Un pixel o pixel , ^{[ 1 ]} ​ plural pixeles o pixeles ( neologismo del ingles pixel , derivado del acronimo del ingles picture element , 'elemento de la imagen') es, en informatica, la unidad minima que forma una imagen digital . Esta imagen puede ser mostrada e interpretada por el hardware de un ordenador, por ejemplo, mediante un monitor o una impresora .

Un pixel usualmente se visualiza como un punto o un cuadrado, pero conceptualmente no tiene una forma determinada. Se puede decir que se trata de una muestra abstracta o una unidad de medida de resolucion de pantalla . El pixel no tiene una medida concreta, en cada caso se establece por el fabricante del aparato que los usa, aunque acostumbra a ser del orden de micrometros .

Los pixeles son elementos independientes, pero el hecho que se perciban visualmente como un conjunto es debido a la limitacion de nuestra vision, que hace que se obtenga una sensacion de continuidad. A partir del concepto de pixel, se han derivado otros terminos como por ejemplo voxel (elemento de volumen), texel (elemento de textura) y surfel (elemento de superficie), utilizados por otros procesamientos de la imagen . ^{[ 2 ]} ​ ^{[ 3 ]} ​ ^{[ 4 ]} ​ ^{[ 5 ]} ​

Se considera que Russell Kirsch fue su inventor cuando trabajaba en el Instituto Nacional de Estandares y Tecnologia , y fue la base por el desarrollo de las imagenes digitales. La primera imagen escaneada es una foto de su hijo, del ano 1957. ^{[ 6 ]} ​

Concepto [ editar ]

Ampliando lo suficiente una imagen ( zoom ) en la pantalla de una computadora , pueden observarse los pixeles que la componen, basta con ver esta pantalla a traves de una gota de agua. Los pixeles son los puntos de color (siendo la escala de grises una gama de color monocromatica). Las imagenes se forman como una sucesion de pixeles. La sucesion marca la coherencia de la informacion presentada, siendo su conjunto una matriz coherente de informacion para el uso digital. El area donde se proyectan estas matrices suele ser rectangular. La representacion del pixel en pantalla, al punto de ser accesible a la vista por unidad, forma un area homogenea en cuanto a la variacion del color y densidad por pulgada, siendo esta variacion nula, y definiendo cada punto sobre la base de la densidad, en lo referente al area.

En las imagenes de mapa de bits , o en los dispositivos graficos, cada pixel se codifica mediante un conjunto de bits de longitud determinada (la profundidad de color ); por ejemplo, puede codificarse un pixel con un byte (8 bits ), de manera que cada pixel admite hasta 256 variaciones de color (2 ⁸ posibilidades binarias), de 0 a 255. En las imagenes llamadas de color verdadero , normalmente se usan tres bytes (24 bits) para definir el color de un pixel; es decir, en total se pueden representar unos 2 ²⁴ colores, esto es 16.777.216 variaciones de color. Una imagen en la que se utilicen 32 bits para representar un pixel 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 informacion numerica representada en cada pixel, se debe conocer, ademas 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 segun el sistema de mezcla aditiva. De esta forma, segun la cantidad de cada uno de ellos que se use en cada pixel sera 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 proporcion en que intervienen ambas componentes (se altera el valor de esos dos bytes de color del pixel). En el modelo RGB lo mas frecuente es usar 8 bits al representar la proporcion de cada una de las tres componentes de color primarias. Asi, cuando una de las componentes vale 0, significa que ella no interviene en la mezcla y cuando vale 255 (2 ⁸ ? 1) significa que interviene dando el maximo de ese tono, valores intermedios proveen la intensidad correspondiente.

La mayor parte de os dispositivos que se usan con una computadora ( monitor , escaner , etc.) usan el modelo RGB (modelo de reflexion o aditivo), excepto los que aportan tintes, como las impresoras, que suelen usar el modelo CMYK (modelo sustractivo).

Profundidad de color [ editar ]

Un pixel, comunmente, se representa con: 8 bits (2 ⁸ colores), con 24 bits (2 ²⁴ colores, 8 bits por canal de color) o con 48 bits (2 ⁴⁸ colores); en fotografia avanzada y digitalizacion de imagenes profesional se utilizan profundidades aun mayores, expresadas siempre en valores de bits/canal de color en lugar de la suma de los tres canales. Los primeros son los mas utilizados, reservando el de 8 bits para imagenes de alta calidad pero en tonos de grises, o bien con 256 colores en paleta seleccionada para baja calidad colorimetrica; el de 24 bits es el mas comun y de alta calidad, se lo utiliza en la mayoria de las imagenes fotograficas.

Propiedades [ editar ]

Intensidad de color al pixel [ editar ]

La intensidad de cada pixel es variable: en los sistemas de color , cada pixel tiene normalmente tres o cuatro dimensiones de variabilidad del tipo rojo , verde y azul (modelo de color RGB ), o bien cian , magenta , amarillo y negro (modelo de color CMYK ). A cada pixel, se le asocia un numero digital que corresponde a su nivel de luminosidad en la imagen. El valor de esta magnitud representa la energia electromagnetica capturada y siempre es un numero positivo codificado en binario.

El numero de colores diferentes que podemos representar con un pixel depende del numero de bits por pixel (bpp) o profundidad de color. El maximo numero de colores que puede tomar un pixel podemos encontrarlo elevando 2 al numero de bpp. Los valores mas comunes son los siguientes:

• 1 bpp → ${\displaystyle 2^{1}=2}$ colores, tambien llamado monocrom .
• 2 bpp →   ${\displaystyle 2^{2}=4}$colores, llamado CGA .
• 4 bpp → ${\displaystyle 2^{4}=16}$  colores, esta es la profundidad minima aceptada por el estandar VGA.
• 8 bpp →   ${\displaystyle 2^{8}=256}$ colores, llamado super-VGA .
• 16 bpp → ${\textstyle 2^{16}=65536}$ colores, conocido como Highcolor .
• 24 bpp → ${\displaystyle 2^{24}=16777216}$ colores, llamado Truecolor .
• 48 bpp →   ${\textstyle 2^{48}=281474976710656}$ colores, utilizado para trabajos profesionales.

Todas las imagenes digitales estan formadas por una disposicion de pixeles a modo de matriz, con sus correspondientes filas y columnas que nos daran la localizacion de cada elemento de la composicion. Cuantos mas pixeles se usen para representar una imagen, mas fiel sera al modelo original.

Resolucion del pixel [ editar ]

El numero de pixeles de una imagen se llama a veces resolucion, aunque la resolucion tiene una definicion mas especifica, ya que incluye otros parametros. Los pixeles de una imagen se pueden expresar de diversas maneras: como un unico numero, como en el caso de las camaras digitales, en las que decimos "5 megapixeles" y nos referimos a ellas que tiene 5 millones de pixeles; tambien los podemos definir con dos numeros, como "640 x 480", en los que entendemos que la imagen tiene 640 pixeles de anchura y 480 de altura.

Es importante establecer la diferencia entre los pixeles como elementos de la imagen y los pixeles como dispositivos fisicos capaces de captar luz dentro de la matriz de un sensor digital, aunque es correcto hablar de pixeles con ambos significados.

En informatica, una imagen formada por pixeles se llama mapa de bits o imagen rasterizada.

Pixel cuadrado [ editar ]

El pixel cuadrado es la representacion del punto en formato digital. El pixel es la unidad minima de informacion en imagen grafica 2D , que tanto sirve para la representacion como para el almacenamiento de informacion.

Relacion [ editar ]

En los sistemas de hoy en dia, a partir de la relacion de aspecto y de la definicion espacial , los pixeles se mesuran en unas determinadas unidades. Para el caso de la definicion horizontal ( ${\displaystyle D_{H}}$)se mesura en cpw i, en cambio, la definicion vertical ( ${\displaystyle D_{V}}$) se mesura en cph . Dadas estas definiciones, porque el pixel se considere cuadrado tiene que cumplir la siguiente :

en que ${\displaystyle {W \over H}}$es la relacion de aspecto.

Concepto a partir de la relacion [ editar ]

La relacion anterior pone de manifiesto que, para comparar dos magnitudes ( ${\displaystyle D_{H}}$ i ${\displaystyle D_{V}}$), tienen que contener las mismas unidades. Por tanto, por el caso de ( ${\displaystyle D_{H}}$), si multiplicamos por H (centimetros por unidad de altura), quedan las unidades de ciclos/ ${\displaystyle (\mathrm {cm} ^{-1})}$

Analogicamente, por si acaso ( ${\displaystyle D_{V}}$), si multiplicamos por V (centimetros por unidad de anchura), quedan las unidades de ciclos/ ${\displaystyle (\mathrm {cm} ^{-1})}$

Por lo tanto, ahora ya podemos comparar las dos magnitudes. En caso de que sean iguales, se trata de un pixel cuadrado.

Utilidad [ editar ]

En terminos de exploracion entrelazada , el fenomeno del pixel cuadrado se dio a conocer en la decada de 1980. En aquel momento, la compania Apple tuvo muchas dificultades para poder representar la realidad tal como era; quiso utilizar un sistema de exploracion antiguo en altas resoluciones de la epoca (640 x 200), que deformaban notablemente la realidad. A partir de entonces, se vio la necesidad de adaptar los sistemas de exploracion a las altas resoluciones.

Multiplos habituales [ editar ]

Megapixel [ editar ]

Un megapixel o megapixel (Mpx) equivale a 1 millon de pixeles, a diferencia de otras medidas usadas en la computacion 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 resolucion de imagen de camaras digitales ; por ejemplo, una camara que puede tomar fotografias con una resolucion de 2048 × 1536 pixeles se dice que tiene 3,1 megapixeles (2048 × 1536 = 3.145.728).

La cantidad de megapixeles que tenga una camara digital define el tamano de las fotografias que puede tomar y el tamano de las impresiones que se pueden realizar; sin embargo, hay que tener en cuenta que la matriz de puntos esta siendo distribuida en un area bidimensional y, por tanto, la diferencia de la calidad de la imagen no crece proporcionalmente con la cantidad de megapixeles que tenga una camara, al igual que las x de una grabadora de discos compactos.

Las camaras digitales usan componentes de electronica fotosensible, como los CCD (del ingles Charge-Coupled Device) o sensores CMOS , que graban niveles de brillo en una base por-pixel. En la mayoria de las camaras digitales, el CCD esta cubierto con un mosaico de filtros de color , teniendo regiones color rojo, verde y azul ( RGB ) organizadas comunmente segun el filtro de Bayer , asi que cada pixel-sensor puede grabar el brillo de un solo color primario. La camara interpola la informacion de color de los pixeles vecinos, mediante un proceso llamado interpolacion cromatica , para crear la imagen final.

Dimensiones de imagen segun proporcion y cantidad de pixeles

Para saber el numero total de pixeles de una camara, basta multiplicar el ancho de la imagen maxima que puede generar por el alto de la misma ?desactivando previamente el zoom digital ?; tambien es posible dividir el numero de pixeles de ancho entre el numero correspondiente al alto, y conocer la proporcion de la imagen obtenida.

Formato	Resolucion de pantalla	Relacion de aspecto	Megapixeles
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)	1.31072
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

Gigapixel [ editar ]

Un gigapixel (Gpx) equivale a un millardo o mil millones de pixeles, 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 informatica . Usualmente se utiliza esta unidad para expresar la resolucion de imagen de camaras digitales .

Existen camaras digitales capaces de realizar fotografias en gigapixeles, como por ejemplo la ARGUS-IS de la Agencia de Proyectos de Investigacion Avanzados de Defensa (DARPA) ^{[ 7 ]} ​ y la "super camara" desarrollada por David Brady y su equipo de ingenieros de la Universidad de Duke . ^{[ 8 ]} ​ ^{[ 9 ]} ​

Subpixel [ editar ]

Muchos sistemas de adquisicion y reproduccion de imagen, por varias razones, no son sensibles en los diferentes canales de colores de un mismo lugar. Esta aproximacion se suele resolver usando multiples subpixeles, cada uno de los cuales soporta un unico canal de color.

En este tipo de sistemas que utilizan subpixeles, se pueden realizar dos tipos de aproximaciones:

• Los subpixeles pueden ser ignorados, tratando los pixeles como la unidad mas pequena a la cual nos podemos dirigir en una imagen.
• El subpixel puede ser incluido en los calculos de representacion ; esto supone una mejor resolucion del color de la imagen resultante, aunque el proceso de representacion sera mas largo.

Vease tambien [ editar ]

• Voxel
• Texel
• Pixel muerto
• Resolucion de pantalla
• Tesela
• Dot pitch

Referencias [ editar ]

Enlaces externos [ editar ]

• En "articulo enmendado" (avance de la 23a. edicion del Diccionario de la Real Academia Espanola, aparecen las dos ortografias de esta palabra.
• Foto de 2,54 Gigapixels, va cargando a medida que se hace zoom con el raton.