi pek çok örnek var Öyleyse neden bir robotu insan gibi gösterelim ? Ergonomik açıdan bakıldığında, bu robot bir ahtapot gibi olmalı, ama insanlar insandır.
Mikhail V

1
@MikhailV bir insan gibi bir robot yapmak, insanlar için yapılmış şeyleri kullanmasını sağlar. Aksi takdirde, her şey robot için özel olarak yapılmalıdır.
Thorbjørn Ravn Andersen

@ ThorbjørnRavnAndersen Evet, bir tişört ve güneş gözlüğü gibi :)
Mikhail V

1
Altıgenlerin yapabileceği her şeyi yapabildikleri için üçgenler altıgenlerden daha üstün olmaz mıydı?
Raynet

9

Yanıtların bazıları zaten buna dokunuyor ... Veri depolama açısından dikdörtgen olmayan dizinin neredeyse düşünülemez bir karmaşıklık yaratacağını ve son derece hataya açık olacağını düşünüyorum. Şebekenin dikdörtgen olmadığı fiziksel sistemleri modelleme konusunda çok fazla deneyimim oldu (kademeli ızgaralar - yarım kenarlardaki veri noktaları vb.). Dizin oluşturma bir kabustur.

İlk olarak, sınırın nasıl tanımlanacağı sorunu var. Görüntüler genellikle dikdörtgendir (yine, bu bir tarih meselesidir - eğer ekranlarımız altıgen olsaydı, işler biraz daha kolay olurdu). Dolayısıyla, görüntü sınırı bile düz bir çizgi değildir. Her satıra aynı sayıda piksel koyuyor musunuz? Tek / Çift'i mi değiştiriyorsunuz? Ve ... soldaki sol piksel, üstündeki soldan sağa mı? Hemen hemen 10 farklı standart elde edersiniz ve programcılar her seferinde nasıl geçtiğini hatırlamak zorunda kalırlar (satır büyük ve sütun büyük farkları veya yukarıdan aşağıya / aşağıdan yukarıya indeksleme farkı bazen hatalara neden olmaktadır). Bu, devasa peyzaj / portre sorununu da beraberinde getirir (dikdörtgen ızgarada önemsiz olan, ancak enterpolasyon gerektiren doğal dönüşüm, onaltılı veya farklı bir ızgarada neredeyse mutlaka kayıplı bir prosedürdür).

O zaman dikdörtgen düzende doğal içgüdüsü var. Matematiğin aynı düzende olan matrisleri var. Benzer şekilde, kartezyen bir koordinat çerçevesi, çoğu durumda, kullanımı ve anlaşılması en kolay olanıdır. Bir pikselin indeksini (x, y) 'de almak sadece x + genişlik * y'dir (tam tersi değil - tarama çizgisi endekslemesinin mirası). Genişlik 2 katıysa, çarpma işlemine bile gerek yoktur. Temel olmayan açılarla çalışmak, temel vektörler ortogonal olmadığında, vektör cebirinden kaynaklanan birçok komplikasyon yaratır: rotasyonlar artık basit cos / sin süperpozisyonları değildir. Çeviri garipleşir. Bu, uzun bir hesaplama karmaşıklığı getirmektedir (hesaplanması birkaç kat daha pahalı olacaktır) ve kod karmaşıklığı (Bresenham'ın algoritmasını bir kez kodladığımı hatırlıyorum ve bunu hex de yapmayı denemek istemiyorum).

Genelde enterpolasyon ve antialiasing, kare ızgaraya bağlı birçok algoritmaya sahiptir. Örneğin, bilinear enterpolasyon. Fourier tabanlı işlem yöntemlerinin tümü dikdörtgen ızgaraya da bağlanır (FFT, görüntü işlemede çok faydalıdır) ... önce bazı pahalı ve kayıplı dönüşümler yapmazsanız.

Bunların hepsi bellekteki ve dosya formatlarındaki verilerin dikdörtgen ızgara olarak kaydedilmesi gerektiğini göstermektedir. Nasıl görüntüleyeceğiniz, ekran cihazına / yazıcısına bağlıdır, ancak bu sürücünün sorunu olmalı. Verilerin cihazdan bağımsız olması ve hangi donanıma sahip olduğunu varsaymaması gerekir. Yukarıdaki yazılarda görüldüğü gibi, insan gözü fizyolojisi ve diğer teknolojik faktörler nedeniyle dikdörtgen olmayan pikselleri kullanmanın birçok avantajı vardır - verileri yalnızca kare ızgarada tutun; )

Tüm bunlara rağmen, aslında saat yüzlerine entegrasyon için dairesel bir piksel düzenlemesine sahip olduğumu düşündüm (eller düz çizgiler yapıyor). Ortadan geçmeyen düz bir çizgi kadar basit bir şey çizmenin ne kadar zor olacağını hayal etmeye başladığımda, yukarıda bahsettiğim sonuçların çoğuna geldim.


"Bu, dönüşüm peyzajı / portresinin büyük problemini beraberinde getiriyor" <...> "Bu, dikdörtgen pikseller için bile bir problemdir" - Oxymoron? Kişisel olarak monitörümü döndürme alışkanlığım yok bu yüzden neden 90 * görüntüyü döndürsün.
Mikhail V

Orada görebileceğiniz birçok dikey ekran var (bazı tren istasyonlarında varış / kalkış ekranları, çeşitli reklam panelleri vb.) Aslında sadece 90 derece döndürülen normal ekranlar. Gözlem: img.worsethanfailure.com/images/200710/error'd/…
orion

Buna "ekipmanın uygunsuz kullanımı" denir. Bu arada, altıgen ızgara üzerinde rastgele noktalar için çizgi çizme algoritması muhtemelen uğraşmadan çözülebilir. Bunu hiç yapmadım, bu yüzden kehanet etmeye çalışıyorum, bunun kare ızgaradan daha zarif olacağı ortaya çıktı.
Mikhail V

Bir başka örnek de telefonlar her zaman dinamik olarak görüntüyü döndüren tabletlerdir. Hem veri (dosya formatları) hem de ekranlar bunun için mantıksal olarak kare piksellere sahip olmalıdır (donanımın gerçekte bunu göstermesi ne olursa olsun). Çizgi çizme algoritması tanım olarak problemlidir: Bresenham, çizginin yatay veya dikey olarak (eğime bağlı olarak) tam olarak bir piksel kalınlığında olmasını sağlar. Altıgen ızgaradaki diğer tüm satırların yarı genişlikteki kaymaları, "bir piksel kalınlığının" ne anlama geldiğini belirsiz hale getirir. Elbette, yapılabilir, ancak önce algoritmayı yeniden tanımlamanız ve türetmeniz gerekir.
orion

"kare piksel gerekir" Burada sorun yatıyor. Ekran cihazı asla birisinin onu döndürmek istediğini akılda tutarak üretilmemelidir. Bu aynı zamanda yazılım yanılgılarına ve yedekli soyutlama katmanlarına yol açan bir kavram yanılgısıdır. Hesaplamalar gelince: özellikle bilgisayar vizyonunda, birçok etkili çözüm doğası gereği üç yönlüdür, eğer böyle şeyler yapacaksanız, kutupsal koordinatlar çok yardımcı olur.
Mikhail V


7

Bu soru, bir pikselin gerçek şeklinden daha çok düzenleme ile ilgilidir.

Altıgen düzenlemelerle ilgili sorun, altıgen bir bölgenin kartezyen koordinatlara dönüştürülmesinin tersi önemsiz olmamasıdır.

Ya ilkel bir Bravais kafes indeksi ile çalışıyorsunuz

https://en.wikipedia.org/wiki/Bravais_lattice

ya da dikdörtgen bir geleneksel hücre ile çalışıyorsunuz ve birkaç iç “temel vektör” ekliyorsunuz. (En küçük dikdörtgen kafes için iki temel vektöre ve en küçük kare kafes için yaklaşık 16'ya ihtiyacınız var).

İlk durumda, bir açı dönüşümü söz konusudur ve ikincisinde her piksel gereksinimi x, yve jbelirtilmesi gereken bir temel indeks vardır .

Bu yüzden sonunda, "kare" pikseller Kartezyen kültürümüzün bir yan ürünü olmalıdır.

Bu arada, bu teknolojiye sahip olmak çok iyi olurdu, ancak mevcut paradigma ile çok uyumlu değil. Aslında biyolojik sistemler, görsel sistemler için kafes üretirken altıgenleri tercih eder. Sineğin gözlerini düşün. İnsan retina ayrıca altıgen köşeye yakın bir şeyi takip eder.

Buraya bakın http://www.kybervision.com/resources/Blog/HumanRetinaMosaic.png ve görüntüler alanına geri dönme http://www.kybervision.com/Blog/files/AppleRetinaDisplay.html

Altıgen bir kafesin görselleştirme için daha uygun olduğuna hiç şüphem yok. Ancak bu şekilde düşünebilirsiniz, mühendisler aşağıdaki ikilemle karşı karşıya kaldıklarında bir görüntü geliştirmek istediklerinde, 1) altıgene geçiş yapar, paradigmayı değiştirir, kod satırlarının ve donanımların üçgeni yeniden yazar 2) "kareler" küçük düşürücüler yapar, bellek ekle, ekran boyutları için piksel cinsinden ölçmek için iki sayıyı artır. Seçenek 2) her zaman daha ucuzdur.

Sonunda kare pikselin mucidinden bir kelime http://www.wired.com/2010/06/smoothing-square-pixels

Kare pikselin mucidi Russell Kirsch, çizim tahtasına geri döner. 1950'lerde kare pikseli geliştiren bir ekibin parçasıydı. “Kareler yapmak mantıklı bir şeydi” diyor Kirsch. “Elbette, mantıklı olan tek şey değildi, ancak kareler kullandık. O zamandan beri dünyadaki herkesin acı çektiği çok aptalcaydı .” Son zamanlarda Portland, Oregon'da emekli olan ve yaşayan Kirsch, kısa süre önce değişiklik yapmak için yola koyuldu Kiremit parçalarıyla çarpıcı detaylara sahip sahneler inşa eden antik çağdaki mozaik üreticilerinden ilham alan Kirsch, dijitalin tıknaz karelerini döndüren bir program yazdı. Değişken şekilli piksellerden oluşan daha yumuşak bir görüntüye dönüştürün. '


2
Bunu söyleyebilirim: 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way oldukça önemsiz mi?
Tim

Evet, (iyi nokta) ama bu koordinat sistemi hala kartezyen değil. Örneğin, "3x3" yüzeyinin "hexmap" bölgesi 9 değil (yaklaşık olarak değil). Açı meselesi değildir, metrik meselesidir, altıgen bir kafes döndürülmüş dikdörtgen (veya kare) kafes değildir.
alfC

Adil nokta - ancak Kartezyen gerekli değil mi?
Tim

1
Dediğim gibi, prensipte değil, bunun bir paradigma problemi olduğunu düşünüyorum. (Kültür teknolojiyi ve teknolojiyi saptırmaktadır, teknoloji izolasyonda zor bir değişimdir).
alfC

Bunun büyük bir paradigma değişikliği olduğu konusunda hemfikir değilim. Tamamen dijital durum için, adresleme değişikliği oldukça basit. Pratik olarak aynı ayrık kümeye ihtiyacınız vardır, böylece "blit" işlevi verilerin nereye yazılacağını bilir. Dikdörtgen kaynaklardan gelen resim verilerine gelince, evet, sorunlar var. Ve altıgen gösterim için bir font oluşturmak, bir kareye göre daha kolay olacaktır (eğimli baş ağrıları).
Mikhail V

7

Doğrusal bir pikselin neden değerli olduğunu anlamak için, sensörlerin ve ekranların üretim sürecini anlamanız gerekir. Her ikisi de silikon düzenine dayanır. Her ikisi de VLSI'nın kökenlerinden türemiştir.

Doğrusal olmayan bir sensör pikselini uygulamanız için aşağıdakilere hazırlıklı olmanız gerekir:

  1. Işığa duyarlı öğeleri doğrusal olmayan bir şekilde yerleştirin (örneğin altıgen şeklinde daireler).
  2. Yükü toplayan telleri (örn. CMOS / CCD) doğrusal olmayan bir şekilde yerleştirin
  3. Pazar taleplerini karşılamak için bu düzeni >> 1M x 1M'ye ölçekleyin
  4. Bilgileri doğrusal bir ekranla eşleştirin (veya enterpolasyon yapın)

Doğrusal olmayan bir ekran pikseli uygulamanız için aynı şeylere ihtiyacınız vardır.

Pek çok insan, foveal kameralar ve görüntüler yapmaya çalıştı (gözlerimizin en iyi olduğu ortada, çevre üzerinde düşük). Sonuç daima doğrusal bir sensörden daha maliyetli ve daha az yetenekli bir şeydir.

Ticari verimliliğin gerçekliği, doğrusal olmayan sensörleri / ekranları hayal edebilmenizdir, ancak şu anda uygun maliyetli veya ölçeklenebilir değildir.


Geleneksel bir kare en-boy piksel algılayıcı, anamorfik bir merceğin arkasında kullanılırsa dikdörtgen pikselli bir taneye dönüşür. Tıpkı bokeh elips hale geldiğinde.
JDługosz

4

Fiziksel olarak kare olmayabilirler. Soyut olarak kare olarak temsil edilirler ve düşük çözünürlükte ekranlarda gösterildiğinde kareler olarak görülürler. Çoğunlukla tembellik ve daha az işlem nedeniyle. Altıgenler gibi farklı şekilleri ölçeklendirmek, piksellerin fraksiyonunu geçerken daha fazla işlem gerektirir. Bir Kare sadece her iki tarafı da sabit ile çarparken. Ayrıca sadece basit bir X, Y konumu yapamayacağınız bir altıgen ızgara çizmeye çalışıyorum.


Tam satırı elde etmek için + x 100% işaretleyin. Ardından bir sonraki satır% + 50 oranında kaydırılır ve% 75 oranında düşürülür. Üçüncü satır, ikinci değerden% -50 (veya ilk satırdan% 0) uzaktır. Bu daha karmaşık olsa da, hala kolay olduğunu savunuyorum - ve standart kartezyenlerin aksine bir Hex koordinat sistemi var - Y'yi 30 ° 'ye kadar eğim . 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way .
Tim

4

Bu soruyu cevaplamanın iki yolu vardır:

  1. Donanımda, piksellerin fiziksel olarak mutlaka kare olması gerekmez, ancak uygun görüldüğü bir görüntü aygıtı üreticisinin şekli veya düzenlemesi ne olursa olsun olabilir. Gerçekte, genellikle kare değildir.
  2. Yazılımda, piksellerin aynı genişlik ve yüksekliğe sahip bir alanı temsil ettiği varsayıldığı için "kare" olarak kabul edilir. Bu, yapıldığında, örneğin büyütüldüğü zaman, kareler olarak çizilmeleri gerektiği anlamına gelmez, ancak görüntünün kare oranlarına sahip bir alanın verilerini temsil etmesi gerektiği anlamına gelmez, aksi halde görüntü bir şekilde gerilmiş görünecektir. Bu tamamen kongre gereğidir.

Her iki durumda da, piksellerin kare olması gerekmez , ancak tamamen geleneksel olarak öyle olur. Örnek olarak: ilk geniş ekranlar aynı donanımda (hem donanımda hem de yazılımda) geniş ekran olmayan ekranlarda olduğu gibi kullanıldı, ancak pikseller kavramsal olarak kare biçiminde değil, kavramsal olarak dikdörtgen (yatay boyut dikey boyuttan büyüktü) idi. standart. Bununla birlikte, yaklaşık bir kare olmayan piksel şekillerinin kullanılması standart değildir ve en azından günlük kullanımda büyük uyumluluk sorunlarına neden olma olasılığı yüksektir.

KISA CEVAP:

Piksel kongre ile kare olarak kabul edilir.


-1

Bir seyircinin POV'sinden şunu söylemek zorundayım, çünkü tipik olarak bunu yine de izlediğiniz ekran dikdörtgendir. Yaygın bir en boy oranı 1920 x 1080'dir. 720 gibi belirli bir uzunluk geçmişte "yüksek tanımlamanın" tanınmasını sağlar. Dairesel veya altıgen piksellerle elde etmek çok daha zor olabilir.


3
İyi dairesel, mozaik oluşturmaz, ancak neden altıgenleri küçültemediğinizi anlamıyorum. Arabadan yaptığım görüntüye bak - sadece bunlara daha mı sığacak?
Tim

Ve bu en boy oranları çok iyi dikdörtgen çünkü şekil pikselleri bir ...
Tim

1
@Tim, mozaikleme, kartezyen ya da düzenli indekslemeden vazgeçtiğinizde "kullanıcı" bakış açısından bu kadar önemli olmayabilir. Retina taşma yapmaz (mükemmel) ve bu bile optimal olabilir (örneğin enir.wikipedia.org/wiki/Moir%C3%A9_pattern veya ışık kırınım eserlerinden kaçınmak için ).
alfC
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.