在学习图像处理艺术时,我们有必要先对其理论基础有一个本质性的理解,这里我们以实际的物理硬件与形象化的思维概念,从无到有的了解图像是怎么产生的?像素又是何方神圣?带着这些疑惑,让我们跟像素这个“美人”来场心与心的“碰撞”吧!

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一、像素“外貌”基础特征

假设我们将像素形容成各种不同身材的美女,那么像素也是一样,有高的、矮的、胖的、瘦的比例,通过以下图文描述,让我们深入了解像素的“外貌”特征吧!

║ 标准像素:

姓名:标准像素(px)

身材:标准方形(1:1)

颜值:黑白/彩色

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║ 像素(PAL制式 --中国)

姓名:PAL制式像素(px)

身材:微胖矩形(1:1.09)

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║ 像素(NTSC制式--美国)

姓名:NTSC制式像素(px)

身材:苗条方形(1:0.9)

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║ 像素(宽屏像素--电影)

身材:丰满矩形(2:1)

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注:以上像素的颜值并不是说它有多美,仅仅是表达其是彩色或黑白色的抽象概念。

物理硬件:CCD/CMOS 上光电感应元件

理论基础:构成一张完整图像的基本元素

二、像素的起源

在探讨像素的概念时,这里就不得不提到图像是怎样保留下来的?传统照片是通过胶片相机的底片进行存储,它可以通过曝光的方法捕捉光信息并生成图像,再由后期加工转为我们熟知的照片图像。

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随着时代的发展数码相机逐渐替代中低端市场,保留图像的方式则以感光耦合元件(CCD/CMOS)替代传统底片存储图像,它拥有传统底片无法重复擦写的先天优势,因此更适合中低端市场的应用。大概原理是通过感光元器件上的无数感光点捕捉RGB光颜色,从而达到保存图像的目的,这里所说的感光点元件,也就是我们平时生成像素的物理硬件。

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三、像素的位深

我们上面已经了解像素颜值指的是像素是否带有色彩,除此以外我们还需要知道如何表达颜色的数量?形容颜色数量的专业术语,通常是用 bit(位深/比特)表示,目前分别包含8 位、16 位、32 位,这里位深数值越大则表示图像包含的颜色越多。一般我们称8 位图像为照片级色彩,也就是说实际上处理照片8 位色彩已经很好了,当然图像包含16 位或32 位颜色信息会更多,画面细节也会更加细腻,同时处理图像时 CPU 占用率也会更高。

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四、像素的比例

上文我们大概描述了像素的比例,它并不一定是 1:1 的方形像素,也可以是其他比例的矩形像素,但是在这里我们不得不产生一个疑问,为什么不统一像素的大小呢?由于像素在传统电视与电影领域的应用不同,从而也就导致了像素比例不统一的现象,例如我们中国大陆的电视是以PAL制 1:1.09 的像素宽高比拍摄视频,又或者电影领域宽像素2:1的像素宽高比,由于胶片的格式不同,因此电影行业的像素比例也就更加无法统一。随着科技的发展,像素正逐渐统一为 1:1,相信不久的将来,你不用再纠结像素的宽高比例到底怎么设定的了,目前你仅需了解标准像素的比例是 1:1 方形的。

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总 结:

相信你在通过上面的图文已基本了解像素这个“美人”到底是何方神圣 ,它是我们图像处理领域需理解的基础知识,期待我们下次再次相遇,如果你也是图像处理艺术的爱好者,欢迎吐槽关注,下节我们将继续了解关于图像的分辨率与屏幕分辨率有何区别?那么本节到此就结束,记得要常复习哦!

注:由于本人能力有限,以上仅代表个人观点,如有任何错误,欢迎指正。

作者:孙中跃,编辑排版:马梦云,本文唯一发布平台源于网易号视效科学小知识,原创文章禁止转载。